基于HPS 教育与混合式教学模式融合的跨学科教学策略

余泉润，刘娴，李娟

（云南师范大学，云南昆明 650500）

一、研究背景

2022年，教育部印发《义务教育课程方案（2022年版）》中强调义务教育阶段坚持创新为导向的课程改革，强化课程的综合性和实践性，既要凸显学生的主体地位，更要关注学生的个性化和多样化发展，以此提升学生的核心素养，强化课程的育人功能[1]。跨学科学习注重将跨学科意识渗透于所有课程中，强调突破边界去思考，运用多视角去理解世界，从而发展学生的理解力和创造力，真正体现每个学科的教育价值[2]。

这与HPS教育旨在让公众通过对科学史、科学哲学与科学社会学的学习普及科学知识，推动科学传播，促进科学发展的教育理念高度契合[3]。HPS教育包括科学史、科学哲学和科学社会学的内容，将这三部分内容融于科学课程教学中的新型教学模式。开展HPS教育是将历史上对科学知识的发展具有重大推进意义的各学科典型案例作为辅助的教学材料补充到教学中，从而帮助学生建构科学知识的同时使其感受知识背后的人文精神和科学素养，进而促进其科学世界观、人生观和价值观的形成。因此，HPS教育是落实跨学科教学的重要途径。整合多学科的科学史资料应用于综合主题的教学，不仅能展现科学知识的完整形成过程，认同多学科交叉才能促进科学观念的形成和完善，更能培养学生敢于批判、善于探究的科学态度，使其树立正确的价值取向。

HPS教育在实施过程中，主要存在“选择哪些HPS内容纳入课程”和“如何将HPS内容恰当地运用于教学”两大核心问题[4]。而线上与线下结合的混合式教学模式恰能解决这两方面的问题，可以选择更多的HPS教学资料录制成微视频上传至线上教学平台，将重要的科学实验和科学探究以课堂活动的形式在线下教学中开展。这样既扩展了学生的知识面，又能将教学重难点集中在有限的课堂时间内。

二、融合策略

混合式教学流程图见图1，HPS教学模式的基本程序见图2。基于HPS教学模式的基本程序和混合式教学模式，创设了两者相融合的教学模式图（见图3）。混合式教学模式根据不同学习方式在教学中占比、教学特性等不同维度可以分成不同类型[5]，此融合教学模式图结合HPS教学模式的特点采用线下主导型与交互式混合教学模式的方案为基础，将HPS教育以混合式教学模式进行。该模式是以现场教学、活动为主，基于移动设备的教学为辅，创设贯穿线上线下教学的学习情境，使学生在与同伴、教师的交流和协作的过程中，形成对科学观念的正确理解，同时培养科学素养和人文素养。

图2 HPS 教学模式的基本程序图

图3 HPS 教育与混合式教学融合后的教学模式图

（一）教学准备

教学准备是开展后续教学的基础。在此环节中最重要的部分是结合综合主题对跨学科教学材料的搜集和选用，主要体现在以下两个方面：一是教学材料的选择要具有足够的深度和广度，保障HPS教学材料的经典性和逻辑性；二是教学准备过程中要区分线上线下教学资源，线上视频应选择具有启发性和前沿性的案例或科学史，线下教学中应选择具有示范性和操作性的经典实验或经典案例，有利于学生还原和协作。另外，教师需要具备一定的信息技术能力，将科学史资料制作成微视频的形式上传到线上平台。微视频要具备正确的时长和清晰度，配合教师讲解和字幕形成独特的教学资源。微视频要具有一定的趣味性和生活性，引导学生提出问题并得出观点，同时设置讨论问题与课堂教学环节的内容相呼应。

（二）线上教学

线上教学不是简单的预习和补充，而是整个教学过程的重要环节和组成部分，更对课堂教学环节提供了依据和基础，有利于课堂教学更具针对性和深入性。在线上教学环节中，学生可以通过移动设备登录线上平台观看微视频，进行自主学习，从而明确本节课的学习目标、学习任务和学习内容。之后，学生可回答讨论问题，在线上平台提出问题、阐述观点并进行互动讨论。学生通过学习科学观念形成过程中的科学史，能学会解决问题的思路和方法，探讨不同观点背后的社会性质和科学本质，体会其中蕴含的科学哲学和科学社会学。

经过线上教学后，教师一方面能收集到学生关于微视频学习后的反馈，根据数据分析得出学生的主要问题以及主张的观点，从而明确教学难点，适当改进教学准备阶段的教学设计，对过简环节进行补充、过繁环节进行精简，进行二次备课，特别是重新整合课堂教学中的科学史资料，突出教学重点，做到真正的教和学一体化。教师另一方面也能及时关注学生的学习动态和学习进展，通过线上互动平台引导学生搜集多学科的科学史，进而支持自己的主张，增强学习内驱力。

（三）课堂教学

线下课堂教学是通过让学生完成具体任务或解决核心问题来对线上学习进行拓展延伸的，以此加强线上线下教学内容之间的衔接度和相关性。课堂教学中，教师要强调学生的参与度，让每个学生都充分参与，避免边缘化现象，达到共同进步的目的。在进行HPS教育时，教师首先对最突出的问题进行集中讲解、解答个别性问题，然后展示学生提出的观点和主张，引发学生在课堂中进行分析和讨论。之后，教师将科学观念形成过程中的经典实验和经典案例通过现场实验或角色扮演的方式还原，让学生通过独立探究或协作学习的形式参与到探究活动中，结合驱动型问题拓展学生的思维广度和深度，从而判断自己的观点并且批判性地看待众多科学家的理论。学生通过资料收集、设计实验、进行实验和分析结果的过程进行探究，将“直觉”实验化，形成科学观念，体会科学理论不是一蹴而就的，是在不断地试误和验证的过程中形成的。这都是科学发展的必经之路。

