科學(xué)態(tài)度和責(zé)任素養(yǎng)觀點(diǎn)下有效實(shí)施STSE教學(xué)的課程探索

“科學(xué)態(tài)度和責(zé)任”素養(yǎng)觀點(diǎn)下有效實(shí)施STSE教學(xué)的課程探索上海市南洋中學(xué)許美新摘要：無(wú)論科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境的聯(lián)系及其和諧發(fā)展，還是人、自然、社會(huì)的和諧統(tǒng)一，都是現(xiàn)代文明所崇尚和追求的，更是教育改革的一種前沿理念。高中物理課程應(yīng)在義務(wù)教育的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的養(yǎng)成和發(fā)展。正確認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)，構(gòu)建更完整的科學(xué)知識(shí)，有助于深化自己所學(xué)到的知識(shí)；改善學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高他們的興趣，對(duì)于學(xué)科的態(tài)度往往貫穿學(xué)習(xí)的所有方面，覺得是一門真實(shí)的科學(xué)，符合實(shí)際；在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)更優(yōu)于以往的學(xué)生；學(xué)生學(xué)會(huì)用高觀點(diǎn)看待問(wèn)題；學(xué)生有積極的態(tài)度對(duì)待科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，有積極改進(jìn)的向往，對(duì)于社會(huì)的發(fā)展更具責(zé)任感和使命感。關(guān)鍵詞：物理核心素養(yǎng)科學(xué)態(tài)度責(zé)任STSE高中物理課程作為高中自然科學(xué)領(lǐng)域基礎(chǔ)課程，旨在落實(shí)“立德樹人”根本任務(wù)，進(jìn)一步提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：人民教育出版社，2018.[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：人民教育出版社，2018.“科學(xué)態(tài)度和責(zé)任”是指在認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，理解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境關(guān)系的基礎(chǔ)上，逐漸形成的對(duì)科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度和責(zé)任感。[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：人民教育出版社，2018.1][1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：人民教育出版社，2018.STSE教育是一個(gè)新的、跨學(xué)科的領(lǐng)域。對(duì)教師提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，教師必須首先要從教學(xué)觀念上改變，受應(yīng)試教育影響，有的教師擔(dān)心在不增加課時(shí)的情況下，STSE的教育將會(huì)占用正常的物理教學(xué)時(shí)間，而學(xué)生正常的物理學(xué)習(xí)時(shí)間將會(huì)受到影響，從而影響學(xué)習(xí)成績(jī)，所以需真正確立起與新課程相適應(yīng)的體現(xiàn)素質(zhì)教育的教學(xué)觀念；其次教師本身的知識(shí)結(jié)構(gòu)也要做出相應(yīng)的補(bǔ)充完善，否則很難適應(yīng)自然科學(xué)與人文科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、生產(chǎn)技術(shù)相聯(lián)系的教育教學(xué)。所以教師自身要先領(lǐng)悟在STSE教學(xué)中要強(qiáng)調(diào)哪些內(nèi)容，對(duì)物理教材分析透徹，然后思考如何進(jìn)行STSE教育?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中提出高中物理課程結(jié)構(gòu)分為：必修課程、選擇性必修課程和選修課程。