論生態教育在高中物理教學中的滲透

王 龍，蔡 文

（上海師范大學第二附屬中學，上海200540）

一、高中物理教學中滲透生態教育的背景

1.物理學與生態環境問題

物理學的發展極大地改變了人們的生活方式、工作方式甚至思維方式，為人類的發展做出了巨大的貢獻。［1］但不可忽視的是，物理學的發展也同時給生態文明造成了一定程度的破壞。生態環境中的物理性污染諸如噪聲污染、電磁輻射污染、放射性污染、熱污染、光污染等也日益嚴重，已使得人類不得不采取措施解決這些問題。

2.高中物理教學與生態教育

黨的十八大提出：“大力推進生態文明建設，必須樹立尊重自然、順應自然、保護自然的生態文明理念，把生態文明建設放在突出地位，實現中華民族永續發展。”［2］這凸顯了黨建設美麗中國的決心。十九大報告進一步指出：“要牢固樹立社會主義生態文明觀，推動形成人與自然和諧發展現代化建設新格局，為保護生態環境做出我們這代人的努力。”［3］

新的《普通高中物理學科課程標準（2017核心素養版）》，首次把“環境”一詞納入學科核心素養體系之“科學態度與責任”的維度中。同時在每一個核心素養的水平等級中，由低到高地呈現對生態教育的要求。相比于舊課程標準，新課標中對生態教育的學習水平要求更加細化，要求更高。比如，在知識技能方面，把原來的“初步認識資源利用與環境保護的關系”改成“關注資源利用與環境保護的關系”，把原來的“初步認識能源利用與環境保護的關系”改成“關注能源利用與環境保護的關系”。［4］由此可見，不管是國家層面還是教育層面，都非常重視生態教育，故將生態教育滲透到高中物理教學中具有重要的意義。

二、生態教育的內涵

要了解“生態教育”的內涵，應該先了解“環境教育”這個概念。王燕津在梳理“環境教育”這一概念時指出，這一概念在1948年由托馬斯·普瑞查提出。他認為“我們需要有一種教育方法，可以將自然與社會科學加以綜合”，并把這種教育方法稱為“環境教育”。［5］20世紀70年代，聯合國斯德哥爾摩人類環境會議指出：“環境教育是一門跨學科課程，涉及校內外各級教育，對象為全體大眾，尤其是普通市民，使人們能根據所受的教育，采取簡單的步驟來管理和控制自己所處的環境。”［6］之后，對環境教育的定義和解釋層出不窮，基本可以歸納為：環境教育是針對人類周圍環境的認識、保護、改善而進行的教育活動，并且把環境保護教育作為首要任務。

近代，人類社會的發展對生態文明造成了前所未有的破壞，引發了生態危機。造成生態危機的根本原因在于人類對人與自然關系的錯誤認識，因此一些學者認為“環境教育”這一術語并沒有很好地表達它的本意，因此與“環境教育”相對應的“生態教育”這一術語應運而生。

皮尼克（Pivnick）指出：“生態教育是建立在生態哲學基礎之上，為改善人與自然的關系，解決環境問題，并對我們的世界觀進行根本變革的教育。”［7］我國學者蒙睿指出：“環境教育是生態教育的一個部分，生態教育的目的是結構人類中心主義的生態倫理觀，從而倡導人與自然和諧共處的生態倫理觀。”［8］

筆者認為，生態教育的內涵可以概括為：生態教育是幫助受教者樹立正確的生態價值觀和可持續發展觀的一門教育科學，受教育者通過接受生態教育能夠激發自身的生態保護意識，形成解決生態問題的相關技能，從而正確處理人類與自然的關系，最終實現人類與自然的和諧共處。其內涵體系主要包括生態倫理觀、生態價值觀、生態知識和技能三個方面。

