小议高中物理教学中STS教育的渗透策略

王进

新课标倡导高中物理教学应该让学生“从生活走进物理，再从物理走进社会”。这一理念与STS教育的相关理论不谋而合。什么是STS教育呢？STS教育就是教学中突出科学、技术和社会三者的联系，强调在教学中让学生认识到物理知识对科技进步和社会发展的影响。那么，怎样在物理教学中渗透STS教育呢？笔者认为可以从以下几个方面着手。

1以物理学史为素材实施STS教育

物理学史记录的是物理学发展的历程，蕴含着丰富的科学精神以及人文精神，可以从中发掘很多STS教育的素材。科学精神在物理学史中的体现得非常之广泛，充分加以利用能培养学生坚持真理、敢于质疑、锐意进取、注重实验和团队合作的科学素质；物理学史中的人文精神是指物理学家在进行科学探究过程中对人生价值的领悟以及科学价值的思考。由远古人类对大自然的顶礼膜拜，到对自然规律的探索和认知；由人类对自然界的大肆掠夺，到人们对自然的重新认知并探寻和谐发展之路，这一切都伴随着物理学者研究过程中不断的总结和反思，有着丰富的人文内涵。在人类认知不断进步的过程中，物理学界的每一项重大突破都给人类社会的进步和发展产生强大的推动作用，当然人类在享受科技进步所带来的红利的同时，也吞下任意妄为所导致的恶果：环境污染、水土流失、地质灾害、生态失衡、核泄漏危机等等都对人类社会的可持续发展带来负面的影响。因此，教师在教学中通过物理学史进行STS教育的时候，要引导学生认识到科技发展这把“双刃剑”的两面性，让学生在学习科技文化的同时，能关注科技发展与社会进步的关系，把握物理学科的人文价值，进而帮助学生构建正确的价值观、人生观和世界观。

例如，在《行星的运动》一节的教学中，和学生回顾人类宇宙观的构建历程。给学生提供一段有关布鲁诺的文字素材，让学生自我阅读，并对其中的人文精神进行感悟，激起他们崇尚科学、坚持真理的信念。

2通过买验演示来开展STS教育

实验是教师引导学生认识物理规律和分析物理问题的有效手段。实验为学生提供了较为真实的物理情境，让他们能通过设身处地地观察而获得最为直接而真实的感性认知，有助学生概念的认识和规律的发现，而且很多实验还拉近了理论和实际的距离，锻炼了学生的发散思维。通过实验来进行STS教育时，可以将物理学上某些技术性的应用以实验的方式搬到课堂上，以此锻炼学生运用物理知识解决生活实际问题的能力，让学生感受到物理不是阳春白雪，它和我们的生活如此贴近。

例如，讲解《传感器的应用》这一节时，笔者拿着一个电饭锅进入教室（内部结构如图l所示），以此和学生分析电饭锅里的温控原理。

笔者会和学生通过对煮饭过程的具体操作，来熟悉温控装置的工作原理：（1）触点就是一组开关，通过接线螺丝实现对加热电路的控制。常态下是断开的，按下开关按钮的动作，通过转轴，左边发生了两个分解动作：触点接通，加热电路开始工作；最左侧的永磁铁上顶后与常温下的感温磁体相吸，使加热电路保持接通；（2）水因为加热而沸腾，但是其温度会限定在100℃，因此感温磁体依然呈现铁磁性，从而保持和永磁体的吸附状态，也就保持加热的继续，使得米饭得以煮熟；（3）当米饭中的水分被吸收之后，锅底的米饭逐渐要起锅巴时，也就使得温度超过100℃，进而突破感温磁体的居里点，使其失去铁磁性，则原本压缩的弹簧将永磁体下推，进而使得触点分离，停止加热。三个步骤讲清电饭锅温控原理之后，教师提出几个问题：①煮饭时，只是将米洗净之后倒入锅中，不做其它操作，饭能熟吗？②用久之后的电饭锅出现弹簧因老化而失灵的情况，对煮饭有没有影响？③能用电饭锅烧水吗？对于这三个很实际化的问题，学生结合有关知识讨论起来热火朝天，当他们将问题解决的时候，也就是彻底掌握知识的时候。

3通过习题讲解来开展STS教育

习题是帮助学生对概念和规律进行深化认识的工具。随着新课改的不断深入，当前的物理习题已经不再仅仅只是一个问题，完整的物理题目必须要有一个基于真实物理事实的情境。而很多时候，物理情境的构建就是依托物理知识在生产生活中实际应用来进行的。很多高考题更是与实际密切相连，将时下的科技热点和社会话题渗透到物理题目中，例如，雾霾现象中的PM2.5，核磁共振，远距离输电等等都可以在高考题中找到他们的身影。因此通过物理习题的练习不仅可以加深学生知识和概念的理解，也让学生看到物理知识学有所用的魅力。

例1 当今社会，水资源短缺是一个不容忽视的问题。作为一个农业大国，我国政府一直注重农业生产中的用水问题，并一再加大对应方面的技术投入。有的地区已经开始使用转动喷水技术，具体装置如图2所示。已知出水口距离地面的高度是h，地面以下深度为H的水泵与它直接相通。出水口将水以相同大小的速度水平喷出，若每分钟喷出水的质量为m，喷出水的落点半径大小为10h，水泵的工作效率为η，忽略空气阻力的影响。求解：（1）水被出水口喷出时的初速度；（2）地下水泵每一分钟里对水所做的功；（3）地下水泵的电动机的输出功率的最小值。

设计意图本题讲的就是物理知识和技术的联系，还放在了水资源严重短缺的中国社会这样一个大背景下，正是STS教育的充分体现。STS教育的实质就是要学生了解到物理科学与技术、物理科学与社会的关系。在本题的评讲过程中，教师要有意识地引发学生对当前某些社会问题的思考和讨论，如水资源危机等等，同时让学生从决策者角度来思考怎样应对这些问题，以此来增强学生的社会责任感，帮助他们树立起正确的人生观。

例2 某种变速自行车，有六个飞轮和三个链轮，如图3所示，链轮和飞轮的齿数如表1所示，前、后轮直径均为660 mm，人骑该车行进的速度为4 m/s时，脚踩踏板做匀速圆周运动的角速度最小值约为多少？

设计意图变速自行车对于高中生而言是“稀罕物”，也有很多学生拥有，但是这么熟悉的物品与物理学习有什么关系呢？这样问题情境的设置比起我们设置2种传动模型，引导学生对传动模型进行分析要有价值的多，更能激发学生的思维，例如，学生会联系自行车的行进实际进行思考，很自然地联系到自行车行进的速度与前、后轮边缘的线速度相等，继而找到后轮边缘的线速度大小，然后再去观察发现后轮和飞轮具有角速度相等，如此一来分析变得越来越全面，最终实现问题的解决，同时培养学生物理学习的兴趣。高中物理教学中实施STS教育能让学生在学习物理知识的同时，也充分感悟到科学精神和科学价值，能了解到物理知识和生活生产实际的联系，从而进一步认清物理概念和规律的本质，而这一切都有助于学生科学素养的提升，这也正是我们物理教师的追求。