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摘要：大學物理是高等院校的基礎必修課，將STS教育理念融合于物理教學中，教學目標由個體認知的發(fā)展、知識的掌握，轉(zhuǎn)向包括認知、情感、態(tài)度在內(nèi)的科學素養(yǎng)和人文情懷的普遍提高，使學生在創(chuàng)建的實際技術(shù)情景和社會背景下去學習和利用物理知識和技術(shù)，即讓物理知識融于技術(shù)、融于社會，這是以學生發(fā)展為本的綜合性教育。

關(guān)鍵詞：STS教育；大學物理；課程改革

大學物理是高等院校大部分理工、農(nóng)林、醫(yī)學專業(yè)的基礎必修課，然而長期以來，教學內(nèi)容過分強調(diào)學科的系統(tǒng)性、完整性，課程教學目標陳舊，仍然側(cè)重于基礎知識的理解掌握、學科體系內(nèi)的應用，使得科學脫離了技術(shù)、科學和技術(shù)脫離了社會，學生只有固化的知識，而沒有得到應有的能力鍛煉，人才培養(yǎng)質(zhì)量堪憂。將STS理念融合于大學物理課程改革，重新定義課程教學目標，以目標為導向，進行評價體系、教學內(nèi)容、教學模式的改革，讓物理知識更好地融于技術(shù)、融于社會，達到提高學生科學素養(yǎng)，培養(yǎng)人文情懷的目的。

一、STS教育理念的提出與重要性

隨著社會的現(xiàn)代化發(fā)展，科學逐漸由邊緣走向中心，科技的社會化、社會的科技化使人們逐漸意識到，科學、技術(shù)與社會是一個統(tǒng)一的整體，三者相互作用、共同發(fā)展。STS（“Science，Technology，andSociety”的縮寫）成了一個新興的研究領(lǐng)域，它旨在使人類深入了解科學、技術(shù)與社會的本質(zhì)和關(guān)系，體現(xiàn)了科技與社會、人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的新的價值觀和思維模式，其目的是要改變科學和技術(shù)分離，科學、技術(shù)和社會脫節(jié)的狀態(tài)，使科學、技術(shù)更好地造福于人類。STS這一新興領(lǐng)域的研究對人才的知識結(jié)構(gòu)和素質(zhì)結(jié)構(gòu)提出了新的要求，STS教育理念在此形勢下應運而生。STS教育的宗旨是培養(yǎng)具有科學素養(yǎng)的公民，重視科學、技術(shù)在社會生產(chǎn)、人們生活中的應用，使人們建立科學的價值取向。STS教育理念的提出，面向大眾、面向全社會，有助于人們樹立正確的、與時俱進的科學價值觀，有助于科學、技術(shù)和社會的融合，有助于國民素質(zhì)的普遍提升，是現(xiàn)代科學素養(yǎng)教育的需要。

二、融合STS教育理念的大學物理教學目標與評價體系

1.教學目標。長期以來，大學物理課程教學內(nèi)容過分強調(diào)學科的系統(tǒng)性、完整性，課程教學目標陳舊，片面追求個體認知的發(fā)展、知識的掌握，在STS教育理念下，課程的教學目標轉(zhuǎn)向包括認知、情感、態(tài)度在內(nèi)的科學素養(yǎng)和人文情懷的普遍提高，擴展了科學教育的目標。因此，我們希望學生在物理學的學習當中，不僅掌握基本知識和規(guī)律，而且培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和人文情懷。即，培養(yǎng)學生適應未來的學習能力，提高對科技的興趣與動機，提高對科技議題的決策能力，發(fā)展科學的價值與倫理觀念，同時擴展學生對社會的理解，理解社會生活中的合作關(guān)系，增強社會責任感與同情心。2.評價體系。針對更加多維的教學目標，需要更加多維的評價體系。在評價內(nèi)容和手段上，除了常規(guī)的考試來評價學生對知識的理解、運用之外，我們通過課堂討論評價學生的科學思維能力、溝通表達能力；通過小組的項目作業(yè)，評價學生的PPT和視頻制作能力、團隊合作能力、對物理學與其他專業(yè)融會貫通的能力；通過作業(yè)互評，評價學生客觀思辨和反思的能力、認識自我與他人的能力；通過創(chuàng)新實驗項目，評價學生掌握科學方法和技能的能力、解決實際問題的能力。評價內(nèi)容與手段更加綜合全面。

