基于HPS教學(xué)模式的高中化學(xué)課堂教學(xué)

丁華

摘要 將歷史、哲學(xué)和科學(xué)社會(huì)學(xué)綜合整理在一起形成的HPS教學(xué)模式是一種基于學(xué)科本質(zhì)、利用學(xué)科歷史學(xué)進(jìn)行學(xué)科教育的教學(xué)模式。通過在高中化學(xué)教學(xué)中融入HPS教學(xué)模式及課堂教學(xué)實(shí)例，提出將HPS教學(xué)模式應(yīng)用于高中化學(xué)教學(xué)課堂的實(shí)施策略，指出高中HPS化學(xué)教學(xué)應(yīng)當(dāng)將相關(guān)化學(xué)史作為教學(xué)背景，以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)為最終目標(biāo)，不斷更新教學(xué)概念、方法，利用科學(xué)技術(shù)手段挖掘、發(fā)現(xiàn)化學(xué)史中與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的內(nèi)容，以正確的情感、態(tài)度和價(jià)值觀作為化學(xué)教學(xué)線索，將HPS教學(xué)模式滲透到高中化學(xué)教學(xué)中，在課堂教學(xué)中幫助學(xué)生對(duì)化學(xué)形成多維透視，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，提高學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 HPS教學(xué)模式? 高中化學(xué)? 課堂教學(xué)

在科學(xué)學(xué)科教學(xué)中實(shí)施HPS教育模式的目的是促進(jìn)學(xué)生理解學(xué)科本質(zhì)，是一種基于建構(gòu)主義的新型教育理念。其中，“H”代表學(xué)科歷史（History of Science），“P”表示學(xué)科哲學(xué)（Philosophy of Science），“S”代表科學(xué)社會(huì)學(xué)（Sociology of Science），HPS教育模式中包含了學(xué)科歷史、學(xué)科涉及的哲學(xué)及科學(xué)社會(huì)學(xué)相關(guān)內(nèi)容[1]。HPS教學(xué)模式創(chuàng)始人將科學(xué)史定義為人類在探索學(xué)習(xí)文明過程中為使思想不被迷信、錯(cuò)誤、專制影響的斗爭(zhēng)過程，在斗爭(zhēng)中人類思想逐漸趨于成熟，并在學(xué)科探索過程中發(fā)現(xiàn)歷史。學(xué)科哲學(xué)研究對(duì)象為該學(xué)科的學(xué)科理論與活動(dòng)，在教育教學(xué)中將學(xué)科科學(xué)史上升到哲學(xué)層面，能夠幫助學(xué)生掌握科學(xué)的探究方法和研究過程。科學(xué)社會(huì)學(xué)指關(guān)于學(xué)科中某一現(xiàn)象的社會(huì)學(xué)研究，教師在學(xué)科教育過程中引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)科知識(shí)與社會(huì)實(shí)踐聯(lián)系起來，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的同時(shí)理解學(xué)科知識(shí)在社會(huì)實(shí)踐中的價(jià)值與社會(huì)功能。HPS教學(xué)模式能夠拓寬學(xué)生的科學(xué)視野、拓展學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生從學(xué)科歷史、哲學(xué)和社會(huì)學(xué)等多維角度學(xué)習(xí)學(xué)科內(nèi)容，以便于該學(xué)科教育能夠全面、有效地提高學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。

一、高中化學(xué)中融入HPS教育模式的意義

我國《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出，學(xué)生要通過對(duì)高中化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)到化學(xué)學(xué)科的本質(zhì);通過學(xué)習(xí)深刻認(rèn)識(shí)到技術(shù)、社會(huì)與科學(xué)之間存在的聯(lián)系，形成科學(xué)的自然觀;通過培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)探究態(tài)度，對(duì)事物具有批判性思維[2];通過學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，使學(xué)生的知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀得到提升和發(fā)展。HPS教學(xué)模式中包含的學(xué)科歷史、學(xué)科哲學(xué)與科學(xué)社會(huì)學(xué)能夠幫助學(xué)生更深層次地認(rèn)識(shí)化學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，促進(jìn)學(xué)生綜合全面發(fā)展。

1.幫助學(xué)生理解學(xué)科本質(zhì)

建構(gòu)化學(xué)學(xué)科理論是一個(gè)提出假設(shè)、利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證、通過現(xiàn)象得出正確結(jié)論的過程?；瘜W(xué)知識(shí)具有可利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的性質(zhì)，科學(xué)知識(shí)理論必須建立在足夠的證據(jù)上，而且應(yīng)當(dāng)具有可重復(fù)性;化學(xué)學(xué)科知識(shí)具有發(fā)展性，任意學(xué)科的學(xué)科知識(shí)都不是絕對(duì)的真理，經(jīng)過合理的驗(yàn)證也可被推翻或修改;化學(xué)學(xué)科知識(shí)與社會(huì)生產(chǎn)生活息息相關(guān)[3]。因此，在化學(xué)教學(xué)中融入HPS教育理念，能夠加深學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的探究欲望，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

