高中物理活動教學中STSE教育案例的設計與應用

摘要：基于高中物理活動教學實踐，探討分析優(yōu)設STSE教育案例的意義和原則，并結合活動課教學進程，探索STSE教育案例的具體應用策略，力求使學生在形象生動的STSE教育案例指引下充分融入活動課堂，體驗活動過程，收獲活動成果。

關鍵詞：高中物理；活動教學；STSE教育；案例設計；應用策略

STSE即Science（科學）、Technology（技術）、Society（社會）、Environment（環(huán)境）的詞匯縮寫。科學利用STSE教育素材，優(yōu)化設計活動教學案例，提升活動教學實效，促進學生科學態(tài)度和責任素養(yǎng)的培育，是高中物理活動教學研究的重要課題。

一、 活動教學中優(yōu)設STSE教育案例的意義

1. 有助于創(chuàng)設活動情境，激發(fā)活動興趣

巧妙融合豐富多彩、生動活潑的STSE教育案例，能為學生優(yōu)設出形象的活動情境，激發(fā)他們參與活動的興趣和熱情。STSE教育素材富含各種鮮活的、快樂的現(xiàn)實“故事”，不像教材中的公式、定理和定律那樣“呆板”，而多了許多活力，更易于激起學生的活動興趣。

2. 有助于捕獲活動細節(jié)，激活問題焦點

巧用典型的STSE教育案例，能指引學生深入物理活動場景，捕捉微妙的活動細節(jié)，聚集問題焦點，經(jīng)過從案例中提出問題、分析問題、科學猜想、設計實驗、驗證猜想、獲取規(guī)律等有序活動過程，摒棄一些“任性”，收獲更多的理性認識，培養(yǎng)嚴謹?shù)奶街獞B(tài)度。

3. 有助于提升活動能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神

STSE教育案例為我們鋪設了從事質疑、探究、合作、創(chuàng)造的良好素材。在典型案例情境支持下，能促使學生們深入活動過程，發(fā)揮敏銳的觀察力，細致把握活動中的物理現(xiàn)象、變化和規(guī)律，養(yǎng)成求異思維習慣，提升活動學習能力；并學會拓展學習，獲得個性化見解，創(chuàng)造性地解決物理問題，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。

4. 有助于培育活動情感，形成科學素養(yǎng)

巧設STSE教育案例，還能有效增添學生愉悅的情感體驗，激勵他們樹立起識生活、愛生活的良好意識，不斷增強社會責任感，更加關心科技和社會的發(fā)展問題，從而培養(yǎng)他們具有積極的情感態(tài)度價值觀和可持續(xù)發(fā)展理念，形成現(xiàn)代公民應有的文明素質和科學素養(yǎng)。

二、 活動教學中STSE教育案例的設計原則

1. 教育性原則

創(chuàng)設STSE教育案例必須緊密圍繞科學態(tài)度與責任的培養(yǎng)目標。通過編撰、設計、應用STSE教育案例，使我們的學生善于關注現(xiàn)代物理熱點問題，主動思考物理學為經(jīng)濟和社會發(fā)展帶來的福利，同時學會認識科學、技術、社會、環(huán)境之間的相互關系和相互作用，理解人與自然、自然與社會應有可持續(xù)發(fā)展的和諧狀態(tài)。

2. 生活化原則

STSE教育案例必須貼近現(xiàn)實生活取材，積極利用生活中具有時代感的、鮮活的典型素材來設計、開發(fā)更具適用性的活動教學案例。如核能與核輻射、慣性與交通、磁懸浮列車、天宮課堂太空授課、能量與能源問題等，都是STSE教育中經(jīng)常引用的關于生活、生產(chǎn)、科技、環(huán)境緊密聯(lián)系的案例。

3. 真實性原則

設計、實施STSE教育案例，必須廣泛調查、獲取素材，并注重案例描述的真實性、客觀性，保持資料的完整性，不妄加設計者的主觀評述和分析，不為烘托教育效果而隨意捏造信息數(shù)據(jù)，應如實展現(xiàn)事例發(fā)生的情節(jié)和過程，為學生呈現(xiàn)最真實的活動情境。

4. 實踐性原則

實踐性是創(chuàng)設STSE教育案例的根本要求。設計、實施STSE教育案例，必須鼓勵學生走出課堂，關聯(lián)物理、地理、化學和生物等自然學科的密切聯(lián)系，將物理知識應用、科技進步、社會發(fā)展、社會價值觀培養(yǎng)等方面交相融合于實踐活動中，促進學生在合作、交流、探索的活動過程中培養(yǎng)起跨學科的綜合實踐學習能力。

三、 活動教學中STSE教育案例的應用策略

在活動教學中，一個優(yōu)秀的教學案例應具有四個“亮點”，即導入有趣點、活動有焦點、探究有疑點、啟思有觸點。充分利用STSE教育素材，優(yōu)化設計多樣化的教學案例，探尋有效的實施策略，才能真正提升物理活動教學實效。

