在大学物理教学中渗透SS育的探讨T教.pdf

第 2 6 卷 第 1 1 期 2 0 0 5 年 1 1 月 湖南科技学院学报 J o u r n a l o f Hu n a n Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d En g i n e e r i n g Vo 1 2 6 No 1 J NO V 2 o05 在大学物理教学中渗透 S T S 教育的探讨 贾竹君 湖南科技学院 电子工程与物理系 湖南 永州 4 2 5 0 0 6 摘要 关于科学 技术和社会三者关系的教育就是 S T S 教育 将 S T S 教育 渗透到大学物理教学之中 不仅应当 而且可行 我们应当 探索在大学物理中实施 S T S教育的目 标 教学内容 手段 方法和模式 从技术上讲 我们可以创设 情景 提供资源 建设物理 S T S 教育网 关键词 S T S 教育 大学物理教学 渗透 中图分类号 0 4 3 6 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 3 2 2 1 9 2 0 0 5 1 1 0 0 4 9 0 4 S T S S c i e n c e T e c h n o l o g y a n d S o c i e t y 教育是当前教育界 持续讨论了许多年的热门话题 它第一次把 科学 技术和社 会的相互关系 作为一个独立的对象进行系统地研究 S T S是 一 门研究 科学 技术 社会 相互关系的交叉学科 其基本 观点是 科学解决理论问题 技术解决实际问题 科学最终 受惠的是社会 使人类生活进一步得到改善和提高 从而形成 了一个复杂而庞大的系统学科 目前 S T S已拥有专门的学会 专业的刊物 仅美国就已有十几所大学设立了与 S T S有关的 院系 有 1 0 0多所大学建立了S T S的计划体系 有 1 0 0 0多所 大学开设了S T S方面的课程 并培养了大批 S T S本科生和硕 士 博士研究生 我国的 S T S教育始于 1 9 8 5年 并于 1 9 9 9 年全国第六届 S T S学术研讨会上 提出在适当条件下 我国 高校应开设S T S课程和设立 S T S专业 使S T S教育与理科教 育相结合 以提高受教育者的综合科技素质 l 一 S T S 教育的基本内涵 S T S教育虽然在世界各地日益受到重视 但对于 S T S的 表述却没有一个统一的定义 对于 S T S的 含义有广义和狭义 两种理解 在广义的理解中 S T S体现为一个学科群 是科学 史 技术史 科学哲学 技术哲学 科学社会学 技术社会学 科技政策研究等学科对科学 技术与社会的相互关系之研究的 总称 在狭义的理解中 S T S则是以传统的科学史 技术史 科学哲学 技术哲学 科学社会学 技术社会学等学科为基础 在更高的水平上进行理论综合 并由此而形成的融合了上述传 统学科的基本内容 追求对科学 技术与社会的相互关系的新 理解的一门的新兴的交叉学科 我国专门研究 S T S的学者曾 对 S T S 给出了如下的狭义的定义 S T S 是一门研究科学 技 术和社会相互关系的新兴学科 它把科学技术看作是一个渗透 价值的复杂社会事业 研究作为社会子系统的科学和技术的性 质 结构 功能及它们之间的相互关系 研究科学技术与其他 子系统如政治 经济 文化 教育等之间的互动关系 还要研 收稿日期 2 0 0 5 一o 9 2 0 作者简介 贾竹君 1 9 6 4 一 湖南宁远人 硕士 高 级讲师 研究方向为电子技术及物理学科教育 究科学 技术和社会在整体上的性质 特点 