融合HPS理念的地理師范生地理實踐力培養路徑及實踐探索

【摘要】本文針對高校地理師范專業教學中普遍存在的重理論輕實踐、實踐內容和形式單一等現象，提出融合HPS理念加強師范生地理實踐力培養的路徑：挖掘可融入的HPS教育素材、探索HPS實踐教學模式、發揮HPS素材的思政教育價值，并以“測量太陽高度角”為例闡明融合HPS理念的地理實踐力培養的探索與分析過程。

【關鍵詞】HPS理念 地理師范生 地理實踐力 培養路徑

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2022）27-0135-04

隨著教育部《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》與《義務教育地理課程標準（2022年版）》的相繼發布，地理核心素養如何落地，逐漸成為地理教育學界關注的熱點，也引發了高校對地理師范生地理核心素養培養的思考。地理核心素養包含區域認知、綜合思維、地理實踐力和人地協調觀四個方面。其中，地理實踐力是指學生秉持人地協調觀、運用綜合思維和區域認知方法，在分析和解決地理實踐中遇到的問題時所具備的行動力和意志品質。它是地理學科應用價值的顯性表現，人地協調觀、綜合思維、區域認知素養最終要通過地理實踐力實現。

因此，地理實踐力整合了地理學科“知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀”三維育人目標，其培育有助于發揮地理學科在立德樹人中的重要作用。對高校地理師范生來說，具備良好的地理實踐力，有利于發現和解決教學中的實際地理問題，能在未來的地理教學工作中更好地指導學生開展地理實踐活動。加強地理師范生地理實踐力培養的研究與實踐，對落實各個學段的地理學科育人價值與目標具有重要意義。本研究在HPS理念下對地理師范生地理實踐力的培養路徑進行探究，以期拋磚引玉，為地理教學探索提供一些有益的嘗試。

一、HPS理念在學科教學中應用的內涵

（一）HPS教育概述

自20世紀80年代，HPS教育（History，Philosophy and Sociology of Science）作為一種科學教育范式興起。它強調將科學史、科學哲學和科學社會學融入科學學科的教學。HPS教育理念以科學史為支撐，從科學史層面還原科學發展歷程，從哲學層面辯證看待科學理論，從人文層面理解人類社會對科學的影響。從而引導學生多維視角、多層次地闡釋科學，并最終理解科學的本質，提升科學素養。國內外有大量文獻曾討論在科學教育中引入科學史的優勢，牛津大學瓊·所羅門將其總結為五點：能更好地學習科學知識、有助于增強學生的興趣和動力、能使學生初步了解科學哲學、有助于改善公眾對科學的態度、有助于學生理解科學和社會的相關性。從相關文獻可知，HPS理念與物理、化學等學科的融合研究較為豐富，與地理學科的融合還相對較少，目前主要圍繞基于HPS理念的地理教學設計進行了探索實踐。地理教育工作者應進一步深挖其潛藏的教育價值，發揮其在地理教育中促進學生地理核心素養等功能。

（二）HPS理念在地理實踐力培養教學中的應用

地理是一門實踐性很強的學科，包含豐富多樣且具有學科特色的地理實踐活動形式，如地理觀測、野外實習、地理實驗、社會調研、研學旅行等。地理實踐力作為地理核心素養的重要組成部分，主張學生在校內外各種真實情境下、在地理實踐活動中觀察并感悟地理環境以及其與人類活動的關系；嘗試運用地理原理或方法，借助地理工具和技術手段，解決實際地理問題，增強社會責任意識。可見，地理實踐力是實踐知識、實踐能力和實踐精神的綜合體現，“知行意”和諧統一是地理實踐力培養的價值追求，即在地理實踐活動中，應實現“知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀”三個維度的整合。依據HPS教育理念，許多地理相關的科學史、科學哲學、科學社會學的知識點可以契合各種地理實踐內容的邏輯特點，并從以上三個維度上與地理實踐力融合，這都與地理實踐能力的培養目標和教育價值一致。