三、我國現階段高中實施生態教育的現狀

我國生態環境教育發展的歷史雖略晚于美、英等發達國家，但發展十分迅速。1973年8月，第一次全國環保會議召開，標志著我國生態環境教育的開始。1989年，“全國部分省、市中小學生態環境教育座談會”提出將生態環境教育安排在高中選修課中。1992年11月，全國生態環境教育工作會議提出了“環境保護，教育為本”的指導方針。2003年，我國又頒布了《中小學環境教育實施指南》，從情感、態度與價值觀、過程與方法、知識等方面，按照小學、初中、高中三個階段，構建了一體化的生態環境教育課程，［9］我國現階段的中小學課程中也基本都有生態教育的內容。

現階段，我國高中生態教育已取得了一些成果，但還需要進一步提高。李光對在《生態的教育與教育的生態》一文中指出，許多教師沒有把學科課程與生態教育聯系起來進行學科滲透或主題活動，將生態教育僅僅局限在打掃衛生、撿垃圾等較淺層面，沒有將課程與學生身邊實際的經濟、環境、社會和文化的可持續發展關聯起來。［10］張靜在對我國高中生關于生態教育的調查中指出：在生態意識方面，大部分高中生具備較強的生態意識，但是對當前的生態問題關注度不高；在生態知識方面，絕大部分高中生只是達到“知道”的程度，對相關知識的掌握還比較薄弱；生態行為方面，大部分學生都有很好的生態環保行為，但僅僅限于個人，對于一些破壞生態的行為則持視而不見的態度，生態環保監督力、參與度不夠高。學生能夠意識到解決生態問題的根本途徑是教育，但是調查發現，學生獲得生態教育相關內容的途徑主要是電視、廣播，學校課程只占很小的比例，學校也很少舉行相關的活動，說明學校需要加強對學生的生態教育。［11］車益霞在對蘇南地區關于中小學生態教育現狀的調查研究中指出，當前生態教育存在以下幾個問題：生態教育的形式單一；學校對生態教育不夠重視；生態教育的內容不系統；生態教育的師資缺乏。［12］

高中階段是學生接受生態教育的主要階段，但受傳統應試教育觀念的影響，學校并沒有給予生態教育充分的重視，生態教育在學校并沒有真正落實。由于學校重視程度不夠，各個學科難以滲透生態教育。學生在校內很難學習到系統的理論知識，其獲得生態教育的內容非常有限，生態素養亟待提高。

四、高中物理教學中滲透生態教育的可行路徑

1.編寫滲透生態教育的校本學材

物理教材是按照高中生的身心發展規律編寫的，以系統闡述物質基本結構和基本運動規律為主，同時也融合了生態環境的相關知識，是高中進行生態教育的資源庫。因此，需要教師根據學校的特點，認真研讀教材，并對教材進行適當梳理。教師要明確本校高中每個學段的生態教育目標，找出教學內容與生態教育的融合點，編寫適合本校學情的生態教育學材，有目的、分階段地對學生進行生態教育。茲以滬教版基礎型課程物理高二第二學期第十一章“電磁感應 電磁波”C節“電磁波”為例，予以說明。

表1 “電磁波”教學中關于生態教育的滲透

2.利用物理課堂滲透生態教育

教師應根據不同的教學內容和目標，采取靈活多樣的教學方法和手段來滲透生態教育。由于教材在不同的章節中都滲透了生態教育的相關知識，教師只需在備課時對這部分內容進行加工和適當拓展，通過圖片、視頻或案例的形式，將生態教育的相關知識滲透到物理知識的教學過程中。同時教師還需要結合對相關現象或實例的分析加深學生的認識。如在學習“電功”的知識時，可以插入電能的相關圖片，同時引出兩個問題：（1）一度電能干什么？（2）節約一度電意味著什么？學生通過對這些問題的討論，會意識到電能為我們提供了便利，同時也給生態環境帶來了負面影響，進而會自覺規范自己或家人生活中的耗能行為。學會保護環境，珍惜電能、水資源等。再比如，在學習“重核裂變鏈式反應”這一課時，在情景導入中，可以利用相關圖片和視頻資料介紹原子彈的放射性產生的巨大危害。通過這樣的引入，學生學習本節物理知識的積極性被激發出來，也能夠使學生得到情感、態度、價值觀的教育［13］。

