應(yīng)用STS教育理論優(yōu)化科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究摘要在STS教育理論成為我國(guó)新課程改革的重要內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)之一的背景下,文章針對(duì)當(dāng)前初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的不足,從科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容載體、教學(xué)過(guò)程和教學(xué)模式三個(gè)方面就如何優(yōu)化科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略這一問(wèn)題進(jìn)行研究,并提出可行的建議。關(guān)鍵詞STS教育;科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略;內(nèi)容載體;教學(xué)過(guò)程;教學(xué)形式中圖分類號(hào):G420文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1005-5843(2021)01-0012-02STS是科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、社會(huì)(Society)三個(gè)英文單詞首字母的縮寫(xiě)。STS教育是近年來(lái)世界各國(guó)科學(xué)教育改革中形成的一個(gè)新的科學(xué)教育構(gòu)想,以強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的相互關(guān)系,科學(xué)技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)、生活和發(fā)展中的應(yīng)用為指導(dǎo)思想而組織實(shí)施的科學(xué)教育。STS教育的基本理論認(rèn)為:科學(xué)是通過(guò)它的理論,更是通過(guò)它的應(yīng)用被大多數(shù)人所認(rèn)識(shí),并在社會(huì)生活中普及的,學(xué)生在學(xué)校中學(xué)習(xí),應(yīng)當(dāng)力圖使他在對(duì)實(shí)際問(wèn)題研討過(guò)程中認(rèn)識(shí)和掌握科學(xué)知識(shí),應(yīng)盡量讓學(xué)生在創(chuàng)設(shè)的情景中去理解,認(rèn)識(shí)科學(xué)概念和規(guī)律。這一教育理論的基本特點(diǎn)是:重視科學(xué)知識(shí)在社會(huì)生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用,強(qiáng)調(diào)基本理論的實(shí)用性和社會(huì)價(jià)值,強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化、社會(huì)化,注重學(xué)生從實(shí)際問(wèn)題出發(fā)進(jìn)行學(xué)習(xí)。STS教育是STS學(xué)科建設(shè)的重要內(nèi)容,它的發(fā)展對(duì)科學(xué)基礎(chǔ)教育產(chǎn)生了深刻的影響,成為當(dāng)前國(guó)際理科教學(xué)改革中的重要課題之一。對(duì)于STS教育的要求,在《國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)》中已明確指出：“能用所學(xué)知識(shí)解釋生活和生產(chǎn)中的有關(guān)現(xiàn)象,解決有關(guān)問(wèn)題。了解科學(xué)在現(xiàn)代生活和技術(shù)中的應(yīng)用及其對(duì)社會(huì)發(fā)展的意義?！鄙虾５貐^(qū)也將“初步具有解決問(wèn)題的能力和基本的科學(xué)方法,能夠初步以科學(xué)態(tài)度對(duì)待個(gè)人、人類、自然和社會(huì)等方面的問(wèn)題,并敢于提出有科學(xué)根據(jù)的見(jiàn)解。”作為《科學(xué)》課程的總目標(biāo)。不難看出,STS教育已成為我國(guó)當(dāng)前基礎(chǔ)教育改革的重要內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)之一。一、優(yōu)化科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容載體長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)的科學(xué)教育以傳授科學(xué)知識(shí)為主要目標(biāo),教師比較注重如何更有效地傳授知識(shí),在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以科學(xué)知識(shí)為主要載體,側(cè)重于以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為代表的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和以實(shí)驗(yàn)原理為代表的理論知識(shí),強(qiáng)調(diào)講清原理、演示好實(shí)驗(yàn),訓(xùn)練的重點(diǎn)放在學(xué)生能否看清實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、弄懂實(shí)驗(yàn)原理、記住實(shí)驗(yàn)步驟等。隨著新課程改革的實(shí)施,科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容載體的選取也在關(guān)注學(xué)生的興趣和生活經(jīng)驗(yàn),貼近學(xué)生生活,重視科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系和人與自然和諧發(fā)展。但重點(diǎn)還是學(xué)科知識(shí),教師特別注意知識(shí)間的邏輯關(guān)系和推理的嚴(yán)密性,而在一定程度上輕視了科學(xué)過(guò)程與方法的重要性。STS教育以建構(gòu)主義教學(xué)觀為基礎(chǔ),注重從學(xué)生的原有經(jīng)驗(yàn)出發(fā),以學(xué)生已知或熟悉的內(nèi)容為載體發(fā)展需要的活動(dòng)種類和活動(dòng)方式,以便于學(xué)生更好地感受和體驗(yàn)科學(xué)。