從生活走向物理 從物理走向社會——物理教學中的“STS”模式

包真凱

（江蘇省海州高級中學，江蘇 連云港 222023）

新一輪的物理課程改革中，把“從生活走向物理，從物理走向社會”作為課程改革的基本理念之一，將物理知識教學與STS教育有機結合起來，真正實現知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三位一體的新目標，為國家培養高素質的人才.這就要求我們在物理教學過程中多留心、多用心，對物理學科中STS教育的內容體系、教學資源開發和教學組織形式等開展積極的探索，通過精心設計與合理引導，把這種模式滲透到物理教學之中，下面以幾個具體案例談一下筆者在教學中的一些做法，望能拋磚引玉.

1 從生活走向物理

物理學是一門自然學科，它在生活中無處不在，每個學生都有很多的生活經驗，而這些經驗與體會中蘊含著豐富的物理知識，我們適當加以引導，讓他們從這些生活體會中去學習、理解物理知識，并促使他們形成科學的生活理論.

剛搬入新教學大樓時，教室里的地板磚都是新的，有的學生不注意會滑倒，所以學生們走起路來特別小心謹慎了，課間幾個學生在爭論穿什么底的鞋不容易滑倒的問題，筆者聽到后就建議他們測不同的材料的鞋底與地板磚的動摩擦因數.（見表1）

表1

圖1

圖2

圖3

那么人大步走時，鞋底與地面的動摩擦因數應大于多少才不容易滑倒呢？面對這樣的疑問，接著筆者又引導他們做了如下探討：測得一身高1.7m的人腿長L＝0.9m，大步走時跨步距離d＝0.6m，將人的重心等效在兩腿的交叉點，受力如圖1所示，將重力分解到兩腿上，如圖2所示，由圖可知由圖3可知

通過測量分析，一個穿什么底的鞋，邁什么樣的步伐在教室里行走不易滑倒的問題在教師的引導下被學生解決了.

還有一次，一名學生在學校浴室里洗澡時，由于身體較弱，結果在浴室里暈倒了.我們都知道是因為浴室里氧氣含量比室外低的緣故.筆者就鼓勵學生，如何設計一個方案來粗略測量一下浴室里的氧氣含量？

在筆者的引導下，很快他們的測量方案就出來了.將一塊適量白磷放于水槽中的支架上，將圓底燒瓶倒扣在水槽中，用放大鏡將手電筒燈光匯聚在白磷上使其燃燒，白磷燃燒停止則意味著瓶中被封閉氧氣耗盡，如圖4所示，在浴室內、外各做一次，冷卻后測得在相同溫度情況下瓶內水上升的高度h1＝11cm，h2＝8.5cm，粗略地認為瓶中氧氣含量與瓶頸中水柱高度成正比，則浴室外氧氣含量比為h2／h1＝0.78＝78%.將浴室內外看成一個標準大氣壓p0，則浴室內壓強p＝0.78p0，相差Δp＝p0－p＝0.22p0＝167.2mmHg.按在海拔2 000米范圍內每升高12m，大氣壓減少1mmHg的規律，則可估算出人在浴室中相當于在海拔2006米的山頂上的感覺一樣.

圖4

學生們測出結果后，都表現出了異常的開心，這是因為他們不僅解決了這樣一個生活中常見的問題，更讓他們對高山反應有了一個很直觀的感覺.

2 從物理走向社會

用所學知識去感悟事物，是我們教學的起點，也是學生學習的第一步，那么更關鍵的下一步是讓他們的學習能發揮社會價值，這才是我們教育的更高目標.

在我們剛搬進新教學樓時遇到了一件煩惱的事情，在不到一月的時間里，教室里新凳子就壞了七八條，班長在班會課上提出了這個問題，當時教師也比較納悶，可仔細看了凳子后還是發現了問題，但并沒有直接說，而是在課堂上講了這件事情，讓學生來分析一下這是什么原因？

一開始，有的學生就說是廠家的原因，是偽劣產品，有的說是有些學生不愛惜公物，甚至說是不道德的故意破壞等.筆者索性讓學生把損壞的凳子集中起來，結果發現凳子損壞的是同一個部位，筆者笑著問大家：“這難道是巧合嗎？請學生們研究一下這里的原因？”就這樣他們的好奇心與積極性一下被激發出來了.

幾經分析，一份“關于凳子損壞的原因”的分析報告就在眾多學生的努力下寫出來了，結論是廠家在設計上存在問題，其分析報告摘要如下：

我校新購凳子的結構如圖5所示，損壞的部位是支柱與底座的焊口O處開裂

圖5

凳子結構：凳面直徑為35cm，支柱高為42cm，直徑3cm，底座的每邊長為30cm，

損壞原因：若人端坐在凳子正中，不搖不晃，凳子不會有問題，但如果出現以下兩種情況，凳子在焊口O處容易損壞.

（1）人坐在邊緣.

若人坐在凳子的邊緣，就構成了一個以支柱和底座焊口O點為支點的力矩.設人的重大約是600N，則在焊口O處受到的張力F滿足F×3＝G×（35－3）／2.則F＝3 200 N，比5個這樣的學生還重.

（2）突然坐在邊緣.

凳子在實際使用中會出現突然坐下的情況，若考慮從邊緣突然坐下，假設觸凳的速度是v＝1.0m／s，觸凳時間t＝0.1s，由動量定理知凳子的邊緣受到的沖力G′滿足（G′－G）t＝mv，則G′＝1 200N，再由力矩平衡原理可解得焊口O處受到的張力為6 400N，將近11個這樣的學生的體重了.

通過上述兩種情況來看，這樣的凳子在實際使用中極易在焊口O處損壞，所以凳子存在著設計上的缺陷.在筆者的鼓勵下，他們把分析報告整理后，又提出了自己的改造方案寄給了廠家，并且受到了廠家的誠摯感謝，看到他們興沖沖拿著廠家感謝信跑到教師面前的樣子，教師也感到無比的欣慰.

所以，在教學中我們若從日常最密切的物理現象入手，把學生從生活經驗中引入到物理中來，不僅可以加深對物理知識的理解，還能通過所學的知識去解決身邊的實際問題中，感受學習的意義與價值，逐步培養他們認真學習、服務社會的科學的人生觀.