加强STS教育，营造研究环境
添加时间: 2006-6-21 6:23:11 作者: 物理参考 阅读次数:78 来源: http://www.d9soft.com
一、命题提出的依据
在高中物理教学中，加强STS教育，营造研究环境。其理由如下：
1、是时代发展的需要。
世纪之交，世界将面临新技术革命的挑战，中国要在新世纪的挑战中立足甚至赶超世界强国，当务之急是加快教育改革的步伐，提高全民族的科技素质。邓小平同志曾经指出：“我们要在科学技术上赶超世界先进水平，不但要提高高等教育的质量。而且首先要提高中小学教育质量，按照中小学生能接受的程度用先进科学知识来充实中小学教育内容。”作为基础教育一部分的物理学科实在是义不容辞责无旁贷。
2、是培养跨世纪创新人才的需要。
江泽民主席站在时代和民族未来的高度指出：“要迎接科学技术突飞猛进和知识经济迅速兴起的挑战，最重要的是坚持创新。”知识经济时代要求重视学生创造性学习能力的培养，要求学生学习的性质由单一接受性逐渐转变为研究性、创造性；要求教师不仅要重视知识的传授和能力的培养，更要重视激发学生的学习兴趣，培养学生的创造性思维能力，使他们形成有效的学习策略，养成良好的学习习惯。这一切都有赖于师生共同进行的研究性教学。这是新世纪教育发展的必然趋势，也是知识经济时代发展的要求。
３、是进一步深化基础教育改革的需要。
《素质教育在美国》一书的作者留美博士黄全愈在一次讲座中讲到：为什么我们的学生起跑领先，终点落后？在国际奥林匹克学科竞赛中名列前茅，却没有人能获得诺贝尔奖？造成这种后果的原因是多方面的，其中重要原因之一是我们在中小学教育中给学生动手实践、动手操作的机会太少。STS教育的加强将有助于改变这一现状。如：在课堂上例举一些联系生产、生活、社会实践中的实际问题；开展形式多样的科普专题讲座、课堂讨论、实验探索、小制作比赛、撰写科普小论文、调查报告等等，创设一种培养学生创新精神和实践能力的教学环境，使之敢于真实地表现自己，充分展示自己的个性，联系实际、贴近生活，深入思考问题，才能创造性地挖掘和发挥自己的潜能。因此，教师必须转变传统的学生观，做到以学生的发展为本，建立民主平等的师生关系，变教学为“导学”，为学生主动探索、培养学生积极的学习情感创设各种条件，使课堂成为情感的、灵动的、开放的课堂。我们要倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养他们搜集和处理信息的能力，获取新知识的能力，分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。
4、STS教育为研究性教学提供了丰富的教学资源和活动空间。
STS教育是本世纪20～30年代一些发达国家率先提出的。其基本理论认为：科学是通过它的理论，更是通过它的应用被大多数人所认识，并在社会生活中普及的，学生在学校学习应当力图使其在对实际问题的研讨过程中认识和掌握科学知识，应尽量让学生在创设的实际情境中去理解、认识科学概念和规律。这一教育理论的基本特点是：重视科学知识在社会生产和生活中的应用，强调基本理论的实用性和社会价值，强调教学内容要现代化、社会化，注重学生从实际问题出发进行学习。通过STS教育不仅能使学生掌据基本的知识和技能,懂得知识的实用价值；而且更能使学生关注社会、了解社会，为学生的研究性活动开辟了广阔的天地，拓宽了研究的视野，以及初步掌握研究问题的一般技能和方法。
二、加强STS教育，营造研究环境的实践
（一）、优化现行的物理学科课堂教育，使其成为加强STS教育的重要基础阵地。
1、让生活进入课堂
大千世界，物理现象比比都是，而我们往往熟视无睹。在这些司空见惯的物理现象中有很多较强的启发性、代表性和应用性，可以将其转化为物理问题，进入物理课堂。由于这些问题取源于生活和生产，可以使学生认识到物理学习的现实意义，认识到物理知识的价值。这样更容易激发学生的好奇心和兴趣，更能激发学生创新思维的发展。
（教学实例）在“透镜成像”教学中，先让学生观察一个生活实例：在圆形玻璃容器内盛满水，竖直插入一筷子，平视水中的筷子，这部分会明显变得粗壮（如图一所示）；再把筷子由近及远地移动，还会看到筷子变得越来越粗，这是何道理呢？
