從現(xiàn)行高中物理教材看STS教育的滲透
一、什么是STS教育？
人們看到，科學(xué)技術(shù)革命給人類帶來的不全是福音。特別是第二次世界大戰(zhàn)以來，現(xiàn)實(shí)的問題更加嚴(yán)峻。如核技術(shù)的濫用威脅著人類的生存；空間技術(shù)成了政治和軍事對(duì)抗的手段；許多技術(shù)被極端功利主義者不加節(jié)制的使用，造成自然環(huán)境的破壞；過分追求科學(xué)技術(shù)的物質(zhì)創(chuàng)造功能而對(duì)受教育者進(jìn)行狹隘的科學(xué)教育，導(dǎo)致人文精神的衰落……科學(xué)技術(shù)為人類創(chuàng)造了物質(zhì)文明，也給人類帶來了身心的傷害。但是人們明白，這并不是科學(xué)技術(shù)本身的錯(cuò)，而是人類自身的問題。因此，STS教育就自然而然的產(chǎn)生并興起。
STS（Science·Technology·Society）教育的中心是按照科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)三者間的關(guān)系來進(jìn)行科學(xué)教育。因此首先要對(duì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)三者的各自性質(zhì)和相互關(guān)系要有充分的認(rèn)識(shí)?？茖W(xué)是由一系列的原理、原則和學(xué)說組成的知識(shí)，是一個(gè)不斷前進(jìn)和自我矯正的探索過程?？茖W(xué)也是一門探討科學(xué)與社會(huì)關(guān)系及相互影響的知識(shí)領(lǐng)域?？茖W(xué)教育既要培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代的科學(xué)技術(shù)人才，又要讓廣大社會(huì)公民領(lǐng)悟到科學(xué)概念的物質(zhì)力量。技術(shù)是科學(xué)的實(shí)際應(yīng)用，是連接科學(xué)與社會(huì)的橋梁。技術(shù)提供解決問題的方法，但人們使用技術(shù)必須先對(duì)技術(shù)及其發(fā)展?jié)摿头较蛴型笍氐牧私?。培養(yǎng)掌握科學(xué)知識(shí)而又具有社會(huì)責(zé)任感的技術(shù)隊(duì)伍，仍是科學(xué)教育的重要的任務(wù)。社會(huì)是科學(xué)技術(shù)發(fā)生變革的人類環(huán)境。社會(huì)對(duì)人們發(fā)展和使用科學(xué)技術(shù)提出價(jià)值觀念的要求。人類所做出的任何重大決策都要以可靠的科學(xué)知識(shí)和有效的技術(shù)為基礎(chǔ)，同時(shí)又必須遵循一定的價(jià)值尺度?？茖W(xué)教育要貫徹社會(huì)對(duì)科學(xué)技術(shù)既要有選擇的思想。
對(duì)STS的理解有兩種：一種是廣義的理解，認(rèn)為STS體現(xiàn)為一個(gè)學(xué)科群，是科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)（也包括技術(shù)史、技術(shù)哲學(xué)、科學(xué)社會(huì)學(xué)、技術(shù)社會(huì)學(xué)、科技政策研究等）以及學(xué)科對(duì)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的相互關(guān)系的研究的總稱。另一種是狹義的理解，這種理解中，STS是以傳統(tǒng)的科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)、技術(shù)哲學(xué)等學(xué)科為基礎(chǔ)，在更高的水平上進(jìn)行理論綜合而形成的融合了上述傳統(tǒng)學(xué)科基本內(nèi)容的一門新興的交叉學(xué)科，它追求對(duì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)之間的相互關(guān)系的新理解。不管怎樣，我們從上述的理解中可以發(fā)現(xiàn)：科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)是STS的核心內(nèi)容。
從國內(nèi)外的文獻(xiàn)資料中可以得出，STS主要強(qiáng)調(diào)以下幾個(gè)方面：
⑴、對(duì)于科學(xué)方法的培養(yǎng)。
⑵、對(duì)于科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)。
⑶、對(duì)于科學(xué)思維習(xí)慣的培養(yǎng)。
⑷、對(duì)于科學(xué)觀的培養(yǎng)。
⑸、對(duì)于科學(xué)與技術(shù)之差別的認(rèn)識(shí)。
⑹、對(duì)于科學(xué)（主要是技術(shù)）在社會(huì)生活方面的影響。
⑺、對(duì)于科學(xué)技術(shù)內(nèi)容之具體應(yīng)用的認(rèn)識(shí)。
⑻、對(duì)于人與自然的關(guān)系、可持續(xù)發(fā)展概念，以及科學(xué)（主要是技術(shù)）的環(huán)境影響的認(rèn)識(shí)。
⑼、通過對(duì)科學(xué)史的學(xué)習(xí)，加深對(duì)科學(xué)之本質(zhì)的理解。
