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物理教材STS教学思路

物理教材STS教学思路

一、渗透STS教育思想,树立新教材的新理念

长期以来,我们对教材的要求仅停留在“知识载体”上,教材的作用也仅停留在用文字符号传授知识上。这种教材的旧观念使多数传统的物理教材对知识的叙述从定理到定律,从物理概念到物理模型,满篇是恒古不变的理论。旧的教材观念必然产生与之相应的教材评价标准,只要教材的内容符合教学大纲要求,对知识的阐述具有科学性、严密性、系统性,无疑就是一本好的教材。然而,在全面实施素质教育的今天,如果教材的功能和任务还仅仅停留在直接传输知识上,那就远远不能适应新形势下素质教育的需要。STS教育思想要求我们的教材在介绍物理知识的过程中,通过与科技、生产、生活紧密相联来开阔学生眼界,激发学生的兴趣,启迪学生的思维,发展学生的能力,培养学生的情操。这样,教材的知识载体功能已经不再是唯一的功能,它的素质教育功能正在不断地开发和强化。这就是我们在教材中渗透STS教育思想应当树立的新理念。

1.体现STS教育思想的教材应具有科技性、时代性、趣味性。随着时代的进步,科技的发展,人类的知识拥有量由19世纪的每50年增长一倍加快到20世纪初的每20年增长一倍,而后又由70年代后的每5年增长一倍加快到每3年增长一倍,如今已是名副其实的知识爆炸的时代。现代的青少年,是在高科技玩具中游刃成长的一代。丰富多采的生活使他们习J惯在愉悦中接受新知识。他们喜欢阅读有趣味的知识读物,排斥或厌倦阅读那些费时的、苦涩的书本和文章。如果我们的教材还满篇皆是对经典定理定律的叙述,对小球木块的研究,不仅会使学生枯燥乏味,如嚼黄蜡,还会让学生误认为物理知识只属于远古的洪荒时代,与现代科技生产和生活无缘。这样的教材无疑会助长学生的厌学情绪。我们在教学实践中,常会遇到一些天资聪慧的青少年,他们爱科学,爱看科普书,知识面较广。他们对卫星运动,原子能,现代通信等津津乐道,还会在科普书籍的指导下做些趣味小制作。可他们却学不好物理课程,常常厌倦向心力、万有引力、核能的计算。他们的共同感觉是,学习物理知识乏味。如果我们将STS教育思想注人教材的编写中,使教材中的物理知识与现代科技、生产、生活的实例相结合,增强教材的科技性、时代性、实用性和趣味性,就能激发学生的学习兴趣,培养学生理论联系实际的学风。

2.运用STS教育思想可转换教材单纯知识载体的角色,为学生营造实践能力培养的“渠道”,创新思维培养的“空间”。回首以往,我们的教育曾经培养了许多在国际奥林匹克数理化竞赛中夺金牌,拿银牌的英才。可是在创造发明方面却寥若晨星,很少显山露水。虽然其中的原因复杂,却值得我们教育工作者从我们的教学,尤其是从教材的角度进行积极的反思。我认为必须彻底转换教材单纯知识载体的角色,在教材中注人实践活动和创新活动的内容。创新的实践活动包括提出问题,研究问题,设计解决问题的方案和动手实验,参加实践。我们的教材应具有引领学生创新思维,培养学生创新能力的功能。

3.渗透了STS教育思想的教材在传输知识的过程中,着眼于对学生认知方法、自学能力的培养。培养学生的认知方法,提高学生的自学能力,应当是新教材的重要功能之一。一些老教育家曾说过“教是为了不教”,“给人以鱼,不如授人以渔”。教材因篇幅和时数的限制,其知识和信息的容量是非常有限的,教材不可能将世上所有的知识都传授给学生。如果教材在传授知识的过程中着力授予学生自学能力和认知方法,学生将来就能根据自己的需要不断学习和获得新知识,不断进行自我教育,获得可持续发展的能力,因而终身受益。因此,我们不是追求教材中的知识量,知识的深度和广度,而是在符合教学大纲的前提下,着力于开发教材对学生认知方法和自学能力的培养功能上。

