在初中物理教学中实施STS教育的措施和感悟.doc

在初中物理教学中实施STS教育的措施和感悟江苏省盐城市阜宁县实验初中（224400） 陈 刚摘 要：为适应新课程的要求，培养全面发展的学生，本文结合初中物理教学过程中的具体实例，探索了如何在物理教学中实施STS教育，并在实践中感悟到实施STS教育可以提高初中教师物理的业务素质，促进初中学生的全面发展。关键词：STS教育 物理教学 教师 学生 STS教育的发展对教育教学工作产生了深刻的影响，加强STS教育已成为当今国际教育改革的共同趋势。随着新课改的不断深入，初中物理教学中也越来越关注STS教育。全日制义务教育物理课程标准（以下简称课程标准）规定：“在义务教育阶段，物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练，注重将物理科学的新成就及其对人类文明的影响等纳入课程，而且还应重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养。因此物理课程的构建应注重让学生经历从自然到物理、从生活到物理的认识过程，经历基本的科学探究实践，注重物理学科与其他学科的融合，使学生得到全面发展”。下面就笔者在近几年的初中物理教学中，逐步实施STS教育的具体措施和感悟，与各位同仁、专家共同探索。1.初中物理教学中实施STS教育的措施课程标准指出：“义务教育阶段的物理课程应贴近学生生活，符合学生认知特点”，“学生不仅应学习物理知识和技能，还应经历一些科学探究过程，学习科学方法，了解科学技术社会（STS） ，逐步树立科学的世界观。科学探究应渗透在教材和教学过程的各个部分”。因此，在物理教学中组织STS教育的形式必须多样化，必须冲破传统的封闭式的课堂教学模式，在教学时间和空间上都必须实行开放式的教学，形成学生自主参与、灵活、开放、合作的教学模式。1.1 找准教材与STS教育的结合点，渗透STS教育课堂教学是学校教育活动的主体，同样物理课堂在初中物理教学中也处于中心地位，是实施STS教育的主渠道。我省使用的义务教育课程标准实验教科书苏科版物理教材中有着丰富的STS教育内容，在教学过程中要充分挖掘教材中STS教育因素，找准与STS教育的结合点，实施STS教育。在物理课堂教学中我们可以从以下几点来渗透STS教育：1.1.1 结合课本中的知识点渗透STS教育在教学中教师应结合教材中的知识点，紧密联系生产和生活实际；介绍现代物理的巨大成就，介绍物理家的创造、发明和发现，促进其它自然学科、工程技术以及生产和经济的发展，使学生更好地认识到科学知识在日常生活、工农业生产乃至高科技领域中的地位和作用。例如：在学习平面镜时，介绍平面镜的应用有能够成像（制作镜子）和改变光的传播方向（潜望镜）；在学习液体压强时介绍为什么三峡大坝“上窄下宽”；在学习物质的属性时，介绍目前在我省范围内横跨长江的各座长江大桥的名称、位置和主要特征；在学习现代通信走进信息时代时，介绍我省重点开发的“物联网”的进展程度等。1.1.2利用课本中物理学史渗透STS教育初中物理教学中，教师可以在适当时间、适度地介绍相关的物理学史，这样可以使学生了解物理发展的历史和一些著名物理学家的典型事迹与故事，也能较好地培养学生良好的科学素养与人文精神。例如：阿基米德根据他洗澡时，随着身子浸入浴桶，一部分水就从桶边溢出的现象发现阿基米德原理；瑞丽根据由氨制得的氮气密度和由空气制得的氮气密度不同从而发现了氩气。同时，在实际教学中，应适时向学生介绍我国在物理学领域中所取得的巨大成就，树立民族自尊心和自信心。例如：墨子最早发现“小孔成像”的现象，以及我国在超导材料，磁悬浮技术和高铁技术等的先进科技，“嫦娥一号”的成功探月和将要升空的“天宫一号”等等。1.1.3 通过课本中物理实验渗透STS教育物理课程是一门以实验为基础的自然学科，物理实验可分为：测量型实验、探究型实验、演示型实验、设计型实验、开放型实验和操作型实验。