在ＳＴＳ理念下的物理教學(xué)設(shè)計(jì)案例

摘要：本文簡單介紹了STS教育理念及新一輪課程改革內(nèi)容呈現(xiàn)的多樣化趨勢，并根據(jù)此結(jié)合高中物理新教材設(shè)計(jì)了有關(guān)“放射性與核衰變”一節(jié)的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：新課改；STS；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-6148(2006)11(S)-0008-3

我國一直十分重視公眾科學(xué)素養(yǎng)的提高，數(shù)次基礎(chǔ)教育改革都將提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)做為培養(yǎng)目標(biāo)之一。我國有關(guān)學(xué)者認(rèn)為素養(yǎng)的內(nèi)涵應(yīng)該包含以下四個方面:一是科學(xué)知識與技能；二是科學(xué)過程、方法與能力，也就是科學(xué)探究；三是科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀，也就是科學(xué)精神；四是對科學(xué)、技術(shù)與社會關(guān)系的認(rèn)識sup>①。可見科學(xué)、技術(shù)、社會之間的關(guān)系是科學(xué)素養(yǎng)的重要方面，如果學(xué)生能夠正確看待科學(xué)的價(jià)值，正確處理科學(xué)、技術(shù)、社會之間的關(guān)系無疑是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提高的重要表現(xiàn)，這已經(jīng)引起了我國學(xué)者的重視。

1新一輪課程改革內(nèi)容呈現(xiàn)多樣化趨勢

在新一輪的課程改革中，新教材融入了較多物理學(xué)在技術(shù)中的應(yīng)用以及對經(jīng)濟(jì)、社會的影響，不僅如此新的高中物理課程還打破傳統(tǒng)，第一次采用了必修加選修的模式，必修課旨在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)基本的物理內(nèi)容，了解物理學(xué)的思想和研究方法，而選修課則為學(xué)生的個性發(fā)展提供了選擇的空間。三個選修系列各具特色，一系列側(cè)重物理學(xué)與社會的相互關(guān)聯(lián)和相互作用，突出物理學(xué)的人文特色，注重物理學(xué)與日常生活、社會科學(xué)以及人文學(xué)科的融合，強(qiáng)調(diào)物理學(xué)對人類文明的影響；二系列側(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)與技術(shù)的結(jié)合，著重體現(xiàn)物理學(xué)的應(yīng)用性、實(shí)踐性，可較好的提高學(xué)生的動手能力以及生活能力；而三系列側(cè)重讓學(xué)生較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)物理學(xué)的基本內(nèi)容，進(jìn)一步了解物理學(xué)的思想和方法，較為深入地認(rèn)識物理學(xué)在技術(shù)中的應(yīng)用以及對經(jīng)濟(jì)、社會的影響。

2STS教育理念

STS就是英文“科學(xué)”（science），“技術(shù)”（technology），“社會”（society）三個詞的縮寫，倡導(dǎo)把科學(xué)教育與當(dāng)前社會發(fā)展、社會生活緊密結(jié)合起來。一般認(rèn)為，STS理念起源于美國，這與其社會化及社會的科學(xué)技術(shù)化密切相關(guān)。在美國.對于STS常見的觀點(diǎn)有廣義與狹義兩種。在廣義的理解中，STS體現(xiàn)為一個學(xué)科群，是科學(xué)史、技術(shù)史、科學(xué)哲學(xué)、技術(shù)哲學(xué)、科學(xué)社會學(xué)、技術(shù)社會學(xué)、科技政策研究等學(xué)科對科學(xué)、技術(shù)與社會的相互關(guān)系之研究的總稱。至少在美國，大多數(shù)學(xué)者持此看法。在狹義的理解中.STS則是以傳統(tǒng)的科學(xué)史、技術(shù)史、科學(xué)哲學(xué)、技術(shù)哲學(xué)、科學(xué)社會學(xué)、技術(shù)社會學(xué)等學(xué)科為基礎(chǔ)在更高的水平上進(jìn)行理論綜合，并由此而形成的融合了上述傳統(tǒng)學(xué)科之基本內(nèi)容、追求對科學(xué)、技術(shù)與社會之間相互關(guān)系的新理解的一門新興的交叉學(xué)科。在某種意義上.狹義的STS可以視為是廣義的STS進(jìn)一步發(fā)展。^②

