HPS教學模式在化學實驗教學中的應(yīng)用

杜兵兵

摘 要：將科學史、科學哲學和科學社會學結(jié)合在一起的HPS教學模型是一種新型的教育模式。本文介紹了HPS 教學模式的深入內(nèi)涵以及在化學實驗教學中的具體應(yīng)用，以期更好的促進化學實驗的教學效果，提升學生對化學學習的興趣。

關(guān)鍵詞：HPS 科學歷史 科學哲學 科學社會學 化學實驗教學

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）04-0-01

HPS教學模式是History，Philosophy and Sociology of Science的縮寫，最早由奧地利物理學家、哲學家恩斯特·馬赫（Mach，E.，1838-1916）在19世紀末提出[1]。HPS教學模式提倡以建構(gòu)主義為指導思想，探討如何提升學生對科學本質(zhì)的理解，以促進其科學素養(yǎng)提高，是一種新的教學模式[2]，近年來逐漸被大眾接受并重視。將HPS教學模式運用到化學實驗教學中可以很好提升學生科學素養(yǎng)，不僅使學生容易理解和掌握化學基礎(chǔ)理論知識，增強對科學本質(zhì)觀的了解和提高科學素養(yǎng)；而且也很好地改變了以往直接灌輸?shù)慕虒W模式，促進化學教學模式的多樣化，可以顯著提高學生學習化學的興趣。

一、化學實驗教學中HPS教學模式的深刻內(nèi)涵

HPS教學模式的核心在于從歷史（History）、哲學（Philosophy）和社會學（Sociology）三個方面來認識科學的本質(zhì)，其主要回答了“科學是什么”和“科學的本質(zhì)是什么”這兩個問題[3]。通過對學生進行科學史、科學哲學和科學社會學三個方面的教育，讓學生在歷史、哲學和社會學語境中重新理解科學，形成對科學本質(zhì)的多維視角，以此促進科學教育、推動科學知識的傳播、提高學生的科學素養(yǎng)。

1.科學歷史

科學歷史就是從歷史學的角度研宄科學，不僅具有敘事、描述過去事實的特點，同時又蘊含著科學家在科學探究過程中的方法和原理，以及他們持之以恒，堅持不懈的堅韌品格，這正是新時代的學生所缺乏的。以化學為例，科學歷史應(yīng)該是講述化學家在探索化學知識、原理等相關(guān)內(nèi)容的歷史，了解這些歷史可以激發(fā)學生的學習動機，吸引學生投入科學的探究，讓學生學會觀察和歸納實驗現(xiàn)象及原理，從歷史學的角度切身感受到化學家們研宄工作的艱難和繁重。

2.科學哲學

科學哲學是從哲學的角度對科學中某一現(xiàn)象的研宄或反思，主要關(guān)注人們的世界觀和科學觀，即關(guān)注科學是什么，科學的本質(zhì)是什么[4]?？茖W哲學通過對科學本質(zhì)的哲學思辨，有助于學生理解科學的本質(zhì)，樹立正確的科學觀。近十幾年來，科學本質(zhì)已成為科學教育內(nèi)容和科學素養(yǎng)的一部分，并有成為顯性課程的發(fā)展趨勢。在化學實驗教學中，科學哲學的素養(yǎng)體驗在教師應(yīng)當有目的地引導學生在實驗操作的同時深度思考和所學理論知識的聯(lián)系，用理論知識指導實驗內(nèi)容，用實驗現(xiàn)象提升理論高度。當實驗過程中出現(xiàn)新的現(xiàn)象時，要多用科學的態(tài)度深入分析研究，以期更好地理解相關(guān)知識。教師引領(lǐng)學生經(jīng)歷科學家在探究發(fā)現(xiàn)過程中所經(jīng)歷的錯誤，讓學生身處其中、感同身受，感受這一“懷疑—批判—更正”的過程，從而使學生以一種動態(tài)的、辯證的和批判的眼光去看待科學實踐，而不局限于科學發(fā)展的某種固有形式，或者為某一種標榜為“永恒真理”的科學所迷惑[5]。