⑽、對(duì)于社會(huì)責(zé)任感的培養(yǎng)。
⑾、對(duì)于在理解科學(xué)技術(shù)之本質(zhì)的基礎(chǔ)上做出合理決策之能力的培養(yǎng)。
二、高中物理教材中的幾個(gè)重要方面的STS教育素材
物理學(xué)與STS有著天然的廣泛的聯(lián)系，在物理教學(xué)中滲透STS教育是必然的形勢(shì)和需要，是實(shí)行素質(zhì)教育的有效方法，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、提高學(xué)生人文素質(zhì)的有效途徑之一。所以新課程標(biāo)準(zhǔn)中，就明確的提出了相關(guān)要求，在這里就不在一一敘述。在現(xiàn)行的高中物理教材中，STS滲透就很好的得到了體現(xiàn)?，F(xiàn)以人民教育出版社的教材為例，淺述STS的體現(xiàn)。
在教材中，本人認(rèn)為STS的滲透除了在“STS”中有體現(xiàn)外，還有在“科學(xué)漫步”、“科學(xué)足跡”以及部分章節(jié)的內(nèi)容上都很好的滲透。教材主要把握了STS教育的以下幾個(gè)重要方面：
（1）、科學(xué)史特別是物理學(xué)史的教育。新課程標(biāo)準(zhǔn)在對(duì)STS教育內(nèi)容的引入中，科學(xué)史和科學(xué)過程就成為重要的核心組成部分之一?！段锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“科學(xué)過程是科學(xué)家群體從事科學(xué)活動(dòng)的智力勞動(dòng)?？茖W(xué)發(fā)展的歷史表明，每一個(gè)科學(xué)上的新發(fā)現(xiàn)，特別是具有重大意義的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，都為后繼者提供寶貴的教益和啟迪。”
例如，必修1設(shè)置的“STS”欄目中有“從伽利略的一生看科學(xué)與社會(huì)”；必修1第二章第5節(jié)《伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究》；選修3-2第四章第1節(jié)《劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)》；還有“科學(xué)足跡”欄目中介紹了物理學(xué)家、物理發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史知識(shí)，如必修2中的“牛頓的科學(xué)生涯”、“人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)”和必修3-1中“密立根實(shí)驗(yàn)——電子電荷量的測(cè)定”等等。
科學(xué)史的教育還能培養(yǎng)學(xué)生批判的頭腦，也有利于學(xué)生了解真正的科學(xué)精神。教材中“原子模型的建立與發(fā)展”的教學(xué)就是很好的例證：從湯姆遜模型到盧瑟福模型，再到玻爾模型的建立，他們都是逐步完善又是存有缺陷的，它隨著人們對(duì)微觀世界認(rèn)識(shí)的進(jìn)步發(fā)展而發(fā)展的?？梢娨粋€(gè)科學(xué)觀點(diǎn)的提出，涉及了眾多科學(xué)家、各種力量的交鋒，各種觀點(diǎn)的碰撞，各種智慧的閃爍。此外教材中也有直接介紹歷史爭論的，從一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，如選修3-5“科學(xué)足跡”中“歷史上關(guān)于運(yùn)動(dòng)量度的爭論”等。
（2）、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶給人類生活帶來了巨大的變化，教材中的部分STS內(nèi)容介紹了利用物理的一些基本原理所創(chuàng)造出來的實(shí)際應(yīng)用。例如，必修1中“科學(xué)漫步”欄目中的“全球定位系統(tǒng)”、選修3-1中的“靜電復(fù)印”、選修3-4中的“利用光的干涉檢查平整度”、選修3-3“STS”中的“汽車和能源”等。從這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，可以培養(yǎng)學(xué)生真切地體會(huì)到科學(xué)（特別是技術(shù)）對(duì)生活中的影響，讓學(xué)生了解我們現(xiàn)在的生活離不開科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的影響在身邊隨處可見。
（3）、科學(xué)技術(shù)是直接或間接與社會(huì)相聯(lián)系的，強(qiáng)調(diào)科學(xué)技術(shù)的社會(huì)意義是當(dāng)前科學(xué)教育的一個(gè)重點(diǎn)。例如人民教育出版社的一本書名為《中小學(xué)可持續(xù)發(fā)展教育》書中，向?qū)W生介紹了人和自然的關(guān)系，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的觀念。該書所強(qiáng)調(diào)的“科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍，可以改善生活，發(fā)展經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也不可避免地對(duì)人類生存的環(huán)境造成現(xiàn)實(shí)的或潛在的破壞。”
