【《STSE（科学、技术、社会、环境）视阈下高中物理情境教学原则与策略》4800字】

STSE（科学、技术、社会、环境）视阈下高中物理情境教学原则与策略目录TOC\o"1-3"\h\u3251STSE（科学、技术、社会、环境）视阈下高中物理情境教学原则与策略 1273131.1STSE视阈下高中物理情境教学原则 1148971.1.1科学性 1171421.1.2针对性 1265691.1.3人本性 233541.2STSE视阈下高中物理情境教学策略 21.1STSE视阈下高中物理情境教学原则1.1.1科学性教师向学生展示的教学素材、信息必须是科学的。物理学作为一种对事物的基本原理和本质特征进行研究的科学，在高中物理教学过程中，必须从科学的角度出发展开教学。随着互联网爆发性发展，在人们日常生活中流传着大量伪科学事例及谣言，而中学物理课堂是学生接触科学、探索真实世界的起点和重要途径，学生对在物理课堂中所接触的信息大都抱有很高程度的认可。因而教师在选取教学素材之时，必须认真求证，披沙拣金，以保证情境中的教学材料的科学性。1.1.2针对性教师应在充分分析课程标准、教材及学情的基础上有针对性地选取教学资源和教学材料。在海量的STSE相关素材中，并不是所有的科学素材的全部内容都适合被选入中学物理教学，应选取与学生所学物理知识具有强关联性的部分，这样才能高效地促进学生的物理学习。中学物理所学知识是物理世界大厦中的基础，在有限的物理课程安排和有限的课堂时间内，教师应反复斟酌，有针对性的引入对本堂课有促进作用的部分，充分挖掘其教育意义，而不是简单的介绍罗列。例如在进行斜抛运动相关知识教学时，可播放影片《红海行动》我军战舰遭遇恐怖分子袭击，英勇反击的片段，介绍影片中出战的我国自主研发的730近防炮。引导学生关注近防炮射速、射程及运动轨迹，让学生根据已学知识描述炮弹在空中的运动轨迹，引出本节课的主题——斜抛运动。在学生对本节课知识产生浓厚兴趣后，展示西班牙炮兵留下的轨迹计算图，引导学生思考影响炮弹的射程的因素有：弹道的角度，发射速度。创设情境，如果你是一名炮弹设计工程师，应如何提高炮弹的射程？这种方式既能使同学对技术发展产生强烈的好奇心与研究兴趣，又能在他们心里播下科研的种子。另一方面有助于帮助学生构建斜抛运动的物理模型，认识到发射初速度的大小和方向对水平射程的影响，有效突破本节课的重点和难点。选取教学内容时应充分考虑教学目标，不能生搬硬套，如过分将重心落在展示730近防炮的结构、造价、生产过程等，会分散学生的关注点，超出学生现有的知识水平，无法有效地帮助学生理解本节课的核心内容。1.1.3人本性新课程强调“以学生为主体，教师为主导”，学生是教学过程中的主体，因此教学要符合学生认知发展水平，实现个人需要与社会要求的和谐统一。维果茨基的认知发展理论认为学生存在最近发展区，即学生现有水平与通过教与学所可能获得的发展水平之间的差异就是学生的最近发展区。在STSE视阈下，运用情境教学应注重学生的最近发展区，以达到最大限度地发挥其作用，STSE视阈下情境教学法应根据学生的认知特点，开展教学情境，激发其学习的主动性，为其有意义的学习提供出发点，进而指导其发展自己发现并解决问题的能力。人本主义理论的代表人物之一罗杰斯提出有意义学习理论。他认为学习是个体由内自发的一种心理，有意义学习除了是一种逐渐增长知识的学习，还需要与个人经验都融合在一起的。在教学过程中，教师为学生提供感兴趣的学习材料，教师在学生需要帮助的时候及时帮助学生，课堂上营造一种轻松良好的学习氛围，让学生轻松自由的学习。教师在学生学习过程中扮演好一个伙伴的角色，提供学生学习需要的各种条件，引导学生朝着自身的需求发展，在课堂上学生才是学习过程中关键。学生作为一个“完整的个体”，也是拥有一个“人”的权利；那么学生作为课堂教学的一部分，也是需要适当的情感的表达。