基于HPS 教育與混合式教學模式融合的跨學科教學策略

余泉潤，劉嫻，李娟

（云南師范大學，云南昆明 650500）

一、研究背景

2022年，教育部印發《義務教育課程方案（2022年版）》中強調義務教育階段堅持創新為導向的課程改革，強化課程的綜合性和實踐性，既要凸顯學生的主體地位，更要關注學生的個性化和多樣化發展，以此提升學生的核心素養，強化課程的育人功能[1]。跨學科學習注重將跨學科意識滲透于所有課程中，強調突破邊界去思考，運用多視角去理解世界，從而發展學生的理解力和創造力，真正體現每個學科的教育價值[2]。

這與HPS教育旨在讓公眾通過對科學史、科學哲學與科學社會學的學習普及科學知識，推動科學傳播，促進科學發展的教育理念高度契合[3]。HPS教育包括科學史、科學哲學和科學社會學的內容，將這三部分內容融于科學課程教學中的新型教學模式。開展HPS教育是將歷史上對科學知識的發展具有重大推進意義的各學科典型案例作為輔助的教學材料補充到教學中，從而幫助學生建構科學知識的同時使其感受知識背后的人文精神和科學素養，進而促進其科學世界觀、人生觀和價值觀的形成。因此，HPS教育是落實跨學科教學的重要途徑。整合多學科的科學史資料應用于綜合主題的教學，不僅能展現科學知識的完整形成過程，認同多學科交叉才能促進科學觀念的形成和完善，更能培養學生敢于批判、善于探究的科學態度，使其樹立正確的價值取向。

HPS教育在實施過程中，主要存在“選擇哪些HPS內容納入課程”和“如何將HPS內容恰當地運用于教學”兩大核心問題[4]。而線上與線下結合的混合式教學模式恰能解決這兩方面的問題，可以選擇更多的HPS教學資料錄制成微視頻上傳至線上教學平臺，將重要的科學實驗和科學探究以課堂活動的形式在線下教學中開展。這樣既擴展了學生的知識面，又能將教學重難點集中在有限的課堂時間內。

二、融合策略

混合式教學流程圖見圖1，HPS教學模式的基本程序見圖2?；贖PS教學模式的基本程序和混合式教學模式，創設了兩者相融合的教學模式圖（見圖3）?；旌鲜浇虒W模式根據不同學習方式在教學中占比、教學特性等不同維度可以分成不同類型[5]，此融合教學模式圖結合HPS教學模式的特點采用線下主導型與交互式混合教學模式的方案為基礎，將HPS教育以混合式教學模式進行。該模式是以現場教學、活動為主，基于移動設備的教學為輔，創設貫穿線上線下教學的學習情境，使學生在與同伴、教師的交流和協作的過程中，形成對科學觀念的正確理解，同時培養科學素養和人文素養。

圖2 HPS 教學模式的基本程序圖

圖3 HPS 教育與混合式教學融合后的教學模式圖

（一）教學準備

教學準備是開展后續教學的基礎。在此環節中最重要的部分是結合綜合主題對跨學科教學材料的搜集和選用，主要體現在以下兩個方面：一是教學材料的選擇要具有足夠的深度和廣度，保障HPS教學材料的經典性和邏輯性；二是教學準備過程中要區分線上線下教學資源，線上視頻應選擇具有啟發性和前沿性的案例或科學史，線下教學中應選擇具有示范性和操作性的經典實驗或經典案例，有利于學生還原和協作。另外，教師需要具備一定的信息技術能力，將科學史資料制作成微視頻的形式上傳到線上平臺。微視頻要具備正確的時長和清晰度，配合教師講解和字幕形成獨特的教學資源。微視頻要具有一定的趣味性和生活性，引導學生提出問題并得出觀點，同時設置討論問題與課堂教學環節的內容相呼應。

（二）線上教學

線上教學不是簡單的預習和補充，而是整個教學過程的重要環節和組成部分，更對課堂教學環節提供了依據和基礎，有利于課堂教學更具針對性和深入性。在線上教學環節中，學生可以通過移動設備登錄線上平臺觀看微視頻，進行自主學習，從而明確本節課的學習目標、學習任務和學習內容。之后，學生可回答討論問題，在線上平臺提出問題、闡述觀點并進行互動討論。學生通過學習科學觀念形成過程中的科學史，能學會解決問題的思路和方法，探討不同觀點背后的社會性質和科學本質，體會其中蘊含的科學哲學和科學社會學。

經過線上教學后，教師一方面能收集到學生關于微視頻學習后的反饋，根據數據分析得出學生的主要問題以及主張的觀點，從而明確教學難點，適當改進教學準備階段的教學設計，對過簡環節進行補充、過繁環節進行精簡，進行二次備課，特別是重新整合課堂教學中的科學史資料，突出教學重點，做到真正的教和學一體化。教師另一方面也能及時關注學生的學習動態和學習進展，通過線上互動平臺引導學生搜集多學科的科學史，進而支持自己的主張，增強學習內驅力。

（三）課堂教學

線下課堂教學是通過讓學生完成具體任務或解決核心問題來對線上學習進行拓展延伸的，以此加強線上線下教學內容之間的銜接度和相關性。課堂教學中，教師要強調學生的參與度，讓每個學生都充分參與，避免邊緣化現象，達到共同進步的目的。在進行HPS教育時，教師首先對最突出的問題進行集中講解、解答個別性問題，然后展示學生提出的觀點和主張，引發學生在課堂中進行分析和討論。之后，教師將科學觀念形成過程中的經典實驗和經典案例通過現場實驗或角色扮演的方式還原，讓學生通過獨立探究或協作學習的形式參與到探究活動中，結合驅動型問題拓展學生的思維廣度和深度，從而判斷自己的觀點并且批判性地看待眾多科學家的理論。學生通過資料收集、設計實驗、進行實驗和分析結果的過程進行探究，將“直覺”實驗化，形成科學觀念，體會科學理論不是一蹴而就的，是在不斷地試誤和驗證的過程中形成的。這都是科學發展的必經之路。

