解决高考STS试题的困难分析及教学对策

(福建省福安市第二中学，福建 福安 355001)

高考理科综合(物理)十分重视对能力的考查，《考试大纲》中提出“高考物理试题着重考查考生知识、能力和科学素养，注重理论联系实际，注重科学技术和社会、经济发展的联系，注意物理知识在生产、生活等方面的广泛应用”，尤其是对考生科学素养的考查.为了引导学生关注社会，突显物理学科的特点，近年来社会、生活、科技方面的知识已成为物理命题的新背景或信息材料，不但考查了学生的基础知识与能力，还渗透着STS教育.这些STS问题看似简单，但对于学生却存在着新的困难，难在传统的物理教学使学生已经习惯于简化了的物理对象及物理模型，习惯于抽象的逻辑推理及数学运算，而遇到实际问题就束手无策，这就需要在教学方面和指导学生学习方法上加强学生解决STS问题的训练.

1 STS问题命题的类型

(1)与实际应用相结合的问题

以现实生活实例立意，寻找物理知识与实际物理情景(如生产、生活、体育、交通等)的结合点，是近年高考物理试题的特色.如在2014年高考中福建理综卷是以“游乐场水上滑梯”为背景，新课标卷Ⅱ是以“跳伞运动”为背景，山东理综卷是以“酒驾刹车反应时间”为背景，重庆卷是以“电子天平”为背景.

这类试题选材灵活，立意新颖，要求学生对试题所展示的实际情景进行分析、判断，弄清物理情景，准确抽象出物理模型，运用相关物理知识解答.既考查了学生分析问题和解决问题的能力，更能检查出学生素质的高低.

(2)与科技热点相结合的问题

试题的素材源于社会热点、焦点问题及高新科技成果，如环保问题、能源问题及诺贝尔奖获得者研究领域等，具有“起点高，落点低”的特点.2014年高考中福建理综卷是以“磁流体发电”为背景；浙江理综卷是以“发电测速装置”为背景.

这些着眼于高新技术，立足于高中课本知识的考题，一方面考查了学生联想、迁移、分析的能力，另一方面也使学生感到：高新技术虽然“高”而且“新”，同样依赖于我们熟悉的传统的基础知识，并非空中楼阁，高不可攀.

(3)以社会生活中的重大事件为背景材料的物理问题

试题的素材源于发生在身边的社会生活中的重大事件，如奥运会、世博会、航天问题、节能减排等.2014年浙江理综卷是以“太空飞行器常用的离子推进器”为背景，四川理综卷是以“太空电梯”为背景，江苏卷是以“海浪发电机”为背景.

现代科学技术发展的重要特点之一就是高度的社会化.社会进步靠科学技术推动，科学技术靠社会文明来导航.关注社会热点问题，这又是一个重要内容.

2 高中学生解决STS问题的困难分析

STS问题的解决过程实际上包含这样的流程：从STS问题中提取信息，排除次要因素(抛除非物理信息)，确立理想化的研究对象和物理场景，应用所学的物理知识，寻找物理对象的变化过程中满足的定量和定性的规律，直至解决问题.在大多数情况下，传统物理教学及有关问题的训练，往往直接给出简化后的物理对象或图景，因而在问题的处理上，学生缺乏对物理对象和场景做理想化处理的能力.学生在解决STS问题中存在困难主要表现在：

(1)缺乏准确的物理模型

在STS问题的众多对象中，思维容易受到问题表象的干扰，很难抓住对象本质特征，因而难以从实际问题中抽象出物理场景和模型，形成认识上的思维障碍，例如，2014年福建理综卷中第22题“液体在管道进、出口两端压强差的作用下，均以恒定速率v0沿x轴正向流动”，学生如不能得出“管内液体的受力”的物理模型，就难以顺利解决问题.

(2)缺乏程序化的思维训练

由于现行教材，教科书中应用性的生活事例很少，学生在学习新知识时，缺少该环节的思维训练，在问题的应用上，学生仍然习惯于传统的认识经验和思维习惯，久而久之，就认为物理解题就是代代公式的数学运算而已，因而淡化了物理思维的训练，形成方法上的思维障碍.例如，“水上滑梯”、“发电测速装置”等，均加强了对思维过程的能力要求.学生在解答中反映出思维混乱的问题，从而增加了解题难度.

(3)信息储备不足，形成心理障碍

有学生对科学成就的新进度新成果知之甚少，知识面窄，在考场上面对全新的信息场景、陌生的专业术语时感到束手无策，甚至产生畏难情绪，形成心理障碍.例如，“太空飞行器常用的离子推进器”的知识，“海浪发电机”的问题，有些学生对此一无所知，究其原因，学生仍局限于“两耳不闻窗外事，一心只读圣贤书”的封闭状态中，缺乏足够的知识储备.