而把学生当作学习的机器是严重违背了人本主义理论的，教师应当正确看待学生在课堂教学的地位，积极引导学生朝着他们想要的方向发展，成为一个“完整的个体”。1.2STSE视阈下高中物理情境教学策略1.2.1关注社会生活开展生活情境教学，强化感受性，提升社会责任感在杜威关于实用主义教育理念中，阐述了教育和生活之间的关系，并明确地指出了“教育既生活”和“学校既社会”。杜威相信，教育孩子的首要使命是让他们了解自己的生活，认识其在这个世界上的责任，这样才能更好地融入社会。随着现代社会的发展，教育改革不断深化，更加强调课堂要联系学生的生活，将学生从单一的课本、封闭的课堂中解放出来。开展生活情境教学，使教学活动在真实的社会环境之下发生，可以增强学生作为社会一份子的感受性，对研究产生浓厚的兴趣和欲望，继而提升社会责任感。例如，在进行《能源与可持续发展》一节教学时。可以从社会现实背景出发，展示今年冬天南方一些省市出现了大规模拉闸限电的情况，引导学生利用网络查阅相关资料，交流讨论限电原因，从能量转移或转化的方向、能源的分类与应用、能源与社会发展关系探讨节约用电的必要性。布置任务：能量不会凭空产生也不会凭空消失，即能量是守恒的，为什么还要节约能源呢？同学们分组利用网络查阅以下问题：1.能量是如何转移或者转化？2.我国现阶段发电量、主要发电方式、不同发电方式的优缺点？3.以上发电方式对社会发展的影响。1.对于节约用电你有哪些建议。图1.1“限电”新闻从真实社会生活中挖掘素材，结合本节课物理知识开展生活情境教学，以任务进行驱动，使学生深刻体会科技发展对人类生活和社会发展的影响，使学生明确保护环境、科学用电的重要性。1.2.2还原物理学史开展情境教学，激发学习动机，树立科学本质观中学物理课程通过不同模块对力、热、电、光、原子等方面进行了系统介绍，具有很强的逻辑性和综合性，使学生在较短时间中掌握了物理研究几千年的成果，高效地学习物理知识。课程中所呈现的物理概念和规律是被广大物理研究者充分证明且不受质疑的科学知识，是基于现今科技发展所能达到的最高水平。从而导致学生在学习时容易产生一种错觉，科学理论的发展总是一帆风顺、理所应当的，实际上任何理论从产生、发展到形成体系都要遭受许多曲折，有些还会因不符合所处时代的“价值观”而蒙难。物理学从古代的萌芽时期，到经典物理学时期再发展至现代物理学时期，逐渐形成庞大的物理学大厦，与其他学科相互滲透共同促进社会飞速向前发展。物理学史的研究对象正是物理学中基本概念和理论的萌芽、产生、发展的过程。还原物理学史，一方面可以加深学生对物理概念、规律的理解，形成正确物理观念，培养学生用实验的方式定量研究事物本质规律的意识，一方面物理学家们追求真理、实事求是的科研精神，能使学生受到备受鼓舞，激发刻苦学习的动机，树立科学的本质观[30]。例如，在进行《光的干涉、衍射和偏振》一章教学时，教师可以还原历史上关于光的本性的探讨，介绍关于光是“物质的微粒”、“以太的振动”、电磁波到光是波粒二象性几个历史阶段。惠更斯认为光是在以太中传播的波，提出了著名的惠更斯原理成功解释了光的反射和折射。牛顿更倾向于微粒说，反对波动说的原因则是因为光的波动说无法解释光的直线传播、光的偏振现象，以及对以太存在的质疑。托马斯·杨通过干涉实验提出了干涉原理，并用其解释牛顿环现象、光的衍射现象，推动了光的波动理论的发展。菲涅尔在托马斯·杨发现干涉原理13年后，也独立的提出了自身的研究成果，二人相互支持，共同合作成功以光的横波性理论成功解释光的偏振现象，使光学迈进弹性以太时期，成为物理学史上一段令人津津乐道的佳话。麦克斯韦通过计算得出光速与电磁波传播速度相同，得出光是一种电磁波。爱因斯坦提出光的波粒二象性[30]。1.2惠更斯原理示意图和杨氏干涉实验图通过还原这段物理学史，不仅使学生对光的干涉、衍射和偏振产生有更为深刻理解，而且认识到科学发展并不是一帆风顺，而是曲线前进、螺旋上升的，从而激发学生勇于探索的学习动机，树立科学本质观。