首先，科學史是開展科學本質教育、體現HPS教育理念的重要載體。地學史的內容包含地理科學家故事、地理科學的發現過程、地理科學觀點的變化及歷史背景等。將學生帶入地理科學發展史的情境中，讓學生通過地理實踐活動再現地理科學家的探究、發現過程，或親歷發現地理現象、揭示地理規律等過程，能幫助學生高效厘清地理學史主線，構建更完備的具有歷史背景的地理知識體系，掌握研究與解決地理問題的方法與技能。

第二，科學哲學引導思辨科學的本質，樹立正確的科學觀。從地理學形成初期開始，各種哲學觀念就滲透于地理學領域，并不斷發展。地理科學中蘊含著豐富的哲學思想與價值觀，如地理要素之間相互影響相互制約的關系反映出“事物之間是普遍聯系的”；地理環境的不斷演變是“事物是不斷發展變化的”。人地協調思想、可持續發展等科學觀是開展地理學科教學的重要思想。教師將這些哲學思想在地理實踐活動中進行自然有效的滲透，能更深刻有效地幫助學生認識地理學本質，從而構建正確的世界觀與科學觀。

第三，科學社會學主要價值在于揭示科學發展的社會背景及科學的社會功能，強調理解科學、技術和社會三者的關系。地理學科是一門跨自然與人文社會的綜合性學科，其內涵隨著時代的進步不斷演變，包含了空間統計、地理觀測與勘測、地理信息科學、建模、輔助決策等多種技術手段，且具有很強的社會實用性，在國家經濟發展及許多行業部門的工作中發揮著不可或缺的作用。在地理實踐活動中，學生通過了解地理學科技術手段的發展，甚至使用這些技術手段踐行地理知識與方法，解決實際地理問題，并能深刻理解到地理科學、地理技術與社會相互影響的關系，認可地理學科和地理科學事業的價值。

總之，將HPS理念融入地理實踐教學活動中，將有助于優化地理實踐力培養路徑，激發學生參加地理實踐活動的興趣，強化學生的地理綜合思維，加深學生對地理科學的本質認識；并能夠在實踐活動中培養學生樂于合作、勇于克服困難等品質，進而培育學生正確的情感態度價值觀，實現在知識、能力和情感態度價值觀培育上的統一。

二、融合HPS理念的地理師范生地理實踐力培養路徑

（一）挖掘可融入的HPS教育素材

融合HPS理念的地理實踐力培養，需要以蘊含科學哲學和科學社會學思想的典型科學史內容為載體。相比其他科學學科，當前我國地理師范專業的地理教材中的HPS教育內容普遍較為欠缺。課改團隊可通過網絡、教學資源庫、科技場館教育資源等途徑，對地學史、地理科學哲學和地理科學技術的社會應用等內容進行深入挖據，并融入地理教學實踐中。選擇HPS素材的主要原則有：是否是地學史上的重大事件、是否有助于深化學生對地理概念的理解、是否展現地理科學素養、是否與地理師范專業高度相關等。如在進行喀斯特地貌研學旅行的活動中，可融入徐霞客游歷考察我國喀斯特地貌的故事及成就；開展氣象科普活動時，可融合我國竺可楨等氣象學家的事跡、古今天文氣象觀測科技成就，以及 “一帶一路”氣象合作的內容；開展二十四節氣主題匯報活動時，可融入中國二十四節氣的形成及劃分等科學知識，以及土圭、二十四節氣盤等相關科技成果，均能較好體現上述原則。

（二）探索HPS實踐教學模式

融合HPS理念的地理實踐力培養需要進一步探索HPS教學模式與實踐模式的融合與優化方式。目前，對于在科學教學中如何融入HPS理念，國內外學者先后提出了多種HPS教學模式，本課改團隊在HPS實踐教學模式的探索與運用過程中主要遵循以下兩個原則。