结构和相互关系 及其协调发展的动力学机制 基于以上对S T S的定义描述 所以 澳大利亚 w 霍尔博士认为 对科学的发明或技术上的 变革做出社会性的解释 是 S T S教育的首要任务 美国学者 w E 亚格尔认为 通过 S T S课程教育的培养 使学生懂得 科学 技术和社会之间的相互关系和相互影响 l S T S教育的目标 S T S教育目标有两个 一是培养学生理解科学技术在现 代社会中的作用 认识到科学技术既可以造福社会 也可能给 社会带来新的问题 科学技术是一柄 双刃刀 要引导学生 向有利于社会发展的方向学习科学技术 二是培养学生树立科 学教育与人文教育并重的教育思想 使学生懂得合理的决策不 仅来源于科学 还要来源于社会 艺术 哲学 经济等诸多因 素 2 S T S教育的内容 S T S教育的内容是多种多样的 美国学者 P i e l 在 1 9 8 1 年 提出把以下七个问题纳入 S T S的范畴 能源 人口 人类工 程 环境质量和自然资源 太空研究和国防 科学社会学 技 术发展对社会的影响 加拿大学者提出的是 科学和技术的关 系 专家治国的 民主的决策 科学家和社会科学的决定 科 学 技术和社会问题 科学家的社会责任 科学家动机引起 科学家和他们个人的品质 科学和技术中的女性 科学知识的 社会性质 科学知识的特征等十个方面的内 容 综合国内外 S T S教育的基本内容有如下五个方面 1 突出科学与技术的 社会环境 科学与技术虽不同 但在社会和经济生活中却紧密 联系在一起 2 知识的应用 而非仅传授具历史意义的知识 3 解决问题的技能 4 逻辑推理和擞决策的能力 5 面向 未来的教育 当然这只是一个初步的基本内容 具体在学科教 学时 还要结合学科特点 找出 S T S教育与该学科如大学物 理学科教育的切入点 挖掘出学科中的 S T S教育内容 才能 成功进行学科 S T S教育 在课程内容改革中 多数是在传统课程的基础上或拓宽教 学内容 或增设课程 或若干学科合并组成新的深程 或增加 课外 校外活动等 3 S T S教育的特点 49 维普资讯 S T S教育的特点 由于各个国家的政治 经济 文化 教育 宗教及社会背景等情况不同 在一些特征上有不同点 但按 S T S 教育规律考虑 有以下几点共同特点 1 S T S教育体现了科学技术与社会的紧密联系 科学技术是第一生产力 它一方面来源于社会实践 另一 方面又反过来推动社会向前发展 S T S课程的全部内容都与社 会问题有直接联系 它讨论的是社会问题是如何产生的 科学 技术在社会问题中的作用 如何运用科学技术来解释问题等 2 S T S教育是科学教育和人文教育的双重教育 现在是新的世纪 时代的飞速发展和工业创新的巨大挑 战 要求 2 l 世纪的人才要具有综合决策的能力 受教育的方 式应是立体的 全方位的 培养的学生既要懂得自然科学知识 又要懂社会科学知识 S T S 教育突出一些跨学科课程 注重培 养学生的综合素质 更好地把科学教育和人文教育结合起来 3 S T S教育注重理论与实践相结合 在科技发展日新月异的今天 理论同实践的结合对科学技 术的发展越来越重要 科学技术只有立足于实践 着眼于应用 才能有所发展 S T S 课程不仅重视科学知识的传播 还重视技 术工艺生产方面的应用等 能使学生综合地运用各种知识 解 决实际问题 J 总的来说 S T S教育体现了开放性 多元性 人文性 前 瞻性 互动性 综合性 S T S教育的主题是科学技术教育 但 又不局限于科学技术本身的教育 更重要的是还包括明确社会 责任感 增强公民意识和树立正确的世界观 人生观和价值观 等方面的教育 它是一个以学生发展为本的综合性的开放教 育 