课堂上把部分演示实验改成学生分组小实验，给学生提供更多的亲自动手操作机会，以增强学生学习物理的兴趣。例如：在讲大气压强时，可以让每张桌子上的二名同学分别准备一个乒乓球和一空笔管，将流速越大压强越小的实验变为每位同学亲手操作的分组实验，在每组二名成员的合作下，通过组内合作、组间竞争，提高学生学习物理的积极性，同时培养学生的合作和竞争意识。在测量大气压值时，每组同学准备一支注射器和弹簧测力计，在学生的实际操作中完成对大气压值的测量，并通过交流和评价分析误差形成的原因。对学生探究实验的教学，要注重实验的探究过程（发现问题、提出问题、作出猜想、设计实验、实验验证、得出结论和交流评价）的培养。例如：在研究改变摩擦力大小方法的实验时，教师提出问题后，应先让学生根据平时的经验作出猜想，影响摩擦力大小因素可能有：接触面积的大小、接触面的粗糙程度、压力的大小、物体运动快慢等，然后让学生通过设计实验、实验验证、交流总结得出影响摩擦力的因素。1.2 开展丰富多彩的课外活动，强化STS教育物理课外活动是物理课堂教学的延伸和补充，是对物理教材知识的扩展和加深，是强化STS教育的有效途径。由于课外活动具有参与性、趣味性、创造性、自主性、灵活性、实践性的特点，容易引起学生学习兴趣。但是在开展物理课外活动要结合教材内容，根据初中学生年龄层次、能力水平、兴趣爱好以及本地区特点、本校条件，确定活动内容、活动形式、活动规模。其主要途径有以下几方面：1.2.1 开展以培养学生动手能力、创新能力为主的活动定期组织开展小实验、小制作、小创新、小发明等竞赛和实验操作比赛活动，并鼓励学生动笔写下自己的心得体会。如：制作气垫船，用易拉罐做小孔成像的实验、制作橡皮筋测力计等。在我平时的指导下，2006年我校初三（10）班的李娟同学在时代学习报物理周刊发表名为铜球是实心还是空心的小论文；陈栋梁同学在时代学习报物理周刊发表名为制作喷气式小船的小论文。1.2.2 举办科普知识讲座请有关专家介绍物理的过去、现在和未来，介绍我国及世界高新技术发展的动态与趋势，介绍物理在高新科技领域中的应用，介绍物理与其他学科之间的相互渗透，介绍物理与社会的关系。例如：请盐城师范学院物理系和市教科院的有关专家向学生作“物理就在你身边”、“神舟飞船与中国航天”等科普讲座；也可以指导学生平时通过报纸、杂志、电视和网络等渠道收集自己喜欢的素材（如军事科学、航天技术、通信技术、空间技术、科学家的事例与贡献等），利用课外活动分小组、班级学习。1.3 因地制宜地开展社会实践活动，丰富STS教育开展以学生为主体，进行探究性、创造性的社会实践活动，是学生了解社会和体验生活的有效手段，从而丰富STS教育。教师可以根据本校的条件和本地区的特点，充分调动和利用社会力量，有目的、有计划地开展一些社会实践活动，对学生进行科普教育、环境教育、能源教育、社会问题教育以及实践操作锻炼等。其主要方式有以下三种： 1.3.1 参观学习带领学生走出校门，深入农村、工厂参观学习，了解物理知识在科学技术、工农业生产和日常生活中应用，加强对科学、技术和社会三者联系的认识。例如：组织学生参观阜宁协鑫热电厂，了解火力发电的原理、电能的输送原理等；参观阜宁汉德风电设备有限公司，了解风能的开发和利用的前景等。1.3.2 调查访问组织学生到附近村庄、田间地头、污水处理站、环境监测站、自来水厂、油漆厂、玻璃制品厂、水泥厂、造纸厂、澳洋工业园等进行实地调查访问，使学生切身体会到科学技术的利用会给人类带来利益的同时，也会给人类带来危害，增强学生的科技意识和社会责任感。例如：调查学校自来水的浪费情况，并提出有效的控制措施；调查阜宁稀土实业有限公司周边的农民，了解重金属的污染情况，并提出合理的改善建议；调查社区用电安全隐患及提出预防措施等。1.3.3 实践操作组织学生参加射阳河水质的监测、校园及周边噪声的监测，并提出有效的改善措施；计算自家电费并分析电能浪费的原因，提出有效的节能措施与改进方案。从而培养学生动手操作能力和技术技能，增强学生的参与意识和技术意识。