基于生物學(xué)科核心素養(yǎng)的HPS教學(xué)模式探究

汪洋 李妹芳

摘? 要：文章旨在通過(guò)對(duì)HPS教育內(nèi)在理念與高中生物新課標(biāo)（2017版）的對(duì)比分析，以HPS教學(xué)模式在高中生物具體材料“植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)”中的應(yīng)用為例，探究HPS教學(xué)模式與生物教學(xué)相結(jié)合的可行性及HPS教學(xué)模式對(duì)落實(shí)生物學(xué)科核心素養(yǎng)的有效性。HPS教學(xué)模式與生物學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)在高度契合，是提高學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的可行方式。HPS教育能夠提高生物教學(xué)質(zhì)量，轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)模式，具有較高的生物教學(xué)應(yīng)用價(jià)值。因此，HPS教學(xué)模式與生物教學(xué)的結(jié)合是有可行且有效的，符合新時(shí)代對(duì)人才培養(yǎng)的新要求。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)? HPS? 生物

1 研究出發(fā)點(diǎn)

隨著我國(guó)進(jìn)入新時(shí)代，教育教學(xué)工作也面臨新的挑戰(zhàn)。高中生物新版課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）中明確了普通高中的培養(yǎng)目標(biāo)，基本理念其中一條為“核心素養(yǎng)為宗旨”。另外，新課標(biāo)中將“生命概念”、“科學(xué)思維”、“科學(xué)探究”和“社會(huì)責(zé)任”凝練為生物學(xué)的核心素養(yǎng)。現(xiàn)階段，如何提升和落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)是教育界研究的重要課題。在生物課程教學(xué)中滲透核心素養(yǎng)應(yīng)基于生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教育需要，從多個(gè)角度入手，深刻思考，勇于實(shí)踐。許多教育學(xué)者均認(rèn)為在生物學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，適當(dāng)加入生物史、生物社會(huì)學(xué)、生物科學(xué)技術(shù)發(fā)展等內(nèi)容的教育可以有效實(shí)現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。對(duì)學(xué)生概念的理解、學(xué)習(xí)技能的掌握、科學(xué)思想的體驗(yàn)、學(xué)習(xí)興趣的提高等方面具有一定的促進(jìn)作用。在生物教學(xué)中引入社會(huì)生活實(shí)際也有助于學(xué)生感受生物學(xué)科的實(shí)際價(jià)值。

HPS教學(xué)模式是以建構(gòu)主義為指導(dǎo)，提倡在中小學(xué)的化學(xué)、生物、地理等學(xué)科教育教學(xué)中融入科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會(huì)學(xué)的內(nèi)容。實(shí)現(xiàn)這一教學(xué)模式的前提是，所學(xué)的課題必須是科學(xué)史上某一科學(xué)家曾經(jīng)研究過(guò)的自然現(xiàn)象。HPS教學(xué)模式的教學(xué)程序包括6個(gè)環(huán)節(jié)：①演示現(xiàn)象;②引出觀念;③學(xué)習(xí)歷史;④設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);⑤呈現(xiàn)科學(xué)觀念和實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn);⑥總結(jié)與評(píng)價(jià)。

2 HPS教育在生物教學(xué)中的價(jià)值

HPS教學(xué)模式有助于學(xué)生科學(xué)探究和科學(xué)思維的養(yǎng)成。HPS教學(xué)模式從“演示現(xiàn)象”出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生觀察自然現(xiàn)象，從中發(fā)現(xiàn)生物學(xué)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生好奇心和求知欲，使學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)。HPS教學(xué)模式本身就是知識(shí)發(fā)生和發(fā)展的再現(xiàn)，其中包含了科學(xué)思維、科學(xué)方法和科學(xué)精神。在HPS生物教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生在重現(xiàn)知識(shí)的過(guò)程中不自覺(jué)地受到影響，從而掌握科學(xué)思維的方法、培養(yǎng)科學(xué)探究的能力、樹(shù)立正確的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，

HPS教育還具有多方面的教育價(jià)值，如促進(jìn)知識(shí)建構(gòu)、培養(yǎng)批判精神、提高科學(xué)創(chuàng)新能力、增加人文氣息、促進(jìn)社會(huì)責(zé)任意識(shí)與情感的培育等，可見(jiàn)其與核心素養(yǎng)間的高度對(duì)應(yīng)性。它可以在科學(xué)史學(xué)、科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)社會(huì)學(xué)等多背景下對(duì)學(xué)生進(jìn)行生物教育，使生物教學(xué)真正有效地提高學(xué)生的核心素質(zhì)。

3 具體材料分析-以“植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)”為例

3.1 演示現(xiàn)象

教師通過(guò)向?qū)W生展示植物向光生長(zhǎng)現(xiàn)象從而引發(fā)一個(gè)需要解決的問(wèn)題-—向光性成因。具體操作：教師通過(guò)圖片或動(dòng)畫(huà)來(lái)展示植物的向光性運(yùn)動(dòng)，放在陽(yáng)臺(tái)的植物隨時(shí)間向窗外彎曲生長(zhǎng)，向日葵隨著太陽(yáng)的移動(dòng)而移動(dòng)。然后拿出事先經(jīng)過(guò)暗箱（暗箱一側(cè)有孔）處理過(guò)的小麥幼苗和在正常光照情況下生長(zhǎng)的小麥幼苗進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生觀察并產(chǎn)生興趣。教師設(shè)問(wèn)：植物向光運(yùn)動(dòng)是什么原因引起的？能否對(duì)此現(xiàn)象作出合理推測(cè)。