二我国科学教育的现状 长期以来 我国的传统教育观念和教育制度受西方思潮影 响 但同时又摆脱不了中国传统文化的深刻影响 因此从 l 9 世纪末期至今的一个多世纪里 形成了有中国特色的传统科学 观和科学教育观 而根据我国公民目前所具备的科学素养 反 思我国的科学教育 不难发现我国科学教育存在的弊端所在 1 强调知识本身 忽视能力培养 有中国特色的科学教育 重视知识的系统性 完整性 无 问题意识 教师也只注重对结论性知识的传授 几乎可以做到 滴水不漏 教学场景中 见物不见人 学生对这些陈述性的 知识也只是机械性的记忆 顶多也是理解性的记忆 自然就只 在乎知识本身 而提问和探究意识逐渐淡化 谈不上能力的培 养 2 强调科学教育 忽视入 丈教育 科学教育中要融入人文教育 我们理工科的教学以前局限 于本学科领域 很多学者具有学科情结 不愿意向学生传授本 学科领域之外的知识 惟恐自己的教学中有 不务正业 之嫌 现在看来 科学教育要与人文教育相结合 教学中要科学教育 与人文教育并举 只有培养出既有科学精神又有人文精神的高 素质人才 才是使我们的科学和由科学而发展的技术造福人 类 营造和谐社会 美好人生 3 重视学历教育 轻视终身教育 学历教育 就是以考试成绩 获得学历为教育终极日的的 教育 考试本是教育的手段而非 j 的 但当作为手段的考试成 5 0 为科学教育的唯 一目的时 这种教育就成为应试教育 重学历 的应试教育背景中 科学教育的质疑 求真 创造 创新都烟 消云散了 应试教育愈演愈烈 导致科学教育 雨结沦 轻探 索 重知识 轻方法 最训练 轻实际 重记忆 轻思考 重 经典理论 轻学术前沿 重确定性 轻问题性 重发展的结果 轻发展的历史 等等 4 强调专业和精英培养 忽视全面教育 传统科学教育的目标主要是为高一级学习作学术准备 因 而强调的是科学的基本理论 重视的是学科知识体系的完整 严密 出现了一系列以科学概念 原理 过程为核心的科学课 程 这些课程的总特征是 强调学科知识的理论和结构 提倡 使用科学的方法和过程 这些课程是为培养社会精英和专业人 才而进行的教育 也确实为国家培养了一大批科学家和工程 师 但由 F 它过深 过难 结果是导致越来越多的学生 对科学 学习失去应有的兴趣 直接阻碍了公众整体素质的提高 而这 种过分重视科学学术教学的结果 又能对理想中的科学精英的 学术提供多少帮助 没有人去探究 其后果是极大部分学生成 了无谓的陪读 造成教育资源的极大浪费 这与 科学为大众 相去甚远了 三在大学物理教学中渗入 S T S教育的意义 1 在大学物理教学中渗入 S T S教育 是时代的需要 具有科技素养 能够了解最新的科技发展前景 并能参与 到科学技术应用与社会的决策中来 这正是 S T S教育所要培 养的人才 通过在大学物理教学中 进行科学一技术一社会的 教育 渗入现代科学技术的发展及相关的社会重大问题的内 容 可以培养学生懂知识 会技术 能决策的能力 提高学生 的科技素养 2 在大学物理教学中渗入 S T S教育 有利于进行素质教 育 科学教育足科学方法和科学思想的教育 科学方法教育是 培养学生科学素养 锻炼能力的重要基础 现代学科又呈现出 相互交叉 综合的特点 需要培养学生用综合的观点分析问题 大学物理 S T S教育的跨学科性 综合性 开放性等特点有助 于在物理学科教学中 培养学生运用多学科知识综合分析问题 和解决问题的能力 养成整体的观点 3 在大学物理教学中渗入 S T S教育 有利于促进科学教 育与人文教育整合 大学物理 S T S课程所提供的知识 是将科学人文化 同 时又将人文学科科学化 实施物理 S T S教育可以成功地实现 科学教育与人文教育的整合 