1. 發(fā)掘生活性案例，激發(fā)活動趣點

STSE教育案例有著濃郁的生活色彩，描述了多彩的現(xiàn)實生活場景，為我們優(yōu)化實施物理活動教學提供了大量豐富的教學資源。發(fā)掘、利用生活性STSE教育案例，有利于指引學生融入活動課堂，激發(fā)活動興趣，為課堂增添許多的趣點。

在高中物理活動教學中，教師可以直接利用教材文本中現(xiàn)成的富含生活理念的STSE教育案例，也可以結合學生學習需求和活動要求，聯(lián)系生活實際進行案例二次開發(fā)。在魯科版高中物理必修二教材中，蘊含著豐富的STSE教育案例。我們發(fā)現(xiàn)在每一章教學內容中都設置了“導入”活動環(huán)節(jié)，來提領每個單元的教學活動，其設計的目的就是利用與STSE教育密切相關的案例，引導學生事先感受章節(jié)活動的教學背景、了解即將探討學習的主題、明確探究活動要求，使他們順利進入物理問題探究。例如，第二章“能的轉化與守恒”中導入“從水車到核電站”、第五章“萬有引力定律及其應用”中導入“從嫦娥奔月到‘阿波羅上天”、第六章“相對論與量子論初步”中導入“邁入新世界”等豐富案例，充分展現(xiàn)出物理知識與生活、生產(chǎn)、社會的緊密聯(lián)系，都是活動教學中激發(fā)興趣、生成趣點的優(yōu)秀的導學材料。其實，教材文本中穿插著“迷你實驗室”“信息窗”“討論與交流”“實驗與探究”等欄目，也是可利用來增進學生活動趣味的、富有價值的STSE教育素材。

又如，教師還可以靈活開發(fā)STSE案例、深度發(fā)掘生活化教育素材。如在《曲線運動》時，教師對教材進行拓展，圍繞“向心力的實例分析”問題，為學生播放了有趣的“水流星”雜技表演，接著利用自制的“水流星”教具，鼓勵學生來演示一回，親自體驗一下當雜技演員的樂趣；在演示活動中，學生認識到了生活的知識和技能，樹立起良好的生活教育意識。可見，通過生活性STSE案例潛移默化的影響，發(fā)揮了良好的教育效果，使學生更深入地理解科學、技術、社會和環(huán)境之間的微妙關系，在生活中學會身體力行，達成有意義的學習。endprint

2. 捕捉熱點性案例，引聚活動焦點

在高中物理活動教學中，適時利用各種主題突出、引人注目的STSE教育熱點案例，易于將學生活動注意力聚集于一個中心論題上，更加清晰地把握事例和事件發(fā)展的線索，增強活動探究的效果。

現(xiàn)實生活和生產(chǎn)活動中涉及的食品、醫(yī)藥、能源、原子核物理技術、航天、環(huán)保、化工生產(chǎn)、高新產(chǎn)品等方面的社會熱點問題都是STSE教育的時興素材，為指引學生深入活動課堂、探究熱點問題提供了新穎的范例。例如，在學習高中物理“失重條件下物體運動的特點”“液體的表面張力作用”“質量”“重量”以及“牛頓運動定律”等基本概念時，就可以巧妙利用2013年6月20日“天宮課堂——太空授課”熱點案例，引領學生開展師生互動交流、聚焦探討。在活動中，教師穿插展示“航天員王亞平太空授課”實驗演示視頻、“神舟十號”航天圖片等精美資料，展現(xiàn)了恢宏的天地互動的授課新形式，不僅凝聚了課堂焦點，領略了壯觀的太空課堂，使學生加深了許多物理知識和概念的理解，而且增進了航天科普教育的效果，使學生了解了我國航天事業(yè)的發(fā)展壯大，增添了無限的民族自豪感和自信心。

又如，新能源是近年備受關注的熱點問題，是STSE教育的典型素材。教師在開展“能源和可持續(xù)發(fā)展”等專題復習、新能源類試題演練等活動中，教師就可以圍繞“低碳環(huán)保、節(jié)能減排”主題，創(chuàng)新利用新能源熱點案例，為學生整理歸類出“取之不盡的藍色能源——海洋能”“用之不竭的天然能源——太陽能”“可再生的清潔能源——風能”“綠色環(huán)保的新能源——氫能”“未來能源的希望——核能”等系列復習小專題和題型資料，指導學生進行有針對性的聚焦訓練。學生們積極參與討論分析，在系列清晰的復習小專題引導下，充分感受STSE教育案例情境，關注自然、社會和人類共同命運，激發(fā)起低碳環(huán)保的健康生活理念和良好的社會責任感。

3. 創(chuàng)設問題性案例，突破活動疑點

優(yōu)秀的教學案例必須蘊含有問題或典型的問題情境，這樣才能有利于學生在案例烘托下激起問題意識，深入問題探究活動，突破疑難，促成解疑釋疑。STSE教育案例反映的都是當前經(jīng)濟社會發(fā)展進程中形成的科學、技術、社會、環(huán)境之間相互影響、相互作用的事實情況，描述了科技和社會的發(fā)展成果，也呈現(xiàn)了資源浪費、環(huán)境破壞對人類社會產(chǎn)生的消極影響。正因為STSE教育案例內含的這些有利于激疑、探疑、釋疑的情境要素，教師積極利用STSE教育素材來創(chuàng)設問題性探究案例，對促進學生突破物理疑難問題具有重要的作用。

