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STS教育在物理教学中的合理渗透  

2012-07-13 12:08:10|  分类: 初中物理教材教法 |  标签: |举报 |字号 订阅

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STS教育在物理教学中的合理渗透





 

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STS教育在物理教学中的合理渗透



  作者:张郿  

近年来,国际上许多国家对其基础科学教育的内容与标准都进行了各种形式的改革。这些改革的特色之一,是将“科学、技术与社会”(s'rs)的内容融人到基础科学教育之中.这也是在科学教育中关注人文因素的表现。在这样的背景下,中国也正在对其基础科学教育的内容标准和教材进行大力度的改革。

由于课堂教学在今后很长一段时间里仍是我国学校教育的主要形式,因此,采用何种方式在课堂教学中进行sTs教育是一个关键问题。物理实验教科书中STS教育主要是在学科课程的基础上采取渗透式的教学.而与物理有关的案例是不胜枚举的.教师在课堂教学中实施STS教育的重要环节在于选取恰当的、合理的STS教育内容,以有效地达到“进一步提高全体学生的科学素养,为学生终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础”的教育目标,那么,教育内容的选取则不应忽视以下几个方面:

 

一、用一分为二的观点认识科学

一般来说,科学技术祠顺都是直接或间接与社会相联系的,强调科学技术的社会意义是当前科学教育的一个重点乍科学技术的飞速发展,对社会的影响越来越大,科学社会化和社会科学化成为当前科学与社会之间关系的真实写照。近一个多世纪以来,人类在享受近代工业革命和现代科学技术带来的高度物质文明的同时,突然发现自己正亲手制造着对自身生存与发展的严重威胁。江河污染、土地沙化、洪水泛滥……是的,科学是一把“双刃剑”,人类在利用科学技术造福于社会的同时一定要慎重地考虑它的负面影响。因此,我们必须用一分为二的观点认识科学技术与社会的关系、也就是说.应该有一点、应该听一点悲观的论调。

STS教学就是针对科技所带来的社会问题,为培养具有科学素养能力的公民而发展的科学教育理念。在实验教科书中,STS教育的思想有所加强。例如,在《物理·必修2(广东版)))能源的开发与利用中介绍了2003年8月美国东部的一次大停电给社会、居民生活带来的影响。当然,这方面的例子还有很多,如著名的切尔诺贝利核电站事故、博帕尔毒气泄漏、世田谷通信中断等,通过}1'这些高科技事故的反思,应该使学生懂得,世界上重大科技事故儿乎都与现代科学技术的应用有关,客观上表明了科学技术的发展史同时是一部灾难史。此外,可以通过对臭氧层的保护、用电安全问题、噪声污染、电磁污染、光污染、环境保护、能源利用等社会热点问题的探讨、研究,强化学生的群体意识,强化使命意识,强化未来意识,眼下当务之急,就是强化一点忧患意识。这就是STS教育理念倡导的科学与人文的结合。

 

二、两种文化的交融

随着科学的发展和深人,一令相应的趋势是,科学教育也越来越专业化。这种向学生传搜具体的科学知识的倾向.将影响到所培养出来的一代人的知识、技能结构以及基本素质。在这样的目标下培养出来的,即使是很杰出的人才,也很可能大多数只是某个狭窄领域的专家。时代和社会并不需要人人成为物理学家,但要求人人都要有较高的科学素养和对急速发展变化着的时代有较强的适应能力。STS教育可以从根本上改变传统教育的不足。新课程强调让学生认识科学、技术、和社会的交互影响,理解科学技术发展的整体化、综合化特征,重视物理学与其它学科的联系和融合。在新课程观下,学科严重分野的陈旧观念被抛弃。

除了考虑到物理与生物、化学间的相互融合,同时不应忽视的、是两种文化的交融。英国有一位叫做G.P.斯诺的物理学家曾在剑桥大学发表了一篇题为《两种文化与科学革命》的演说,引起世界范围的强烈反响。在演说中他指出:我们这个时代.实际存在着两种文化,一种是人文知识分子所代表的人文文化,另一种是科学家所代表的科学文化。两者之间有着很深的鸿沟。这种分离和对立,对整个社会,特别是青年人,是一种很大的损失。新的课程标准也在努力弥合这两种文化的裂痕,提倡文理交融,使学习者受到科学与人文相结合的一种教育。我们已经认识到,使今天的青少年成为某一方面的人才,并不是我们教育的全部目标,尤其不是基础教育的全部目标。新课程对科学史的专注,可以说对沟通两种文化起到了一定的“桥梁”作用。