培养具有科学精神与人文精神的 新型高索质人才 以填补科学与人文之问的鸿沟 4 在大学物理教学中渗入 S T S教育 有利于实施可持续 发展战略 科学技术的两面性使人们意识到自然世界可持续发展的 重要性 实施百 r 持续发展战略的关键是教育 教育需要培养人 们既掌握科技在当代社会的应用 也要关注科技对社会的持续 和谐发展的影响 并冈此而作 f l 科学的决策 大学物理 S T S 教育正是把物理学科的教育和当前社会发展 社会生活紧密结 合起来 既考虑当代物理技术发展对教育发出的要求 又要研 究社会成员对现代和未来社会生产 生活作出的决策 物理 S T S教育的特点之一便是其前瞻性 发展性 它的兴起便是缘 维普资讯 于要使社会可持续发展 5 在大学物理教学中渗入 S T S教育 有利于科学与自然 的融合 科学教育应该提供某种能够使学习者尽可能认识真实世 界的方式 教育要回归自然 因为人的本质也是需要教育回归 自然 物理 S T S教育目标是使学生在创设的实际技术情景和 社会情景中去学习和理解物理学和技术知识 使学生在对实际 问题的研究过程中去认识和掌握物理学理论和方法 这里创设 的情景要求是与自然 与生活尽可能的相似 使物理学知识贴 近生活 融于 自然 它是一个以学生发展为本的综合性教育 在物理中进行 S T S教育 要求物理教学体现这样一种适应 即学生在学习期间所接受的物理教育和学生一生中所面临的 科学技术发展与社会发展相适应 我们提倡 从生活中学习物 理 从生活走向生活 正是科学教育要回归自然的体现 四在大学物理教学中渗入 S T S 教育的探索与设计 如何在大学物理教学中渗入 S T S教育 笔者认为可以从 物理 S T S教育目标 教学手段 教学模式 课程形式 教学 内容和教学方法等方面来进行探讨 由于篇幅的关系 笔者着 重讨论教学目标 教学内容和教学方法 1 在现行的物理教学中渗入 S T S教育的教育目标 掌握科学知识及知识获取过程中探究能力的培养 科学精神和人文精神的培养 可持续发展思想 我们的人才还应该懂得在使用科学技 术的时候 不仅要考虑到对现代人的生活影响 还要考虑对未 来世界的影响 要尽量避免如资源过量消耗 核技术滥用 克 隆人等问题的出现 信息素养 是指要求人因为终身学习等因素 需要具有 对信息进行搜索 获取 分析和加工的能力 从中找出以对 自 己的发展有利的内容 最终是利用信息 联系实际的能力 非线性思维能力 过去我们只重视科学知识的积累 学 生的思维是线性发展的 现在教学中需要进行科学思想 科学 方法的渗透和点拨 这是在物理教学中对学生进行非线性思维 能力培养的一种有效方式 物理 S T S教育具有多元性 综合 性等特点能够培养学生的非线性思维能力 科技素养的培养 公众参与意识的培养 这是对培养学生人生观 世界观和价值观的目标需求 进 行 S T S教育的最终目的是使培养的人才能够将所学知识和技 术应用于实践 更重要的是能够参与科学决策 因此在我们大 学物理教育中 也应致力于培养学生勇于参与科学讨论和决策 的意识 便于将来走出学校进入社会进行重要的科学决策 2 实施大学物理 S T S教育的教学手段 计算机和网络技术以前所未有的深度和广度渗入教育 它 对教育的影响不仅仪表现在教学手段的现代化 更深刻更根本 的是对教育思想 教育观念和本质的影响 其影响意义是深远 的 教学资源 各类教材和参考书 已不局限于学校图书馆 更多的可以从网络上找到 如网 图书馆 教学光盘等 只需 几秒钟即可到达世界各地 搜索到全世界优秀的教学内容 3 实施大学物理 S T S教育的教学内容 与生产 生活实际相关并有广泛应用的物理知识 物理 学在社会中极为 泛 