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STS教育试图架起沟通科学和技术的功能，它能展示在社会背景下科学和技术的功能，有助于人们理解和技术的社会意义，也有助于人们重新认识科学与技术、科学与社会、技术与社会的关系。
笔者试图从STS的角度对人教版高中物理（必修）第一册第六章万有引力定律的教学进行分析和设计。
一、 科学与技术的关系
科学要解决“是什么”和“为什么”的问题，而技术设计要解决“做什么”和“怎么做”的问题。当前国际科学教育的核心是科学探究，技术教育的核心是技术设计；科学探究的起点是“问题”，而技术设计的起点是“难题”；科学提出了对自然界的解释，而技术给出了人们在改选环境时遇到的难题的解决方案，STS教育把教学探究和技术设计融合了起来。
1．在科学探究中适当结合技术设计内容。科学探究中体现的技术设计的全部标准，它更强调与设计的关的能力的培养。在推导万有引力定律前，笔者提出了两个问题：行星绕、太阳做椭圆轨道运动的原因是什么？万有引力有什么规律？而且引导学生设计出了推导框架，即一个简化：椭圆运动转化为圆轨道运动：一个模型：质点做匀速圆周运动；一个假设，如果引力与行星的质量成正比，也就应该和太阳的质量成正比（对称思维）。在学生自主探究得到万有引力公式之后，教者又提出引力常量如何测定的问题，让学生进行分组讨论：根据万有引力定律确定的实验思路，分析测量中的主要困难，并针对这些困难设计有效的测量方案。最后，让学生带着问题了解卡文迪许实验装置和测量原理，思考卡文迪许实验的精巧之处（特别是测量转换思想），明确这些精巧的设计解决了测量中的哪些困难，深刻剖析卡文迪许实验的理论背景（G是一个常量；任何两个物体间都有引力；天上和地上的引力性质相同），进一步反思自己的设计思路。
2．在技术设计中以科学理论为依托，利用科学知识对该设计做出解释。牛顿早在1687年就比较了抛体和星体运动，提出了发射卫星的原理。1957年人类终于发射了和一颗人造卫星，实现了人类的社会愿望。教者引导学生用牛顿的人造卫星运动原理图理解卫星发射技术，使学生明白科学技术是改变社会的工具，是个人发展的文化资本；组织学生开展研究性课题“自制水火箭”，培养学生的设计能力，并通过对影响火箭飞行速度和稳定性因素的分析解释，不断改进“火箭”的性能。
二、 科学、技术与社会
科学求真务实，人文求善求美。STS支持者认为，科学同时又是人文主义的，有价值取向的。
自古以来，天体运动问题举世瞩目。遨游太空，探索太空，探索宇宙奥秘一直是人类的美好愿望，它对制定历法、生产实践都具有重要意义。在古代，人们根据直觉和美学原理，得出了“地心说”，后经古希腊天文学家、教学家、地理学家托勒密的推演论证，使它进一步系统化了。“地心说”认为地球静止不动地居于有限的宇宙中心，日月星辰都围绕地球运转。教会借助这种理论来证明：地球中心、人类中心的教义，并说上帝创造了地球，并让它居于宇宙的中心，日月星辰都是上帝创造出来的有于点缀宇宙的装饰品。
起始于14世纪末的文艺复兴运动，追求思想自由，尊重科学，崇尚人文主义，在这种社会背景下，哥白尼用自制的简陋仪器，经过30年的天体观测，对托勒密的“地心说”提出了大胆地怀疑。他在《天体运行论》中写到：“中心就是太阳，在这华美的殿堂里，为了同时照亮一切，我们还能把这个发光体放到更好的位置上吗？太阳被称为宇宙之心，宇宙之灯，宇宙的主宰”。
当时的社会环境对科学发展的影响是多方面的，哥白尼本身就是弗罗恩堡大教堂的教士，他知道他的“太阳中心说”将给封建教会以沉重的打击，所以他踌躇了很久，直到已是60岁的老人时，才同意将他放置了36年之久的《天体运行论》出版。
哥白尼的日心说改变了旧的宇宙观，揭穿了宗教神学伪造的谎言，有力地促进了社会变革。恩格斯称《本体运动论》是自然科学向神学递交的一份绝交信。