3.利用作業評價與反饋滲透生態教育

應對環境污染、建立生態文明的社會一直都是人們努力的方向。近年來，有關生態環境保護的題目也時常出現在物理會考、高考中。授課教師需有意識地搜集一些習題，并將其嵌入到相關章節課堂、課后練習中，讓學生在分析、解決物理問題的同時，也關注生態環境問題。

案例1 在完成“機械能守恒定律”的第二課時教學內容后，可以設計如下一道課堂練習題。

例：地鐵在設計時使車輛進站時要上坡，出站時要下坡，如圖1所示，這樣設計車站的好處是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。如果站臺高h＝3．2m，車輛到達A處時的速度是36km／h，此后關閉發動機，不考慮阻力，車輛到達B處時的速度是＿＿＿＿＿＿＿km／h。

本題有兩問，其中第一問與“生態教育”有關，同時需結合物理知識來分析。當地鐵上坡時，列車把多余的動能轉化為列車的重力勢能“儲存”起來，當列車下坡時，又把“儲存”的重力勢能轉化為列車的動能。這樣設計就可以達到“節約能源”的目的，通過這一問題的設計，培養學生解決問題的能力和節能意識。

圖1 地鐵進站設計圖

案例2 在完成“機械振動”第二課時后，可以設計如下一道課后練習題。

例：噪聲會對人的心理、生理、生活與工作帶來嚴重影響，通常用聲強級（單位dB）來表示噪聲的大小。式中I為聲強，I0＝10－12w·m－2是人剛好能聽到的聲音強度。我國規定工作環境的噪聲一般應低于85dB，則以下最接近該標準的聲強是（ ）。

（A）10－1w·m－2（B）10－2w·m－2（C）10－4w·m－2（D）10－6w·m－2

本題以學生生活為背景來命題，讓學生真切感受到物理與環境密切相關，同時激發學生學習物理知識的欲望和對周圍噪聲研究的興趣。引導學生積極主動地學習物理，并關注和保護生態環境。

4.物理實驗中滲透生態教育

物理是一門以實驗為基礎的學科，在生態教育中，運用一定的器材和工具進行實驗，探究事物的規律，既可以增加學生學習物理的趣味性，也可以豐富學生的生態環保知識，在實驗（制作）過程中增強學生理論聯系實踐以及解決問題的能力。

如，在學完“分子和氣體定律”這一章后，可以指導學生開展“利用一個吸管，并結合生活中其廢舊材料設計一個簡易實驗”的活動。這樣一個不限主題的制作，可以充分發揮學生的想象力，同時培養“廢物利用”的意識，也能提高學生的動手能力。

5.利用課外實踐活動滲透生態教育

由于課堂時間有限，生態教育的開展僅僅在課堂中是不夠的，因此還需開展能增加學生感性認識的課外實踐活動。只有這樣，學生才能夠將理論知識與親身體驗相結合，鞏固生態知識，強化生態行為，最后轉為生態素養。

如，可以利用課余時間開展“生態教育”有關的研究性活動。教師可以指導學生挖掘物理學科中與生態有關的材料，通過文獻檢索或調查的方法，形成學生的研究性學習成果。在第八章“能的轉化的方向性 能源開發”這一節后，可以指導學生開展“我國在能源的開發和利用方面所面臨的問題”研究性活動。學生通過研究，發現化石燃料會加劇全球氣候變暖、造成土壤酸化和破壞臭氧層等環境問題。通過比較我國能源消費結構和世界能源消費結構，會發現，我國的能源消費結構還很不合理，因此，我國在未來的經濟發展中要不斷開發新能源，提高能源的利用效率并優化能源消費結構。可見，利用課余時間，開展相關課外實踐研究，可以讓學生真切感受到保護生態環境的重要性。

高中階段是生態教育的一個重要時期，而物理學科是生態素養培養的顯性學科之一。物理教師要緊跟時代步伐，在教學中踐行國家的生態文明戰略和新課程標準，積極探索適合本校學情的生態教育的可行路徑，營造和諧的生態教育氛圍，要實踐“以學科知識為基礎，以學生活動為載體，以情感體驗為重點”的生態滲透思想，培養學生的生態保護素養。