贴近生活的知识往往贴近学生 学生感 到既熟悉又陌生 属于学生知识经验的 临近发展区 学 生 接受起来很容易 利于提高教学效果 这部分内容属于物理学 中最为普遍的S T S内容 教师也较容易挖掘出来 现代物理学科技前沿 包括新成果 新发展 学生本身熟悉的内容 如眼镜相关的光学知识 随着社 会与科技的发展 人的视力在下降 可设问 是科技和社会的 发展引起近视人数的增加吗 就这点就可展开探讨科学技术 和社会的进步对视力的影响 学生从中可感受到科学技术的 双面性 让学生初步体验 S T S思想 与个人家庭和社会生活密切相关的知识和技能 与物理学知识相关的萤大社会问题 如能源危机 环境 资源保护等 与物理学相关的热点问题 如电磁波技术 外星人 宇 宙飞船 火星探测卫星等 物理知识的社会性质 物理学知识在社会中的应用是广 泛的 物理学发展规律过程 物理学发展过程中有许多的史实 正是 S T S所最需要的内容 物理学知识建立的过程中有过许 多科学家争论的内容 这些内容的教学无疑可以培养学生科学 探究能力 而历史上有的科学家利用知识为人类造福 而有的 科学家却将科学技术用于战争 给人类带来极大的痛苦 物理 学发展中的一些小知识点可能对学生起着重要思维启发作用 物理学发展过程中的知识饱含丰富的人文思想 而且与人贴 近 很容易被学生接受 可以说 物理学发展的历史本身就是 一 本非常有用 学之不尽的S T S教材 需要说明的是 以前的物理课程教学并非完全没有这些内 容 但做的不够 我们在此单独专门提出物理 S T S教育 目 的是强调 更希望通过在大学物理中挖掘出的 S T S内容 使 S T S教育深入物理教师和学生心中 能够早日受到重视和接受 并接受之 4 实施大学物理 S T S教育的教学模式 有渗透式教学 独立式教学 实践活动教学和社会文化模 式 考虑我国的实际情况 我们目前以渗透式教学 实践活动 教学为主 5 实施大学物理 S T S教育的教学形式 有必修课 选修课和课外 自 修等教学形式 6 实施大学物理 S T S教育的教学方法 课堂渗入法 是目前进行 S T S教育的主要形式之一 课堂渗入法将在很 长一段时间内占据我国教学组织形式 的主要位置 采用课堂渗入 S T S教育的方法很容易为教师所 接受 作为物理教师 可以在新授课 实验课 习题课等教学 中 有机地渗入物理学知识的发展历史 物理学家的故事 物 理学前沿科技 物理技术新产品等内容 我曾听过一节原子物 理学课 在第一堂课时 老师就介绍了宇宙形成的原因一宇宙 大爆炸论 学生边听边觉得好奇 并不时提问 显然学生的求 知欲望就调动起来了 还可以根据 S T S思想编写相关测试题 从教学 考查等方面促进学生对 S T S内容的接受 问题探究法 角色扮演法 也称为体验式教学法 决策模拟法 角 色扮演法可以为学生提供体验真实环境的机会 让他们站在特 5l 维普资讯 定的角色立场上 将自己的人生观 价值观和教师所赋予的态 度和价值观进行比较 形成正确的科学价值观和科学态度 例 如 在学完力学后 可以让学生扮演桥梁专家 考虑在自己的 家乡修路建桥的设计 学完电学后 让学生考察一栋新建的楼 房 设想自己是电工 看怎么去设计电路 怎样铺线 怎样节 约用电 等等 我在上 模拟电子技术 课的时 我就曾选某 一 教学点叫学生备课 试讲 然后挑选优秀的几名学生上讲台 当了一回小老师 最后由同学们给出评价 调查法 大学生已经具有一定的社会活动能力 在物理 S T S教育中要充分调动学生各方面的能力进行社会调查 物理 教师可就某一知识点的相关内容确定调查题目 将学生组织成 3 8人小组进行调查 通过调查 让学生了解物理知识和技 术的现状 弄清问题的原因 