1.2.3融合信息技术开展实验情境教学，提高实验直观性，形成正确科学态度1.利用同屏技术，展示物理现象，增强实验可视性观察物理现象是学生在实验情境中提出问题，进行思维活动、经历科学探究从而形成对物理事实的理解，掌握物理知识的基础和起点。在实验情境教学中，教师必须引导学生认真观察实验现象，使之对物理现象有明确的印象，积累感性认识，发挥实验生动、直观的特点，激发直觉兴趣从而活跃思维。演示实验是中学物理实验中重要形式，是教师充分分析教学内容后为配合教学内容精心设计的，由教师个人进行操作演示的实验，是教师教学能力、教学艺术的综合体现。通过演示实验可以将复杂问题简单化、将抽象过程具体化、将枯燥知识生动化，具有激发学生学习兴趣、帮助学生获取感性认识、调动学生思维活跃的特殊功能。演示实验由教师个人操作，学生作为观察者角色加入实验情境之中，新课程强调学生是课堂的主体，因此想要最大程度发挥演示实验的教育价值和功能，学生对物理现象观察行为的质量是关键一环。通过对当前物理演示实验课堂的观察和分析，发现存在这样的现象：由于物理实验器材尺寸、教室物理空间的限制，往往只有前排同学能够清晰完整地观察实验过程、物理现象，教室角落和后排同学在无法观察现象后便散失兴趣，落寞地游离于整个实验过程。这不仅无法发挥演示实验的教学价值，而且与面向教育要全体学生的教育公平理念相违背。对于这样现象，采用的方式主要有：一是由教师个人语言描述实验现象，这样的形式中，部分学生无法基于实验事实产生直观感性认识，只能接收经过他人二次加工的间接经验，难以调动其主动性；二是教师邀请前排同学描述实验现象，这样做看似将课堂交还学生体现其学习主体的地位，但由于学生对物理现象的认识理解水平、语言描述能力等方面的差异使得演示实验效果同样难以保证，往往最后由教师进行补充。希沃白板同屏技术是利用无线网络将智能手机等移动设备与交互式白板相连接，将移动设备屏幕画面在白板等具有放大效果的外设显示器上实时共享的一项技术[31]。通过同屏放大，全体学生相当于共同观看了教师进行的一场演示实验“直播”，其高清放大、同步传输的优点增强了实验的可视性、大大地提升全体学生对物理现象的观察质量，优化学生学习情绪体验，助力STSE视阈下物理实验情境教学的顺利开展。图1.3为教师在探究动滑轮使用特点、杠杆的平衡条件时利用同屏技术展示实验过程的课堂实况。1.3教师利用同屏技术展示演示实验2.应用智能手机app，观测、处理数据，帮助学生认识物理事实本质对实验现象的观察测量是物理实验起点，而获取和处理数据是其中关键一环，数据的精确程度、对数据处理的有效性直接影响学生基于此发现的规律和形成的结论。鲁科版教材在这抛体运动这一章教学内容中设置了科学探究平抛运动的特点这一探究实验，实验设计让小球从固定斜面某位置自由下滑，通过水平槽飞出后做平抛运动，具体实验步骤如图1.4。图1.4教材中探究平抛运动的特点实验步骤用这样的方式记录轨迹，一方面需要进行大量的重复性实验，存在一定的试错成本，部分学生经历多次失败经验后逐渐失去探究信心放弃测量。其次，笔尖由学生用手放在白纸前，可能被无意识移动，导致较大的测量误差，不利于学生正确理解平抛运动的特点。VideoPhysics是一款具有自动化的目标跟踪视频分析功能的智能手机app。拍摄或导入物体运动视频，通过捕捉运动物体的连续相同时间所处位置，设置坐标原点和标度后，点击自动跟踪对象，便可立即创建物体运动过程中轨迹图像、位置和物体的速度图。在进行生活中的抛体运动教学时，教材中呈现做斜抛运动的小球的频闪照片，清晰地展示了小球的运动轨迹，有助于学生对曲线运动的进一步理解。在教材内容的启发下，尝试利用VideoPhysics软件对斜抛运动轨迹和竖直方向、水平方向的运动进行测量分析。图1.5做斜抛运动的小球频闪照片图1.6篮球运动轨迹