上海市教育委員會(huì)關(guān)于印發(fā)《上海市高中2018學(xué)年度課程計(jì)劃及其說(shuō)明》中指出課程設(shè)置分為“基礎(chǔ)型課程”、“拓展型課程”和“研究型課程”。其中拓展型課程中的“學(xué)科類”、“活動(dòng)類”科目為自主拓展，學(xué)校可根據(jù)學(xué)生選課情況，為已完成相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)型課程且準(zhǔn)備參加高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試的學(xué)生開設(shè)學(xué)科拓展型課程。上海市教育委員會(huì)．上海市教育委員會(huì)．上海市高中2018學(xué)年度課程計(jì)劃及其說(shuō)明[M].上海，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2018.一、基礎(chǔ)型課程中STSE的教學(xué)實(shí)例1．物理學(xué)史中體會(huì)“科學(xué)態(tài)度和責(zé)任”素養(yǎng)因?yàn)槲锢韺W(xué)的發(fā)展永無(wú)止境，從牛頓到愛因斯坦，當(dāng)學(xué)生了解到物理學(xué)家們巧妙的研究方法，敏銳的洞察力，鍥而不舍的研究精神時(shí)，看到物理學(xué)大家們這份科學(xué)態(tài)度和責(zé)任，投身這個(gè)智慧接力賽的熱情也會(huì)油然而生。例如高二第一學(xué)期第七章內(nèi)能上?？茖W(xué)技術(shù)出版社．高級(jí)中學(xué)課本?物理（高一、高二）（試用本）[M].上海，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2007.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社．高級(jí)中學(xué)課本?物理（高一、高二）（試用本）[M].上海，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2007.2．物理生活實(shí)踐感悟“科學(xué)態(tài)度和責(zé)任”素養(yǎng)。我們知道，物理學(xué)重要的原因，就在于它是一門從現(xiàn)實(shí)生活與自然中獨(dú)立出的專門學(xué)科。將物理學(xué)與社會(huì)現(xiàn)象以及日常生活相結(jié)合有利物理知識(shí)的學(xué)習(xí)和物理規(guī)律的理解，有利于解決實(shí)際問(wèn)題能力的提高。例如高二第一學(xué)期第八章電場(chǎng)2]靜電的利用和防范介紹了靜電的利用三種形式為靜電除塵靜電噴涂靜電復(fù)印，靜電的防范的三種形式為保持空氣濕度，使用避雷針和良好接地。因?yàn)殡S著各種用電器的普及，靜電與人的關(guān)系也越來(lái)越密切。所以在這節(jié)課程開始前可以讓同學(xué)們自行預(yù)習(xí)，在課前做一些準(zhǔn)備工作，在生產(chǎn)生活中除了書本上還有哪些利用靜電的實(shí)例。在生活中，靜電給你帶來(lái)的怎樣的麻煩？你是如何處置的？學(xué)生們經(jīng)過(guò)準(zhǔn)備后的課堂又是與以往不同的，學(xué)生的例子很多很有趣很新穎，而且學(xué)生與學(xué)生之間可以互相補(bǔ)充解答。有一名女生提到了塑料包裝袋和米粒的現(xiàn)象，她還特地從家里帶來(lái)2物理學(xué)注重的是觀察質(zhì)疑和反思。有人說(shuō)：“像牛頓愛因斯坦這類天才成為天才的真正原因是，他們問(wèn)很明白很天真的問(wèn)題，但結(jié)果是，問(wèn)題的答案驚天動(dòng)地。”我們的學(xué)生也鼓勵(lì)他們有一雙善于發(fā)現(xiàn)的眼睛，才能有思考和探索。還有一名同學(xué)提到行駛的小車停下后，下車關(guān)門，車門與手指尖會(huì)有電火花，在冬天這一現(xiàn)象非常明顯而在夏天卻不會(huì)發(fā)生。同學(xué)提到了不同環(huán)境產(chǎn)生不同的現(xiàn)象，還能夠?qū)Υ爽F(xiàn)象進(jìn)行防護(hù)解決。其中有同學(xué)提到小車車頂?shù)碾娋€屬于靜電防范，這時(shí)出現(xiàn)不同意見，各部分意見不能彼此說(shuō)服，可以建議學(xué)生留余課下，繼續(xù)收集資料來(lái)解決。在這一過(guò)程中學(xué)生廣泛收集資料，領(lǐng)悟所學(xué)物理知識(shí)，培養(yǎng)他們解決問(wèn)題的能力和知識(shí)遷移的能力。