从现行高中物理教材看STS教育的渗透

一、什么是STS教育？
人们看到，科学技术革命给人类带来的不全是福音。特别是第二次世界大战以来，现实的问题更加严峻。如核技术的滥用威胁着人类的生存；空间技术成了政治和军事对抗的手段；许多技术被极端功利主义者不加节制的使用，造成自然环境的破坏；过分追求科学技术的物质创造功能而对受教育者进行狭隘的科学教育，导致人文精神的衰落……科学技术为人类创造了物质文明，也给人类带来了身心的伤害。但是人们明白，这并不是科学技术本身的错，而是人类自身的问题。因此，STS教育就自然而然的产生并兴起。
STS（Science·Technology·Society）教育的中心是按照科学、技术、社会三者间的关系来进行科学教育。因此首先要对科学、技术、社会三者的各自性质和相互关系要有充分的认识。科学是由一系列的原理、原则和学说组成的知识，是一个不断前进和自我矫正的探索过程。科学也是一门探讨科学与社会关系及相互影响的知识领域。科学教育既要培养适应时代的科学技术人才，又要让广大社会公民领悟到科学概念的物质力量。技术是科学的实际应用，是连接科学与社会的桥梁。技术提供解决问题的方法，但人们使用技术必须先对技术及其发展潜力和方向有透彻的了解。培养掌握科学知识而又具有社会责任感的技术队伍，仍是科学教育的重要的任务。社会是科学技术发生变革的人类环境。社会对人们发展和使用科学技术提出价值观念的要求。人类所做出的任何重大决策都要以可靠的科学知识和有效的技术为基础，同时又必须遵循一定的价值尺度。科学教育要贯彻社会对科学技术既要有选择的思想。
对STS的理解有两种：一种是广义的理解，认为STS体现为一个学科群，是科学史、科学哲学（也包括技术史、技术哲学、科学社会学、技术社会学、科技政策研究等）以及学科对科学、技术与社会的相互关系的研究的总称。另一种是狭义的理解，这种理解中，STS是以传统的科学史、科学哲学、技术哲学等学科为基础，在更高的水平上进行理论综合而形成的融合了上述传统学科基本内容的一门新兴的交叉学科，它追求对科学、技术、社会之间的相互关系的新理解。不管怎样，我们从上述的理解中可以发现：科学史和科学哲学是STS的核心内容。
从国内外的文献资料中可以得出，STS主要强调以下几个方面：
⑴、对于科学方法的培养。
⑵、对于科学态度的培养。
⑶、对于科学思维习惯的培养。
⑷、对于科学观的培养。
⑸、对于科学与技术之差别的认识。
⑹、对于科学（主要是技术）在社会生活方面的影响。
⑺、对于科学技术内容之具体应用的认识。
⑻、对于人与自然的关系、可持续发展概念，以及科学（主要是技术）的环境影响的认识。
⑼、通过对科学史的学习，加深对科学之本质的理解。
⑽、对于社会责任感的培养。
⑾、对于在理解科学技术之本质的基础上做出合理决策之能力的培养。
二、高中物理教材中的几个重要方面的STS教育素材
物理学与STS有着天然的广泛的联系，在物理教学中渗透STS教育是必然的形势和需要，是实行素质教育的有效方法，也是培养学生科学素养、提高学生人文素质的有效途径之一。所以新课程标准中，就明确的提出了相关要求，在这里就不在一一叙述。在现行的高中物理教材中，STS渗透就很好的得到了体现。现以人民教育出版社的教材为例，浅述STS的体现。
在教材中，本人认为STS的渗透除了在“STS”中有体现外，还有在“科学漫步”、“科学足迹”以及部分章节的内容上都很好的渗透。教材主要把握了STS教育的以下几个重要方面：
（1）、科学史特别是物理学史的教育。新课程标准在对STS教育内容的引入中，科学史和科学过程就成为重要的核心组成部分之一。《物理课程标准》指出：“科学过程是科学家群体从事科学活动的智力劳动。科学发展的历史表明，每一个科学上的新发现，特别是具有重大意义的科学发现，都为后继者提供宝贵的教益和启迪。”
例如，必修1设置的“STS”栏目中有“从伽利略的一生看科学与社会”；必修1第二章第5节《伽利略对自由落体运动的研究》；选修3-2第四章第1节《划时代的发现》；还有“科学足迹”栏目中介绍了物理学家、物理发现等物理学史知识，如必修2中的“牛顿的科学生涯”、“人类对行星运动规律的认识”和必修3-1中“密立根实验——电子电荷量的测定”等等。