例如，在高中物理必修二《能源與可持續(xù)發(fā)展》一節(jié)課中，進行到“能源的開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展”這一活動環(huán)節(jié)時，教師結合學生自主閱讀、實踐調查（課前）、展示調查成果、小組合作、互動討論等活動程序，利用多媒體PPT設置了層遞性的問題情境：

（1） 通過閱讀課本素材，談一談在生產(chǎn)和生活中的常規(guī)能源、新型能源有哪些。（指導學生利用幾分鐘時間，認真閱讀“能源的開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展”內容，使他們了解常規(guī)能源、新型能源的主要種類。學生答：煤、石油、天然氣、水能、核能、風能。）

（2） 請小組代表展示一下實踐調查成果，簡要闡述成果，并說一說豐富的能源對經(jīng)濟社會發(fā)展具有什么重要作用。（學生上臺利用PPT展示成果，從成果中收獲了喜悅，更加明確能源資源對社會經(jīng)濟發(fā)展的重要作用。）

（3） 描述出我國能源的分布特點情況或現(xiàn)狀。（結合上述成果展示，學生進一步總結出我國能源的特點和現(xiàn)狀：總量豐富、人均貧乏；分布不均，耗能量大；污染嚴重、效率低下。）

（4） 能源的不合理開發(fā)和利用會帶來哪些問題？（學生開展互動討論、舉例說明：①環(huán)境污染；②溫室效應；③酸雨；④臭氧層破壞；⑤厄爾尼諾；⑥鉛化合物污染。）

（5） 我們應如何科學合理利用能源、解決環(huán)境污染問題？（學生分組活動，各組總結發(fā)言：①積極從我做起，節(jié)約利用水電能源；②大力發(fā)展科技，提高能源的利用效率和轉化效率；③有效防止各種廢棄物的污染；④創(chuàng)新開發(fā)利用新能源。）

（6） 我們如何實踐環(huán)保事業(yè)，讓天更藍、山更綠、水更清？（學生交互討論、得出結論：①改變能源結構，提高能源利用效率；②開發(fā)和推廣清潔能源，減少環(huán)境污染；③開發(fā)使用新能源，減少對礦產(chǎn)能源的使用；④堅持可持續(xù)發(fā)展，注重對各種節(jié)能新技術的開發(fā)和利用。）

借助這些層層推進的問題性案例應用，很好地滲透了STSE教育，尤其是學生在問題探究活動中充分發(fā)揮了優(yōu)秀的團隊合作學習精神，以及善于挖掘案例信息、開展分析歸納、形成學習結論等良好學習品質。所以，創(chuàng)設具有針對性的典型問題性案例，有利于引導學生理清解疑思路，探尋解決辦法，采取行動措施，逐步突破疑難問題。

4. 描述故事性案例，激活情感觸點

優(yōu)秀的教學案例還是描述生動活潑的故事，是貼近學生心理特質、激活認知觸點的親切學例。巧妙融入STSE教育，能為物理活動課堂增添許多趣味盎然的故事性教育案例，有效激活學生的活動情緒和情感。

在物理活動教學中，物理史話、物理學家事跡、物理典故、物理科技前沿、學生實踐小故事等都是實施開展STSE教育的有益的故事性案例。例如，在必修一“緒論”導學活動中，就可以為學生播放“原子核物理學發(fā)展歷程”和“原子核物理技術帶來的環(huán)境問題”兩個科普故事類視頻案例，使學生通過認真觀看視頻，獲得啟發(fā)，認識到核災難、生態(tài)失衡、資源枯竭等帶來的嚴重后果，理解科學技術是把雙刃劍，學會理性地看待核能的開發(fā)和利用。又如，在必修一物理活動教學中，將“百科全書式的全才——牛頓”“世紀偉人——愛因斯坦”等物理學家的事跡推介給學生，可以使他們更容易走進物理世界，開闊學習活動視野。此外，還可以結合課外廣泛開展的豐富多彩的“我的環(huán)保之行”成果匯報活動，鼓勵學生們講述自己的環(huán)保行動和實踐體會，使他們引發(fā)更多認知和情感的觸點，更深入地觀察、發(fā)現(xiàn)生活中的物理知識，收獲真切的STSE教育情感。

四、 結語

STSE教育是物理活動教學的重要主題，是培育學生良好科學態(tài)度與責任的重要教育形式。我們應堅持將STSE教育廣泛融入物理活動教學，為我們的物理活動課堂提供更多鮮活形象的案例，增添更多利于質疑思疑、促進釋疑解惑的生動“故事”。

參考文獻：

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作者簡介：

李儀英，福建省寧德市，福建省寧德第一中學。endprint