一是充分挖掘地理HPS素材的教育價值。提升在地理實踐教學中運用HPS素材的合理性，充分挖掘HPS素材在地理實踐活動中的潛在教育價值。如基于HPS素材巧妙構思，設計地學史教學線，對地理實踐活動進行整體設計；挖掘HPS素材的內涵，創設地理實踐活動的情境和地理實踐任務驅動等，激發學生地理實踐的學習積極性。二是突出學生的實踐主體地位。地理實踐力的培養強調理論結合實踐，以學生為主體進行實踐體驗。在HPS實踐教學模式中，應該發揮學生主觀能動性，使其成為理論學習、實踐考察、成果展示等各個環節的主體，促進實踐知識、實踐能力和實踐精神的綜合培養。

（三）發揮HPS素材的思政教育價值

課程思政是當前高校教育教學改革的重要趨勢，是落實“三全育人”的必然要求。作為課程教學的重要組成部分，教師應重視在實踐教學中融合開展思想政治教育。HPS教育理念融合了科學史、科學哲學和科學社會學，也自然成為培養學生唯物主義歷史觀、社會主義核心價值觀、愛國主義情操、科學素養及社會責任感的重要載體之一。

課改團隊通過挖掘和融合HPS素材的思政元素，讓思政教育貫穿于地理實踐力培養的全過程。例如，在觀測月相的實踐活動中，融入我國古代陰陽歷法的知識和航天探月事業的發展歷程與成果，這樣不僅可以拓寬學生知識面，整合關聯知識點，也能讓學生感受古今科學技術的發展及其對人類的影響，從而產生地球空間科學事業的價值認同感，進而滲透愛國主義教育，培養科學精神。在開展地球運動模擬實驗和制作地球儀、三球儀等教學具的地理實踐活動中，可融入哥白尼、布魯諾、伽利略等人質疑地心說、發展日心說的科學史，從而啟發學生質疑、提出問題，并運用模擬實驗驗證，學以致用，制作教具。全流程始終滲透科學精神與思維方法的培養，以幫助學生更好理解科學本質。

三、融合HPS理念的地理師范生地理實踐力培養實踐案例

（一）融合HPS理念的“測量太陽高度角”地理實踐活動

地理教師團隊以地理師范專業自然地理課程中“測量太陽高度角”這一實踐活動為例，進行了融合HPS理念的地理實踐活動設計和實踐探索（建議實踐日期為冬至日）。結合我國古代人民發明日晷的科技史，以及GPS或地理App等現代地理信息技術，采用“提出問題—地理實踐—成果展示—評價總結”的HPS實踐教學模式，并挖掘HPS素材中蘊含的科學本質教育、愛國主義教育等思政元素，綜合促進提升地理實踐力。具體教學流程如下。

1.提出探究問題，引出實踐任務

基于生活實際中樓房住宅樓間距的社會問題創設情境，提出探究問題：“如何判定樓間距是否合理，其地理科學依據是什么？”引出學生要解決的實際地理問題：“測量和計算我們學校兩棟相鄰教學樓之間的樓間距是否合理？”結合學生已學地理知識，進一步引導學生首先需要進行“測量本地冬至日正午太陽高度角”的實踐任務。再依據HPS理念，挖掘我國古代人民發明日晷的科技史及其蘊含的利用日晷測量太陽高度角的科學原理等素材，引導學生思考“古人是如何利用日晷測量正午太陽高度角的？”為學生開展制作簡易太陽高度角測量器的地理實踐活動做知識鋪墊。

2.小組分工合作，開展地理實踐

教師合理分解地理實踐任務，多方面考察和鍛煉學生實踐能力，設計循序漸進的實踐環節；進行小組分工，注重體現學生實踐主體地位。

（1）小組主題匯報：搜集我國古人發明日晷的資料，分組匯報其發明歷史、原理及價值等。

（2）制作簡易太陽高度角測量器：各小組結合日晷原理，利用準備好的材料包等設計制作簡易太陽高度角測量器，并進行展示和討論、修改完善。

（3）測量正午太陽高度角：選定合適的校園觀測點，運用簡易太陽高度角測量器，實時測量冬至日當天正午太陽高度角。也可借助手電筒模擬測量本地夏至、冬至日和春秋分的正午太陽高度角。

