注重高中物理课堂教学中STS教育的渗透.doc
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- 注重 高中物理 课堂教学 STS 教育 渗透
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1、注重高中物理课堂教学中STS教育的渗透韩叙虹(温州市温州中学,浙江 温州 325014)STS是Science Technology Society的缩写,即科学、技术、社会的含义。STS是近年来世界各国科学教育改革运动中形成的一股思潮,它主张在科学教育中应该强调科学、技术与社会的关系,以及科学技术在社会生产、生活中的应用。其基本理论认为:科学是通过它的理论,更是通过它的应用被大多数人所认识,并在社会生活中所普及的,学生在学校学习,应当力图使其在对实际问题的研讨过程中认识和掌握科学知识,应尽量让学生在创设的实际情境中去理解、认识科学概念和规律。这一教育理论的基本特点是:重视科学知识在社会生产和
2、生活中的应用,强调基本理论的实用性和社会价值,强调教学内容要现代化、社会化,注重学生从实际问题出发进行学习。美国耶和华大学科学教育中心的RE亚格尔教授认为,要通过STS进行科学教育,其目的是培养有科学修养的个人,这样的人应懂得科学、技术和社会的相互影响,并且能够在日常决策中使用这些知识。在我国普通高中课程改革中,已将STS的内容渗透进传统的理科课程中去,作为它的扩大和补充,并将信息技术、社会综合实践活动(研究性学习、劳动技术、社区服务)纳入了必修课课程计划。物理学是自然科学中的一门基础学科,它和自然现象以及生产、生活是紧密相联的,科学的发展、技术的进步以及一些重大社会问题的解决都离不开物理知识
3、。我国的教育正从应试教育向素质教育转轨,物理新教材的编写也充分体现了这个基本思想,其宗旨在于理论联系实际、拓宽知识面、培养创造能力、激发学习兴趣、提高科学素养。近年来,高考物理试题中的STS气息浓厚,不仅出现了不少联系生活、生产实际的试题,还出现了一些着眼于高新技术,立足于高中课本知识的试题,这类试题选材灵活,立意新颖,要求考生对试题所展示的实际情景进行分析、判断,弄清楚物理情景,抽象出物理模型,然后运用相应的物理知识进行解答。一方面,这种试题不但能考查学生分析问题、解决问题的能力,考查学生联想、迁移、分析等能力,检验出学生素质的高低,充分体现了从“应试教育”向“素质教育”转轨的高考改革方向,
4、有利于人才的选拔;另一方面,也可使广大学生明白高新科技并非空中楼阁,神奇非凡,进一步培养学生的科学思想,激发学习兴趣,反映了“3X(理科综合)”考试的方向。学生接受STS教育,可以增强对自然环境的认识和理解;认识科学知识的性质和局限;获得对与技术、社会、经济发展相关的科学文化重要意义及局限性的理解。可见,STS已经作为物理应用的一个方面而成为物理学习中一项不可或缺的内容。如何在物理教学中溶入STS教育,笔者根据自己的教学经验,谈谈个人的一些做法和体会,以供同行参考。一、充分挖掘物理教材内容,在物理课堂上渗透STS教育,找准结合点,开展知识新技术的介绍,激发学生兴趣,拓宽学生的知识面,提高学生科
5、学素养。新教材的编写渗透STS思想,即强调了科学技术与社会实际发展的一致性,如原子物理部分就增加了放射性的应用和防护一节内容,并补充了小小“钥匙链”放倒13人的现实材料;同时还注重了学以致用,注重渗透物理学研究发展过程中的方法因素的教育和人文科学的教育。在课堂教学中渗透STS思想教育,使学生明确在探索自然界的运动变化规律的同时,应遵循客观规律,使科学技术与社会发展相一致。实施STS教育,首先要合理选择、组织STS教育的教学内容,进行STS教育的主要内容,应该是物理知识与科学、技术、社会结合紧密的内容。一般按照四项原则合理选择:1适度,即要依据教学大纲、教材来选择。有些现代科学技术所涉及的知识很
6、深广,我们在教学中不能一味求全而无取舍,而应选择与教学内容联系密切且相适应的某些内容,做到深广度适当。2适应,即所选用的STS教学内容必须与学生的知识水平、思维能力、社会生活相适应,必须符合物理学科的特点,做到学科特点与现代科技相适应。3适量,即所选用的STS教学内容,必须注重和知识教学有机地结合起来,要和教学内容同步。4实用,即注重紧密联系学生的日常生活实际和家乡建设实际,所选用的教学内容能够在教学中提高学生应用知识的能力,有利于学生创造能力的培养。实施STS教育的内容主要包括以下几个方面:1物理学与自然和社会生活的联系:如闪电、台风、蜘蛛、蝙蝠、舞蹈、杂技、体育运动、交通运输、家用电器、人