由于这是一个来源于生活实际问题，学生都很感兴趣，纷纷发表看法。但追究理由时学生就讲不清楚是何道理，那么为什么呢？从而很自然地引入“透镜成像”的讨论。等成像规律讨论结束后。又提出以下问题：一个大人和一个小孩来照相馆拍二张单身照，先大人拍，再小孩拍。要求照片上的头像差不多大，摄影师应如何调节？学生也纷纷发表意见，在讨论中把透镜成像规律应用到实际问题中，使学生体会到知识的价值，体会到知识的魅力。
2、强化方法教学
在传统的物理教学中，重理论轻实际，重结论轻过程，重习题训练轻方法教育。这必将导致研究物理的科学研究方法的价值大量消失，而恰恰相反，这些科学方法，是无数科学家的智慧结晶，是物理学的精髓所在。科学方法体现在具体的物理研究过程中，只有把研究过程充分合理地展现出来，学生才能体会到科学方法的重要意义，才能自觉地学习科学方法。在此过程中，教师应发挥主导作用，重点剖析一些综合性、探索性较强，充分体现科学方法的课题。让学生感受到科学研究中科学方法的无穷魅力，在潜移默化中受到科学方法熏陶和教育。
（教学实例）在“牛顿第二定律”教学中，教学流程设计为：
设问（提出问题）： 为了研究物体的a、M、F三者的关系，且三者相互影响，如何研究？
提出控制变量法： 先控制M不变，研究a与F的关系；再控制F不变，研究a与M的关系。
提问： 小车的受力如何？摩擦力f的存在给实验带来许多麻烦，f如何抵消呢？
提出平衡摩擦力法： 利用斜面把物体所受的摩擦力f与重力的分力相抵消。（如图二所示）把木板成为斜面，从而使绳子的拉力等效为小车的合力。
再提问： 拉力F如何改变？（学生答）通过改变砝码的质量来实现。
设问： 砝码的重力等于拉力F吗？二者有何关系呢？
提出近似法： 在小车的质量M＞＞砝码质量m时，拉力F≈mg。
在上述课题中，从实验设计，实验条件的控制及实验方法的选择上都用了多种科学方法，让学生领会到这些科学方法的作用，有利于培养学生良好的科学品质，创造性思维和探索能力。
3、拓宽STS教育的内容
现代科技的发展日新月异，很多的高科技问题与中学物理具有一定的相关性。我们在教学中要不失时机地介绍一些现代科技成果，如：在讲“带电粒子在磁场中运动”一节时，抓住其实质再讲述有关回旋加速器、磁流体发电机、质谱仪等仪器的原理、作用。这就要求我们教师要紧随时代步伐，及时捕捉反映科学前沿与动态的最新消息。如：我国发射“神舟”载人试验飞船、超导悬浮列车的试运行、低温的获得、纳米技术的发展及应用等等。这样能极大地激发学生的学习兴趣，增强物理学习的信心，又可以破除学生对科学的神秘感，坚定探索科学奥秘、献身科学的信念。
4、重视实验设计思想的展示和创新
物理实验现象本身就具有鲜明、直观的特点，能够激发和满足学生的好奇心，求知欲。在教学中我们要重视实验思想的展示和创新，充分发挥学生的创新才能，让其不唯书、不唯教师，大胆创想。
（图三）三）（
（教学实例）在做“压缩气体、气体内能增加”的实验中，简内易燃物产生明亮的火花给学生留下了深刻的印象。而实验研究的对象是什么？为什么简内放易燃物？为何迅速压活塞？等等重要问题，在学生的脑海中仍不清楚，不明确。若在教学中改变上述做法，而是在实验时先不放易燃物压缩空气，让学生讨论空气内能是否增加？这时学生感到困惑不解；再让学生创想内能增加与否能看得见吗？从而自然引出一个实验设计的问题情景：怎能变“不可见”为“可见”。顺着思路展开实验教学过程。这样不但极大地增加了实验的教学功能，而且激发了学生的创造思维。
又如在“电阻定律”教学中，为了增强电阻率随温度变化的感性认识，设计了如下实验：①小心地割去60瓦灯泡顶部的玻璃组成图三的演示装置。②用酒精灯在灯丝下方加热。③观察电表指针的变化情况。④再移去洒精灯观察指针的变化情况。这一动态观察，直观、鲜明，弥补了温度可以改变电阻率这一感性缺陷。
5、提高建模能力
STS教育的内容已在近几年的高考卷中充分体现出来了。笔者统计了2001年的高考理科综合试卷，单物理部分而言，STS的内容涉及了14个小题，共85分，占物理部分的68%。这就要求我们在平时的教学中，要充分挖掘素材，寻找知识间的渗透点和切入点。由于STS的内容具有综合性、复杂性、多样性，且各因素相互交结在一起，学生不能抽象出问题的本质特征，导致建立模型困难。因此在教学中应尽可能联系实际问题，通过实际情景来提高学生处理实际问题的能力。
