HPS教学模式在化学课堂导入教学中的应用

摘 要 HPS教学模式将科学史、科学哲学、科学社会学融入理科教学，对于帮助学生探究科学本质、提高科学素养、实现学习思想现代化非常有效。近年来HPS教学模式受到教育界广泛关注，逐渐渗透到高中教学中。本文简略介绍什么是HPS教学模式，并利用该模式编写一个课堂导入部分教学设计，最后联系教学设计简述运用HPS教学模式导入课堂教学的要点。

关键词 HPS教学模式 课堂导入 高中化学教育

优秀的课堂导入能够快速激发学生兴趣，并衔接旧知识构建知识理论系统。新课程背景下的化学教育强调培养学生科学素养，我国对其外显的知识教育一直处于世界前列，但对于如何帮助学生认识科学内在本质却不得其法。我们不妨采用HPS教学模式导入教学，在利用化学事件引起学生兴趣的基础上，通过社会性应用帮助学生学习具体知识，以科学发展历程与现象造成学生认知冲突，在精神层面引起学生求知欲，培养学生探究思维，运用科学哲学思想认识世界。

一、HPS教学模式及其特点

HPS（History，Philosophy and Sociology of Science）是科学史、科学哲学和科学社会学的英文缩写，以建构主义为指导思想，探讨如何提升学生对科学本质的理解，以促进其科学素养提高，是一种新的教学模式[1-3]，近年来逐渐为大众接受并重视。我国《普通高中化学课程标准（实验）》明确指出要结合人类探索物质及其变化的历史与化学科学发展趋势，创建人文型教育，从学生将要经历的社会生活实际出发，引导学生进一步学习化学的基本原理和基本方法，培养责任感，树立科学世界观[4]。

HPS教学模式并不是机械地将科学史、科学哲学、科学社会学变为独立章节插入教科书中，而是有机渗透于课程和教学中，使学生更好地理解什么是科学探究、如何产生科学认识、怎样运用科学知识，进而把握科学本质。HPS教学模式具有以下五个特征：以翔实的科学史料为教学研究的基础之一；站在哲学高度思考科学问题；以建构主义为理论研究背景；将引导学生理解科学本质放在教学研究的首位；科学传播范围扩展，更注重公众科学素养塑造[5]。

二、HPS教学模式运用于中学化学课堂导入教学案例分析

我们创设课堂导入情景时，应隐含新授课程，结合学生已有知识经验及精神状态，做到言简意赅、层次清楚、发人深思[6]，但许多教师在课堂导入时局限于经验习惯，生硬地介绍背景知识，不断利用图片和文字演“独角戏”，造成学生眼耳疲劳，与教师缺乏情感与思维的交流，很难构建有效教学。作为与社会生活密切相关的学科，化学课程涉及的内容大都与科学史、社会学密切相关，HPS教学模式对于高中化学各部分内容都能适用，我们可以基于学生生活实际与历史事件设计课堂导入，指引学生思考。主要思路为：挖掘教材本身隐藏的思想内涵，对知识概念进行符合当代教学要求的优化，解读其形成的科学方法、过程与思维，将化学史中的精神营养传承下来，设计为能引起学生知识与思想双向思考的案例，使三维目标能够有的放矢，落实在实际教学中，帮助学生形成科学思维。依据教学进度，HPS教学模式应用初始阶段可以选取基本理论、概念部分，涉及的主题是化学反应及其变化规律。我们以人教版高中化学必修2中《物质结构元素周期表》一课为例，探究HPS教学模式导入化学课堂教学的实际应用及意义（如表1所示）。

位于最近发展区的问题最能激发学生认知冲突，促使学生有目的地积极探究。因此，在课程导入阶段，我们基于学生已有知识经验和教材内容，要“老瓶装新酒”，有针对性地进行教学。教学中必须认识到学生学习主体的地位，激发学生的自觉能动性，相互交流、讨论以及提问，对低层次科学观念进行综合、概括、抽象，以及推敲、批判、辨证、验证、调整，进行上位化学知识建构梳理[8]。科学哲学认为科学是有意义的真理，而不仅仅是价值无涉的客观存在，故而要全面构建化学知识体系，还要引导学生理解科学发展与社会进步的辩证关系，将科学看做一种社会现象，从而认清科学本质，帮助学生学会学习，完成学习方式的转变[9]。

三、运用HPS教学模式导入课堂教学的要点

开展化学教学活动时，教师要深入挖掘学生隐藏的特点，在全面考虑化学学科的特征，尽量配合大多数学生特点以及实际情况的基础上，充分运用HPS教学模式培养学生科学素养，加深学生对科学本质的理解。

1.理性培养学生科学史观，切勿过度演绎历史

“00后”学生习惯于诸如“微博”“朋友圈”等即时性碎片化阅读，虽然对新文化的接受度提高，但认知方式偏感性化，缺乏足够的辨别能力，一定程度上存在着理想信念缺失、抵触主流意识形态的现象，不利于建立系统的知识结构[10]，故而急须抓紧学生文化和思想教育。科学发展伴随着无数科学知识的积累，HPS教学模式强调教学中化学史的运用，致力于以化学史引导学生通过梳理化学发展脉络，汲取前人发展经验，完善自身科学修养。然而历史往往略显生硬和枯燥，为了引起学生的兴趣，教师需要具有“说书人”的能力，一定程度上演绎历史，浓缩文字，提高历史的可读性。表1设计中杜撰布瓦博朗与门捷列夫的冲突，让书上“图片”人格化，建立起科学家、科学方法与学生之间的动态交互。然而《中庸》云“执其两端，庸其中于民”，为了诱导学生了解科学而过度演绎历史，那科学应有的过程与真实也将失去，学生很难从无处滥觞的科学过程中全面认识科学发展，更遑论树立科学历史观！

