摘 要：本文介紹了HPS教育理論，對生物教學中HPS教育現(xiàn)狀進行分析，強調(diào)HPS教育在生物教學中的作用，并著重結(jié)合實例介紹HPS教育基本教學模式，提出教師在HPS教育教學中應注意的問題。

關(guān)鍵詞：HPS； 教學模式； 生物教學； 應用

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2014）02-007-001

一、HPS教育含義及現(xiàn)狀分析

HPS教育是History philosophy and sociology of science（科學史、科學哲學和科學社會學）的縮寫，它是以建構(gòu)主義為理論基礎的、新型的、基于科學本質(zhì)的科學史教育。它的目的是把科學史、科學哲學、科學社會學的內(nèi)容融入到課程教學中，以提高學生的科學素養(yǎng)。

然而HPS教育在生物教學中的現(xiàn)狀卻不容樂觀。教師常以講故事或?qū)W生自我閱讀的方式一帶而過，學生對此內(nèi)容也是聽過、看過，而后就忘了，教育效果較差。造成此種現(xiàn)狀的原因主要是教師對新的教學理念、觀點理解不夠，課堂教學模式單一；教師自身科學史知識儲備不夠，對科學史的教育價值缺乏深刻理解；受教學時間限制，教師關(guān)心的問題是傳授學科知識，突略了學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。

二、重視HPS教育的作用

HPS教育在生物教學中具備著以下作用，我們應充分重視。

1.HPS教育是以科學教育為背景，促使學生主動建構(gòu)科學知識。教師遞進式的問題設置，能有利于拉近學生與科學家的距離。學生在體驗小“科學家”的過程中，體會到科學創(chuàng)新的艱辛與樂趣，從而掌握科學研究方法。

2.HPS教育能充分發(fā)揮學生的主體性，提高學生學習興趣、拓寬知識面，增加學生的人文知識，陶冶人文情懷。

3.HPS教育將科學史、科學哲學的學習與當前的科學概念學習有機地融合在一起，有利于學生對科學知識的理解，有利于科學方法的培養(yǎng)和科學思想觀的熏陶，從而培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。

三、HPS教育的基本教學模式

英國科學教育學者孟克（M.Monk）和奧斯本（J.Osborne）在總結(jié)科學教育的歷史經(jīng)驗基礎上，以建構(gòu)主義為理論基礎，提出了HPS教育的基本教學模式。這一模式注重利用學生的已有知識、經(jīng)驗，促使學生進行科學探究。下面以“植物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)”為例，結(jié)合HPS教育基本教學模式的六個環(huán)節(jié)來介紹：

1.演示現(xiàn)象

教師通過向?qū)W生演示某一自然現(xiàn)象，引導學生仔細觀察，由此產(chǎn)生需要解決的問題。這里的自然現(xiàn)象必須是科學家在歷史上曾進行過研究的，從而才能激發(fā)學生的好奇心，促使學生利用科學史資源進行進一步的探究。

如教師一上課就利用多媒體課件，演示小樹由小長大的情景，引導學生思考：小樹為什么會長大？它的食物是什么？

2.引出觀念

教師啟發(fā)學生對這一自然現(xiàn)象作出自己的解釋，說出自己的想法。大家可以各抒己見，用發(fā)散性思維進行頭腦風暴。大家互相討論。

如同學甲認為：小樹的食物是空氣（小樹暴露在空氣中）。

同學乙認為：小樹的食物是土壤（小樹種在土里）。

同學丙認為：小樹的食物是土壤（人們給小樹澆水）……

3.學習歷史

教師介紹這一問題產(chǎn)生的真實背景、當時科學家的不同思想、觀點、驗證方法等，作為學生研究的參照系，引導學生討論、探索這些觀念產(chǎn)生的背景、條件，使學生認識到時代的制約性，從而激發(fā)學生的想象力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

教師闡述：2000年前，哲人亞里士多德通過經(jīng)驗推測植物的食物來自土壤。1629年，海爾蒙特做了個實驗：他在木桶中種了一棵樹，每天給樹澆水，幾年后對比實驗前后土壤和樹苗的重量發(fā)現(xiàn)：土壤減輕50克，而樹苗增重了10公斤。由此他得出結(jié)論：植物的食物是水。

4.設計實驗

教師要求學生從多種觀點中選擇某種觀點，組內(nèi)合作共同設計實驗方案進行檢驗。通過這一環(huán)節(jié)，使學生認識到：同一自然現(xiàn)象可能有不同的解釋，這些解釋不是簡單的猜測，而要有依據(jù)。

教師提問：你認為什么是植物的食物？你贊同哪一位科學家的觀點？能不能實驗來驗證呢？請你結(jié)合已有知識，以小組為單位設計實驗，進行探究。

5.呈示科學觀念和實驗檢驗

教師講解教科書上對這一自然現(xiàn)象的科學解釋，為學生實現(xiàn)觀念轉(zhuǎn)變提供契機和可能。學生通過對實驗現(xiàn)象的觀察、資料的收集與整理，對自己的觀念和解釋進行檢驗，從而得出結(jié)論，形成科學觀念，即實現(xiàn)由原有的錯誤觀念、不完整觀念向科學觀念的轉(zhuǎn)變，理解科學探究過程，學會科學探究方法，在潛移默化中培養(yǎng)學生的科學精神。

教師講解：植物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)是二氧化碳、水、無機鹽。教師引導學生對自己所選觀點進行實驗，在此可就“二氧化碳是光合作用必需的原料嗎”進行探究。設計一組對照實驗：在兩個密閉的玻璃罩內(nèi)分別放入一盆植物、一只小老鼠。一個玻璃罩內(nèi)用燒杯裝一杯清水，另一玻璃罩內(nèi)用燒杯裝一杯氫氧化鈉溶液，放在太陽下觀察一段時間。觀察到的現(xiàn)象是什么？你能得出什么結(jié)論？

6.總結(jié)與評價

通過個人的反思、小組成員互評、教師評價等方式來總結(jié)思考，幫助學生深刻理解科學探究本質(zhì)。

從實驗的儀器的選取、實驗方案的猜想、實驗步驟的設計等方面，將學生設計的實驗進行比較、評價，得出結(jié)論。

放清水的玻璃罩內(nèi)植物與老鼠都生活的很好，而放氫氧化鈉溶液的玻璃罩內(nèi)老鼠與植物先后死去。由于氫氧化鈉溶液具有吸收二氧化碳的特性，由此得出結(jié)論：二氧化碳是植物光合作用的原料之一，是植物的食物之一。

四、運用HPS教學模式應注意的問題

在運用此種理論進行教學設計時，要根據(jù)具體內(nèi)容的不同進行不同的選擇。教師應根據(jù)實際情況對教學過程進行靈活取舍和適當調(diào)整，切勿生搬硬套。同時教師平日要注意積累收集生物史資料與素材，開發(fā)科學史方面的課程資源；不斷完善自己的知識結(jié)構(gòu)，變革思維方式，學會客觀深刻地評價科學家的貢獻；并明確科學史的教育要求，樹立終身學習意識，提高自身科學素養(yǎng)。

參考文獻：

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