無論國內(nèi)還是國外化學(xué)史，其中涉及的每一個(gè)理論、概念和學(xué)說的生成和發(fā)展都包含著科學(xué)思維的過程。學(xué)生通過學(xué)習(xí)學(xué)科歷史，不僅能加深對(duì)知識(shí)的理解，還能在融入知識(shí)的形成過程中感受知識(shí)的本質(zhì)，學(xué)習(xí)科學(xué)家永不放棄的探究精神和堅(jiān)持不懈的創(chuàng)新精神。

2.提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)科成績(jī)

教學(xué)的生態(tài)化指在自然、真實(shí)的環(huán)境背景中，將不同質(zhì)地、不同方向、不同維度的信息綜合起來，使它們之間發(fā)生碰撞交流[4]。HPS教學(xué)模式的學(xué)科歷史中包含生動(dòng)的科學(xué)故事，用生動(dòng)、豐滿的形式將偉大科學(xué)家成長(zhǎng)的經(jīng)歷及其所做出的貢獻(xiàn)講述出來，激發(fā)學(xué)生對(duì)未知的科學(xué)世界的探究欲望，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐漸形成實(shí)事求是、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度，使化學(xué)教學(xué)趨向于生態(tài)化、情境化。

HPS教學(xué)模式不僅能用生動(dòng)的形式為學(xué)生展示化學(xué)概念形成的過程，還能創(chuàng)造生動(dòng)、真實(shí)的教學(xué)情境。生態(tài)化的情境教學(xué)將以符號(hào)、結(jié)構(gòu)為主的化學(xué)理論知識(shí)用另一種生動(dòng)的形式展現(xiàn)出來，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)理論知識(shí)與真實(shí)社會(huì)相聯(lián)系，與學(xué)生認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)、成長(zhǎng)相聯(lián)系，與發(fā)現(xiàn)、研究學(xué)科歷史的人和故事相聯(lián)系。因此，在化學(xué)課堂教學(xué)中融入HPS教學(xué)模式能夠幫助學(xué)生加深印象，降低學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的難度，提高其化學(xué)學(xué)科成績(jī)。

3.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)價(jià)值觀與批判性思維

HPS教學(xué)模式中包含對(duì)學(xué)科歷史的哲學(xué)思考，影響著后人對(duì)化學(xué)知識(shí)及其發(fā)展的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)態(tài)度，這一模式不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)精神，還能通過學(xué)習(xí)科學(xué)家的成長(zhǎng)史培養(yǎng)學(xué)生“學(xué)會(huì)做人”的人文精神。HPS教學(xué)模式采用“螺旋式滲透”的教學(xué)方式，讓學(xué)生了解科學(xué)史，形成正確的科學(xué)觀，深入理解化學(xué)的本質(zhì)，培養(yǎng)科學(xué)探究的精神，認(rèn)識(shí)到科學(xué)是不斷發(fā)展和創(chuàng)新形成的[5]。科學(xué)研究成果不是絕對(duì)正確的，具有相對(duì)性，需學(xué)生用積極探索、實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度學(xué)習(xí)，才能使科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新和發(fā)展，才能為人類社會(huì)實(shí)踐做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)發(fā)展的歷史，認(rèn)識(shí)科學(xué)知識(shí)的相對(duì)性，能夠培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。批判性思維即學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)要對(duì)所學(xué)習(xí)知識(shí)的準(zhǔn)確性、真實(shí)性及知識(shí)發(fā)生的過程、實(shí)驗(yàn)方法、結(jié)論、理論依據(jù)和評(píng)價(jià)等抱有懷疑態(tài)度，進(jìn)而對(duì)自己要掌握的內(nèi)容做出正確決策的思維過程。批判性思維是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)需具備的基本思維方式，是學(xué)習(xí)、發(fā)展過程中最重要的環(huán)節(jié)之一。

二、化學(xué)教學(xué)中HPS教學(xué)模式的實(shí)施

在高中化學(xué)課堂教學(xué)中，教師要結(jié)合化學(xué)課程學(xué)習(xí)特征、學(xué)生的實(shí)際情況和學(xué)習(xí)特點(diǎn)進(jìn)行綜合、全面、系統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮HPS教學(xué)模式在激發(fā)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣、加深學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解、提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的優(yōu)勢(shì)作用。