2.强调以批判创新精神为中心，注入科学哲学思考

高中阶段教育是学生个性形成、自主发展的关键时期，对提高国民素质，培养创新人才具有特殊意义[11]。科学哲学是科学在概念或话语上的哲学思辨，在化学教育中加入对化学的哲学思考“能够鼓励公众联系理性并变得理性”[12]，进而使得公众对科学进行形而上学的思考。日常课堂教学中教师可通过当代科学观念及技术讨论、验证经典概念，利用实验数据和结果批判前人错误的观点，不断将错误观点、局限观点与当前最新科学观点对比，引导学生认识库恩“前科学—常规科学—反常—危机—革命—新的常规科学”发展结构[13]，用辩证、动态、批判的眼光来分析科学实践，不再以教师的权威来验证自己的观点。教学中学生提出错误观点时，作为教育主体的教师不应直接修正，而是尊重学生学习主体的地位，默默引导学生能动思考，认识到旧观点的错误及科学发展的曲折性，师生共同组织一堂优秀的化学课，这对学生的学习以及教师教学技能的训练都有很好的帮助。

3.视认识科学本质为教学目标，避免重支端轻主体走向虚无主义

高中生群体具有特殊的学习问题与心态，易引发学习负迁移，形成扭曲的知识观，忽视前人经验，一味只相信自己所做的有限实验，走向唯理论。HPS教学模式并不是现象否认本质，孤立地分析阶段片面知识的作用，忽视科学研究的曲折性，看不到前人错误观点对科学整体的价值[14]。运用HPS教学模式要注意以下几点：第一，寻找交汇点。门捷列夫在编制元素周期表过程中，特别注重质量与特征的联系，并从中找到发展突破点，导入新课后，我们再借此过程引导学生认识联系与发展的关系，破除“白马非马”的诡辩；同时他的发现又打破当时科学家的固有思维模式，我们可借此向学生传达科学是社会现象的理念，使其萌生对科学进行社会研究的意识。第二，选择主位知识，即抓住其中一个元素支配其他元素展开。在高中化学教学中，传授化学知识提升学生科学素养是首要任务，HPS教学模式要为其服务，多角度整合化学知识，使学生对化学的理解从过去的浮于表面变为深入了解，认识科学本质。第三，划分隔离区，即通过知识表达的过程激活各知识点的“多重身份”[3]。科学发展的过程也是学科分化的过程，我们要做的是选择交汇处的特异识别点，帮助学生准确切入全面认识科学。

教学设计中我们选择探究法与讲述法结合教学，引导学生逐步亲手揭开科学的面纱，深刻认识科学本质，注重学生自主探究意识和思辨能力的培养，使其跳出以局外人的身份看科学的尴尬局面！让学生乐于探究、善于探究、勇于探究，炼化探究成为思想的一部分。

综上所述，我们清楚地认识到HPS教学模式导入化学课堂教学的价值。一方面能够通过一些喜闻乐见的化学故事引起学生兴趣，引导学生接受新的知识与技能，并通过自己的理解，贴合自身特点构建学科思维；另一方面还能够透过一系列的活动，如模拟经典实验及科学发展过程，启发学生科学思考，更好地培养他们的探究精神，让学生的学习更加“接地气”，掌握科学的过程与方法，促进“终身学习”意识的养成。HPS教学模式以引导学生探究科学本质为目标，科学并不只是知识的获取、技术的革新，更是为人类的生存服务的，包含了一代又一代科学人对人类、社会、科学那份深沉的人文关怀！通过HPS教学模式我们能更好地帮助学生培养“情感态度与价值观”，引导学生更好地思考科学与社会的关系，成为符合我国现今发展要求的、符合社会主义科学发展观的、符合构建和谐社会需要的新世纪的合格公民。

“师者，所以传道授业解惑者也。”“传道”“授业”“解惑”是教育研究的永恒课题，三者相辅相成，共同作用于对学生科学素养的培训中。而教育的核心就在于“传道”，不只是传习学科之道，也是修炼学生思想，传递人生感悟，全面培养学生综合素质，响应三维目标中的“情感态度与价值观”的要求。由此看来，将科学的历史、人文、社会融于理科教学的HPS教学模式势必成为今后教学潮流之一。

参考文献

[1] 皇甫倩，王后雄.HPS教学模型及其在中学化学教学中的运用[J].教育理论与实践，2015（2）.

[2] 王硕，靳莹.基于科学本质的HPS教学实践——初中化学绪言教学设计[J].化学教育，2015（1）.

[3] Riesch，H.Interdisciplinary relations and complex social identities[J].Philosophy，history and sociology of science，2014.

[4] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2011.

[5] 张晶.HPS教育的五个主要特征及其对我国科学教育改革的启示[J].科学技术哲学研究，2010（1）.

[6] 熊静.高中化学课堂导入的策略研究[D].大连：辽宁师范大学，2014.

[7] 李晔明.不小心就会熔化的金属——镓[J].科学大众：小学版，2015（6）.

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[10] 高永.基于“90后”大学生思想特点的“概论”课情境教学模式探索[J].思想教育研究，2015（9）.

[11] 国家中长期教育改革和发展规划纲要工作小组办公室.国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）[N].中国教育报，2010-3-1.

[12] Michael R Matthews，James T.Robinson"s Account of Philosophy of Science and Science Teaching：Some Lessons for Today from the 1960s[J].Science Education，1998（3）.

[13] 胡新和.库恩“二象性”解读——论库恩科学哲学的若干特征[J].自然辩证法通讯，2013（1）.

[14] 程馨莹，卢黎歌.近年来国内关于历史虚无主义研究综述[J].思想教育研究，2014（7）.

【责任编辑 郭振玲】

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