為了培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感，正確認(rèn)識(shí)人與自然的關(guān)系，滲透可持續(xù)發(fā)展的觀念，正確對(duì)待科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)生活特別是環(huán)境生活的影響，在教材中，也適當(dāng)?shù)亟榻B了科學(xué)技術(shù)的負(fù)面性影響。如選修3-2“STS”欄目中“大面積停電引發(fā)的思考”、選修3-5中的“貧鈾彈”和“原子彈與科學(xué)家的責(zé)任”等；并且對(duì)一些社會(huì)問題除了介紹外，還安排了討論或者問題，例必修1中在介紹了“速度與現(xiàn)代社會(huì)”后，就提出了一個(gè)討論性問題“交通工具的速度是不是越快越好”。這些內(nèi)容的安排可以使養(yǎng)成學(xué)生辨證的看待問題的思想，為終身發(fā)展，形成科學(xué)世界觀和科學(xué)價(jià)值觀打下基礎(chǔ)。
（4）、在課程目標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)要求中還包括發(fā)展好奇心與求知欲，發(fā)展科學(xué)探索興趣，有堅(jiān)持真理、勇于創(chuàng)新、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度與科 學(xué)精神，有振興中華，將科學(xué)服務(wù)于人類的社會(huì)責(zé)任感。教材也同樣充分地給予了安排，如“科學(xué)漫步”欄目中的“黑洞”、“時(shí)間和空間是什么”、“尋找地外文明”、“華人科學(xué)家在粒子物理領(lǐng)域的杰出表現(xiàn)”等。
三、高中物理教材目標(biāo)與STS教育素材的編排
人教社的高中物理教材分為共同必修部分和三個(gè)系列的選修。三個(gè)系列的選修教材側(cè)重點(diǎn)各不相同：選修1系列側(cè)重于物理學(xué)與社會(huì)科學(xué)的人文學(xué)科的融合，強(qiáng)調(diào)物理學(xué)對(duì)人類文明的影響；選修2系列側(cè)重從技術(shù)應(yīng)用的角度展示物理學(xué)，強(qiáng)調(diào)物理學(xué)的應(yīng)用和實(shí)踐；選修3系列在注重物理學(xué)的應(yīng)用和社會(huì)意義的同時(shí)，較系統(tǒng)地介紹物理學(xué)的內(nèi)容，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)物理學(xué)的研究思想和方法。所以教材在STS內(nèi)容的編排上根據(jù)不同的目的也作了不同的處理。
以選修1系列和選修3系列相比較。選修3-1“STS”中有“指南針與鄭和下西洋”這一內(nèi)容，但是在選修1-1中這一內(nèi)容直接安排在正式章節(jié)中即第二章磁場第一節(jié)《指南針與遠(yuǎn)洋航?！?；選修3-1“科學(xué)漫步”中詳細(xì)地介紹了“靜電復(fù)印”的原理，而在選修1-1中只是提到靜電應(yīng)用中有個(gè)靜電復(fù)?。?/font>選修1-2中， “熱現(xiàn)象與規(guī)律”中從科學(xué)與非科學(xué)的角度對(duì)永動(dòng)機(jī)進(jìn)行討論，選修3-3中則從能量的角度說明的永動(dòng)機(jī)的不可能，但在最后用“說一說”欄目提出“不用能量的概念，說明永動(dòng)機(jī)不會(huì)永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去”。當(dāng)然關(guān)于這方面的內(nèi)容比較還有很多，這里不在一一枚舉。
筆者經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)STS教育在高中物理教學(xué)中開展的很緩慢，其原因是STS教育是一個(gè)新的、跨學(xué)科的領(lǐng)域。對(duì)教師提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，教師必須首先要從教學(xué)觀念上改變，真正確立起與新課程相適應(yīng)的體現(xiàn)素質(zhì)教育的教學(xué)觀念；其次教師本身的知識(shí)結(jié)構(gòu)也要做出相應(yīng)的補(bǔ)充完善，否則很難適應(yīng)自然科學(xué)與人文科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、生產(chǎn)技術(shù)相聯(lián)系的教育教學(xué)。所以教師自身要先領(lǐng)悟在STS教學(xué)中要強(qiáng)調(diào)那些內(nèi)容，然后思考如何進(jìn)行STS教育。此外要多閱讀書籍資料，吸取新知識(shí)、新觀點(diǎn)，提高本身的知識(shí)量。由此，STS教育的滲透任重而道遠(yuǎn)，需要我們廣大教師的共同努力。
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