伽利略用自制的天文望远镜对天体运动进行了详细观测确信太阳是宇宙的中心，为了避免教会的迫害，他竭力想分清宗教和科学的界限，认为前者属于人们的道德行为范围，后者属于自然界和人的关系的范围。在写作《关于两种世界体系之间的对话》时，教皇马尔班要求他把对“日心说”赞成和反对的论点一起写出来，但不允许他得出地球是绕着太阳转的结论。伽利略在书中巧妙地阐明了自己支持哥白尼学说的证据，而反对哥白尼的“日心说”的人的辩解却愚蠢而无力，以“曲折”的方式宣传“日心说”。不久，伽利略便一次又一产次的押上宗教法庭，受到残酷迫害。1983年，罗马教会终于为伽利略公平反，并且在罗马成立了一个由不同宗教信仰的著名科学家组成的委员会，它们宗旨之一便是研究科学同宗教信仰的关系。
科学的发展过程，技术发明过程是一种文化活动过程，是通过一定社会情境中的合、交流和对话进行的。牛顿在科学的伟大上吸收了伽利略笛卡尔等人的研究成果，同时也与他和同时代的科学家象胡克、惠更斯、哈雷、等的社会交往是分不开的。惠更斯首先提出“向心力”的概念，雷恩悬赏40先令求证平方反比的力场中物体的轨迹形状。不同的人根据自己的喜好平等地对行星运动原因进行各种猜想等，都体现了科学活动的文化性。
哥白尼在《天体运动论》一书中指出：“我们的理性总是要求任何东西都处于最完美的秩序之中”。从“地心说”到“日心说”始终体现着一种人文关怀下的完善、和谐，体现着一种价值取向。即使在观测数据已经表明行星轨道是椭圆，而不是完美的圆，行星运动是变速运动的事实面前，开普勒有点无奈地说：这是上帝地开玩笑。其实如果学生具备了一定的审美能力，他们就会认识到椭圆比圆包含了更丰富的信息，椭圆比圆更美，椭圆运动虽不是匀速运动，但仍是一种匀面积运动。
万有引力定律中的科学美，还体现在科学家追求真理的坚定信念和非凡的智慧，从第谷长达20年的天文观测到哥白尼长达30年的天体观察和分析论证，到布鲁诺被活活烧死在罗马鲜花广场上，再到伽利略在严刑的折磨下大声下喊到：“不管怎么说，地求毕竟是运动着的。”一直到牛顿全身心思考和超凡的数学才能，都是对学生进行科学精神美教育的绝好素材。从而万有引力定律的对称、简练和统一到能称出地球质量的精巧扭秤，体现着科学结构之美、形式之美。
万有引力定律把天上和地上的力学统一了起来。作为发生于特定社会历史背景下的科学活动，万有引力定律的发展过程充分体现了科学、技术和社会之间的复杂关系，是进行STS教育的一个典型“范例”。
笔者试图从STS的角度对人教版高中物理（必修）第一册第六章万有引力定律的教学进行分析和设计。
一、 科学与技术的关系
科学要解决“是什么”和“为什么”的问题，而技术设计要解决“做什么”和“怎么做”的问题。当前国际科学教育的核心是科学探究，技术教育的核心是技术设计；科学探究的起点是“问题”，而技术设计的起点是“难题”；科学提出了对自然界的解释，而技术给出了人们在改选环境时遇到的难题的解决方案，STS教育把教学探究和技术设计融合了起来。
1．在科学探究中适当结合技术设计内容。科学探究中体现的技术设计的全部标准，它更强调与设计的关的能力的培养。在推导万有引力定律前，笔者提出了两个问题：行星绕、太阳做椭圆轨道运动的原因是什么？万有引力有什么规律？而且引导学生设计出了推导框架，即一个简化：椭圆运动转化为圆轨道运动：一个模型：质点做匀速圆周运动；一个假设，如果引力与行星的质量成正比，也就应该和太阳的质量成正比（对称思维）。在学生自主探究得到万有引力公式之后，教者又提出引力常量如何测定的问题，让学生进行分组讨论：根据万有引力定律确定的实验思路，分析测量中的主要困难，并针对这些困难设计有效的测量方案。最后，让学生带着问题了解卡文迪许实验装置和测量原理，思考卡文迪许实验的精巧之处（特别是测量转换思想），明确这些精巧的设计解决了测量中的哪些困难，深刻剖析卡文迪许实验的理论背景（G是一个常量；任何两个物体间都有引力；天上和地上的引力性质相同），进一步反思自己的设计思路。
2．在技术设计中以科学理论为依托，利用科学知识对该设计做出解释。牛顿早在1687年就比较了抛体和星体运动，提出了发射卫星的原理。1957年人类终于发射了和一颗人造卫星，实现了人类的社会愿望。教者引导学生用牛顿的人造卫星运动原理图理解卫星发射技术，使学生明白科学技术是改变社会的工具，是个人发展的文化资本；组织学生开展研究性课题“自制水火箭”，培养学生的设计能力，并通过对影响火箭飞行速度和稳定性因素的分析解释，不断改进“火箭”的性能。