我國專門研究STS的學(xué)者對STS給出了如下的狹義的定義:STS是一門研究科學(xué)、技術(shù)和社會相互關(guān)系的新興學(xué)科。它把科學(xué)技術(shù)看作是一個滲透價(jià)值的復(fù)雜的社會事業(yè)，研究作為社會子系統(tǒng)的科學(xué)和技術(shù)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、功能及它們之間的相互關(guān)系;研究科學(xué)技術(shù)與社會其他子系統(tǒng)如政治、經(jīng)濟(jì)、文化、教育等之間的互動關(guān)系;還要研究科學(xué)、技術(shù)和社會在整體上的性質(zhì)、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和相互關(guān)系及其協(xié)調(diào)發(fā)展的動力學(xué)機(jī)制。^③

筆者認(rèn)為STS理念與物理教材選修二系列的編寫意圖十分吻合，如果將二者結(jié)合起來，可以更充分的實(shí)現(xiàn)選修二系列的培養(yǎng)目標(biāo)。下面就以司南版高中物理教材《選修2－3》第5章第2節(jié)“放射性與核衰變”為例，展示STS理念在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用。

3教學(xué)案例

課前思考:本節(jié)內(nèi)容分為“從x射線到天然放射性的發(fā)現(xiàn)”、“原子核的衰變”、“原子核的半衰期”三個內(nèi)容。記憶的內(nèi)容居多，考試分值也不多，一直以來這部分內(nèi)容都不被老師和學(xué)生所重視，多數(shù)教師只注重概念的教學(xué)，給學(xué)生說了什么叫α射線、什么叫β射線、γ射線、α衰變等，學(xué)生也只是記住公式應(yīng)付考試而已，課堂枯燥無味，學(xué)生記憶效果不佳。筆者認(rèn)為如果將射線、元素衰變的應(yīng)用以及優(yōu)點(diǎn)和害處融入教學(xué)當(dāng)中，將會大大提高教學(xué)效果并使學(xué)生掌握知識的外延，更好的達(dá)到學(xué)習(xí)此知識的最終目的。

教學(xué)設(shè)計(jì)：

（1）創(chuàng)設(shè)問題情景，提出問題，激起學(xué)生興趣

師：大家在醫(yī)院檢查胸部的時(shí)候經(jīng)常會在一個暗室里做胸透，你們知道為什么醫(yī)生可以看見你們身體里面的器官嗎？

生甲：可能是激光吧。

生乙：可能是根據(jù)身體的溫度吧……

師：大家知道在考古工作中是如何確定文物或者化石的年齡嗎？

學(xué)生面面相覷，討論激烈……

（2）激起了學(xué)生興趣，這時(shí)候教師可以從倫琴發(fā)現(xiàn)α射線的科學(xué)史講起，指出“物質(zhì)發(fā)出射線的性質(zhì)稱為放射性”，并進(jìn)一步講解 α射線、β射線、γ射線的定義和各自的特點(diǎn)，它們都有極強(qiáng)的穿透性，不僅可以使密封的照相底片感光，而且還能穿透金屬片。在學(xué)生理解之后進(jìn)一步講解α衰變、β衰變的定義和公式，并介紹什么是半衰期。

（3）半衰期的定義對于學(xué)生來講有點(diǎn)抽象，不易理解，為了更形象的演示半衰期，教材上設(shè)計(jì)了這樣一個實(shí)驗(yàn)（如圖），教師可以做演示實(shí)驗(yàn)或者請同學(xué)做實(shí)驗(yàn)，調(diào)動課堂氣氛，使學(xué)生可以更直觀的體會到什么是半衰期。



（傳統(tǒng)的教學(xué)一般到此就結(jié)束了，學(xué)了以上內(nèi)容基本已經(jīng)可以達(dá)到考試的要求了，但是學(xué)生其實(shí)只是學(xué)到了一些概念和公式，對它們的應(yīng)用，以及如何使用它們卻還并不知道。如果只講到這里，不免使學(xué)生感到枯燥無味，甚至覺得學(xué)的這些知識離生活太遠(yuǎn)，根本沒有什么用。物理學(xué)離開了生活應(yīng)用也就失去了光環(huán)。因此下面應(yīng)該重點(diǎn)介紹以上所學(xué)知識在社會和生活中的應(yīng)用，以及如何利用它們才可以造福人們。）