1.4合理全面地评价学生，巩固STS教育课后练习是学生巩固所学知识的重要方法，在习题中可设计一些与STS内容同步的训练题，使知识得以在新情境中应用，知识的理解会更加丰富和深刻，记忆会更为牢固和精确。评价是指导学生学习方式和掌握知识程度的指挥棒，因此评价的方法和内容要体现STS教育的理念。试题要能够紧密联系生产、生活的实际，关注当今科技的发展和技术的应用，注重对实验过程的考查，让学生能够从STS教育中受益，从而巩固STS教育。例如：在学习动能 势能 机械能后，结合“嫦娥一号”探月事例，可出这样的一道练习题：“嫦娥一号”在加速升空的过程中，动能 ，重力势能 ，机械能 (选填“减小”、“不变”或“增加”) 。在学习电压后的反馈练习中，可出示这样的一道选择题。如右图所示，在探究串联电路中的电压关系时，小宇同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=1V，Ubc=1V，Uac=2V，在表格中记录数据后，下一步应该做的是：（ ）A .整理器材；B.结束实验分析数据，得出结论；C.换用不同规格的小灯泡，再测出几组电压值；D.换用电压表的另一量程，再测出一组电压值。在2009年我省的中考物理试卷中，第8、11、12、14、16、18、19、20、27、28、29题注重对实验的现象、过程、方法和操作的考查；第1、3、6、7、13、23、24、26、30题关注科学、技术与社会生活。从而有利于促进STS教育在我省初中物理教学中广泛开展。2.初中物理教学中实施STS教育的感悟21世纪的竞争是一场旷日持久的人才竞争，归根结底是教育的竞争。STS教育作为一种新的教育构想，需要得到社会及政府的理解和支持，需要得到一线物理老师的实践和发展。笔者在实施STS教育的过程中发现实施STS教育能够促进学生的全面发展，但由于科学技术的不断发展，教师知识老化，实施STS教育对教师提出更高的要求。2.1 STS教育对初中物理教师提出新的挑战在初中物理教学中，虽然学生是学习的主体，教师起主导作用，但教师主导能力和水平直接影响了学生的主体水平的发挥。因此，努力提高教师自身素质是实施STS教育的关键。2.1.1 教育观念的改变新课改要求教学要面向全体学生，全面提高学生德、智、体、美、劳等方面的综合素质和能力，培养社会主义的建设者和接班人，而不只是单纯的“英才”教育。通过STS教育使我认识到，教师首先要改变旧的应试教育观念（重概念理论，轻实践应用），真正确立与新课程相适应的，体现素质教育精神的教育观念。即初中物理教学应该是密切联系生活实际、联系最新科技发展，以培养科学探究和技术设计能力，培养科学精神和科学价值观为主的现代物理教育。2.1.2 知识结构的改变教育学指出：“教师需精通所教学科的基础知识，熟悉学科的基本结构和各部分知识之间的内在联系，了解学科的发展动向和最新研究成果”。为了适应STS教育，教师有必要加强对现代物理科学知识的学习，包括物理各专业前沿发展的动态，近年国际物理、化学、生理学或医学诺贝尔奖的研究内容等；由于STS教育是跨学科的教育，教师要加强对人文科学知识、现代教育教学方法和理论知识的学习，并使它们有机融合，以提高教育教学工作的效率。教师已有的专业知识已很难适应既涉及自然科学内容，又与人文科学、社会科学、生产技术相联系的STS教育。2.1.3 教学方法的改变 在初中物理教学中能否正确地理解、选择和运用有效的教学方法，是是否能够实现教学目标、完成教学任务的关键因素之一。由于STS教育不仅带来内容和观念的更新，也带来了教育教学方法的转变。课程标准指出：“改革以书本为主、实验为辅的教学模式，提倡多样化的教学方式，鼓励将信息技术渗透于物理教学之中”。过去许多教师为追求好的分数，大量精力花在研究习题的解法上，课堂上以灌输为主，课堂气氛沉闷。在初中物理教学中，教师应通过多种现代化的教学手段（包括投影仪、计算机、多媒体等），选取结合实际的事例，丰富和充实物理课程内容。