3.2 引出觀念

引導(dǎo)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)，其實(shí)，學(xué)生知道植物向光性是由于單側(cè)光的緣故。然而，對(duì)于單側(cè)光導(dǎo)致植物的向光生長(zhǎng)的原因并不清晰，學(xué)生會(huì)提出很多推測(cè)，有些推測(cè)甚至是幼稚的。教師對(duì)學(xué)生的推測(cè)不要急于否定，而是要進(jìn)行適時(shí)引導(dǎo)，使討論不偏離本節(jié)主題。然后告訴學(xué)生在1880年達(dá)爾文就注意到了該現(xiàn)象并對(duì)其進(jìn)行研究。

3.3 學(xué)習(xí)歷史

介紹科學(xué)家關(guān)于這一現(xiàn)象的思想，作為學(xué)生研究的參考系。闡明同一時(shí)期其他科學(xué)家的不同觀點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生探討或探究這些觀點(diǎn)的背景和條件，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)認(rèn)識(shí)受歷史時(shí)代的制約。利用多媒體向?qū)W生介紹生物學(xué)史上幾個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)，包括達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)、詹森和拜耳實(shí)驗(yàn)、溫特實(shí)驗(yàn)等。

3.4 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

從多種觀點(diǎn)中選擇一個(gè)觀點(diǎn)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。在這一環(huán)節(jié)中，老師引導(dǎo)學(xué)生回顧生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)歷史，并介紹生長(zhǎng)素在生活中的作用。學(xué)生根據(jù)第二環(huán)節(jié)提出的猜想分組討論，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案。

3.5 呈現(xiàn)科學(xué)觀念和實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)

教師結(jié)合教材講解當(dāng)前對(duì)植物向光性現(xiàn)象的科學(xué)解釋?zhuān)箤W(xué)生對(duì)概念有比較清晰的認(rèn)識(shí)。然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)收集、分析等得出結(jié)論，形成科學(xué)的概念。這一過(guò)程體現(xiàn)學(xué)生對(duì)自己的觀念和假設(shè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的能力，讓學(xué)生親身體驗(yàn)到科學(xué)家的探究和思考過(guò)程。

3.6 總結(jié)與評(píng)價(jià)

幫助學(xué)生更深入地理解歷史上科學(xué)家的探究過(guò)程和科學(xué)觀念，更深刻地理解科學(xué)探究的本質(zhì)，認(rèn)識(shí)到科學(xué)是一個(gè)不斷發(fā)展和變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程。教師與學(xué)生一起對(duì)生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，總結(jié)科學(xué)探究的一般思維模式：觀察或?qū)嶒?yàn)——提出問(wèn)題——建立假說(shuō)——實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)——得出結(jié)論——產(chǎn)生新問(wèn)題——修正假說(shuō)或進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。

4 總結(jié)

落實(shí)核心素養(yǎng)需要學(xué)生在真實(shí)的情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，不是從理論到理論，更不是講完知識(shí)就做題。所謂真實(shí)的情境，是從實(shí)踐中來(lái)的情境。創(chuàng)造一個(gè)真實(shí)的情境說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難，通過(guò)在真實(shí)情境中的問(wèn)題解決，不僅可以使學(xué)生在知識(shí)方面達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，它還可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和對(duì)科學(xué)探究的理解。學(xué)生的核心素養(yǎng)并不是與生俱來(lái)的，也不僅僅是技術(shù)層面的提升。在教學(xué)過(guò)程中只有通過(guò)有效的教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，將現(xiàn)有的結(jié)論設(shè)計(jì)成高質(zhì)量漸進(jìn)性問(wèn)題，才能激發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生自主、持續(xù)地構(gòu)建知識(shí)，并將“讓學(xué)生在知識(shí)線索中學(xué)習(xí)知識(shí)”變成“讓學(xué)生在解決問(wèn)題中學(xué)習(xí)知識(shí)”，使核心素養(yǎng)在教學(xué)中扎根。

HPS作為一種融科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)社會(huì)學(xué)于一體的教學(xué)模式。其在教學(xué)中的有效應(yīng)用對(duì)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)提升會(huì)起到事半功倍的效果，它也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑。通過(guò)讓學(xué)生置身于生物發(fā)現(xiàn)的情境中，跟隨科學(xué)家一起經(jīng)歷知識(shí)的動(dòng)態(tài)生成過(guò)程，體驗(yàn)運(yùn)用理論和實(shí)驗(yàn)探索真理的樂(lè)趣，從而培養(yǎng)學(xué)生的批判意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。

參考文獻(xiàn)：

[1]周麗.基于生物科學(xué)史的HPS教學(xué)模式.現(xiàn)代婦女：理論前沿.2015.

[2]曹若娟.高中化學(xué)教學(xué)中實(shí)施HPS教學(xué)的實(shí)踐研究[D].河北師范大學(xué).2013.