因而,教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略時(shí)更應(yīng)注意選擇與社會(huì)生產(chǎn)生活密切聯(lián)系的內(nèi)容作為載體,以生活經(jīng)驗(yàn)和周圍環(huán)境為基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。例如,在《生物的多樣性》這一節(jié)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),教師可以充分利用校園內(nèi)的動(dòng)植物資源,指導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察身邊一些常見(jiàn)的動(dòng)植物,這往往會(huì)給學(xué)生以具體形象的感覺(jué),易于引起學(xué)生的興趣和科學(xué)探究的欲望。在《能的轉(zhuǎn)化》一節(jié)中,讓學(xué)生自帶玩具,指導(dǎo)學(xué)生探究自己喜愛(ài)的玩具中有哪些能的形式的轉(zhuǎn)化,這樣就把學(xué)生身邊喜愛(ài)的事物作為載體,使原本抽象難懂的科學(xué)知識(shí)更容易被學(xué)生理解掌握。在《水與生命》一節(jié)中,讓學(xué)生自帶家中的水費(fèi)單,計(jì)算自家每人每月的用水量,并在班級(jí)范圍內(nèi)比較,請(qǐng)節(jié)約用水的學(xué)生交流節(jié)水經(jīng)驗(yàn),這更能有效地使學(xué)生認(rèn)識(shí)到節(jié)約用水在生活中的重要性,而不僅僅是停留在課本的知識(shí)層面上。當(dāng)然,由于日常生活中的事例通常是復(fù)雜的、受多種因素影響的,將日常生活中復(fù)雜的科學(xué)問(wèn)題簡(jiǎn)單化、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹R(shí)趣味化的同時(shí),容易出現(xiàn)一些科學(xué)性錯(cuò)誤影響學(xué)科知識(shí)的邏輯關(guān)系和推理的嚴(yán)密性。因此。教師在選擇實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容載體時(shí),可以將傳授知識(shí)和體驗(yàn)過(guò)程方法分為兩類進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),做關(guān)于過(guò)程和方法的教學(xué)策略設(shè)計(jì)時(shí),要允許或應(yīng)該在原理上做適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化和近似處理,以突出過(guò)程和方法的本質(zhì)特征。做關(guān)于知識(shí)內(nèi)容的教學(xué)策略設(shè)計(jì)時(shí),要努力尋找生產(chǎn)、生活的實(shí)際情境以體現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的真正價(jià)值。二、優(yōu)化科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程近年來(lái),我國(guó)的科學(xué)教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面做了很大努力,不斷地開(kāi)發(fā)便于學(xué)生體驗(yàn)、貼近于真實(shí)生活的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。但是這些實(shí)驗(yàn)更多的是為了證明課本上的理論,學(xué)生只需用相同的方法和儀器,做相同的實(shí)驗(yàn),并被期望得出相同的結(jié)果。學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)不是科學(xué)過(guò)程和科學(xué)方法,而是強(qiáng)化對(duì)科學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí),在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加深對(duì)理論的理解和記憶。因此有學(xué)者評(píng)價(jià)說(shuō),中國(guó)學(xué)生的動(dòng)手操作活動(dòng)是試驗(yàn)性的、非探索性的。STS教育則鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行不同的實(shí)驗(yàn),用不同的方法和材料,并得出不同的解決問(wèn)題的方案和結(jié)論,實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的目的是發(fā)現(xiàn)課本上以及課本外的理論和結(jié)果。教師可以從這一理論出發(fā)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生在體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程和學(xué)習(xí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法方面的培養(yǎng)。例如,在《保護(hù)水資源》一節(jié)中,在分析水質(zhì)污染的原因時(shí),學(xué)生很自然地想到生活中使用的洗滌用品對(duì)水資源會(huì)造成污染,教師可以由此引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究家用洗滌用品對(duì)水質(zhì)的影響。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中注意引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)問(wèn)題設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,明確設(shè)計(jì)思路,并說(shuō)明理由。使學(xué)生感受實(shí)驗(yàn)方案的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)過(guò)程:即提出實(shí)驗(yàn)方案,確認(rèn)試驗(yàn)方案,修改完善實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程。