（4）重點(diǎn)介紹射線和衰變的應(yīng)用。

師：射線和放射性同位素在工業(yè)和醫(yī)療等方面應(yīng)用非常廣泛，現(xiàn)在大家想一想我們上課開始的兩個問題，誰能回答？

（5）給學(xué)生留一定的時(shí)間思考，鼓勵學(xué)生回答問題，即使回答不對也不要打擊學(xué)生的積極性。

（6）教師解答這兩個問題，胸透正是利用了α射線具有極強(qiáng)穿透性的特點(diǎn)，身體受α射線照射，醫(yī)生就可以看到身體里面的器官。而第二個問題是因?yàn)樵氐陌胨テ谑且欢ǖ模热?sup>40₁₉K衰變?yōu)榉€(wěn)定的⁴⁰₁₈Ar，半衰期為1.25×10⁹年，通過測定化石中⁴⁰₁₉K和⁴⁰₁₈Ar之比，就可以測出化石的年齡了 。為使學(xué)生有更全面的了解，教師在講解完這兩個問題后可講射線和放射性同位素的其他應(yīng)用。如α射線定向儀；CT；γ射線可改變聚合物的性質(zhì)；提高材料的抗熱性；在農(nóng)業(yè)上同位素輻射技術(shù)用于食品保鮮和滅菌；在環(huán)境保護(hù)方面利用放射性同位素探測煙塵等。

(7)為了使學(xué)生能夠正確的看待科學(xué)，擁有正確的科學(xué)價(jià)值觀，還要對射線和放射性同位素給人類帶來的危害進(jìn)行詳細(xì)講解，這樣學(xué)生才能全面了解射線和放射性同位素應(yīng)如何應(yīng)用，使用的條件等，在以后的使用中才不至于危害社會。如射線會抑制細(xì)胞的生長；放射性廢物不能亂仍；小計(jì)量的輻射對人體的損傷使緩慢的，應(yīng)采取防護(hù)措施阻止射線對人體的危害，比如戴口罩、穿工作服等等。

(8)全部知識講解完畢之后教師可讓同學(xué)以小組為單位討論“切爾諾貝利核電站泄漏事故給我們的啟示”，讓學(xué)生自己分析，討論，運(yùn)用今天所學(xué)的知識，以便加深對知識的理解。

（9）布置作業(yè)：讓學(xué)生調(diào)查一下當(dāng)?shù)氐膹S礦、醫(yī)院、防疫站、良種培育場等單位放射性同位素的使用情況，然后進(jìn)行分類整理，提出自己的建議，寫出調(diào)查報(bào)告。

4總結(jié)

從上面的教學(xué)設(shè)計(jì)可以看出，STS理念將技術(shù)、社會與科學(xué)知識有機(jī)的結(jié)合在一起，提高了學(xué)生的動手能力和應(yīng)用能力，同時(shí)通過聯(lián)系實(shí)際，加深了對書本知識的理解，對知識有了全面的認(rèn)識，對形成正確的科學(xué)價(jià)值觀起到推動作用。使學(xué)生體會到“從生活走進(jìn)物理，從物理走向社會”，這也是本教材編寫的特點(diǎn)之一。但值得注意的是，并不是所有的內(nèi)容都適合用STS理論進(jìn)行教學(xué)，所以，在應(yīng)用此種理論進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)具體內(nèi)容的不同進(jìn)行不同的選擇，教師且不可生搬硬套，為了表面華麗而勉強(qiáng)加入STS理論。

參考文獻(xiàn)：

［1］袁運(yùn)開.厘清觀念塑就新人——在養(yǎng)成教育中全面提高青少年科學(xué)素養(yǎng)，當(dāng)代青年研究，2004年第6期

［2］劉兵.STS與基礎(chǔ)科學(xué)教育.內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)（人文社會科學(xué)版）2006年第6期

［3］殷登祥.時(shí)代的呼喚:科學(xué)技術(shù)與社會導(dǎo)論［M］.西安:陜西人民教育出版社.1997

［4］廖伯琴主編.司南版高中物理教材《選修2－3》山東科學(xué)技術(shù)出版社，2004.8.

(欄目編輯趙保鋼)

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