7、体辐射、血压和心脏功率、B超、X光检测治疗、刀治疗肿瘤、CT检测、温室效应、海洋和厄尔尼诺现象等2与工农业生产密切相关的知识和技能:如太阳能的综合利用、低温的获得,传感器的应用等3、现代物理科学技术的新发展、新成果、新成就:像原子核能的开发与利用、半导体技术与计算机技术的发展、人造卫星的发展、光纤通讯技术、超导的研究、现代航空航天技术、纳米技术等高新科学技术等。 其次,在充分挖掘物理教材的基础上,要注重课堂的有机渗透,即教师认真分析研究各章节的知识点,充分挖掘教材中进行STS教育的因素,找出渗透点,合理组织渗透内容,设计渗透方法和途径,如学习了电磁波的发射和接收后,可介绍蝙蝠超声波定位摄食原理
8、、雷达扫描测定距离、方向、跟踪飞机原理。学习激光时学生了解到激光具有方向性好、单色性好、亮度高的特性;接着介绍激光在高新科技中的应用:利用激光方向性好的特性制成的激光雷达,它可以准确地测量目标的距离、方向和速度,对卫星、导弹等目标进行精密跟踪。医学上利用亮度高的激光作“光刀”来切开皮肤、切除肿瘤或做其他外科手术,不仅完全地消毒杀菌,而且手术时间很短,减小患者痛苦。利用激光单色性好的全息摄影,在防伪、防盗等技术上,更是一般光源所不及。讲了“机械能”后,在学生明白动能的大小与物体的质量、速度有关的基础上介绍动能武器,引导学生分析为什么子弹的质量很小,却有较大的杀伤力,进而介绍轨道炮,它的质量仅为,
9、当它的速度为时,其杀伤力相当于炸药;或联系生活实际让学生讨论在高速运行的火车汽车上不能随便向外乱扔果核,飞机场附近不能有大鸟飞行等问题。讲述裂变、聚变时,可组织观看有关我国第一颗原子弹爆炸、核战争的录像,介绍人造地球卫星时,可介绍我国的航天科技的新进展,适时进行爱国主义教育,增强学生的民族自豪感。同时,善于抓住学习的契机,作好课堂内容的延伸,开设丰富多彩、形式多样的活动课、信息课和实践课,组织、引导学生对相关内容进行讨论和学习,增强学生现代科技意识和社会责任感,提高学生应用物理知识解决实际问题的能力,培养学生的动手能力和创造能力,达到学以致用的目的。以下是两个实施STS教育的具体案例:案例1、
10、测反应时间,处理交通事故1、 反应时间测试(师生边讨论,边操作) :1) 方法一: 请一位同学用两个手指捏住木尺顶端; 你用一只手在木尺下部作握住木尺的准备,但手的任何部位都不要碰到木尺; 当看到学生放开手时,你立即握住木尺; 测出木尺降落的高度; 根据自由落体运动知识,可以算出你的反应时间t=。2) 方法二: 取两只已调零秒表,请一位同学手握一只秒表,站在你眼前; 同时你手握另一只秒表,做好按下秒表的准备; 当你看到同学的手在按下秒表时,你立即按下秒表; 两秒表上显示的时间差,即为你的反应时间。2、布置任务:制作反应时间尺3、自行车反应时间测试,讨论交通事故发生的可能情形,得到机动车在行驶过
11、程中,突然出现险情时,司机从认识险情到做出刹车动作,需要经历一段反应时间,在反应时间内,汽车还要行驶一段距离;车超载时质量增大,超速时速度增大,酒后驾驶的驾驶员反应迟钝,都会造成反应时间变长,导致刹车距离增大,容易造成交通事故,故交通法规中要求司机不能酒后行车,不能超载,在人多时不能高速行驶,是非常必要的和有科学道理的。4、STS习题练习,要求应用运动学的知识分析处理交通事故。例题:一位观光游客(年逾七旬),被撞死在斑马线上,肇事司机经过律师授意后,一口咬定是老人在没有示意的情况下突然快速地走出安全岛向南而行,虽然他已经紧急刹车,但还是发生了不幸,汽车撞上老人后经过19.7m停下来,出事点距安
12、全岛1.3m,距刹车点15.4m,但经警方调查取证后发现,目击者证实说老人本是一直向北而行,这到底是怎么回事?为了清晰了解事故现场,现以图示之。为了明晰事故责任,首先让我们来计算一下汽车司机是否超速行驶:警方派一警车以法定最高速度50km/h行驶在同一马路的同一地段,在肇事汽车的起始制动点紧急刹车,警车在经过13.0m后停下来。求:(1)肇事汽车刹车时初速度、加速度多大?是否超速行驶? (2)如何断定老人是向安全岛匀速走去,还是由安全岛匀速走出(老人步行速度范围为1.1m/s1.3m/s,司机的反应时间为0.7s1.3s)。答案 (1)22.8m/s,超速行驶 (2)老人是向安全岛走去。案例2
13、、探究静脉滴注中的压强问题1、 回顾“吊针”过程,学生提问,师生讨论静脉滴注问题,得到:1) 当输液针刚插入瓶内时,有时为何会有药液冲出?用针筒把药剂压入瓶子内时,里面空气体积变小,瓶内空气压强p内增大,p内p0, 所以当输液针头插入瓶口时,就有药液被压出来,速度很快,直至p内p0 。2) 输液瓶口为何要插两根管?设起始瓶内空气压强等于大气压p0,瓶口处的压强为pA=p0+ph,(见图)因为一个大气压能支持10m高水柱,故php0;当输液针插入瓶口后,因pAp0,有部分药液经管子流出,在药液高度降低时,瓶内空气体积变大,压强变小,pA减小,当pAp0时,药液就不再流出,所以要用另一根管子将瓶内
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