HPS教學模式在化學課堂導入教學中的應用

劉琳琳 楊天林

摘 要 HPS教學模式將科學史、科學哲學、科學社會學融入理科教學，對于幫助學生探究科學本質、提高科學素養、實現學習思想現代化非常有效。近年來HPS教學模式受到教育界廣泛關注，逐漸滲透到高中教學中。本文簡略介紹什么是HPS教學模式，并利用該模式編寫一個課堂導入部分教學設計，最后聯系教學設計簡述運用HPS教學模式導入課堂教學的要點。

關鍵詞 HPS教學模式 課堂導入 高中化學教育

優秀的課堂導入能夠快速激發學生興趣，并銜接舊知識構建知識理論系統。新課程背景下的化學教育強調培養學生科學素養，我國對其外顯的知識教育一直處于世界前列，但對于如何幫助學生認識科學內在本質卻不得其法。我們不妨采用HPS教學模式導入教學，在利用化學事件引起學生興趣的基礎上，通過社會性應用幫助學生學習具體知識，以科學發展歷程與現象造成學生認知沖突，在精神層面引起學生求知欲，培養學生探究思維，運用科學哲學思想認識世界。

一、HPS教學模式及其特點

HPS（History，Philosophy and Sociology of Science）是科學史、科學哲學和科學社會學的英文縮寫，以建構主義為指導思想，探討如何提升學生對科學本質的理解，以促進其科學素養提高，是一種新的教學模式[1-3]，近年來逐漸為大眾接受并重視。我國《普通高中化學課程標準（實驗）》明確指出要結合人類探索物質及其變化的歷史與化學科學發展趨勢，創建人文型教育，從學生將要經歷的社會生活實際出發，引導學生進一步學習化學的基本原理和基本方法，培養責任感，樹立科學世界觀[4]。

HPS教學模式并不是機械地將科學史、科學哲學、科學社會學變為獨立章節插入教科書中，而是有機滲透于課程和教學中，使學生更好地理解什么是科學探究、如何產生科學認識、怎樣運用科學知識，進而把握科學本質。HPS教學模式具有以下五個特征：以翔實的科學史料為教學研究的基礎之一；站在哲學高度思考科學問題；以建構主義為理論研究背景；將引導學生理解科學本質放在教學研究的首位；科學傳播范圍擴展，更注重公眾科學素養塑造[5]。

二、HPS教學模式運用于中學化學課堂導入教學案例分析

我們創設課堂導入情景時，應隱含新授課程，結合學生已有知識經驗及精神狀態，做到言簡意賅、層次清楚、發人深思[6]，但許多教師在課堂導入時局限于經驗習慣，生硬地介紹背景知識，不斷利用圖片和文字演“獨角戲”，造成學生眼耳疲勞，與教師缺乏情感與思維的交流，很難構建有效教學。作為與社會生活密切相關的學科，化學課程涉及的內容大都與科學史、社會學密切相關，HPS教學模式對于高中化學各部分內容都能適用，我們可以基于學生生活實際與歷史事件設計課堂導入，指引學生思考。主要思路為：挖掘教材本身隱藏的思想內涵，對知識概念進行符合當代教學要求的優化，解讀其形成的科學方法、過程與思維，將化學史中的精神營養傳承下來，設計為能引起學生知識與思想雙向思考的案例，使三維目標能夠有的放矢，落實在實際教學中，幫助學生形成科學思維。依據教學進度，HPS教學模式應用初始階段可以選取基本理論、概念部分，涉及的主題是化學反應及其變化規律。我們以人教版高中化學必修2中《物質結構元素周期表》一課為例，探究HPS教學模式導入化學課堂教學的實際應用及意義（如表1所示）。

位于最近發展區的問題最能激發學生認知沖突，促使學生有目的地積極探究。因此，在課程導入階段，我們基于學生已有知識經驗和教材內容，要“老瓶裝新酒”，有針對性地進行教學。教學中必須認識到學生學習主體的地位，激發學生的自覺能動性，相互交流、討論以及提問，對低層次科學觀念進行綜合、概括、抽象，以及推敲、批判、辨證、驗證、調整，進行上位化學知識建構梳理[8]。科學哲學認為科學是有意義的真理，而不僅僅是價值無涉的客觀存在，故而要全面構建化學知識體系，還要引導學生理解科學發展與社會進步的辯證關系，將科學看做一種社會現象，從而認清科學本質，幫助學生學會學習，完成學習方式的轉變[9]。

三、運用HPS教學模式導入課堂教學的要點

開展化學教學活動時，教師要深入挖掘學生隱藏的特點，在全面考慮化學學科的特征，盡量配合大多數學生特點以及實際情況的基礎上，充分運用HPS教學模式培養學生科學素養，加深學生對科學本質的理解。

