HPS教學(xué)模式在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

杜兵兵

摘 要：將科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會(huì)學(xué)結(jié)合在一起的HPS教學(xué)模型是一種新型的教育模式。本文介紹了HPS 教學(xué)模式的深入內(nèi)涵以及在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用，以期更好的促進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，提升學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。

關(guān)鍵詞：HPS 科學(xué)歷史 科學(xué)哲學(xué) 科學(xué)社會(huì)學(xué) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2018）04-0-01

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

一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中HPS教學(xué)模式的深刻內(nèi)涵

HPS教學(xué)模式的核心在于從歷史（History）、哲學(xué)（Philosophy）和社會(huì)學(xué)（Sociology）三個(gè)方面來認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)，其主要回答了“科學(xué)是什么”和“科學(xué)的本質(zhì)是什么”這兩個(gè)問題[3]。通過對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會(huì)學(xué)三個(gè)方面的教育，讓學(xué)生在歷史、哲學(xué)和社會(huì)學(xué)語境中重新理解科學(xué)，形成對科學(xué)本質(zhì)的多維視角，以此促進(jìn)科學(xué)教育、推動(dòng)科學(xué)知識(shí)的傳播、提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

1.科學(xué)歷史

科學(xué)歷史就是從歷史學(xué)的角度研宄科學(xué)，不僅具有敘事、描述過去事實(shí)的特點(diǎn)，同時(shí)又蘊(yùn)含著科學(xué)家在科學(xué)探究過程中的方法和原理，以及他們持之以恒，堅(jiān)持不懈的堅(jiān)韌品格，這正是新時(shí)代的學(xué)生所缺乏的。以化學(xué)為例，科學(xué)歷史應(yīng)該是講述化學(xué)家在探索化學(xué)知識(shí)、原理等相關(guān)內(nèi)容的歷史，了解這些歷史可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，吸引學(xué)生投入科學(xué)的探究，讓學(xué)生學(xué)會(huì)觀察和歸納實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及原理，從歷史學(xué)的角度切身感受到化學(xué)家們研宄工作的艱難和繁重。

2.科學(xué)哲學(xué)

科學(xué)哲學(xué)是從哲學(xué)的角度對科學(xué)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(xué)觀，即關(guān)注科學(xué)是什么，科學(xué)的本質(zhì)是什么[4]。科學(xué)哲學(xué)通過對科學(xué)本質(zhì)的哲學(xué)思辨，有助于學(xué)生理解科學(xué)的本質(zhì)，樹立正確的科學(xué)觀。近十幾年來，科學(xué)本質(zhì)已成為科學(xué)教育內(nèi)容和科學(xué)素養(yǎng)的一部分，并有成為顯性課程的發(fā)展趨勢。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，科學(xué)哲學(xué)的素養(yǎng)體驗(yàn)在教師應(yīng)當(dāng)有目的地引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作的同時(shí)深度思考和所學(xué)理論知識(shí)的聯(lián)系，用理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提升理論高度。當(dāng)實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)新的現(xiàn)象時(shí)，要多用科學(xué)的態(tài)度深入分析研究，以期更好地理解相關(guān)知識(shí)。教師引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)家在探究發(fā)現(xiàn)過程中所經(jīng)歷的錯(cuò)誤，讓學(xué)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(xué)生以一種動(dòng)態(tài)的、辯證的和批判的眼光去看待科學(xué)實(shí)踐，而不局限于科學(xué)發(fā)展的某種固有形式，或者為某一種標(biāo)榜為“永恒真理”的科學(xué)所迷惑[5]。

3.科學(xué)社會(huì)學(xué)

科學(xué)社會(huì)學(xué)是以“科學(xué)”為研宄對象，運(yùn)用社會(huì)學(xué)的原理和方法，通過分析科學(xué)知識(shí)產(chǎn)生的原因和社會(huì)背景，發(fā)掘該過程中科學(xué)知識(shí)存在的社會(huì)必然性。其中科學(xué)知識(shí)社會(huì)學(xué)（Sociology of Scientific Knowledge，簡稱SSK）揭示了大量關(guān)于科學(xué)知識(shí)是依賴于社會(huì)情境而決定的研究成果，對如何理解科學(xué)、認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)作出了與眾不同的解釋，這在科學(xué)與教育界引起了極大的反響。因此，從社會(huì)學(xué)的角度探宄科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生、發(fā)展以及傳播，己經(jīng)成為當(dāng)前科學(xué)社會(huì)學(xué)的研宄熱點(diǎn)問題。在化學(xué)教學(xué)中，融入科學(xué)社會(huì)學(xué)及其相關(guān)內(nèi)容，可以使學(xué)生在掌握科學(xué)知識(shí)之余，不僅認(rèn)識(shí)到科學(xué)與社會(huì)之間的互動(dòng)關(guān)系，更重要的要看到社會(huì)對科學(xué)發(fā)展的影響和制約。

二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中HPS教學(xué)模式的設(shè)計(jì)

1.創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)教學(xué)

教師上課開始，給學(xué)生演示某一自然現(xiàn)象（或?qū)嶒?yàn)），引導(dǎo)學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的同時(shí)提出疑惑。在演示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的同時(shí)應(yīng)當(dāng)介紹相關(guān)的歷史知識(shí)，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(xué)生的好奇心，有些感興趣的同學(xué)可能會(huì)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(xì)的知識(shí)。

2.引出觀念，啟發(fā)學(xué)習(xí)

教師啟發(fā)學(xué)生就這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出自己的觀點(diǎn)或解釋。這時(shí)候?qū)W生可能會(huì)有不同的觀點(diǎn)或解釋，教師應(yīng)當(dāng)用包容和理解的心態(tài)去傾聽，促使學(xué)生各療己見，標(biāo)新立異。

3.學(xué)習(xí)歷史，感悟科學(xué)

這一環(huán)節(jié)教師應(yīng)當(dāng)提前了解并準(zhǔn)備相關(guān)的歷史資料，包括介紹早期科學(xué)家關(guān)于這一現(xiàn)象的思想與實(shí)例、列舉當(dāng)時(shí)其他科學(xué)家的不同觀念等，引導(dǎo)學(xué)生討論這些不同觀念產(chǎn)生的背景及條件；從而對這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和理論知識(shí)有更加深入和全面的認(rèn)識(shí)。

4.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，拓展思維

教師將學(xué)生分組，讓學(xué)生根據(jù)之前的討論從眾多種觀點(diǎn)中選擇一種或兩種觀點(diǎn)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)環(huán)節(jié)。這樣學(xué)生將會(huì)認(rèn)識(shí)和明白對同一現(xiàn)象可能會(huì)有多種不同的解釋，但是只有實(shí)踐才是檢驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果或結(jié)論，即介紹教材對這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋，并進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生對自己實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和解釋。對于和正確結(jié)論不一致的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，要從多方面引導(dǎo)學(xué)生分析可能存在的原因。

6.總結(jié)評價(jià)，提升認(rèn)識(shí)

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

參考文獻(xiàn)

[1]黃甫倩，王后雄. HPS 教學(xué)模型及其在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用[J].教育理論與實(shí)踐，2015，35（2）：58-59

[2]王碩，靳瑩.基于科學(xué)本質(zhì)的 HPS 教學(xué)實(shí)踐—初中化學(xué)緒言教學(xué)設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教育，2015（1）：39-42

[3]何晶晶，吳維寧.HPS理念下物理學(xué)史的內(nèi)容構(gòu)建及教學(xué)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(xué)教育范式[J].教育科學(xué)研究，2010，7 ： 48-52

[5]吳致遠(yuǎn).在大學(xué)教學(xué)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