（四）課后拓展

以往的HPS教學模式，學生形成科學觀念后進行總結就完成了整個教學過程，缺少創新意識的培養。而與混合式教學模式融合后進行跨學科主題學習的課后階段，教師先在線上平臺布置總結任務，即形成科學觀念中出現的科學家以及著名的科學實驗。之后，教師布置基于經典案例的項目化任務或基于現實問題的開放性議題，既要關注對學科知識表層的掌握，更要關注對多學科知識深層次的運用。學生通過主動參與實踐活動并進行辯論、闡述、交流和反思，促進知識在解決問題的過程中深度融合，從而提升探究能力和創新精神。教學評價主要依托線上平臺，學生完成拓展訓練后上傳過程性學習材料，進行互動討論以及成果展示，在此環節中要注意任務形式的多樣化，教師要尊重學生的創意性想法、鼓勵學生創新和探索。在融合過程中，教師不僅要關注學生對經典實驗的還原程度和科學史的學習深度，更要促使學生跨學科思維的生成，發展批判性思維和辯證思維，從而讓正確的價值觀引領學生成長。

三、實施建議

（一）以科學史為載體，整合和優化不同要素

在HPS教育與混合式教學模式融合后的新型教學策略中，以科學史為載體和依托，將形成科學觀念中涉及到科學史和科學家串聯起來，形成具有邏輯性的歷史線，整合和優化教學媒體、教學內容、教學手段等一系列要素，引導學生形成科學觀念，理解科學觀點，提升科學素養。

（二）合理控制“混合程度”，親歷科學探究的過程

開展混合式教學時，如何合理控制線上線下教學時間和內容的比例是需要考慮的重要問題，雖然線上教學也可以做到師生互動、生生互動，但是部分一線教師依然覺得線上教學只能“教書”、不能“育人”，無法達到課堂交流的效果。這就要求教師在開展混合式教學時，綜合教學目標、教學重難點等因素選擇合適的教學內容、分配合理的比例進行線上教學和課堂教學，從而達到“教學效果最大化”。以融合策略開展跨學科教學強調將多學科的史料分配不等的教學時間、采用不同的教學方式讓學生親歷發現問題、作出猜想、設計實驗等科學探究的過程。

（三）多維度進行有效的教學評價

HPS教育與混合式教學模式融合后的教學評價對于教師開展實際教學具有重要意義。隨著線上平臺的開發與應用，可以采用由計算機提供的評價系統分析學生線上學習的過程數據，教師得到學習反饋的同時更能將學習效果顯性化。教學評價采用過程性評價和終結性評價相結合的方式，加入學生自評和互評環節，激發學生的學習興趣。教學評價既要關注經典實驗的還原、項目化任務的完成和社會性議題的討論，更要關注學生在經歷探究過程中的思維發展，體會科學研究中的艱辛，領悟科學基于實驗的觀念，深入理解科學本質。

四、總結與啟示

（一）HPS 教育適合與混合式教學模式融合

HPS教育要求在教學中將科學史內容剖開并且逐層分批展示，強調從不同科學家的觀點中探討科學本質、作出科學解釋、體會科學與社會的相互關系，引導學生提出自己的觀點，再經過設計實驗和實施實驗后驗證觀點，從而形成正確的科學觀念，體會科學觀點背后蘊含著豐厚的人文精神。正是由于HPS教育的特殊性質使其適合與線上線下結合的混合式教學模式融合。

（二）融合策略實施過程中具備突出的優勢

根據HPS教學材料的性質和意義，我們將其劃分為線上教學資源和課堂教學資源，線上教學以3～5分鐘的微視頻引導學生從科學發展史中提出自己的觀點，從而為課堂教學做鋪墊。課堂教學以獨立探究或協作學習的形式對科學觀念形成中具有重要意義的實驗和案例進行探究，激發情感體驗、促進主動學習。教師可設置項目化學習任務和開放性社會議題，對學生進行拓展訓練，做到“學以致用”，將抽象的科學觀念與具體任務結合起來，更好地促進知識應用。教師經過將HPS教育與混合式教學模式融合后，促使學生有效利用更多的科學史資料完成科學觀念的建構，理解科學本質，從而提升科學素養。

融合策略實施過程中通過教材內外學習內容的混合，線上線下學習空間的混合，以及課堂前后學習時間的混合，突破了傳統課堂教學中時間和空間的限制，最大限度地拓寬學習空間、開放學習時間，獲得最佳學習效果，促進課堂的高效進行和學生的深度學習。

（三）融合策略有利于開展跨學科主題學習

我們通過HPS教育與混合式教學模式融合的教學策略能使學生基于學科理論基礎，運用學科思維方式，搜集關于同一主題的跨學科科學史資料，開展跨學科主題的探究，對問題進行深入理解后得出自己的獨特理解。這一過程體現了科學教育中的跨學科屬性?？茖W觀念的形成不僅包含不同領域科學家的觀點，更蘊含了理論背后科學家的堅持不懈和勇于實踐的科學精神。科學是在與社會和環境的相互關系中才能不斷地發展和創新。將融合策略應用于綜合主題教學有利于學生從不同學科視角了解科學觀念的形成，真正體現跨學科學習的重要價值。