對(duì)于隨時(shí)應(yīng)運(yùn)而生的新興科技，教師在課堂應(yīng)該當(dāng)做現(xiàn)實(shí)案例，分析并講解給學(xué)生。將學(xué)科理論與實(shí)際生活的距離縮短，更新陳舊的數(shù)據(jù)和技術(shù)知識(shí)。動(dòng)態(tài)地指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和探索，幫助學(xué)生建立起結(jié)構(gòu)清晰的社會(huì)科學(xué)知識(shí)體系，從而讓學(xué)生們更有責(zé)任意識(shí)，實(shí)現(xiàn)STSE教育思想滲透。二、拓展型課程中STSE的探究實(shí)例我校拓展課中活動(dòng)類課程是與研究課合成兩個(gè)課時(shí)，高一和高二每周都安排一個(gè)小時(shí)的課時(shí)，可以安排垂直選課，即每周的拓研課安排同一時(shí)間段開展拓研課，所以有些科目高一和高二學(xué)生可以同時(shí)選擇，而且可以一名以上教師共同開設(shè)一門課程，這樣開展研究的過(guò)程中，教師與教師，教師與學(xué)生，學(xué)生與學(xué)生等各方面起到了積極作用。也非常有利于STSE教育多元知識(shí)和學(xué)科交叉的特點(diǎn)。1．實(shí)踐操作培養(yǎng)“科學(xué)態(tài)度和責(zé)任”素養(yǎng)拓研課上關(guān)于動(dòng)手制作，以自動(dòng)控制與模塊機(jī)器人舉例，學(xué)習(xí)要求:了解到自動(dòng)控制裝置組成的過(guò)程、模式，從實(shí)驗(yàn)中認(rèn)識(shí)到，如何進(jìn)行模塊機(jī)器人的組裝，增強(qiáng)學(xué)生的自主探知能力，提高學(xué)習(xí)動(dòng)力積極性。還可以感受到理論成果對(duì)社會(huì)應(yīng)用的廣泛影響。模塊機(jī)器人中的“模塊”概念，在實(shí)際生產(chǎn)生活中已被廣泛的采用。我們通過(guò)了解各模塊的功能及彼此之間的聯(lián)系就可進(jìn)行任意組合到達(dá)創(chuàng)新目的。機(jī)器人一般由傳感器、控制器和執(zhí)行器三部分組成。傳感器是一種將各種外界信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的功能模塊，它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的首要環(huán)節(jié)。一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化的程度，在一定意義上可用自動(dòng)化水平來(lái)衡量，而自動(dòng)化水平的高低取決于傳感技術(shù)，世界眾多國(guó)家都把傳感技術(shù)作為重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。控制器即計(jì)算機(jī)，實(shí)驗(yàn)中機(jī)器人等自動(dòng)控制裝置中采用微控制器即單片機(jī)，是自動(dòng)控制中的核心部件。在家用電器中（智能化家電）一般都采用單片機(jī)。模塊機(jī)器人作為物理教學(xué)用具，有別于市場(chǎng)上的各種機(jī)器人，模塊機(jī)器人不復(fù)雜，也不需要高深的編程技巧，更不是少數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。要求每一位學(xué)生都要參與其中，先學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單邏輯電路的相關(guān)知識(shí)，了解光敏電阻，熱敏電阻等通過(guò)元件的特性和電路元件的串并聯(lián)，熟練電路的組裝，實(shí)驗(yàn)了解自動(dòng)控制的組成部分，并通過(guò)實(shí)際操作學(xué)會(huì)如何去獲取知識(shí)，解決問(wèn)題。再將學(xué)生分成4人一組，將此章節(jié)內(nèi)容分成若干課題小組例如運(yùn)用模塊電路組合電路路，設(shè)計(jì)生活中簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制電路。如下圖1所示，此類防盜報(bào)警器的構(gòu)造原理，是利用門電路、按鈕開關(guān)、蜂鳴器，在光敏電阻的連接下，形成的具有簡(jiǎn)單功能的系統(tǒng)。其功能為：當(dāng)設(shè)置在保險(xiǎn)柜地毯下的開關(guān)S出現(xiàn)壓力閉合，保險(xiǎn)柜內(nèi)光敏電阻R0就會(huì)受到光線刺激，從而引起蜂鳴器發(fā)聲。繪制電路圖并組裝。