STSE理念在初中物理教学中的实践与探索——以《平面镜成像》习题课为例

发表时间:2020/11/12   来源:《教育学文摘》2020年第14期   作者:唐谋
[导读] 近几年,STSE理念不断活跃在初中物理教学过程当中
        唐谋
        四川大学附属中学西区校区 611130
        摘要:近几年,STSE理念不断活跃在初中物理教学过程当中,成为了物理教学中最热门的理念。在习题课中如何渗透STSE理念呢?本论文,以“平面镜成像”习题课为例,研究习题课各个环节如何渗透STSE理念。
        关键词:平面镜、STSE、习题课,实验探究
        一、《平面镜成像》习题课在STSE理念下设置背景与目的
        STSE是英文Science、Technology、Society、Environment的缩写,是科学、技术、社会与环境的简称。STSE教育是STS的延伸,是科学教育与人文教育高度融合的新型教育,是目前所提倡的最符合物理教学特色的教学理念。所以,在教师的日常授课中,应该在各种课程类型中渗透STSE的教育理念。《平面镜成像》习题课题则是研究在习题课中如何渗透STSE教育理念。
        在学生学完平面镜成像的知识后,能够掌握平面镜成像原因,也知道平面镜成像特点等理论知识。但在日常生活中,平面镜在生活中的应用十分广泛,学生对这些平面镜的认识只停留在生活中一点碎片化的印象。在STSE的教育理念下,如何将平面镜成像的理论知识和学生的实际经历相结合?
        《平面镜成像》习题课的设置,将平面镜成像延伸到生活、环境、安全和科技等领域。例如:洗漱镜子、汽车挡风玻璃、魔术原理等。普及与平面镜相近的双面镜原理,让物理教学不再是“考什么,讲什么”,真正使物理课堂变得灵活起来。课堂方式上,通过现场表演、实验、图片、视频的等方式,充分体现了理论与实际相结合。学生将物理知识与生产生活相结合,不仅能够解释生活中的平面镜现象,也能利用平面镜的特点,创作关于平面镜的小制作。
        在《平面镜成像》习题中,学生对平面镜成像的理论分析还处于较为基础的分析层次。如果需要多次成像或利用成像特点来确定成像位置,很多学生就乱了手脚,不知如何理论分析了,而这也的确超出了大部分初中学生的能力范围了。当习题中出现了超越学生分析或理解能力的问题时,不妨避开理论分析,巧妙的利用实验验证。有效的实验验证也是另一种解决问题的方法,而这种方法也更符合初中学生的认知水平。在《平面镜成像》习题课上,实验又以什么方式呈现出来呢?
        在传统的习题评讲中,解决习题中出现问题的方式无非就是两种:一是老师板书讲解,二是学生小组讨论。在物理教学中,“实验探究”这一环节,也只是在概念课和规律课等新授课中才广泛的应用。将“实验”运用到习题课中,用“实验验证”的方法代替难度较大的理论推导,帮助初中学生更好的解决问题。
        二、《平面镜成像》习题课基于STSE理念的教学目标   
        在STSE的理念下,教学目标由传统的三维教学目标“知识与技能、过程与方法和情感态度与价值观”转向物理核心素养的四维目标“物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任”。基于以上思维思维教学目标的要求,《平面镜成像》习题课的教学目标设置如下:
“物理观念”维度    通过小组实验,结合生活现象,形成面镜能改变光路和成像的物理观念
“科学思维”维度    通过实验模拟习题中的场景,突破难点,培养学生动手能力及分析解决问题的能力
“科学探究”维度    通过“平面镜成像个数与两块平面镜夹角的关系”的实验探究,培养学生科学探究能力。


“科学态度与责任”维度    通过了解镜子发展史和广泛的面镜应用,培养学生学习科学、服务社会的责任感;通过万花筒的制作,培养学生相信科学、勤于动手、敢于创新的科学态度。
        
        三、《平面镜成像》习题课基于STSE理念的教学过程
        在平面镜成像的教学过程中,先播放加菲猫“照镜子”的视频,通过加菲猫误认为另一只猫是它在镜中的像的情景,让学生回忆平面镜的成像特点。通过展示不同时期的镜子,让学生了解镜子的发展历史,提出问题“平面镜在生活中还有什么作用?”。然后,学生从习题中发现面镜的作用,回归习题,订正答案,展示高频错题。通过展示“碎平面镜”,学生观察成像情况,再理论分析,为后面的习题评讲提供思路和方法。随后小组通过实验来解决习题中的错误率较高的题。小组进行展讲,分别解决平面镜成像习题中涉及到的三个问题。问题1:光的反射作图,通过展示潜望镜的作图,强调平面镜改变光的传播路径的特点;问题2:平面镜位于45°角成像位置特点,通过展示和揭秘魔术盒“消失的物体”,让学生知道平面镜位置的放置影响着像的位置,回归到生活中汽车挡风玻璃的应用。问题3:平面镜成像个数问题,通过“平面镜成像个数与两块平面镜夹角的关系”的实验探究,让学生通过小组实验自己得出实验结论。最后,通过制作万花筒的活动,培养学生的动手能力,让物理课堂真正“活”起来。本节课,立足于物理来源于生活,以实验探究为载体,体现了科学探究的环节,最后,用小制作升华了主题,将物理又回归于生活当中,充分体现STSE的教育理念。
        四、STSE理念在习题课实践教学中呈现的优势与局限性
        通过对《平面镜成像》习题课课堂实例研究,STSE教育理念在物理教学中的习题课程实践中呈现了很大的优势。物理是一门以实验为基础的学科,实验不仅应用在概念课、规律课中,也可以出现在习题课中。习题课中的小组实验探究,不仅有效的解决了习题中的问题,更让解决问题的思路变得更为开阔和多样性。STSE理念下的习题课,不仅打破传统的习题课模式,也让习题课富有新的意义。
        STSE理念在习题课的渗透中也存在一定的局限性,最大的局限性在于选题。习题内容是习题课的关键载体,每个习题如何选择、选什么样的题型,都需要反复思考和研究。不同的选题决定了本堂课的整体走向。以《平面镜成像》习题课为例,平面镜习题部分涉及知识范围较窄,只能就题解题,拓展空间不大。如何选择出本节课的几道题是本堂课最难的地方,因为它决定本堂课走向的载体和核心,所有的课堂设计都是围绕着选题而进行的。虽然在选题上面反复在思考和修改,但是还是无法避免选题不能做到面面俱到。所以,如何在题型及内容上做到合适的取舍,是这堂课最大的问题,即使上完了这堂课,这个选题依然存在很大的争议性。
        《平面镜成像》习题课只是STSE教育理念下的针对习题课程的一次实践研究,它具有本身习题内容的局限性和特殊性,但是在教学环节中充分体现了STSE提倡的物理教学的与时俱进,融入了科学、技术、社会、环境问题等问题。物理习题课如何渗透STSE还需要更多是课程研究加入进来。习题课的呈现的方式也可以具有多样性,当然也会有很多的差异性,而这也正体现了STSE中求同存异的包容性。
        参考文献:
        [1]冯化友.初中物理课外科技活动实施STSE教育的探索与实践[J].物理通报,2017(S2):19-20.
        [2]冯化友.初中物理STSE教育资源的开发与利用[J].中学物理教学参考,2016(16):6-7.
        [3]黄丹军.基于核心素养下的初中物理课堂教学实践——以“合理利用机械能”为例[J].中学理科园地,2018,14(04):12-14.
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