基于HPS教学模式的高中化学课堂教学

丁华

摘要 将历史、哲学和科学社会学综合整理在一起形成的HPS教学模式是一种基于学科本质、利用学科历史学进行学科教育的教学模式。通过在高中化学教学中融入HPS教学模式及课堂教学实例，提出将HPS教学模式应用于高中化学教学课堂的实施策略，指出高中HPS化学教学应当将相关化学史作为教学背景，以培养学生学科核心素养为最终目标，不断更新教学概念、方法，利用科学技术手段挖掘、发现化学史中与教学内容相关的内容，以正确的情感、态度和价值观作为化学教学线索，将HPS教学模式渗透到高中化学教学中，在课堂教学中帮助学生对化学形成多维透视，培养学生的科学探究精神，提高学生学科核心素养。

关键词 HPS教学模式  高中化学  课堂教学

在科学学科教学中实施HPS教育模式的目的是促进学生理解学科本质，是一种基于建构主义的新型教育理念。其中，“H”代表学科历史（History of Science），“P”表示学科哲学（Philosophy of Science），“S”代表科学社会学（Sociology of Science），HPS教育模式中包含了学科历史、学科涉及的哲学及科学社会学相关内容[1]。HPS教学模式创始人将科学史定义为人类在探索学习文明过程中为使思想不被迷信、错误、专制影响的斗争过程，在斗争中人类思想逐渐趋于成熟，并在学科探索过程中发现历史。学科哲学研究对象为该学科的学科理论与活动，在教育教学中将学科科学史上升到哲学层面，能够帮助学生掌握科学的探究方法和研究过程。科学社会学指关于学科中某一现象的社会学研究，教师在学科教育过程中引导学生将学科知识与社会实践联系起来，让学生在学习科学知识的同时理解学科知识在社会实践中的价值与社会功能。HPS教学模式能够拓宽学生的科学视野、拓展学科教学内容，引导学生从学科历史、哲学和社会学等多维角度学习学科内容，以便于该学科教育能够全面、有效地提高学生的科学核心素养。

一、高中化学中融入HPS教育模式的意义

我国《普通高中化学课程标准》中指出，学生要通过对高中化学课程的学习，认识到化学学科的本质;通过学习深刻认识到技术、社会与科学之间存在的联系，形成科学的自然观;通过培养严谨、认真、实事求是的科学探究态度，对事物具有批判性思维[2];通过学习科学知识，使学生的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观得到提升和发展。HPS教学模式中包含的学科历史、学科哲学与科学社会学能够帮助学生更深层次地认识化学，培养学生的批判性思维，促进学生综合全面发展。

1.帮助学生理解学科本质

建构化学学科理论是一个提出假设、利用实验进行验证、通过现象得出正确结论的过程。化学知识具有可利用实验验证的性质，科学知识理论必须建立在足够的证据上，而且应当具有可重复性;化学学科知识具有发展性，任意学科的学科知识都不是绝对的真理，经过合理的验证也可被推翻或修改;化学学科知识与社会生产生活息息相关[3]。因此，在化学教学中融入HPS教育理念，能够加深学生对化学知识的认识和理解，激发学生对化学知识的探究欲望，培养学生的探究能力。

无论国内还是国外化学史，其中涉及的每一个理论、概念和学说的生成和发展都包含着科学思维的过程。学生通过学习学科历史，不仅能加深对知识的理解，还能在融入知识的形成过程中感受知识的本质，学习科学家永不放弃的探究精神和坚持不懈的创新精神。

2.提高学生的化学学科成绩

教学的生态化指在自然、真实的环境背景中，将不同质地、不同方向、不同维度的信息综合起来，使它们之间发生碰撞交流[4]。HPS教学模式的学科历史中包含生动的科学故事，用生動、丰满的形式将伟大科学家成长的经历及其所做出的贡献讲述出来，激发学生对未知的科学世界的探究欲望，培养学生学习化学的兴趣，使学生在学习过程中逐渐形成实事求是、勇于创新的科学态度，使化学教学趋向于生态化、情境化。

HPS教学模式不仅能用生动的形式为学生展示化学概念形成的过程，还能创造生动、真实的教学情境。生态化的情境教学将以符号、结构为主的化学理论知识用另一种生动的形式展现出来，从而实现化学理论知识与真实社会相联系，与学生认知经验、成长相联系，与发现、研究学科历史的人和故事相联系。因此，在化学课堂教学中融入HPS教学模式能够帮助学生加深印象，降低学生学习化学知识的难度，提高其化学学科成绩。

3.培养学生的科学价值观与批判性思维

HPS教学模式中包含对学科历史的哲学思考，影响着后人对化学知识及其发展的认识和学习态度，这一模式不仅能够培养学生实事求是的科学精神，还能通过学习科学家的成长史培养学生“学会做人”的人文精神。HPS教学模式采用“螺旋式渗透”的教学方式，让学生了解科学史，形成正确的科学观，深入理解化学的本质，培养科学探究的精神，认识到科学是不断发展和创新形成的[5]。科学研究成果不是绝对正确的，具有相对性，需学生用积极探索、实事求是、严谨认真的态度学习，才能使科学技术不断创新和发展，才能为人类社会实践做出应有的贡献。

学习化学知识发展的历史，认识科学知识的相对性，能够培养学生的批判性思维。批判性思维即学习知识时要对所学习知识的准确性、真实性及知识发生的过程、实验方法、结论、理论依据和评价等抱有怀疑态度，进而对自己要掌握的内容做出正确决策的思维过程。批判性思维是学生学习科学知识需具备的基本思维方式，是学习、发展过程中最重要的环节之一。

