STS是科學(Science)、技術(Technology)和社會(Society)三個單詞的英文縮寫。STS教育起源于英、美等發達國家。1980年國際科學聯盟委員會和聯合國教科文組織在澳大利亞墨爾本召開的STS教育國際會議上,一致同意把STS教育看作“一個對今日學生進行理科教育最適合的方法”。
STS教育是以學生日常生活中的問題或與科技發展有關的社會問題為主題,在教師指導下,學生自主設計解決問題的方案,在參與解決問題的過程中學習科學知識和方法,并形成科學的態度和價值觀。在上海二期課改中,新的中學物理課程標準明確提出,中學物理課程的目標是培養學生的科學素養,而在初中物理課程中滲透STS教育是實現這一課程目標十分有效、也十分必要的教育和教學方法。在初中物理課程中滲透STS教育,可以激發學生的學習興趣和積極性,拓展他們的視野,使學生以更高的熱情投入到物理學習中。通過STS教育,學生不僅可以認識到物理是有趣的,而且是有用的,從而樹立起正確的科學觀、世界觀和價值觀。
物理教材為教師組織課堂教學提供了良好的素材,是實現物理課程教育和教學目標的知識載體。為此,編者特意在上海版初中物理教材中安排了一定比例的STS教育內容,體現了要對學生進行STS教育的思想和課改理念。
1 STS教育內容選取的三個原則
(1)適應 所選內容與學生的知識水平、思維能力、社會生活相適應;與物理學科的特點相適應,通常要包含一定的物理規律或原理。
(2)適量 所選內容量必須有所控制,STS內容是為闡述物理規律或原理服務的,因此量不易太多,切勿喧賓奪主。
(3)適時 所選內容必須與當前教學內容同步,必須是恰好反映了當前所學規律或原理的內容。
(4)適度 選取內容時,不要一味地求大、求全、求深,應該選取與教學內容緊密聯系的某一部分、某一方面、某一個點,做到廣度適中、深度適當。
2 STS教育內容的兩種呈現方式
上海版初中物理教材是以閃點式和專題式兩種方式將STS教育的內容滲透其中的。
(1)閃點式
為了保持教材整體結構的完整性,在不影響正常行文的前提下,在課文中以“你知道嗎”這種小欄目的形式插入與當前所學物理知識密切相關的自然知識和科技知識。這些知識內容貼近生活,聯系實際,可以極大提高學生的學習興趣,以及對所學知識的理解和應用能力。在初中物理全部四冊教材中共有52個“你知道嗎”,平均分布在十個章節(包括序言)中。
這個“你知道嗎”是有關“神舟”號飛船的測控知識,安排在“測量的歷史”這一節中。同學們在學習了質量、長度、時間等基本測量知識后,通過這個“你知道嗎”可以了解先進的GPS測控技術,從而深刻體會測量的重要性和復雜性。而且,通過閱讀這個“你知道嗎”,同學們還了解到我國航天事業取得的巨大成就,從而增強愛國熱情和民族自豪感。(圖1)
這是一個科學在技術上應用的典型實例。將浮力知識與輪船聯系起來,把輪船船體上的載重線與密度計的刻度線進行類比,可以幫助學生加深理解阿基米德原理,提高學生的學習興趣,使學生認識到科學源于生活,來自實踐。而且,這也真正體現了從生活走向物理,從物理走向社會的課程新理念。(圖2)
(2)專題式
在章節的最后,以“STS”專欄的形式呈現。與“你知道嗎”小欄目相比,它的篇幅要長一些,表現形式更加豐富(既有照片,又有表格、剪報等),所介紹的知識更加綜合,所反映的問題更加深刻,通常是反映科學技術的發展及與人類社會的互動關系。它可以提升學生對科普知識的閱讀興趣和理解能力。
“STS”專欄共有19個,分布在八個章節中,其中屬于介紹科學發展史的有4個,屬于介紹技術設計與應用的有12個,屬于介紹當代重大社會主題的有3個。當然這三個方面的主題相互交叉,無法嚴格區分,只是側重點有所不同而已。
這個STS展示了望遠鏡的發展歷程:從三星堆出土的青銅器到伽利略的折射望遠鏡一直到現代的哈勃太空望遠鏡,它反映了人類探索未知世界的強烈愿望,以及為之所做出的巨大努力。望遠鏡不僅僅是一個簡單的光學儀器,其實它的發展過程,就是科學技術的發展過程,就是人類對宇宙認識不斷深化的一個過程,也就是人類社會發展進步的過程。而且,這部分內容也可以作為光學知識的應用,讓同學們在學完光學內容后自己閱讀,從而加深對光學重要性的認識。(圖3)
STS“熱機能源環境”,從學生熟悉的熱機為切入點,逐步擴展到與人類可持續發展密切相關的能源危機、環境保護等重大社會問題,使同學們切實感受到節能和環保的重要性和迫切性。同時,讓同學們意識到科技的發展也會給人類帶來困難和挑戰,從而對科技有一個全面辯證的認識。(圖4、圖5)
3 STS教育內容的教學建議
教材中的這些STS教育內容都是編者精心選取的,與教學內容聯系緊密,與社會生活和科技常識密切相關,具有一定的代表性和典型性。因此,教師應該在教學課堂中充分利用好這些STS教育的素材,激發學生的學習興趣,提高課堂教學效率。具體來說,可以采用下列方法:
(1)作為課堂教學的引言。這樣可以引起學生的注意,使他們有興趣聽下去,最后再用所學的規律對它作出深入的解釋。
(2)作為對于某一規律或定律的應用,在課堂上進行較深入的講解,必要時可適當拓展部分內容。這樣可以拓寬學生的知識面和視野,加深學生對規律或定律的理解。
(3)讓學生自己閱讀,然后給出幾個問題,讓學生自己解答,或讓他們寫一篇科學小論文說明某一問題。這種形式能夠檢驗學生是否真正理解了物理規律或定理,表達學生對某一問題的觀點和看法。
(欄目編輯鄧 磊)