教師可以提供豐富的實(shí)驗(yàn)材料(如燒杯,小魚(yú),洗滌靈,無(wú)磷洗衣粉,有磷洗衣粉,洗衣皂粉,油煙凈,潔廁凈,滴管等),但實(shí)驗(yàn)過(guò)程一定要讓學(xué)生分組,親自動(dòng)手操作,各自得出自己的初步結(jié)論,然后與小組內(nèi)的其他同學(xué)分享彼此的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,感悟個(gè)人行為對(duì)防治水質(zhì)污染的重要性。最后,教師花一點(diǎn)時(shí)間總結(jié)實(shí)驗(yàn)并提出理論,注意提示學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,并啟發(fā)他們思考改進(jìn)的方法,及時(shí)糾正錯(cuò)誤。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,只有讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案,讓他們犯那些可能的錯(cuò)、上那些難免的當(dāng)(如沒(méi)有設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)、對(duì)照組的量與實(shí)驗(yàn)組不一致等),才能更有利于學(xué)生在犯錯(cuò)、改錯(cuò)、預(yù)測(cè)、檢驗(yàn)、反思、討論中獲得深刻的探究體驗(yàn)；才能更有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立觀察、獨(dú)立提問(wèn)、獨(dú)立思考、獨(dú)立判斷、獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力；才能更有利于學(xué)生將科學(xué)方法內(nèi)化為自己的思維和行為方式,從而真正領(lǐng)悟到科學(xué)的真諦。三、優(yōu)化科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式目前,科學(xué)課中的實(shí)驗(yàn)主要分為演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn)三種形式。其中演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)主要是幫助學(xué)生理解科學(xué)概念和原理,使科學(xué)知識(shí)形象化,便于記憶。而探究實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過(guò)自主實(shí)驗(yàn)探究,再現(xiàn)科學(xué)過(guò)程,學(xué)習(xí)正確的科學(xué)方法。但在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,由于長(zhǎng)期受應(yīng)試教育思想的影響,教師的教學(xué)任務(wù)重,時(shí)間緊,考慮到探究實(shí)驗(yàn)需要較多課時(shí)和教學(xué)資源,因此探究實(shí)驗(yàn)在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所占的比例并不大,學(xué)生并沒(méi)有太多機(jī)會(huì)進(jìn)行與所學(xué)知識(shí)相關(guān)的探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。STS教育的核心內(nèi)容是:科學(xué)探究是學(xué)習(xí)科學(xué)的重要途徑,也是學(xué)習(xí)科學(xué)的重要內(nèi)容,是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和動(dòng)手能力、提高智力的重要手段。學(xué)習(xí)科學(xué)是學(xué)生親自動(dòng)手而不是別人做給他們看的事情。而新課程改革也把科學(xué)探究作為重要教學(xué)目標(biāo)之一,強(qiáng)調(diào)所有的學(xué)生都應(yīng)該有機(jī)會(huì)進(jìn)行科學(xué)探究并且培養(yǎng)學(xué)生探究性思維和探究性活動(dòng)的能力,包括提出問(wèn)題、制定計(jì)劃并付諸實(shí)施、利用有關(guān)工具和技術(shù)去收集數(shù)據(jù)、對(duì)證據(jù)和解釋之間的關(guān)系進(jìn)行批判性與邏輯性思考、建構(gòu)和分析其他解釋方法以及交流科學(xué)觀點(diǎn)。因此,教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)探究實(shí)驗(yàn)的重視,增加探究實(shí)驗(yàn)在日?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的比重,力圖設(shè)計(jì)更加貼近學(xué)生生活的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)科學(xué)方法,領(lǐng)會(huì)科學(xué)精神,并獲得更多社會(huì)生活中的科學(xué)知識(shí)。例如,在《燃燒過(guò)程與能量釋放》一節(jié)中,在進(jìn)行食物在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)中,教師發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生從小就貪吃各種各樣的小食品。但是各類小食品中都含有種類繁多的添加劑,香精、香料、甜味劑、防腐劑等,大量食用的后果對(duì)學(xué)生的健康十分不利。為了指導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的飲食觀,科學(xué)對(duì)待生活中的小零食,教師設(shè)計(jì)了以《我們的食品安全嗎》為題的科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。學(xué)生平時(shí)只知道每種小食品的主要成份,而諸多的添加成份則基本沒(méi)有關(guān)注過(guò),通過(guò)實(shí)驗(yàn),學(xué)生最后得出結(jié)論:小食品決不可以貪吃,否則就會(huì)在體內(nèi)形成各種添加劑量的累積,從而對(duì)健康造成各種可怕的危害。這樣的科學(xué)探究實(shí)驗(yàn),真正地走進(jìn)了學(xué)生的生活,影響了學(xué)生的生活,同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)地看問(wèn)題、想