3.科學社會學

科學社會學是以“科學”為研宄對象，運用社會學的原理和方法，通過分析科學知識產(chǎn)生的原因和社會背景，發(fā)掘該過程中科學知識存在的社會必然性。其中科學知識社會學（Sociology of Scientific Knowledge，簡稱SSK）揭示了大量關(guān)于科學知識是依賴于社會情境而決定的研究成果，對如何理解科學、認識科學的本質(zhì)作出了與眾不同的解釋，這在科學與教育界引起了極大的反響。因此，從社會學的角度探宄科學知識的產(chǎn)生、發(fā)展以及傳播，己經(jīng)成為當前科學社會學的研宄熱點問題。在化學教學中，融入科學社會學及其相關(guān)內(nèi)容，可以使學生在掌握科學知識之余，不僅認識到科學與社會之間的互動關(guān)系，更重要的要看到社會對科學發(fā)展的影響和制約。

二、化學實驗教學中HPS教學模式的設(shè)計

1.創(chuàng)設(shè)情境，引導教學

教師上課開始，給學生演示某一自然現(xiàn)象（或?qū)嶒灒?，引導學生在觀察實驗現(xiàn)象的同時提出疑惑。在演示的實驗現(xiàn)象的同時應(yīng)當介紹相關(guān)的歷史知識，比如拉曼效應(yīng)的產(chǎn)生過程、朗博比爾定律的發(fā)現(xiàn)歷程等，這樣就能喚起學生的好奇心，有些感興趣的同學可能會通過網(wǎng)絡(luò)或者課后查閱相關(guān)歷史資料獲得更為詳細的知識。

2.引出觀念，啟發(fā)學習

教師啟發(fā)學生就這一實驗現(xiàn)象提出自己的觀點或解釋。這時候?qū)W生可能會有不同的觀點或解釋，教師應(yīng)當用包容和理解的心態(tài)去傾聽，促使學生各療己見，標新立異。

3.學習歷史，感悟科學

這一環(huán)節(jié)教師應(yīng)當提前了解并準備相關(guān)的歷史資料，包括介紹早期科學家關(guān)于這一現(xiàn)象的思想與實例、列舉當時其他科學家的不同觀念等，引導學生討論這些不同觀念產(chǎn)生的背景及條件；從而對這一實驗現(xiàn)象和理論知識有更加深入和全面的認識。

4.設(shè)計實驗，拓展思維

教師將學生分組，讓學生根據(jù)之前的討論從眾多種觀點中選擇一種或兩種觀點，進入實驗設(shè)計和檢驗環(huán)節(jié)。這樣學生將會認識和明白對同一現(xiàn)象可能會有多種不同的解釋，但是只有實踐才是檢驗假設(shè)的唯一途徑。

5.顯示結(jié)論，比較討論

教師展示正確的實驗結(jié)果或結(jié)論，即介紹教材對這一實驗現(xiàn)象的解釋，并進一步引導學生對自己實驗結(jié)果進行驗證和解釋。對于和正確結(jié)論不一致的實驗結(jié)果，要從多方面引導學生分析可能存在的原因。

6.總結(jié)評價，提升認識

教師在課堂結(jié)束時通過總結(jié)與評價，幫助學生更深刻地理解科學探宄的本質(zhì)以及歷史上科學家的探究過程和科學觀念，認識化學探究過程是需要不斷探索、不斷完善的。

參考文獻

[1]黃甫倩，王后雄. HPS 教學模型及其在中學化學教學中的運用[J].教育理論與實踐，2015，35（2）：58-59

[2]王碩，靳瑩.基于科學本質(zhì)的 HPS 教學實踐—初中化學緒言教學設(shè)計[J].化學教育，2015（1）：39-42

[3]何晶晶，吳維寧.HPS理念下物理學史的內(nèi)容構(gòu)建及教學策略初探物理教師[J].物理教師，2010，31（11）： 3-8

[4]袁維新. HPS教育：一種新的科學教育范式[J].教育科學研究，2010，7 ： 48-52

[5]吳致遠.在大學教學中引入HPS 教育的設(shè)想—基于素質(zhì)教育的視角[J].自然辯證法研究，2009，25（5）：103-107