HPS教學模式在高中化學課堂教學中的應用研究

《普通高中化學課程標準》中明確提出：高中化學學科對于提升學生的科學素質、推進學生全面發展有著非常重要的作用，教師需要逐漸加強學生對科學實質的認知，促進學生批判精神的形成。對化學概念、化學定義及原理的出現和發展的相關認識，能夠極大程度地實現化學史實的講解與現實教學相互貫通。[1]教師要完成化學課程標準的要求，就需要時時更新教育概念，打破傳統教學模式。HPS教學模式是一種全新的教學模式，它將科學史實、科學社會及科學哲學與教學過程相融合，在充分了解化學知識的基礎上，多方面、全角度幫助學生重新建構新的知識結構，提高學生對科學實質的認識和了解。HPS教學模式可以有效、科學地實現新課改背景下課程改革的具體要求，也是化學學科完成新課改的實際載體。

一、運用HPS教學模式培養學生理性科學的思考方式

HPS教育模式的發展歷經了人們對科學實質的不斷探尋、了解過程。對于科學實質的認知與了解，教育工作者們的觀點在不同方面是不一樣的，伴隨著科學技術與信息社會的逐漸發展，這些認知都在不斷地與時俱進、繼續深化，從最初的認為學校知識和定義就是科學的實質，新加入的科學概念與哲學精神等等，見圖1。從這以后，人們還逐漸認識到有關科學的了解實際上是在科學知識認知的基礎上進行的一種知識生產，是一種知識產生和搬運的社會實踐活動。

圖1 HPS教學模式中的科學模式

新世紀的高中生們總是習慣于“微博”、“微信”等網絡APP的短時間碎片化閱讀，如此即使在一定程度上提高了人們對新文化的接受程度，可是在其認知和理解方式上還是偏向于感性，缺少足夠的辨別是非能力，一定范圍上存在著缺失理想信念、抵觸主流意識的現象。這種情況十分不利于建立系統化的知識體系，所以必須抓緊對學生在知識文化和思想教育方面的培訓。HPS教學模式重視實際教學過程中對化學史的有效利用，致力于從化學史著手逐漸引導學生利用化學發展線索梳理出實際線索，吸取以前科學家的發展經驗，提高自身的科學文化修養。[2]可是歷史總是略顯一些生硬與乏味，為了吸引學生對化學學科的興趣，教師就需要具備“說書人”的水平，生動、具體、形象地演繹出真實的歷史發展情況，將文字濃縮，增強歷史的可讀性。如今所提倡的HPS教學模式并不是常規理解上把科學史、文化史、哲學史以及社會科學史當作一門純粹的、簡單的學科，對學生進行純理論化的實際教學，而是在一般性科學課程和教學過程中體現出科學文化知識的實質化內容，這樣有利于輔助教師及時發現蘊藏在科學學科課程中對學生有利的科學文化知識與科學哲學以及社會學的有關理念。這樣就可以讓學生在學習科學文化知識的時候，加強對科學實質的把握，使得學生知道科學到底是什么，而科學文化知識到底是怎么樣出現的，科學研究內容包含什么等等。

二、運用HPS教學模式對高中化學的內容進行挖掘

化學科學史的發展歷程，也是一部人類的發展史。[3]深入挖掘潛化學知識背后的經典、著名科學家的精華知識，并通過科學家們在研究過程中體現出的堅持不懈與無窮的人格魅力去作用、影響學生的化學學習。這些事例對于輔助學生形成良好的、優秀的世界觀、人生觀和價值觀，充實學生的情感理解有著積極意義，并可以逐漸提升學生在科學文化知識方面的綜合素養，對學生平時的邏輯思維也可起到一些潛移默化的影響，見表1。

表1 HPS學習模式內容

化學史的實際運用手段是在化學學科教學過程中對學生進行豐富的思想道德教育，尤其是在哲學方面的教育，比如說我們熟悉的辯證唯物主義和唯心主義。這就要求教師們必須充分挖掘出化學課本中與基礎化學知識相關的內容，不單單只是包含科學家的具體研究過程與步驟，還需要逐步提煉出其中隱含的科學精神。化學主要來源于實際生活，也終將服務于生活，反饋社會。作為社會中的一份子，所有人都應該窮極畢生的精力投身于科學事業的進步和發展，這也是為了進一步提高人類社會的生活質量與生活水平，使得我們賴以生存的這個社會未來發展得更美好、更充實、更和諧。從化學學科發展的角度來看，它不僅僅只是一門自然科學的基礎理論知識，也是一門實用性很強的學科，在人類現實生活與生產過程中，它作為一種解決現實難題的重要輔助工具，有利于人們處理現實生活中遇見的難題。站在學生發展的角度來看，把化學知識實際運用在社會現實中，去參加、反省、思考社會難題，可以塑造學生的創造性精神與社會主人翁意識，以便讓他們充分認識到化學知識不單單可以推動社會的經濟發展，還可以推進學生自己的未來發展。比如說實際課程教學中有關氦氣的實際教學，就需要深入挖掘出氦氣的現實價值，還需要了解到氦氣對大氣環境的危害，從而在完善自身認知的同時，按照原有的課程基礎知識提煉出屬于自己的看法與認識。

三、將HPS教學模式與情感教學融入高中化學課堂

化學史實際進入化學教學課堂以后，化學實際教學過程中將存在著3種邏輯思維思考方法，即科學家的思考活動、教師的教學活動以及學生的學習過程。教師的教學活動是溝通學生與科學家邏輯思維的橋梁，且教師在整個過程中起著主導和引領作用，教師需要篩選出適合學生學習的化學史料資源。化學家探尋化學基礎知識的過程恰恰就是他們的思考方式付諸于實際的過程。科學家的邏輯思維方式便是我們經常說的科學思考方法，科學家的研究過程也是我們普遍認知上的科學研究手段。因此學生親身經歷并體驗這2個過程是化學基礎教學的重要教學活動。因為學生知識儲備量有限，加之學生心理認知發展的不成熟，導致學生在建立自主知識結構的時候會產生比較大的困難，主要體現在學生的獨立思考與不平衡性。這就要求教師要努力建立一個適合學生心理發展狀態的教學內容線索，綜合HPS教學模式的一系列特征，將情感認知與科學研究手段作為現實線索，建構起學生與科學家之間進行交流的有利平臺，發展學生的情感水平與知識水平。

在國內，HPS教學模式的相關研究還比較落后，怎樣將HPS教學模式實際運用到高中化學教學是一大難題。所以，強化HPS教育模式的運轉有利于國內高中化學教育水平向世界化學教育水準看齊。