思考若為了提高報(bào)警器的靈敏度，應(yīng)如何調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R2的阻值。圖1防盜報(bào)警器用這些器材還可完成哪些簡(jiǎn)單自動(dòng)控制的電路。家里的熱水器構(gòu)成中，恒溫器集成電路也同樣適用此種電路。溫度低的水對(duì)熱敏電阻造成的阻值很大，反之就小，所以在水溫很低時(shí)，發(fā)熱器會(huì)自動(dòng)開啟并加熱；當(dāng)水溫達(dá)到要求時(shí)，就會(huì)切斷發(fā)熱器聯(lián)通。用溫度傳感器和紅外線傳感器加與門控制方式可進(jìn)行感應(yīng)風(fēng)扇運(yùn)行模擬，空氣溫度升高，同時(shí)有人接近的話，風(fēng)扇會(huì)受到指令開始轉(zhuǎn)動(dòng)。用聲音傳感器和光敏電阻加與門控制方式，可以進(jìn)行聲控?zé)裟M，到了夜晚，樓道中有腳步聲響燈會(huì)自動(dòng)照明。還有家用滾筒式洗衣機(jī)的控制電路，其模擬方式也適用，比如在洗衣機(jī)上蓋與電源同時(shí)關(guān)閉的情況下，電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)才開始運(yùn)行。設(shè)計(jì)形式多種多樣，感受模塊化設(shè)計(jì)的思想方法，將生活與物理學(xué)理論緊密結(jié)合，通過(guò)日常觀察尋找物理知識(shí)的應(yīng)用，建立“個(gè)人－小組－全班”、“學(xué)生－教師－學(xué)生”三維一體的動(dòng)態(tài)過(guò)程，體驗(yàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性。2．自主實(shí)驗(yàn)助推“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”素養(yǎng)例如電磁波學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)要求：對(duì)于電磁波概念有所認(rèn)識(shí)，了解其傳播空間和變化方式，對(duì)于其特點(diǎn)可以達(dá)到熟悉的程度。了解電磁波在科技和社會(huì)生活中的應(yīng)用，如電話、廣播、電視等等。電磁波在給了人類社會(huì)帶來(lái)便捷的同時(shí)，也會(huì)對(duì)人類的生存環(huán)境造成不利影響，要增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)。根據(jù)家庭情況，選做課本上的幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)，如電磁波的發(fā)射與接收、屏蔽、反射、干擾、紫外線激發(fā)熒光、微波的熱效應(yīng)等。雖然實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單，但驗(yàn)證了電磁波一些重要性質(zhì)。還可自己設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)，探究電磁波其他特性。例如，利用手機(jī)可以研究電磁波與聲波的傳播有什么不同？手機(jī)既是電磁波的發(fā)射裝置，又是電磁波的接收裝置，手機(jī)的鈴聲是聲波的波源。如果將手機(jī)調(diào)到振動(dòng)并響鈴擋，置于一只透明的真空保溫杯中，蓋上杯蓋。如果給該手機(jī)撥號(hào)，發(fā)現(xiàn)手機(jī)振動(dòng)，但聽不見鈴聲。這現(xiàn)象表明，聲波是機(jī)械波，它的傳播需要及介質(zhì)，真空保溫杯夾層是真空的，聲波不能傳播，所以鈴聲聽不見，而電磁波可以在真空中傳播，所以手機(jī)接收到信號(hào)，發(fā)生振動(dòng)。實(shí)驗(yàn)方法的不斷創(chuàng)新是自主學(xué)習(xí)的重要特點(diǎn)，只要不斷關(guān)注周圍生活，把與生活中密切相關(guān)事物引入物理課程，可以增加學(xué)生對(duì)物理課的親切感，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性，提高用實(shí)驗(yàn)來(lái)探索客觀事物的能力,不僅強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)知識(shí)，更重要的是將學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法和思維方法三者有機(jī)結(jié)合起來(lái)，這種科學(xué)的思想方法使學(xué)生終身受用。