《義務教育物理課程標準(2022年版)》明確指出,義務教育階段物理課程理念是以提高學生的科學素養為宗旨,引領學生認識科學、技術、社會、環境之間的關系,形成科學態度和正確價值觀,增強社會責任感、民族自豪感。這里提及了STSE教育理念,“STSE”是Science、Technology、Society、Environment的首字母縮寫,即科學、技術、社會與環境的簡稱,重視科學技術在社會生產、生活環境和社會發展中的應用。因此,在物理教學中融入STSE教育理念有利于物理課程改革的順利推行。
在課堂教學中融入STSE理念。在課堂教學中,教師要善于利用教材中提供的素材,如“想想議議”“想想做做”“動手動腦學物理”等,努力挖掘、尋找教學內容與STSE教育的結合點,引發學生對科學、技術、社會和環境之間關系的討論與積極思考。
比如,教師可以化繁為簡地介紹一些相關內容的物理學發展史。如在學習“牛頓第一定律”時,簡單說說亞里士多德的經驗猜想和伽利略的理想實驗。或者利用課本中的素材引導學生進行課堂交流與討論,加深對所學內容的理解。如部編版八年級上冊“科學世界”中的“超聲波測距”,可以讓學生在網上收集相關知識,并討論如何利用超聲波測距儀測出運動物體的速度。八年級上冊“科學世界”中的“樂音和樂器”,可以讓學生展示自己所熟悉的樂器是如何改變音調和響度的,并鼓勵學生利用身邊的器材自制樂器。
在實驗教學中滲透STSE理念。教師要有意識地在實驗教學的環節中摸索與STSE理念融合的途徑,挖掘相關的素材。如在“自制溫度計”的實驗中,學生能更好地理解液體溫度計的工作原理。在實際操作過程中,也能體會到科學探究的艱辛和不易。教師還可以引導學生注意瓶子的容積和試管的粗細對實驗的影響,思考如何標記刻度,墨水蒸發后刻度是否要重新標注,小瓶內是否裝滿水對實驗的影響等。
在教學實踐中踐行STSE理念。收集是自主學習的過程,整合是獨立思考的過程。教師可以根據初中生的認知特點,布置一些課后任務,培養學生信息處理能力。例如:收集現有能源對環境所帶來的影響,思考能源的利用和人類的可持續發展;讓學生講解什么是“碳達峰”和“碳中和”,我國為節能減排所做的努力等。
結合科技發展的最新趨勢和社會熱點問題,運用所學物理相關知識,擬定相關課題,在教師的指導下以個人或小組的形式進行研究。教師要引導學生從課本素材出發,挖掘出與STSE理念相關的內容,訓練學生學會擬定課題、制定方案、查閱資料、動手實踐、分析材料、得出結論,最后形成研究報告或小論文。如《超聲波測距的發展與應用調查》《家里電器能效等級的調查》《化石能源的利用與走向》等。
在課外探究實驗中,學生能通過感性認識上升到理性認識,有助于學生物理概念的建立。例如:“自制密度計”的實驗能幫助更好地理解阿基米德原理和影響浮力大小的因素,加深了學生對物理規律本質的理解。科學探究還能使學生學會在日常生活和觀察中發現問題,提出合理猜測與假設。培養學生設計和實施實驗方案的能力,通過實驗獲取信息,學會處理實驗數據。
科學探究內容的選取要貼近生活和教材,為教學服務。可以選取初中物理教材中的“想想做做”“動手動腦學物理”中的內容為實驗素材。實驗內容要有趣味性,能激起學生的探究意愿;又要能體現物理研究的過程和方法,使學生掌握一些如控制變量法和轉換法等基本的研究方法。還要有創新意識,可以讓學生嘗試對某些實驗做改進。
總之,STSE強調科學教育的宗旨是培養具有科學素養的公民。在初中物理教學中不僅要加強學生對基本知識的掌握和基本技能的訓練,更應注重引導學生認識科學、技術、社會與環境四者間的相互關聯,并且能夠將其運用于日常生活,讓科學知識真正回歸生活,服務社會。
責任編輯/李慕絢