 

三、科学史的教育功能

新课程标准在对STS教育内容的引人中,科学史和科学过程成为重要的核心组成部分之一。例如,《物理卜必修(人教版)》设置的“STS栏目”中有“从伽利略的一生看社会与科学”等内容。还有“科学足迹”栏目,介绍了物理学家、物理发现等物理学史知识。《物理课程标准》指出:“科学过程是科学家群体从事科学活动的智力劳动。·科学发展的历史表明,每一个科学上的新发现,特别是具有重大意义的科学发现,都为后继者提供宝贵的教益和启迪。”

当然,科学史的教育功能不止于此。首先,科学史教学对于科学教学本身具有帮助;其次,近年来出现的另一个趋势是,在基础科学教育中将科学史同科学哲学结合起来(例如对于在历史上科学革命中出现的重大变革的本质的说明以及对科学与伪科学的划界问题的介绍),这尤其有利于培养学生批判的头脑,也有利于学生了解真正的科学精神;最后,科学史教育可以帮助学生认识科学是一种文化。科学在本质上是一种人类的活动,在其发展的过程中,深深地打上了人类的烙印。教材中“原子模型的建立与发展”的教学就是最好的例证:从汤姆逊的“葡萄干布丁”模型到教科书中介绍的卢瑟福原子模型,再到混合了量子假说的玻尔模型,它们都是逐步完善文是存有缺陷的,现代物理学中的原子模型是完全建立在量子力学基础上的,但仍不会是最终模型,它将随着人们对微观世界认识的进一步发展而发展。可以看到,一个模型的提出往往经历漫长的时间,涉及众多的科学家,各种力量在这里交锋,各种观点在这里相撞,各种智慧在这里闪烁。剖析这段侧晓,会使我们清楚地看到各种方法的效能和局限性。所以,把科学史作为物理课程的一个维度,可以显示科学理论的形成是一个不断探究、深化和修改的过程,让学生更好地理解科学的本质,划清科学与伪科学的界线。

 

四、科技前沿性问题

作为一门近代科学,物理学的创立已有三百余年的历史。在这三百多年里,像一切近代科学一样,物理科学知识、理论、方法及应用的发展步伐呈现加速的趋势。例如,近代物理学的两大基石一相对论和量子论,就是在20世纪初期确立的。没有它们,今日的核能利用、激光、电脑、乃至纳米技术等,都是不可想象的,但它们已经存在近百年了。然而,在我们传统的物理课程中、大约有9S%的内容都是1901〕年以前的。就是说,中学物理教材内容长期以来以经典物理学为主,对现代科学技术的发展及社会相关问题的反映还不充分。所以,新课标在规定教学内容和活动建议时在这方面给予了充分考虑,一般以课题研究或实践性课题的形式呈现。选择一些科技前沿性问题作为课题研究的内容,可解决中学物理课程内容的陈泪,弥补教材的不足,缩小中学物理课程与当代新科技的距离,引导学生走近现代物理,开阔他们的视野。

 

新课程增加了许多反映科技新进展和时代性较强的内容,如在《物理课程标准》的必修模块2的“经典力学的成就与局限性”主题中,介绍了相对论的时空观和量子化现象;在必修模块1的“相互作用与运动规律”主题的活动建议中,有“通过听讲座、看录像等活动,了解宇航员的生活,了解在人造卫星上进行微重力条件下的实验,尝试设计一种在人造卫星或宇宙飞船上进行微重力条件下的实验方案”等内容。此外,涉及到科技前沿间题的案例还有很多,教师可以通过一些专题讲座将学生的视野从学校延伸到社会,从基础物理延伸到现代科技前沿。比如:阿尔法磁谱仪与暗物质、刹车时车轮被抱死的利与弊、信息高速公路、温室效应等。新课程中大量新内容的出现对教师的知识结构提出了巨大的挑战,教师只有不断地学习,才能适应新课程的要求。






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