二、敢于突破传统教材的教科书文体,更有利于体现STS教育思想

教材中要体现STS教育思想,其中必须既有现代科技中的趣味性知识内容,又有实践活动,思维训练方面的内容。如果我们继续沿用传统教材的教科书的表现方法,那一定达不到我们期望的效果。学生阅读后感到忽东忽西,把握不住要领,教师在指导学生掌握其基本知识时也难以操作。因此,在编写教材时,可以突破教科书的写法,将上述内容和要求分成三部分。把对思维能力、自学能力、认知能力的培养放在第一部分,将对知识的叙述放在第二部分,把实践能力的培养放在第三部分,对创新思维的培养贯穿始终。这就形成了新教材“三步到位”的编写方法。①三步到位的写法及意义所谓三步到位法,即对每一知识点的叙述分三步进行,第一步引人知识,第二步叙述知识,第三步运用知识。第一步引人知识的过程,在教材中营造一个对学生进行能力培养的“渠道”和创新思维培养的“空间”。在这一步我们选用一个与知识点内容密切相关的有科学性、趣味性、思想性的实例引出知识点。接着在〔想一想〕栏中设问,所设的问题是学生迫切求答的问题,想学生所想,问学生所问,架起实例与物理知识间的桥梁,引导学生从实例的现象中去积极地思考问题。然后尽可能地设置再现实例物理现象的演示实验,创设情景,引导学生去观察现象分析问题,获得感性知识和思维技能的训练,力求在激发学生学习兴趣的同时,培养和提高学生的观察、分析、思维、认知的能力,培养学生自觉观察分析周围事物的好习惯。第二步对知识点的叙述中,改革单纯阐述物理知识的一般写法,极力创设一种研究性学习的氛围,抓住前面〔想一想〕栏所设置的问题,顺应学生迫切解惑的心理展开对知识的阐述。在引导学生分析、综合、归纳、演绎的过程中,将感性认识上升到理性认识,完成直觉思维和分析思维的统一。这第二部分是课文的中心内容,可单独用宋体字表示。各章节的这一部分组成一个系统,便于学生学习时抓住重点和要领。第三步是知识的运用。在教材的这一部分中,可以创设一些相应的栏目,以开辟学生联系实际运用物理知识的渠道和展示自己创造技能的空间。在〔小实验〕、[试试看〕、〔观察与思考〕栏中,可以配合知识点设置理论与实践相联系的实验及研究性小课题,使学生通过动手操作加深对理论的理解,同时获得创新思维和创造能力的培养。为了增强教材的科技性、时代性、实用性和趣味性,为了开阔学生眼界,扩大学生的知识面,在[科技之窗〕、〔知识博览〕栏中,还可介绍与所学知识有关的现代科技、生产实践、日常生活、自然现象中的事物。在[知识博览〕栏还可介绍与该处知识点相关的科学家,以及他们研究物理的科学精神、科学方法。目的是使学生通过这些生动事例的“耳濡目染”,激发出爱祖国、爱科学、爱物理的激情,有助于他们形成科学的世界观和方法论。②本人在编写中职物理教材中运用“三步到位”法的个例。

第一步:引人知识的实例“海市屋楼”。内容:你见过或者听过海市屋楼吗?在盛夏无风的日子里,远远的海天之间、沙漠无人之处,突然出现了楼台、城廓、树木、房屋或者船舶的影像,给人以仙山琼阁的错觉。然而一旦风起云涌,此景很快烟消云散,犹如过眼云烟。此景既不是仙山也不是琼阁,它是来自视野之外的房屋、树木、船舶的光线在特定条件下,由大气层弯曲后射人我们眼中形成的像。想一想:视野之外的光是怎样折射弯曲进人我们眼中的?演示实验:对比光纤和空心软管弯曲导光的性育匕内容:光纤是近几十年发展起来的一门光学技术,如果我们将一根光纤的一端对准强光束;然后弯曲光纤却能在另一端看到传出的光。而我们用一般空心软管重复上述实验,就会发现管子不弯曲时还能从一端望见另一端的图象或光,只要管子稍一弯曲,就不可能看见另一端的图像或光。创意和作用—用学生感兴趣的实例引人知识点,增加教材趣味性、可读性。—引导学生思考神奇的海市屋楼与我们所学的物理知识的关系。,光线能弯曲传播吗?为什么我们常见的光都是直线传播呢?—对学生进行认知能力的锻炼和培养。—想学生所想,问学生所问。—用事实说明在特定条件下光是可以弯曲传播的。—引导学生思考为什么光在空心软管中不能弯曲传播而在光纤中却能弯曲传播?光纤由什么特殊材料构成?第二步:阐述知识“光的全反射”。研究性课题:“光在什么条件下可能弯曲传播?”导出知识:光的全反射光的全反射条件?怎样求临界角?弯曲传光的条件是什么?—针对学生迫切解惑的问题进行研究—将感性认识上升到理性认识—解开“海市屋楼”之谜内容(略)。从以上个例我们可以看出,“三步到位”的写法,能充分体现STS的教育思想,行之有效地转变了教材单纯知识载体的角色,开发了教材的素质教育功能,使教材具有了更多的培养学生能力和创新思维的空间。