（4）計算正午太陽高度角：首先借助3D地球軟件等現代信息技術手段或GPS定位工具，獲取觀測地的緯度位置；再運用已學太陽高度角的數學計算公式計算夏至日、冬至日和春秋分正午太陽高度角；并和小組的實際觀測結果進行對比分析，討論誤差產生的原因與解決辦法。

（5）得出結論：結合勾股定理，運用所觀測的正午太陽高度角計算校園教學樓之間應有的樓間距，并測量和對比驗證實際樓間距是否合理。

3.成果展示匯報，反思評價總結

整理觀測數據、照片圖片等資料，撰寫小組實踐活動報告，對實踐過程和成果進行展示匯報，交流和評價。

（二）案例實踐成效

“測量太陽高度角”的地理實踐活動有效地融合了HPS理念，以中國古代日晷發明的科學技術史為教學實踐主線，對實踐活動進行了整體設計，設置分層遞進的實踐活動，從而有效提高了學生的地理實踐能力。

在知識與技能方面，學生通過闡釋中國日晷的科學原理，對所學的地球運動與太陽高度角等知識進行遷移運用和深度內化；掌握了制作簡易太陽高度角測量器測量太陽高度角、計算正午太陽高度角和樓間距、運用地理工具或現代地理信息技術手段獲取地理位置等技能。

在過程與方法方面，教師讓學生通過搜集日晷的歷史資料，設計和制作的過程，獲取、處理、和分析太陽高度角等數據，發展了分析、推理、歸納與綜合等思維能力，獲得了系列地理探究的科學方法，提高了解決實際地理問題的能力。

在情感態度價值觀方面，通過融合中國古代科技史以及GPS或地理App等現代地理信息技術，學生在實踐活動中體會到了科學、技術與社會的關系，促進了科學本質教育；認識到人類生產生活需要遵循和利用自然規律，達到人地和諧統一發展；培養了學生的民族自豪感，滲透了愛國主義教育。

綜上所述，地理實踐力是未來地理教師應具備的關鍵能力之一，也是地理師范生未來從事地理教學工作所必備的學科核心素養。融合HPS理念的地理實踐力培養，有助于地理師范生深化地理知識理解、發展地理思維，獲取地理方法、提升地理問題解決能力、形成地理思想以及養成地理品質。HPS理念和地理實踐力的融合還有待廣大教育工作者加強研究與探索，在教學實踐中挖掘和落實HPS理念在地理實踐活動中的潛在教育價值。

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部.義務教育地理課程標準（2022年版）［M］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］何永.高中地理實踐力培養的問題檢視和路徑探索［J］.地理教育，2021（7）.

［3］曾呈進.“地理實踐力”核心素養的理論探源及其教學落地［J］.中國教育學刊，2022（2）.

［4］段以雋.融入HPS教育理念，培養科學素養：以人教版“海陸的變遷”為例［J］.地理教學，2021（11）.

［5］張鵬韜，曾早早.基于HPS融合模式的初中地理教師科學史教學理念研究［J］.地理教學，2021（4）.

［6］修寧寧.中學地理教科書中的地學史反映科學本質的情況分析［D］.青島：青島大學，2010.

［7］張清蘋，張勝前，龔玉葵.HPS教育視角下中美高中地理教材對比研究：以“大氣專題”為例［J］.地理教育，2021（7）.

注：本文系湖南省教育廳科學研究一般項目“STEAM教育視域下內地高職西藏班科學素養提升策略研究”（19C0881）的研究成果之一。

作者簡介：李娟（1984— ），湖南岳陽人，講師，碩士研究生，主要研究方向為地理教育、科學教育。