三、融合STS教育理念的大學物理混合式教學

新的大學物理教學目標將科學教育從知識導向轉(zhuǎn)為能力導向，以繼承為中心轉(zhuǎn)為以創(chuàng)新為中心，也應運而生了新的評價體系，那么，必然需要創(chuàng)新教學手段、優(yōu)化設計教學活動，來更好地適應評價體系，最終達成我們的教學目標。因此，我們的教學方式由傳統(tǒng)的課堂教學逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楦幼⒅靥骄颗c體驗的混合式教學。（一）MOOC+翻轉(zhuǎn)課堂。（1）我們借助學校在“愛課程”網(wǎng)站上的云平臺，建設大學物理在線開放課程，同時實施翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，實現(xiàn)線上和線下互動。學習的主動權(quán)交給了學生，學生們不再單純地依賴授課老師去教授知識，而是在課下通過網(wǎng)絡平臺觀看視頻、課件來學習知識。而課堂和老師的角色也發(fā)生了變化，課堂變成了師生、生生交流互動的空間，老師從教書匠變?yōu)閷煟嗟呢熑问侨閷W生釋疑解惑和引導學生運用知識。在混合式的教學模式中，重點是教學設計，課前先推送自學預習內(nèi)容；課中若翻轉(zhuǎn)課堂（學生講），需提前布置翻轉(zhuǎn)題目；課后推送復結(jié)等。除了重視在線課程建設外，課堂互動才是教學的真正關(guān)鍵。針對課堂的答疑和討論，教師們在課前做了精心的設計準備，結(jié)合不同專業(yè)特色和需求，提供相應的翻轉(zhuǎn)題目，真正做到因材施教，同時達到物理學和其他專業(yè)領(lǐng)域、生產(chǎn)生活的融會貫通。（2）分組討論。MOOC在線開放課程為我們實施混合式教學提供了軟件支撐，而學校最新建設投入使用的智慧教室，為我們實施混合式教學提供了更豐富堅實的硬件支持。學生分組坐，有更多機會參與討論，有助于活躍課堂氣氛，調(diào)動學生的積極性。同時，先進的現(xiàn)代教育技術(shù)手段、新穎的形式，又激發(fā)了學生的主觀能動性，讓學生把握主動權(quán)，變“教”為“導”。比如在講楊氏雙縫干涉實驗時，在屏幕上投影干涉條紋圖片，提出討論主題：“把實驗裝置移到水里后，干涉條紋怎么變化？把光源平行上移或下移，干涉條紋怎么變？”給大家一定的分組討論時間。討論結(jié)束后，可由小組代表分享討論結(jié)果并分析原因，大家認真傾聽、客觀思考、對比他人、反思自己，老師再適時地引導大家抓住問題本質(zhì)，運用現(xiàn)有知識解決問題，得出最后結(jié)論。經(jīng)過這種方式的討論后，學生加深了對干涉現(xiàn)象的了解，提高了自身學習能力，促進提升了學生對知識的“吸收內(nèi)化”過程。（二）玩轉(zhuǎn)超星學習通。（1）便于建課，管理班級。在超星學習通平臺上，教師能夠利用云盤資源快速建立一門課程，并通過復制課程來建立班級并進行管理。學生通過掃描二維碼加入班級，即可學習老師的課程、參與討論區(qū)討論、完成作業(yè)。