科学史的教育还能培养学生批判的头脑，也有利于学生了解真正的科学精神。教材中“原子模型的建立与发展”的教学就是很好的例证：从汤姆逊模型到卢瑟福模型，再到玻尔模型的建立，他们都是逐步完善又是存有缺陷的，它随着人们对微观世界认识的进步发展而发展的。可见一个科学观点的提出，涉及了众多科学家、各种力量的交锋，各种观点的碰撞，各种智慧的闪烁。此外教材中也有直接介绍历史争论的，从一定程度上培养学生的科学态度，如选修3-5“科学足迹”中“历史上关于运动量度的争论”等。
（2）、科学技术的发展带给人类生活带来了巨大的变化，教材中的部分STS内容介绍了利用物理的一些基本原理所创造出来的实际应用。例如，必修1中“科学漫步”栏目中的“全球定位系统”、选修3-1中的“静电复印”、选修3-4中的“利用光的干涉检查平整度”、选修3-3“STS”中的“汽车和能源”等。从这些内容的学习中，可以培养学生真切地体会到科学（特别是技术）对生活中的影响，让学生了解我们现在的生活离不开科学技术的发展，科学技术的影响在身边随处可见。
（3）、科学技术是直接或间接与社会相联系的，强调科学技术的社会意义是当前科学教育的一个重点。例如人民教育出版社的一本书名为《中小学可持续发展教育》书中，向学生介绍了人和自然的关系，培养可持续发展的观念。该书所强调的“科学技术是一把双刃剑，可以改善生活，发展经济，同时也不可避免地对人类生存的环境造成现实的或潜在的破坏。”
为了培养学生社会责任感，正确认识人与自然的关系，渗透可持续发展的观念，正确对待科学技术对社会生活特别是环境生活的影响，在教材中，也适当地介绍了科学技术的负面性影响。如选修3-2“STS”栏目中“大面积停电引发的思考”、选修3-5中的“贫铀弹”和“原子弹与科学家的责任”等；并且对一些社会问题除了介绍外，还安排了讨论或者问题，例必修1中在介绍了“速度与现代社会”后，就提出了一个讨论性问题“交通工具的速度是不是越快越好”。这些内容的安排可以使养成学生辨证的看待问题的思想，为终身发展，形成科学世界观和科学价值观打下基础。
（4）、在课程目标、标准要求中还包括发展好奇心与求知欲，发展科学探索兴趣，有坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科 学精神，有振兴中华，将科学服务于人类的社会责任感。教材也同样充分地给予了安排，如“科学漫步”栏目中的“黑洞”、“时间和空间是什么”、“寻找地外文明”、“华人科学家在粒子物理领域的杰出表现”等。
三、高中物理教材目标与STS教育素材的编排
人教社的高中物理教材分为共同必修部分和三个系列的选修。三个系列的选修教材侧重点各不相同：选修1系列侧重于物理学与社会科学的人文学科的融合，强调物理学对人类文明的影响；选修2系列侧重从技术应用的角度展示物理学，强调物理学的应用和实践；选修3系列在注重物理学的应用和社会意义的同时，较系统地介绍物理学的内容，进一步强调物理学的研究思想和方法。所以教材在STS内容的编排上根据不同的目的也作了不同的处理。
以选修1系列和选修3系列相比较。选修3-1“STS”中有“指南针与郑和下西洋”这一内容，但是在选修1-1中这一内容直接安排在正式章节中即第二章磁场第一节《指南针与远洋航海》；选修3-1“科学漫步”中详细地介绍了“静电复印”的原理，而在选修1-1中只是提到静电应用中有个静电复印；选修1-2中， “热现象与规律”中从科学与非科学的角度对永动机进行讨论，选修3-3中则从能量的角度说明的永动机的不可能，但在最后用“说一说”栏目提出“不用能量的概念，说明永动机不会永远运动下去”。当然关于这方面的内容比较还有很多，这里不在一一枚举。
笔者经调查发现STS教育在高中物理教学中开展的很缓慢，其原因是STS教育是一个新的、跨学科的领域。对教师提出了严峻的挑战，教师必须首先要从教学观念上改变，真正确立起与新课程相适应的体现素质教育的教学观念；其次教师本身的知识结构也要做出相应的补充完善，否则很难适应自然科学与人文科学、社会科学、生产技术相联系的教育教学。所以教师自身要先领悟在STS教学中要强调那些内容，然后思考如何进行STS教育。此外要多阅读书籍资料，吸取新知识、新观点，提高本身的知识量。由此，STS教育的渗透任重而道远，需要我们广大教师的共同努力。