1.利用學(xué)科歷史創(chuàng)設(shè)合理問題情境

教師要通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生猜想或?qū)σ汛嬖诘难芯砍晒岢鲆蓡柡透倪M(jìn)意見，幫助學(xué)生形成合理的探究思路和意識(shí)。第一，教師在教學(xué)過程中可利用化學(xué)史設(shè)計(jì)教學(xué)情境并根據(jù)情境提出相關(guān)的問題，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的探究欲望，積極主動(dòng)地參與到課堂學(xué)習(xí)中，對(duì)教師提出的問題進(jìn)行合理猜想和假設(shè)。第二，教師可利用化學(xué)史引導(dǎo)學(xué)生猜想、質(zhì)疑已存在的化學(xué)概念、定理，還可通過化學(xué)史相關(guān)的問題情境，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)已存在的科學(xué)實(shí)驗(yàn)或研究成果發(fā)表自己的觀點(diǎn)和相應(yīng)的改進(jìn)意見。第三，以教師為教學(xué)主導(dǎo)、學(xué)生為教學(xué)主體，精選優(yōu)質(zhì)的化學(xué)史內(nèi)容設(shè)計(jì)成有趣的小品劇，增進(jìn)師生間及學(xué)生與學(xué)生之間的溝通交流。教師選取小品劇時(shí)要選擇具有質(zhì)疑對(duì)立性質(zhì)的化學(xué)史料素材，并且不能脫離化學(xué)史的實(shí)際內(nèi)容，將小故事設(shè)計(jì)成有趣、科學(xué)的5～10min的科學(xué)小作品，邀請(qǐng)不同個(gè)性的學(xué)生演繹不同角色，在學(xué)生排練作品的過程中，教師可找出其中的不足之處，對(duì)劇本做出適當(dāng)修改，讓學(xué)生更生動(dòng)地演繹出與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的化學(xué)史[6]。通過小品讓不同學(xué)生感悟和體會(huì)化學(xué)知識(shí)發(fā)展的過程，感受化學(xué)家在探究未知世界過程中的辛苦和困惑，提高學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新精神，促進(jìn)學(xué)生形成正確的情感態(tài)度與價(jià)值觀和對(duì)知識(shí)的科學(xué)認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

2.利用科學(xué)哲學(xué)提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)

將學(xué)科哲學(xué)融入化學(xué)教學(xué)中，需要教師以化學(xué)知識(shí)發(fā)展的歷史為教學(xué)依托，根據(jù)教授知識(shí)的需求與特征，指導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手重復(fù)科學(xué)家探究過的實(shí)驗(yàn)，感受偉大化學(xué)家探究新知識(shí)時(shí)使用的研究方式、科學(xué)創(chuàng)新的思維方式，共同探究化學(xué)的神奇世界，培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力[7]。第一，教師可引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)前輩的思維方式探究化學(xué)知識(shí)。教師可充分利用現(xiàn)有的教學(xué)條件，盡可能將科學(xué)家探索化學(xué)知識(shí)時(shí)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)加入課堂教學(xué)中，讓學(xué)生利用科學(xué)的思維方式親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，體會(huì)探究新知識(shí)的整個(gè)過程。第二，在以前人思維方式為基礎(chǔ)的同時(shí)，學(xué)生要有自己的探究思路。為學(xué)生介紹過相關(guān)科學(xué)故事之后，教師可鼓勵(lì)學(xué)生按照自身的想法設(shè)計(jì)化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，感受化學(xué)家得出結(jié)論過程中付出的努力和不放棄的精神。在學(xué)生完成自己設(shè)計(jì)的探究實(shí)驗(yàn)之后，教師再為其展示化學(xué)家的探究實(shí)驗(yàn)，使兩者形成對(duì)比，加深學(xué)生對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的印象和理解。在科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)中融入學(xué)科哲學(xué)，能夠培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，幫助其掌握科學(xué)的探究方法，形成科學(xué)的探究思維和探究意識(shí)，提高中學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.利用學(xué)科社會(huì)學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感

教師可在課堂教學(xué)最后，與學(xué)生共同探討科學(xué)家們歷經(jīng)艱難得到的研究成果對(duì)社會(huì)實(shí)際生產(chǎn)生活產(chǎn)生的影響，評(píng)價(jià)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的重大社會(huì)事件，讓學(xué)生在評(píng)價(jià)、討論和思考過程中學(xué)會(huì)從多角度分析問題，促進(jìn)學(xué)生利用辯證的思維方式分析、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)與科學(xué)解決問題的能力[8]。第一，在完成教學(xué)目標(biāo)和進(jìn)度的前提下，教師在化學(xué)課堂教學(xué)中可選取合適的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地探討化學(xué)家的某項(xiàng)研究成果為社會(huì)發(fā)展和實(shí)際生活帶來的影響。第二，教師可在適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容中融入重大社會(huì)歷史事件，或在某一教學(xué)情境中引導(dǎo)學(xué)生評(píng)價(jià)歷史事件，或選取與人們生活密切相關(guān)的安全、資源利用、環(huán)境問題等相關(guān)社會(huì)事件。

HPS教學(xué)模式將學(xué)科歷史、學(xué)科哲學(xué)、學(xué)科社會(huì)學(xué)與教學(xué)內(nèi)容中的化學(xué)概念或結(jié)論有機(jī)結(jié)合在一起，為課堂教學(xué)提供有趣教學(xué)情境，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力和創(chuàng)新意識(shí)。教學(xué)過程中，教師應(yīng)將學(xué)生作為教學(xué)主體，提高其學(xué)習(xí)積極性和構(gòu)建知識(shí)體系的能力，深化學(xué)生對(duì)化學(xué)概念和結(jié)論的認(rèn)識(shí)，使其形成科學(xué)的思維方式和學(xué)習(xí)態(tài)度。

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【責(zé)任編輯? 郭振玲】