三、研究型課程中STSE的活動(dòng)實(shí)例1．任務(wù)驅(qū)動(dòng)型研究生成“科學(xué)態(tài)度和責(zé)任”素養(yǎng)對(duì)于活動(dòng)式教學(xué)，結(jié)合STSE的運(yùn)用，能夠更好地開展物理活動(dòng)。學(xué)校里經(jīng)常會(huì)有科技節(jié)的活動(dòng)，學(xué)生們經(jīng)常處于走個(gè)過(guò)場(chǎng)的狀態(tài)，會(huì)因?yàn)檎n業(yè)壓力而無(wú)心投入其中。而教師也苦于不知如何開展學(xué)生能夠很好參與其中的活動(dòng)。那不妨將STSE結(jié)合到活動(dòng)中，讓學(xué)生清楚地了解到自己所學(xué)的知識(shí)是可以學(xué)以致用的?？梢苑乓恍┛茖W(xué)技術(shù)的物理片，讓學(xué)生討論其中的物理原理。此外，還可以舉辦一些比賽，比如拋蛋比賽，機(jī)器人組裝大賽等等，讓學(xué)生動(dòng)起手來(lái)，感受理論和實(shí)際的差距，然后再用所學(xué)知識(shí)解決困難。讓課堂走出教室，寓教于樂(lè)。午休吃飯期間，也可以放一些科學(xué)類節(jié)目，做一些科學(xué)和技術(shù)的普及，讓同學(xué)們緊跟時(shí)代的步伐。不知不覺，STSE的思想會(huì)成為同學(xué)們茶余飯后談?wù)摰脑掝}，STSE不知不覺就融入到同學(xué)們的生活中了。2．社會(huì)實(shí)踐型研究達(dá)成“科學(xué)態(tài)度和責(zé)任”素養(yǎng)學(xué)校一直組織學(xué)生進(jìn)行社會(huì)考察實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生走出課堂走出校園。整個(gè)社會(huì)都是我們學(xué)習(xí)的課堂，書本上的知識(shí)與生活息息相關(guān)。在這些活動(dòng)中我們給學(xué)生提供社會(huì)考察實(shí)踐課題，如用物理方法測(cè)定中山陵的高度等等，并在活動(dòng)前作指導(dǎo)，審閱學(xué)生《課題申請(qǐng)表》，對(duì)課題的研究目的、研究?jī)?nèi)容、研究方法、問(wèn)卷設(shè)計(jì)、分工等方面進(jìn)行詳細(xì)指導(dǎo)，幫助完善整個(gè)研究方案，確保學(xué)生課題研究方案的有效性、可行性。對(duì)課題組提出研究過(guò)程中的相關(guān)要求，注意事項(xiàng)等，尤其是安全教育。指導(dǎo)學(xué)生課題研究報(bào)告的書寫要求。明確課題評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)等第，通過(guò)誠(chéng)信教育培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。通過(guò)組織學(xué)生社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，遵守道德規(guī)范，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感，讓學(xué)生無(wú)時(shí)無(wú)刻感受社會(huì)中的科學(xué)和技術(shù)，感受STSE思想。通過(guò)這三種類型的課程，基于“科學(xué)態(tài)度和責(zé)任”素養(yǎng)觀點(diǎn)下有效實(shí)施STSE教學(xué)，可以讓學(xué)生用科學(xué)的方式改善自己的生活，必然能夠更好地理解和應(yīng)對(duì)日益科技社會(huì)。使學(xué)生進(jìn)一步以負(fù)責(zé)任的態(tài)度處理處理社會(huì)問(wèn)題和處理連接科學(xué)與社會(huì)，科學(xué)與環(huán)境的問(wèn)題。通過(guò)自主學(xué)習(xí)，課程與他們的生活密切相關(guān)，加強(qiáng)概念的理解，學(xué)生有積極的態(tài)度對(duì)待學(xué)生有積極的態(tài)度對(duì)待科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，有積極改進(jìn)的向往，對(duì)于社會(huì)的發(fā)展更具責(zé)任感和使命感，在未來(lái)成為有能力利用科學(xué)和技術(shù)來(lái)為社會(huì)作出貢獻(xiàn)的人。進(jìn)一步獲取知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，了解某一領(lǐng)域的就業(yè)機(jī)會(huì)，使學(xué)生理解職業(yè)