1.理性培養學生科學史觀，切勿過度演繹歷史

“00后”學生習慣于諸如“微博”“朋友圈”等即時性碎片化閱讀，雖然對新文化的接受度提高，但認知方式偏感性化，缺乏足夠的辨別能力，一定程度上存在著理想信念缺失、抵觸主流意識形態的現象，不利于建立系統的知識結構[10]，故而急須抓緊學生文化和思想教育。科學發展伴隨著無數科學知識的積累，HPS教學模式強調教學中化學史的運用，致力于以化學史引導學生通過梳理化學發展脈絡，汲取前人發展經驗，完善自身科學修養。然而歷史往往略顯生硬和枯燥，為了引起學生的興趣，教師需要具有“說書人”的能力，一定程度上演繹歷史，濃縮文字，提高歷史的可讀性。表1設計中杜撰布瓦博朗與門捷列夫的沖突，讓書上“圖片”人格化，建立起科學家、科學方法與學生之間的動態交互。然而《中庸》云“執其兩端，庸其中于民”，為了誘導學生了解科學而過度演繹歷史，那科學應有的過程與真實也將失去，學生很難從無處濫觴的科學過程中全面認識科學發展，更遑論樹立科學歷史觀！

2.強調以批判創新精神為中心，注入科學哲學思考

高中階段教育是學生個性形成、自主發展的關鍵時期，對提高國民素質，培養創新人才具有特殊意義[11]。科學哲學是科學在概念或話語上的哲學思辨，在化學教育中加入對化學的哲學思考“能夠鼓勵公眾聯系理性并變得理性”[12]，進而使得公眾對科學進行形而上學的思考。日常課堂教學中教師可通過當代科學觀念及技術討論、驗證經典概念，利用實驗數據和結果批判前人錯誤的觀點，不斷將錯誤觀點、局限觀點與當前最新科學觀點對比，引導學生認識庫恩“前科學—常規科學—反常—危機—革命—新的常規科學”發展結構[13]，用辯證、動態、批判的眼光來分析科學實踐，不再以教師的權威來驗證自己的觀點。教學中學生提出錯誤觀點時，作為教育主體的教師不應直接修正，而是尊重學生學習主體的地位，默默引導學生能動思考，認識到舊觀點的錯誤及科學發展的曲折性，師生共同組織一堂優秀的化學課，這對學生的學習以及教師教學技能的訓練都有很好的幫助。

3.視認識科學本質為教學目標，避免重支端輕主體走向虛無主義

高中生群體具有特殊的學習問題與心態，易引發學習負遷移，形成扭曲的知識觀，忽視前人經驗，一味只相信自己所做的有限實驗，走向唯理論。HPS教學模式并不是現象否認本質，孤立地分析階段片面知識的作用，忽視科學研究的曲折性，看不到前人錯誤觀點對科學整體的價值[14]。運用HPS教學模式要注意以下幾點：第一，尋找交匯點。門捷列夫在編制元素周期表過程中，特別注重質量與特征的聯系，并從中找到發展突破點，導入新課后，我們再借此過程引導學生認識聯系與發展的關系，破除“白馬非馬”的詭辯；同時他的發現又打破當時科學家的固有思維模式，我們可借此向學生傳達科學是社會現象的理念，使其萌生對科學進行社會研究的意識。第二，選擇主位知識，即抓住其中一個元素支配其他元素展開。在高中化學教學中，傳授化學知識提升學生科學素養是首要任務，HPS教學模式要為其服務，多角度整合化學知識，使學生對化學的理解從過去的浮于表面變為深入了解，認識科學本質。第三，劃分隔離區，即通過知識表達的過程激活各知識點的“多重身份”[3]。科學發展的過程也是學科分化的過程，我們要做的是選擇交匯處的特異識別點，幫助學生準確切入全面認識科學。

教學設計中我們選擇探究法與講述法結合教學，引導學生逐步親手揭開科學的面紗，深刻認識科學本質，注重學生自主探究意識和思辨能力的培養，使其跳出以局外人的身份看科學的尷尬局面！讓學生樂于探究、善于探究、勇于探究，煉化探究成為思想的一部分。

綜上所述，我們清楚地認識到HPS教學模式導入化學課堂教學的價值。一方面能夠通過一些喜聞樂見的化學故事引起學生興趣，引導學生接受新的知識與技能，并通過自己的理解，貼合自身特點構建學科思維；另一方面還能夠透過一系列的活動，如模擬經典實驗及科學發展過程，啟發學生科學思考，更好地培養他們的探究精神，讓學生的學習更加“接地氣”，掌握科學的過程與方法，促進“終身學習”意識的養成。HPS教學模式以引導學生探究科學本質為目標，科學并不只是知識的獲取、技術的革新，更是為人類的生存服務的，包含了一代又一代科學人對人類、社會、科學那份深沉的人文關懷！通過HPS教學模式我們能更好地幫助學生培養“情感態度與價值觀”，引導學生更好地思考科學與社會的關系，成為符合我國現今發展要求的、符合社會主義科學發展觀的、符合構建和諧社會需要的新世紀的合格公民。

“師者，所以傳道授業解惑者也。”“傳道”“授業”“解惑”是教育研究的永恒課題，三者相輔相成，共同作用于對學生科學素養的培訓中。而教育的核心就在于“傳道”，不只是傳習學科之道，也是修煉學生思想，傳遞人生感悟，全面培養學生綜合素質，響應三維目標中的“情感態度與價值觀”的要求。由此看來，將科學的歷史、人文、社會融于理科教學的HPS教學模式勢必成為今后教學潮流之一。

參考文獻

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[14] 程馨瑩，盧黎歌.近年來國內關于歷史虛無主義研究綜述[J].思想教育研究，2014（7）.

【責任編輯 郭振玲】