（四）课后拓展

以往的HPS教学模式，学生形成科学观念后进行总结就完成了整个教学过程，缺少创新意识的培养。而与混合式教学模式融合后进行跨学科主题学习的课后阶段，教师先在线上平台布置总结任务，即形成科学观念中出现的科学家以及著名的科学实验。之后，教师布置基于经典案例的项目化任务或基于现实问题的开放性议题，既要关注对学科知识表层的掌握，更要关注对多学科知识深层次的运用。学生通过主动参与实践活动并进行辩论、阐述、交流和反思，促进知识在解决问题的过程中深度融合，从而提升探究能力和创新精神。教学评价主要依托线上平台，学生完成拓展训练后上传过程性学习材料，进行互动讨论以及成果展示，在此环节中要注意任务形式的多样化，教师要尊重学生的创意性想法、鼓励学生创新和探索。在融合过程中，教师不仅要关注学生对经典实验的还原程度和科学史的学习深度，更要促使学生跨学科思维的生成，发展批判性思维和辩证思维，从而让正确的价值观引领学生成长。

三、实施建议

（一）以科学史为载体，整合和优化不同要素

在HPS教育与混合式教学模式融合后的新型教学策略中，以科学史为载体和依托，将形成科学观念中涉及到科学史和科学家串联起来，形成具有逻辑性的历史线，整合和优化教学媒体、教学内容、教学手段等一系列要素，引导学生形成科学观念，理解科学观点，提升科学素养。

（二）合理控制“混合程度”，亲历科学探究的过程

开展混合式教学时，如何合理控制线上线下教学时间和内容的比例是需要考虑的重要问题，虽然线上教学也可以做到师生互动、生生互动，但是部分一线教师依然觉得线上教学只能“教书”、不能“育人”，无法达到课堂交流的效果。这就要求教师在开展混合式教学时，综合教学目标、教学重难点等因素选择合适的教学内容、分配合理的比例进行线上教学和课堂教学，从而达到“教学效果最大化”。以融合策略开展跨学科教学强调将多学科的史料分配不等的教学时间、采用不同的教学方式让学生亲历发现问题、作出猜想、设计实验等科学探究的过程。

（三）多维度进行有效的教学评价

HPS教育与混合式教学模式融合后的教学评价对于教师开展实际教学具有重要意义。随着线上平台的开发与应用，可以采用由计算机提供的评价系统分析学生线上学习的过程数据，教师得到学习反馈的同时更能将学习效果显性化。教学评价采用过程性评价和终结性评价相结合的方式，加入学生自评和互评环节，激发学生的学习兴趣。教学评价既要关注经典实验的还原、项目化任务的完成和社会性议题的讨论，更要关注学生在经历探究过程中的思维发展，体会科学研究中的艰辛，领悟科学基于实验的观念，深入理解科学本质。

四、总结与启示

（一）HPS 教育适合与混合式教学模式融合

HPS教育要求在教学中将科学史内容剖开并且逐层分批展示，强调从不同科学家的观点中探讨科学本质、作出科学解释、体会科学与社会的相互关系，引导学生提出自己的观点，再经过设计实验和实施实验后验证观点，从而形成正确的科学观念，体会科学观点背后蕴含着丰厚的人文精神。正是由于HPS教育的特殊性质使其适合与线上线下结合的混合式教学模式融合。

（二）融合策略实施过程中具备突出的优势

根据HPS教学材料的性质和意义，我们将其划分为线上教学资源和课堂教学资源，线上教学以3～5分钟的微视频引导学生从科学发展史中提出自己的观点，从而为课堂教学做铺垫。课堂教学以独立探究或协作学习的形式对科学观念形成中具有重要意义的实验和案例进行探究，激发情感体验、促进主动学习。教师可设置项目化学习任务和开放性社会议题，对学生进行拓展训练，做到“学以致用”，将抽象的科学观念与具体任务结合起来，更好地促进知识应用。教师经过将HPS教育与混合式教学模式融合后，促使学生有效利用更多的科学史资料完成科学观念的建构，理解科学本质，从而提升科学素养。

融合策略实施过程中通过教材内外学习内容的混合，线上线下学习空间的混合，以及课堂前后学习时间的混合，突破了传统课堂教学中时间和空间的限制，最大限度地拓宽学习空间、开放学习时间，获得最佳学习效果，促进课堂的高效进行和学生的深度学习。

（三）融合策略有利于开展跨学科主题学习

我们通过HPS教育与混合式教学模式融合的教学策略能使学生基于学科理论基础，运用学科思维方式，搜集关于同一主题的跨学科科学史资料，开展跨学科主题的探究，对问题进行深入理解后得出自己的独特理解。这一过程体现了科学教育中的跨学科属性。科学观念的形成不仅包含不同领域科学家的观点，更蕴含了理论背后科学家的坚持不懈和勇于实践的科学精神。科学是在与社会和环境的相互关系中才能不断地发展和创新。将融合策略应用于综合主题教学有利于学生从不同学科视角了解科学观念的形成，真正体现跨学科学习的重要价值。