3 解决STS问题的教学对策

(1)将“理论联系实际”作为基本的教学目标

教学目标是制定课堂教学过程的重要依据，我们应该将“理论联系实际”作为物理教学的基本目标，并切实地贯彻执行，应根据具体的教学内容落实具体的“理论联系实际”的教学目标，物理教师应该认识到，物理学与生产、生活和技术是密切联系的，物理教学的任务既要使学生建立系统的物理知识网络与学科能力，也要使学生具有初步运用所学物理知识解决现实生活中的问题的能力，要通过物理教学活动，使学生认识到物理学在生活、生产和现代科技中所起的重要作用，物理学与我们的生活息息相关，当然，在强调“理论联系实际”时，必须防止一个倾向，那就是过分强调物理学的应用而削弱基础理论的教学.

(2)将来自生活中所涉及的物理现象转化为物理问题

生活中的现象是丰富多彩的，生活中有很多涉及物理知识的现象，这些现象虽然不是都能够转化为中学课堂上的物理问题，但其中确有相当多的现象可转化为中学物理问题，教师必须具有这个意识，平时要注意观察生活，多去收集、整理与物理相关的素材，将生活中涉及到物理知识的现象转化为物理问题.

(3)切实加强物理实验，强调手脑并用

物理学是一门以实验为基础的自然科学，通过物理实验是提高学生实践能力的重要途径，物理教师要充分认识到物理实验在教学中所起的不可代替的作用，要将物理实验作为物理教学的重要内容，而不仅是一种手段.教师应尽可能地开拓演示实验的时间与空间，提倡运用简单的实验器材演示生动的物理现象，通过多样化的演示实验，创设赏心悦目的物理情景，从而引起学生的兴趣，激发学生的思维.开足课标所要求的物理分组实验，让学生有更多的机会动手，在动手的过程中多动脑，手脑并用，使学生在实验过程中加深对物理概念与物理规律的理解，培养学生的观察能力、分析判断能力与实践能力.

(4)教学形式要“开放”

①让学生走进实验室、劳技室，在小实验、小制作、小改造、小修理中学到物理知识.如：制作一些电子玩具、教具，解剖、修理一些废旧电器；改装、改造一些实验仪器、设备等.

②让学生走进图书馆、博物馆、文化馆，开展课外阅读、查阅资料，在科技讲座、专题研究的过程中学习有关知识，如：转基因技术、环境保护、纳米技术、天体演化、新材料、新技术等.

③让学生走进大自然，在观天察地的过程中认识物理现象，学到物理知识，如：组织学生去登山、望瀑、探海、观潮，观察日食日缺、流星闪电、海市蜃楼等等自然景观.

④让学生走进社会，在现场参观、调查，在社区服务中学习物理知识，如：参观水电站、变电所，了解有关变压器及电能输送等物理知识的应用、参观建筑工地现场、码头，了解有关简单机械知识的应用以及新材料、新技术、新设备在工程上的应用.

(5)重视图象图景的教学

通过教学帮助学生建立准确的物理模型，传统的物理教材安排的教学内容都是已经选择、压缩、改造而具典型化和简约化的特点，具有高度的抽象性.若是照本宣科，学生很难理解所学内容，若能充分利用图形图片、电视录像、多媒体课件等手段，用图文并茂的方式向学生提供信息，降低学生学习的难度，并将物理学研究问题的方法和物理思想寓情景的建立和分析过程中，促进学生开展分析问题的思维活动，自然地“悟”出其中的道理和规律，使学生掌握分析物理过程、建立正确物理情景和模型的方法，建立准确的物理模型.例如，在讲解单摆模型时，展示伽利略观察油灯等时摆动的图片或动画，再现模型建立的思维过程.让学生身临其境，感知分析物理过程的方法，建立准确的单摆模型.这样，学生理解了模型的本质，就不会“只见树木不见森林”.

当然，高中学生解决物理中的STS问题的困难是多方面的，但只要重视收集信息和处理信息能力的培养，加强应用性知识的教学，不断培养学生优良的物理思维品质，物理教学就会越来越生动，就一定会使学生爱学物理，会学物理，学会物理.

参考文献：

[1]胡标．从2003年高考题“领悟”中学物理教学的新趋势．物理教学，2004，(3)．

[2]谷啸峰．高考中“应用型”问题解题方法例析．物理教学，2009，(6)．

[3]商俊博．探析STS知识在高考物理命题中的特点．中学物理教学参考，2010，(5)．