平面镜
激光器
天花板
（图四）
例如：2001年高考上海卷中第13题，利用超声波测速仪测量车速。主要考查学生处理实际问题的能力，要求学生将实际的对象和过程进行理想化的抽象，建立相关的物理模型，从而解决问题。
（二）、开设STS教育的活动课，使之成为STS教育的活动阵地。
由于STS教育内容涉及科学、技术、社会三个方面，内容广范，这就决定了STS教育的形式和手段必须是多样化的，必须冲破传统的课堂模式，实行开放式教学。
1、开设开放性实验，增强学生的动手能力
开放性实验作为物理学科实验素质能力培养的有益补充。结合教材中的小实验、演示实验、开发（改进）实验仪器，结合生活、生产中遇到的实际问题进行小制作、小发明，提高学生对物理知识的学习兴趣。在实验中动手、动脑、手脑并用，最大限度地开发学生的创造力。如：为了研究“物体的微小形变”时，把微小形变很直观地展示出来，在开放性实验中发明了以下装置（如图四），通过激光器在天花板上的光斑移动，把桌面上的微小形变放大地显示出来。
2、建立课外实践活动基地
除了常规的兴趣活动外，还可以结合本地实际情况，利用社会关系建立一些科技实践基地。开展一些土壤成分、环境等问题的调查；深入到一些养殖户中，开展试验；参观厂矿、企业，了解科技发展情况。充分调动学生学习与活动的积极性，加深对“知识是第一生产力”的认识，树立起为社会服务的信念。
3、开设有关STS教育的选修课
结合学校的课程设置，利用选修课拓宽STS教育的内容。在高一、高二年级中先后开设了“创造发明技法”、“航空航天技术”、“生活物理趣谈”、“物理方法谈”等内容，不断丰富STS教育内容，使之成为与学生共同探索、共同学习、共同研究的窗口。
三、初步收获
1、通过STS教育，增强了学生的现代科技意识
在STS教育中，通过引导学生学习现代科学技术的新发展、新成果、新技术，以及现代科学技术的重要应用，使学生意识到现代生活离不开现代科学技术。抽样调查表明，学生学习现代科学技术的兴趣明显提高了，关心现代科学技术信息和社会热点问题的学生越来越多。
2、通过 STS教育，增强了学生的社会责任感
在STS教育中通过引导学生接触一些重大的社会问题，如环境保护、能源危机、噪声污染等，使学生意识到现代科学技术高速发展的同时也带来了一些严重的社会问题，从而增强了学生的社会责任感。例如，针对水资源缺乏，如何使生活废水再利用这一问题。我校学生设计了“生活废水再利用水箱”，即在现有的抽水马桶上再串一个水箱，另一头跟洗脸盆连接，通过洗脸盆的废水作为抽水马桶的水源，从而实现了生活废水的再利用。又如：针对我县桑园土壤酸碱度日益严重，已严重影响我县蚕桑业的现状，我校学生组成科技兴趣小组利用节假日，深入桑园田间，进行采土取样、化验、研究治理方案，并付之实践，取得了良好的效益。这一治理方案受到了蚕农和县蚕业站的高度评价。撰写的科技论文《海盐县桑园土壤酸碱度的调查和治理对策研究》一文，在2001年浙江省首届中学生研究性学习成果评比中获一等奖。由此可见，学生的社会意识、社会责任感明显增强。
3、通过STS教育，提高了学生应用物理知识解决实际问题的能力
在STS教育中，通过引导学生注重联系工业生产和日常生活实际，使学生在学习知识的同时学习了知识的实际应用，改变了过去那种重理论知识轻实际应用的趋向，提高了学生正确应用知识的能力，使学生愿意把物理知识应用于实际当中，进行创造发明和技术革新。如：针对目前市场上塑料袋封口机，宜损坏、价格贵的现状。我校学生利用物理知识电与磁的关系，把封口机上的触点式开关，改为通过磁场控制的干簧管，并用于实际生产中，受到了工人师傅们的好评。此项发明在2002年的加兴市第16届创新大赛中获一等奖。通过STS的教育，学生利用知识解决实际问题的能力明显提高，在全国物理知识竞赛中缕创佳绩。如：2001年的全国物理知识竞赛中有三人分获全国一、二、三等奖，数人次获省、市级奖。
以上只是本人在加强STS教育中的一些尝试，恳请同行指正。
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