二、化学教学中HPS教学模式的实施

在高中化学课堂教学中，教师要结合化学课程学习特征、学生的实际情况和学习特点进行综合、全面、系统的教学设计，充分发挥HPS教学模式在激发学生化学学习兴趣、加深学生对化学知识的理解、提高学生的化学学科核心素养中的优势作用。

1.利用学科历史创设合理问题情境

教师要通过创设教学情境，培养学生的创新意识，引导学生猜想或对已存在的研究成果提出疑问和改进意见，帮助学生形成合理的探究思路和意识。第一，教师在教学过程中可利用化学史设计教学情境并根据情境提出相关的问题，激发学生对化学知识的探究欲望，积极主动地参与到课堂学习中，对教师提出的问题进行合理猜想和假设。第二，教师可利用化学史引导学生猜想、质疑已存在的化学概念、定理，还可通过化学史相关的问题情境，鼓励学生对已存在的科学实验或研究成果发表自己的观点和相应的改进意见。第三，以教师为教学主导、学生为教学主体，精选优质的化学史内容设计成有趣的小品剧，增进师生间及学生与学生之间的沟通交流。教师选取小品剧时要选择具有质疑对立性质的化学史料素材，并且不能脱离化学史的实际内容，将小故事设计成有趣、科学的5～10min的科学小作品，邀请不同个性的学生演绎不同角色，在学生排练作品的过程中，教师可找出其中的不足之处，对剧本做出适当修改，让学生更生动地演绎出与教学内容相关的化学史[6]。通过小品让不同学生感悟和体会化学知识发展的过程，感受化学家在探究未知世界过程中的辛苦和困惑，提高学生学习新知识的能力，培养学生的科学探究能力和创新精神，促进学生形成正确的情感态度与价值观和对知识的科学认识，培养学生的团队协作精神。

2.利用科学哲学提高学生的学科核心素养

将学科哲学融入化学教学中，需要教师以化学知识发展的历史为教学依托，根据教授知识的需求与特征，指导学生亲自动手重复科学家探究过的实验，感受伟大化学家探究新知识时使用的研究方式、科学创新的思维方式，共同探究化学的神奇世界，培养和提高学生的创新意识和实践能力[7]。第一，教师可引导学生根据前辈的思维方式探究化学知识。教师可充分利用现有的教学条件，尽可能将科学家探索化学知识时进行的实验加入课堂教学中，让学生利用科学的思维方式亲自动手操作实验，体会探究新知识的整个过程。第二，在以前人思维方式为基础的同时，学生要有自己的探究思路。为学生介绍过相关科学故事之后，教师可鼓励学生按照自身的想法设计化学探究实验，感受化学家得出结论过程中付出的努力和不放弃的精神。在学生完成自己设计的探究实验之后，教师再为其展示化学家的探究实验，使两者形成对比，加深学生对重要知识点的印象和理解。在科学探究实验中融入学科哲学，能够培养学生严谨、认真、实事求是的科学态度，帮助其掌握科学的探究方法，形成科学的探究思维和探究意识，提高中学生的化学学科核心素养。

3.利用学科社会学培养学生的社会责任感

教师可在课堂教学最后，与学生共同探讨科学家们历经艰难得到的研究成果对社会实际生产生活产生的影响，评价与教学内容相关的重大社会事件，让学生在评价、讨论和思考过程中学会从多角度分析问题，促进学生利用辩证的思维方式分析、解决问题，培养学生的社会责任意识与科学解决问题的能力[8]。第一，在完成教学目标和进度的前提下，教师在化学课堂教学中可选取合适的内容，引导学生积极主动地探讨化学家的某项研究成果为社会发展和实际生活带来的影响。第二，教师可在适当的教学内容中融入重大社会历史事件，或在某一教学情境中引导学生评价历史事件，或选取與人们生活密切相关的安全、资源利用、环境问题等相关社会事件。

HPS教学模式将学科历史、学科哲学、学科社会学与教学内容中的化学概念或结论有机结合在一起，为课堂教学提供有趣教学情境，有利于培养学生分析、解决问题的能力和创新意识。教学过程中，教师应将学生作为教学主体，提高其学习积极性和构建知识体系的能力，深化学生对化学概念和结论的认识，使其形成科学的思维方式和学习态度。

参考文献

[1] 孙悦，杨天林.HPS教学理念渗透于支架式教学模式中的应用研究——以“化学能与电能”为例[J].化学教与学，2020（02）.

[2] 易娜伊，郭桂周.学科文化理论视域下的HPS教育[J].教学与管理，2019（01）.

[3] 张四方，武迪迪.基于核心素养的HPS教学实践——以“甲烷”为例[J].化学教育，2019（07）.

[4] 洪嘉玲，热依汗古丽·阿卜杜热伊木，荀阔，等.HPS教学模式在高中物理教学中的应用[J].科技视界，2019（11）.

[5] 李振明.基于核心素养的HPS教学模式构建——以“原电池”为例[J].中学化学教学参考，2019（09）.

[6] 叶建伟，洪兹田.基于“HPS”和“问题解决”教学思想培育学科核心素养的实践研究——以高中化学“化学电源”教学为例[J].中小学教学研究，2019（06）.

[7] 薛永军，王伟群，孙明军.基于HPS教育的化学课堂教学——以“天然气的利用甲烷”为例[J].教学月刊·中学版（教学参考），2019（05）.

[8] 郑海鹏，梁秋婵，陈博.基于HPS教育的化学教学设计——以“氧气”课题为例[J].化学教与学，2019（02）.

【责任编辑  郭振玲】