基于HPS教育融合教學模式的教學設(shè)計
——以“地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)”為例

郭文青 王 遠*

（1.福建師范大學 地理科學學院, 福建 福州 350007; 2.福建師范大學 濕潤亞熱帶山地生態(tài)國家重點實驗室培育基地,福建 福州 350007）

HPS教育是“科學史（History of Science）、科學哲學（Philosophy of Science）和科學社會學（Sociology of Science）”教育的簡稱。[1]科學史是HPS教育的基礎(chǔ)，是認識科學的前提，在溝通自然科學和人文科學中起橋梁作用；科學哲學主要是指從哲學的角度看待科學現(xiàn)象，思考如何看待科學、如何利用科學；科學社會學主要關(guān)注科學和社會的聯(lián)系。HPS教育的目標之一就是增加公眾對科學的思考和質(zhì)疑，破除“科學就是真理”的傳統(tǒng)觀念，逐步形成正確的科學觀、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和一定的探究能力。HPS教育在20世紀90年代開始被引入我國，但在21世紀初并沒有很好地走進中國的科學教育體系。近幾年，物理、化學、生物等自然科學屬性較強的學科開始將其融入課堂教學，取得了較好的效果，而在地理教學方面的研究仍較少。在《普通高中地理課程標準（2017年版）》（以下簡稱“課程標準”）提出“培養(yǎng)現(xiàn)代公民必備的地理學科核心素養(yǎng)”的指引下，新版地理教科書新增了地理科學史、地理科學應(yīng)用和科學影響等方面的內(nèi)容，地理教師需要對相關(guān)內(nèi)容進行深度挖掘以提高學生的科學素養(yǎng)，落實立德樹人的任務(wù)。

一、HPS教育模式

目前，HPS教育模式主要有三類：互動式歷史小故事、對話教學模式和融合教學模式。互動式歷史小故事是由美國學者萬達西和羅奇于1990年提出的，簡稱“IHVs”，該模式是指通過呈現(xiàn)精心選擇、編排的歷史小故事激發(fā)學生的興趣，引導學生探究科學本質(zhì)。對話教學模式是澳大利亞科學哲學家馬修斯在1994年所倡導的教學模式，該模式主要是指在課堂教學中師生圍繞有關(guān)科學本質(zhì)的問題進行對話、交流與反思，以增強學生對科學實質(zhì)的理解。融合教學模式是由英國學者孟克和奧斯本在1997年提出的，該模式以建構(gòu)主義理論為基石，力求充分調(diào)動學生的主觀能動性和創(chuàng)造力。融合教學模式的教學程序分為六大環(huán)節(jié)：提出問題；引出科學觀點；學習歷史；設(shè)計實驗；呈現(xiàn)科學觀念和試驗檢驗；總結(jié)與評價。

二、教學設(shè)計

“地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)”屬于基本的地球科學知識，是自然地理的原理范疇，對于高一的學生來說比較晦澀難懂。前面的課程介紹了地球的宇宙環(huán)境，而本節(jié)課要“走進”地球，了解地球的圈層結(jié)構(gòu)，這是對前面所學內(nèi)容的深化，同時也為后面在地球圈層結(jié)構(gòu)中認識自然環(huán)境奠定基礎(chǔ)，起到承上啟下的作用。HPS教育融合教學模式能充分調(diào)動學生的主動性，促使他們積極主動地構(gòu)建知識體系，通過相關(guān)探究活動實現(xiàn)學生科學觀念的轉(zhuǎn)變，從而樹立正確的科學觀。本研究采用HPS教育中的融合教學模式，以人教版高中必修《地理一》第一單元“地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)”為例，在知識教學的基礎(chǔ)上，探討HPS教育理念在地理教學中的應(yīng)用（見圖1）。

圖1 教學過程流程圖

1.課前準備

學生：（1）根據(jù)班級具體人數(shù)以“組內(nèi)異質(zhì)，組間同質(zhì)”為原則建立合作學習小組，合理安排組內(nèi)人數(shù)和角色，明確各自的責任。（2）課前查閱與地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)相關(guān)的文獻資料和書籍，可以從科學史（科學知識、科學家、科學歷史事件等）、科學哲學和科學應(yīng)用幾個方面搜集資料，并思考人類是通過什么方式認識地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)究竟是怎樣的。儲備相關(guān)知識，記錄自己的所思所想。

教師：翻看相關(guān)書籍，補充地理科學史的知識，給學生推薦書籍、網(wǎng)站，以查閱相關(guān)信息，提高學生搜集信息的效率。

2.教學過程

課程標準對本節(jié)內(nèi)容的要求是“1.2運用示意圖，說明地球的圈層結(jié)構(gòu)”，根據(jù)馬杰行為目標陳述的要求，行為動詞是“說明”，屬于理解層次的行為目標，要求學生能夠運用示意圖進行綜合分析。[2]根據(jù)這一要求，本文確定了以下教學過程（見表1）。

表1 “地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)”教學設(shè)計

（續(xù)上表）

三、總結(jié)與建議

我國學者張晶認為HPS教育的終極目的是公眾能夠正確理解科學，擁有能與科學家對話的能力，[3]而這也是課程標準所追求的現(xiàn)代公民需具備的基本素養(yǎng)。但是，我國目前的地理教科書主要是呈現(xiàn)“完成式”的科學結(jié)論，重視知識點的傳授，而忽視了科學方法和科學精神的培養(yǎng)；對于地理學史的展現(xiàn)少之又少，僅僅通過閱讀、探究、思考等欄目簡單介紹。

HPS教育與我們目前所倡導的地理學史的理念是高度契合的，同時也對地理教師提出了更高的要求：（1）教師要充實地理學史方面的知識，努力挖掘可以用于教學的相關(guān)材料；（2）分析多個版本教材的HPS教育內(nèi)容，比較異同，注意呈現(xiàn)方式以及其與知識系統(tǒng)的關(guān)系，引導學生多關(guān)注自學窗、資料卡等欄目；（3）研究HPS教育與地理教學組合的教學方法，倡導通過“跟隨科學家的腳步”來理解科學本質(zhì)，促進學科教學的發(fā)展。