浅谈HPS教学模式在初中科学课堂中的彰显

发表时间:2015/12/10   来源:《教育学》2015年11月总第89期供稿   作者:戚兰
[导读] 浙江省绍兴市柯桥区实验中学 本文通过现行浙教版科学教材内容体现HPS教育情况分析及例谈HPS教学模式在课堂教学中的实践等方面,肯定其在提高学生科学素养中的价值。
戚 兰 浙江省绍兴市柯桥区实验中学 312030
        摘 要:HPS融入科学教学,可以使学生了解科学知识的形成过程、理论变革的因素与社会文化的贡献等,以促进对科学本质内涵的理解。本文通过现行浙教版科学教材内容体现HPS教育情况分析及例谈HPS教学模式在课堂教学中的实践等方面,肯定其在提高学生科学素养中的价值。
        关键词:HPS 科学课堂 科学本质
        一、HPS在义务教育《科学》教课书中的呈现情况
        以浙江教育出版社出版的义务教育科学教科书为研究对象,根据教育部2001初审通过和2012审定的两种教材中,七年级下册《运动和力》一章有关HPS内容的数量统计。其中科学社会学中包括社会、技术、生活和人文的内容,科学史包括科学家的介绍,科学发展史、科技发展史的内容,科学哲学包括科学认识论和科学方法论方面的基本问题。通过对比分析得出,HPS在义务教育课程标准教科书中占有一定的比例,科学教育中在重视知识技能的前提下,也重视科学与社会、历史的结合。
        二、科学教学中,实施HPS教学模式简介
        英国科学教育学者孟克和奥斯本就HPS教育提出了以下几个过程:1.演示现象,产生问题;2.引出学生的观念;3.学习历史,让学生了解问题产生的背景;4.设计实验;5.呈示科学观念和实验检验;6.总结与评价。
三、科学教学中,HPS模式融入科学课堂实施案例
        以浙教版七年级下第三章《运动和力》第四节“牛顿第一定律”的教学为例,浅谈HPS教学模式在初中科学教学中的应用。
        1.演示现象,创设情景,引出问题。演示现象,创设情境,是开展有效教学活动的基本环节。在HPS教学模式中,教师可以通过呈现科学史、科学故事、演示科学现象等方式来创设情境、导入新课,引发学生产生一个需要解决的问题。在“牛顿第一定律”的教学中,教师演示(1)推动小车,小车在桌面上运动;(2)小车离开手后,在桌面上运动一段距离,最终停下来。学生观察实验现象,教师顺势提出:力能改变物体的运动状态,那力和运动之间存在怎样的关系呢?引发学生思考、讨论问题。
        2.引出观点,引导学生进行探究。针对上述问题,学生可能提出:力能维持物体运动;运动的物体在不受力的情况下,可能继续运动等观点。在这一过程中,教师对学生提出的所有观点均采取不加评判的态度,只是告诉学生他们想到的问题科学家们在早期也遇到了。

使学生感到自己在做以前大师们在做的事情,自信心增强,学生大胆地进行假设和解释,引起了学生进行探究的欲望。
        3.学习历史,让学生了解问题产生的背景。学习科学发展史,演绎科学探究过程是HPS教学模式的关键环节。亚里士多德根据经验事实提出:必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要停止在一个地方,即力是维持物体运动的原因。而伽利略则持有不同的观点,认为运动不需要力来维持。伽利略为了说明他的思想,设计了斜面实验:让小球沿一个斜面由静止状态滚下,小球将滚上另一个斜面,如果没有摩擦,小球将上升到原来高度。减小后一斜面的倾角,小球在这个斜面上将达到同一高度。
        4.设计实验,进行探究。小车离开手后会停下来,是因为受到摩擦力的作用,而在日常物体的运动中,摩擦力是难以避免的。学生通过讨论、设计斜面实验,呈现科学家的探究过程,并通过一步步分析科学实验、推理得出结论:如果小车在水平面上运动时不受阻力的作用,那么它将一直做匀速直线运动。从中感受科学研究的过程与方法,体会科学研究的继承性、修正性与发展性。
        5.呈现科学观念和实验检验。通过对历史实验的模拟,让学生亲历科学家进行实验研究的这一过程,水到渠成地引出科学的观念,引导学生转变原有的观念,为其构建正确的科学概念提供思想基础。笛卡尔补充和完善了伽利略的观点,牛顿在总结前人的基础上,提出了牛顿第一定律。
        6.总结与评价。总结与评价在HPS教学模式中也起到了很重要的作用,(1)让学生对本节课所学知识进行总结归纳,可以有效地检验学生是否真正掌握所学知识;(2)通过总结和评价还可以促使学生理解科学探究的本质,体会科学探究的过程与方法,巩固深化科学知识。本节课最后由学生总结得出:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,并以此来解释、解决实际生活中的一些科学、技术、社会问题。
        从上面的教学设计我们可以看出: HPS理论将科学史、科学哲学及科学概念或理论的学习有机结合, 拉近了学生与科学家的距离,让学生体验到科学家在研究这部分内容时的思维过程, 发挥了学生的主动性, 培养了学生解决问题的能力,加深了他们对科学本质的理解。
        参考文献
        [1]黄晓 《体现科学本质的科学教学——基于HPS的视角》.人民出版社,2014年版。
        [2]教育部 《科学课程标准》,2011年班版。
        [3]高矿 《HPS教学模式在高中物理教学中的应用》.《物理教师》,2013年,第2期。
        [4]周仁 《运用HPS教育模式深化“燃烧”概念的教学初探》.《新课程研究》,2012,第259期。
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