基于HPS教育融合教学模式的教学设计——以“地球的内部圈层结构”为例

郭文青 王 远*

（1.福建师范大学 地理科学学院, 福建 福州 350007; 2.福建师范大学 湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地,福建 福州 350007）

HPS教育是“科学史（History of Science）、科学哲学（Philosophy of Science）和科学社会学（Sociology of Science）”教育的简称。[1]科学史是HPS教育的基础，是认识科学的前提，在沟通自然科学和人文科学中起桥梁作用；科学哲学主要是指从哲学的角度看待科学现象，思考如何看待科学、如何利用科学；科学社会学主要关注科学和社会的联系。HPS教育的目标之一就是增加公众对科学的思考和质疑，破除“科学就是真理”的传统观念，逐步形成正确的科学观、严谨的科学态度和一定的探究能力。HPS教育在20世纪90年代开始被引入我国，但在21世纪初并没有很好地走进中国的科学教育体系。近几年，物理、化学、生物等自然科学属性较强的学科开始将其融入课堂教学，取得了较好的效果，而在地理教学方面的研究仍较少。在《普通高中地理课程标准（2017年版）》（以下简称“课程标准”）提出“培养现代公民必备的地理学科核心素养”的指引下，新版地理教科书新增了地理科学史、地理科学应用和科学影响等方面的内容，地理教师需要对相关内容进行深度挖掘以提高学生的科学素养，落实立德树人的任务。

一、HPS教育模式

目前，HPS教育模式主要有三类：互动式历史小故事、对话教学模式和融合教学模式。互动式历史小故事是由美国学者万达西和罗奇于1990年提出的，简称“IHVs”，该模式是指通过呈现精心选择、编排的历史小故事激发学生的兴趣，引导学生探究科学本质。对话教学模式是澳大利亚科学哲学家马修斯在1994年所倡导的教学模式，该模式主要是指在课堂教学中师生围绕有关科学本质的问题进行对话、交流与反思，以增强学生对科学实质的理解。融合教学模式是由英国学者孟克和奥斯本在1997年提出的，该模式以建构主义理论为基石，力求充分调动学生的主观能动性和创造力。融合教学模式的教学程序分为六大环节：提出问题；引出科学观点；学习历史；设计实验；呈现科学观念和试验检验；总结与评价。

二、教学设计

“地球的内部圈层结构”属于基本的地球科学知识，是自然地理的原理范畴，对于高一的学生来说比较晦涩难懂。前面的课程介绍了地球的宇宙环境，而本节课要“走进”地球，了解地球的圈层结构，这是对前面所学内容的深化，同时也为后面在地球圈层结构中认识自然环境奠定基础，起到承上启下的作用。HPS教育融合教学模式能充分调动学生的主动性，促使他们积极主动地构建知识体系，通过相关探究活动实现学生科学观念的转变，从而树立正确的科学观。本研究采用HPS教育中的融合教学模式，以人教版高中必修《地理一》第一单元“地球的内部圈层结构”为例，在知识教学的基础上，探讨HPS教育理念在地理教学中的应用（见图1）。

图1 教学过程流程图

1.课前准备

学生：（1）根据班级具体人数以“组内异质，组间同质”为原则建立合作学习小组，合理安排组内人数和角色，明确各自的责任。（2）课前查阅与地球内部圈层结构相关的文献资料和书籍，可以从科学史（科学知识、科学家、科学历史事件等）、科学哲学和科学应用几个方面搜集资料，并思考人类是通过什么方式认识地球的内部结构，地球的内部结构究竟是怎样的。储备相关知识，记录自己的所思所想。

教师：翻看相关书籍，补充地理科学史的知识，给学生推荐书籍、网站，以查阅相关信息，提高学生搜集信息的效率。

2.教学过程

课程标准对本节内容的要求是“1.2运用示意图，说明地球的圈层结构”，根据马杰行为目标陈述的要求，行为动词是“说明”，属于理解层次的行为目标，要求学生能够运用示意图进行综合分析。[2]根据这一要求，本文确定了以下教学过程（见表1）。

表1 “地球的内部圈层结构”教学设计

（续上表）

三、总结与建议

我国学者张晶认为HPS教育的终极目的是公众能够正确理解科学，拥有能与科学家对话的能力，[3]而这也是课程标准所追求的现代公民需具备的基本素养。但是，我国目前的地理教科书主要是呈现“完成式”的科学结论，重视知识点的传授，而忽视了科学方法和科学精神的培养；对于地理学史的展现少之又少，仅仅通过阅读、探究、思考等栏目简单介绍。

HPS教育与我们目前所倡导的地理学史的理念是高度契合的，同时也对地理教师提出了更高的要求：（1）教师要充实地理学史方面的知识，努力挖掘可以用于教学的相关材料；（2）分析多个版本教材的HPS教育内容，比较异同，注意呈现方式以及其与知识系统的关系，引导学生多关注自学窗、资料卡等栏目；（3）研究HPS教育与地理教学组合的教学方法，倡导通过“跟随科学家的脚步”来理解科学本质，促进学科教学的发展。