因STS教育的教学内容涉及面很广，教师不可能将数量庞大的信息在有限的教学时间内传授给学生。因此应该提倡学生广泛运用公众媒体，如报纸、杂志、广播、电视及因特网（教师提供的有关网址），让学生自己去收集信息，处理信息，进行课题研究和社会调查，使初中物理教学成为完全开放的、学生自主参与的全新的课程。学生是学习的主体，而教师是学习活动的引导者、组织者，教师应在教学过程中树立服务意识，把时间、空间还给学生。2.1.4 评价模式的改变课程标准指出：“物理课程应该改革单一的以甄别和选拔为目的的评价体系。在新的评价观念指导下，注重过程评价与结果评价结合，构建多元化、发展性的评价体系，以促进学生素质的全面提高和教师的不断进步”。过去采用的单一书面形式的评价不能全面反映学生的知识和能力水平、学习态度和习惯，在对学生评价时，我们必须改变只注重对结果进行评价的方式，建立综合评价标准，全方位、立体化的评价体系来评价学生。如可以采用定性和定量相结合、过程评价和结果评价相结合、自评和他评相结合，考查、评估、考试等多种形式相结合。由于任何一种评价方式都有其局限性，因此只有通过多种评价方式互补、综合运用，才能全面、客观、准确地反映学生的真实水平，在教学的过程中，采用灵活多样的开放性的评价方法。从而客观的评价学生的能力、方法、态度、技能和情感。如：建立学生成长记录袋，我校推行的全员导师制等。2.2 STS教育有利促进学生的发展现在的初中生是21世纪的建设者和发展者。初中生毕业后，一部分要走向社会，在广阔的社会领域中施展自己的才能，成为各行业的建设者；一部分要升入高一级学校，继续学习文化、科学和技术。通过STS教育初中生不仅学习了文化基础知识，还掌握了一些基本的科学知识和技术技能，能够了解社会的发展，增强适应社会的能力，全面提高自身素质。 2.2.1 STS教育有利于培养学生学习物理的兴趣STS教育是典型的体验教育,能够充分体现学生的主体作用，它强调学生的亲身经历，重视学习过程中的探究体验，将认识活动过程作为教学重点；重视实际操作和社会实践，强调学生个体的主动探究和主动参与，充分发挥学生的主观能动性，学生从中可以感受到物理学的美妙，领略到实验成功的喜悦，增强学生学习物理的兴趣。2.2.2 STS教育有利于学生全面地认识客观世界STS教育强调知识的多种形式，它的教育内容不仅涉及到物理，还涉及到地理、生物、化学、数学等多门学科的内容, 它不是把知识看成是分离的独立的单元，而是相互融合的整体，体现了现代理科教育的综合化趋势。既体现自然科学内部的、自然科学与人文科学间的融合，也体现各学科之间思维方法的融合，倡导从科学、社会、技术等多方面向学生描绘世界的真实图景，有利于学生更全面地认识客观世界。2.2.3 STS教育有利于提高学生的综合素质STS教育把知识与应用、科技进步与社会发展、科学世界观与关注社会融于教学过程之中，不仅使初中物理教学的素质教育内容更趋完整，而且体现其时代性。因此通过STS教育，强化了物理知识的应用，学生运用所学知识分析、解决生产生活中实际问题的能力明显增强；培养了学生的创新能力，学生动手能力、创造能力大大增强；扩大了学生知识面，加深了学生对物理知识的认识和理解，学生综合运用物理知识解决实际问题的能力普遍提高，综合科学素质明显增强；在实验探究中，有助于培养学生的动手操作能力、观察能力、独立分析和解决问题的能力、交流和合作能力以及实事求是的科学态度，使学生体会到科学原理与技术的实现之间的关系。因此实施STS教育有利于提高学生的综合素质。总之，在初中物理教学中实施STS教育是深化物理教育的一个重要途径。在掌握知识的同时了解到科学技术在社会生活和生产中的应用，从而培养学生热爱科学、关心社会的意识，以及用正确的价值观处理社会问题的能力，这对学生的终身学习和终身发展将产生深远的影响。通过STS教育，教师的业务素质提高了、学生的知识能力加强了、物理课堂更具时代气息了。正如今年7月在北京参加 “现代物理与STS教育”研讨会的我省兴化中学杨友军老师所说：“ STS让中学物理永远年轻”。