三、以STS教育思想用“三步到位”法编写的教材将具有如下特色

1.具有科技性、时代性、实用性。“三步到位法”易于将物理知识与现代科技、生产、生活紧密相联,广泛结合,其内容组合不会显得杂乱无章。例如我们把反冲运动、安培力、液晶等知识放在第二步,而与之相应的科技内容火箭与导弹、磁悬浮列车、液晶眼镜放在第三步的〔知识博览〕、〔科技之窗〕中,各步的作用能做到径渭分明,有条不紊。

2.教材在具有严密的科学性、逻辑性的同时,还显得生动、活泼、有趣。物理的概念、定理、定律是经过科学家们反复探讨和锤炼出来的真理,它科学、严密、准确、字字烁金。但如果满篇是定理定律,学生就会感到物理太枯燥无味,甚至对物理失去兴趣。在三步到位法中的第一步,运用一个与科技、生产、生活有关的实例引出后面的物理知识,学生不仅不会感到物理知识沉闷和枯燥,反而觉得它生动有趣。

3.对学生实践能力的培养有较好的操作性。传统物理教材由于其功能和固有文体的限制,很难起到引导学生动手实践的作用。三步到位的方法可以在第三步设置〔小实验〕、〔试试看〕、〔小制作〕栏目,选一些简易可行、所需材料来源丰富的小项目,例如自制喷汽船,自制检流计等,既可提高学生的动手实践能力,又可培养学生对物理的学习兴趣,也有利于学生创新思维的培养和锻炼。

4.能引导学生运用所学知识分析解决实际问题,理论联系实际,获得综合能力的训练。在第三步的[观察与思考〕中,尽可能地结合物理知识设置一些源于科技、生产、生活中的思考题。例如对“运动电梯对乘客的支持力是否等于重力”的思考,对“飞鸟对飞机撞击力的大小”的思考,对“电冰箱能否当空调用于室内降温”的思考等,可分别引导学生用“牛顿第二定律”、“冲量定理”、“能量转换守恒定律”去思、去想、去悟。在这一过程中,学生的综合能力和创新思维得到训练、培养和提高。

5.能强化教材的思想教育功能,对学生起着潜移默化的思想教育作用。在第三步的[知识博览」中,尽可能地展示科技知识的精彩和物理知识在科技中的应用(包括过去、现在和将来),并以此培养学生爱科学、爱物理、爱学习的风尚。我们还可以在其中介绍与知识点相关的科学家,例如我国研制“两弹一星”的科技专家,著名的物理学家伽利略、牛顿、居里夫人等。通过介绍他们的科学精神、科学方法、爱国激情来树立学习榜样,以榜样的力量来达到教育学生的目的。这是一种没有说教却胜于说教的方法,能起到潜移默化的教育效果。在推行素质教育的新形势下,许多有志于教材改革的探索者们都在寻找新的思路,可谓仁者见仁,智者见智。为将STS教育思想渗人物理教材的编写中,“三步到位法”的创意和改革,仅仅是开发教材素质教育功能的一种探索,教材虽已出版,但肯定还有许多不足之外,愿意得到各位专家同仁的指正。