二、 科学、技术与社会
科学求真务实，人文求善求美。STS支持者认为，科学同时又是人文主义的，有价值取向的。
自古以来，天体运动问题举世瞩目。遨游太空，探索太空，探索宇宙奥秘一直是人类的美好愿望，它对制定历法、生产实践都具有重要意义。在古代，人们根据直觉和美学原理，得出了“地心说”，后经古希腊天文学家、教学家、地理学家托勒密的推演论证，使它进一步系统化了。“地心说”认为地球静止不动地居于有限的宇宙中心，日月星辰都围绕地球运转。教会借助这种理论来证明：地球中心、人类中心的教义，并说上帝创造了地球，并让它居于宇宙的中心，日月星辰都是上帝创造出来的有于点缀宇宙的装饰品。
起始于14世纪末的文艺复兴运动，追求思想自由，尊重科学，崇尚人文主义，在这种社会背景下，哥白尼用自制的简陋仪器，经过30年的天体观测，对托勒密的“地心说”提出了大胆地怀疑。他在《天体运行论》中写到：“中心就是太阳，在这华美的殿堂里，为了同时照亮一切，我们还能把这个发光体放到更好的位置上吗？太阳被称为宇宙之心，宇宙之灯，宇宙的主宰”。
当时的社会环境对科学发展的影响是多方面的，哥白尼本身就是弗罗恩堡大教堂的教士，他知道他的“太阳中心说”将给封建教会以沉重的打击，所以他踌躇了很久，直到已是60岁的老人时，才同意将他放置了36年之久的《天体运行论》出版。
哥白尼的日心说改变了旧的宇宙观，揭穿了宗教神学伪造的谎言，有力地促进了社会变革。恩格斯称《本体运动论》是自然科学向神学递交的一份绝交信。
伽利略用自制的天文望远镜对天体运动进行了详细观测确信太阳是宇宙的中心，为了避免教会的迫害，他竭力想分清宗教和科学的界限，认为前者属于人们的道德行为范围，后者属于自然界和人的关系的范围。在写作《关于两种世界体系之间的对话》时，教皇马尔班要求他把对“日心说”赞成和反对的论点一起写出来，但不允许他得出地球是绕着太阳转的结论。伽利略在书中巧妙地阐明了自己支持哥白尼学说的证据，而反对哥白尼的“日心说”的人的辩解却愚蠢而无力，以“曲折”的方式宣传“日心说”。不久，伽利略便一次又一产次的押上宗教法庭，受到残酷迫害。1983年，罗马教会终于为伽利略公平反，并且在罗马成立了一个由不同宗教信仰的著名科学家组成的委员会，它们宗旨之一便是研究科学同宗教信仰的关系。
科学的发展过程，技术发明过程是一种文化活动过程，是通过一定社会情境中的合、交流和对话进行的。牛顿在科学的伟大上吸收了伽利略笛卡尔等人的研究成果，同时也与他和同时代的科学家象胡克、惠更斯、哈雷、等的社会交往是分不开的。惠更斯首先提出“向心力”的概念，雷恩悬赏40先令求证平方反比的力场中物体的轨迹形状。不同的人根据自己的喜好平等地对行星运动原因进行各种猜想等，都体现了科学活动的文化性。
哥白尼在《天体运动论》一书中指出：“我们的理性总是要求任何东西都处于最完美的秩序之中”。从“地心说”到“日心说”始终体现着一种人文关怀下的完善、和谐，体现着一种价值取向。即使在观测数据已经表明行星轨道是椭圆，而不是完美的圆，行星运动是变速运动的事实面前，开普勒有点无奈地说：这是上帝地开玩笑。其实如果学生具备了一定的审美能力，他们就会认识到椭圆比圆包含了更丰富的信息，椭圆比圆更美，椭圆运动虽不是匀速运动，但仍是一种匀面积运动。
万有引力定律中的科学美，还体现在科学家追求真理的坚定信念和非凡的智慧，从第谷长达20年的天文观测到哥白尼长达30年的天体观察和分析论证，到布鲁诺被活活烧死在罗马鲜花广场上，再到伽利略在严刑的折磨下大声下喊到：“不管怎么说，地求毕竟是运动着的。”一直到牛顿全身心思考和超凡的数学才能，都是对学生进行科学精神美教育的绝好素材。从而万有引力定律的对称、简练和统一到能称出地球质量的精巧扭秤，体现着科学结构之美、形式之美。
万有引力定律把天上和地上的力学统一了起来。作为发生于特定社会历史背景下的科学活动，万有引力定律的发展过程充分体现了科学、技术和社会之间的复杂关系，是进行STS教育的一个典型“范例”。