學生通過手機端簽到，免除了教師點名的煩瑣。教師可通過“課堂報告”“學情統(tǒng)計”“成績統(tǒng)計”等功能來了解班級學生的學習情況，評價手段更多維，班級管理更清晰有序、方便快捷。（2）多手段推動課堂教學。學習通平臺強大的功能，推進了混合式教學活動的開展。教師可在課前任務，用于翻轉(zhuǎn)課堂的分組討論；分組討論后，可通過直播由小組發(fā)言人向全班，或通過電腦投屏展示小組討論成果；教師可在班級群發(fā)起課堂討論、投票調(diào)查；學生可以通過作業(yè)的互評，了解認知他人。這些教學活動，既調(diào)動了課堂情緒，又多維度評價了學生的學習和能力培養(yǎng)。（3）建立個人課程文件夾。學生可在學習通平臺的個人賬戶下建立課程文件夾，要求學生撰寫學習周報，將課程作業(yè)、小組項目、文件資料歸檔，并允許任課老師回訪。這既可以促進學生對課程的整體把握、溫故而知新、鍛煉學生整理管理文檔的能力，又可以通過老師訪問學生的課程文件夾，了解學生的學習進度、發(fā)現(xiàn)問題、檢查評價項目作業(yè)。（三）推廣微信公眾號。（1）多板塊拓展知識。我們申請了“物理學之美”微信公眾號，設置了“物理與情商”“物理與藝術(shù)”“物理與生活”“學生微課堂”等板塊，定期更新內(nèi)容，從多角度拓展學生的知識領(lǐng)域，培養(yǎng)科學素養(yǎng)與人文情懷。公眾號由學生管理，老師審核。公眾號內(nèi)容的編輯，都由學生來操作，推送文章除了我們固定板塊主題外，還可以是科普講堂中的優(yōu)秀作業(yè)，甚至學生投稿。學生們看到自己的科普作業(yè)或投稿被收錄推送，被老師同學肯定，自信心和積極性大增，進一步更加激勵自己、提高自己，逐步進入主動學習的良性循環(huán)。（2）學生微課堂展示。我們將“科普小講堂”作為學生的小組項目作業(yè)，內(nèi)容可以延伸至有趣的生活現(xiàn)象、科技前沿領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)新技術(shù)、物理學在工農(nóng)牧醫(yī)各領(lǐng)域的應用等。每組學生需要合作完成查找資料、制作PPT、上臺講解報告、回答同學疑問、錄制視頻等一系列工作。不論是小組成員制作PPT和講解答疑過程，還是其他學生的聽講提問過程，都使他們更大程度地參與進來，加深了學生對課堂理論知識的理解，也調(diào)動了他們的學習積極性，較好地發(fā)揮了學生在學習過程中的主體作用。最后將學生的“科普小講堂”優(yōu)秀作業(yè)視頻至微信公眾號，推送給全校學生。因為主角、攝像、編輯都是身邊同學，形式新穎潮流，所以作者用心盡力，觀者興趣盎然。（3）附加趣味小程序。我們把物理知識做成答題競賽的小程序，學生們可以參與答題對抗，根據(jù)積分獲得不同等級稱號，兼具競爭性和趣味性，使原本枯燥乏味的知識記憶過程，變成了輕松愉快的游戲過程，在游戲中玩，在玩中學。學生們利用課余刷手機時娛樂放松的間隙，就可以通過微信、小程序、小視頻了解到很多物理知識。