找出它们的相互联系 有助于加 深理解物理知识内涵 掌握物理知识的应用方法 实践法 让学生到工厂 企业 科研机构等部门实习 考察 亲身感受物理学技术的应用 在实践中切实体验和理解 物理学 培养其科技意识和科学精神 课题 案例教学法 这一方法适于课堂教学和讨论课 也可与调查法相配合 教师可结合物理教学点 选择与之相关的 S T S热门话题 物 理 S T S教育是基于现实的 又是面向未来的 教学中 教师 可就当时社会舆论热点 激起学生共鸣 教师不要统一认识 充分发挥学生个性 S T S教学讲的正是不要形成统一的结论 固定学生的思维 课题 案例教学法是 S T S教育中比较有意 义和可操作性的一种教学方法 这一种教学方法的实施 可以 考虑请一些对物理学知识非常有造诣的专家 教授到校给学生 进行某一方面专题讲座 我校每年都邀请这样的专家学者来讲 学 我系还两次请来了本系毕业的 现是全国最有发展前途的 科学家回母校专题讲座 反响很大 实验技能法 资料搜集法 这是一种在 S T S教育中培养学生信息素 养的有效方法 现代的资料搜集已不再局限于传统的图书馆资 料查询法 更多的是利用现代信息技术 从可提供资料查询的 教学资源 如网上图书馆 网络资源库 各类教学和资源光盘 等来搜集资料 教师帮助学生调动这些信息 并从中进行分析 筛选 学生在搜集过程中既获得了需要的信息资源 培养了学 生使用现代信息手段的能力 有利于学生将来的终身学习 同 时还培养了学生进行信息价值判断和归纳的能力 专题讨论法 科技模型及产品的制作与发明法 这一种方法应是在其 他方法基础上进行综合能力训练的方法 教师可指导学生在接 受物理 S T S教育之后 思考将物理知识应用于实际生活 这 种应用可小至自己身边的一些物理应用 也可大至工业生产所 需 学校和教师提供一定的条件 帮助学生设计和制作物理科 技产品 以上的物理 S T S教学方法并不是各自独立的 在物理教 学中 实际上往往是多种教学方法交叉结合使用 无论选择哪 种教学方法 都需要遵循一种指导思想 即 教师的主导作用 与学生的主体作用是辩证统一的 S T S教育提倡在教学中以 教师为主导 以学生为主体 教师在整个教学过程中起着指导 者 帮助者 组织者和促进者的作用 利用创设情景 将 S T S 教学内容融入各种教学方法之中 充分发挥学生的主动性 积 极性和首创精神 体现学生的主体地位 实现个人知识的意义 建构 这与建构主义的教学理念是一致的 最后 我提出一个设想 就是我们可以创设情景 提供资 源 建设物理 S T S 教育网 为广大热心于从事物理 S T S 教育 研究的人 t 提供大学物理 S T S资源支持 我们可以在网上提 供物理S T S 教学的内容 如物理学史 物理学家 科技前沿 生活科普 与物理 S T S相关的教案 实验 专论 还为师生 提供协作交流的文件传送 E m a i l B B S和留言板等服务 这将是十分有意义的 注释 欧阳虹等 理科教学中渗透 S T S教育思想的探讨 J 枣庄师专 学报 2 0 0 0 5 7 4 7 5 胡炳元主编 物理课程与教学论 M 杭州 浙江教育出版 社 2 0 0 3 5 8 付三玲等 S T S教育思想应用于物理教育的探讨 J 河北农业 大学学报 2 0 0 4 6 8 9 方丽梅 关于 S T S教育渗透到大学物理教育中的思考 D 四川师范大学 2 0 0 4 1 4 1 5 1 7 参考文献 l 胡炳元 物理课程与教学论 M 杭州 浙江教育出版社 2 00 3 2 欧阳虹 理科教学中渗透 S T S教育思想的探讨 J 枣庄师 专学报 2 0 0 0 5 7 4 7 5 3 付三玲等 S T S教育思