四、虛擬仿真實驗平臺

1.課前充分有效預習。以往實驗課前，學生大部分不預習，即使預習，也只能對照課本上的文字、圖片進行大致的課前了解，對實驗儀器和操作步驟沒有直觀的感受。而在仿真實驗平臺上進行課前預習，學生可以先觀看理論知識講授（基本原理、實驗內(nèi)容及相關(guān)要求），然后進行仿真實驗操作，對儀器調(diào)節(jié)、操作步驟進一步熟悉，直觀且具有可操作性，預習效果大大提升。2.提高課堂教學效果。線上預習完畢后進入實驗室，進行線下教學與實際操作。因為有了比較充分的預習，可以省略對基本原理和要求的贅述，將更多的時間用于對學生有疑問的地方重點講解，加深對實驗過程重點和難點的認識，或者根據(jù)學生操作中出現(xiàn)的具體問題進行小組討論，更大程度鍛煉學生科學思考、獨立判斷、懷疑反思、團隊合作的能力。3.補充創(chuàng)新實驗時間。在基礎物理實驗之上，我們還開設有一些綜合性、創(chuàng)新性實驗，每個小組2—3名學生，任務包括，A、熟悉儀器、查閱資料；B、設計實驗步驟，完成實驗；C、完成實驗報告或課程論文；D、以小組形式參加答辯；E、修改并提交課程論文，鼓勵學生繼續(xù)完善和深入研究相關(guān)工作，并將成果發(fā)表到專業(yè)雜志或者做成實體成果。這類實驗內(nèi)容要求本身較為復雜，若學生又沒有充分預習，要在規(guī)定時間內(nèi)學習原理、掌握要點、設計方案，操作分析并進行反思，常規(guī)實驗的2小時遠遠不夠。學生可能會為了完成任務而出現(xiàn)拼湊數(shù)據(jù)、潦草操作、失敗放棄等問題。仿真實驗平臺相當于實驗時間和空間的有益延伸，學生有充足的時間，可以更好地完成團隊配合；實驗嘗試失敗時，有時間反思問題所在，而不是造假或輕言放棄；老師可以給予適當引導，學生調(diào)整方案，再試一次。虛擬仿真實驗平臺保證了大型綜合、創(chuàng)新實驗能真正落實，起到應有的作用。4.開展近代大型實驗。近代物理實驗具有涉及知識面廣、綜合性強、多學科交叉的特點，是物理實驗的重要組成部分，能夠促使非物理類專業(yè)的本科生了解近代物理巧妙的思想和先進的實驗手段，激發(fā)學生對近代物理學的興趣，進一步了解相關(guān)的新技術(shù)和新方法，從而開拓思路，實現(xiàn)學科交叉，更好地解決在專業(yè)中所面臨的問題。但是出于大學物理實驗課時限制、場地限制、綜合性高、成本高、危險性高等原因，一些大型近代物理實驗沒有條件對全校所有選課專業(yè)學生開放，虛擬仿真實驗平臺恰好能彌補這一問題。例如，我們開設了近代物理實驗項目“γ能譜及γ射線的吸收的研究”，涉及很多物理過程等方面的系統(tǒng)知識，又是高危放射源投入，是一項高度綜合和危險的研究項目。把此實驗過程進行仿真用于相關(guān)專業(yè)的本科教學中，既能滿足各種層次學生的求知需求、拓展視野，又可使高額成本運行的實驗桌面窗口化，同時極大降低實驗操作的風險。

五、結(jié)語

通過將STS教育理念融于大學物理教學，我們重新定義了課程教學目標，建立了綜合全面的評價體系，結(jié)合現(xiàn)代化的信息技術(shù)，設計開展各種課堂內(nèi)外、線上與線下的教學活動，極大地推動了混合式教學的改革發(fā)展，收到了初步的成效。當然，在改革中，也出現(xiàn)了一些問題，如學校需要在信息技術(shù)硬件設施及網(wǎng)絡平臺建設方面投入更多的人力和資金支持；混合式教學需要教師轉(zhuǎn)變觀念，付出更多的精力來設計探究和體驗教學活動；學生要正確使用新型信息技術(shù)為學習服務，積極主動參與教學活動。這些問題都需要我們教育工作者持續(xù)不斷地努力，進一步推動大學物理教學的改革。

參考文獻：

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[3]李輝,李聰.大學物理改革與大學生科學素養(yǎng)的提升[J].電子制作,2013,5.

作者:李聰 李輝 劉小標 單位:河南農(nóng)業(yè)大學