摘要：HPS教育理念旨在把科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會學(xué)融入日常的科學(xué)教學(xué)，以期促進(jìn)學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)。初中地理有一些較難開展的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，引入HPS教育理念，創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)，是一種有益的探索與嘗試。

關(guān)鍵詞：HPS教育理念地理教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計

一、HPS教育理念概述

HPS系History、Philosophy、Pociology of science的簡稱，中文譯為“科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會學(xué)”，HPS教育理念旨在把這三者融入日常的科學(xué)教學(xué)，以期促進(jìn)學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)。HPS教育理念應(yīng)用到常規(guī)教學(xué)中有一個基本要求，就是研究的問題要有一定的科學(xué)史作為支撐，是前人已經(jīng)研究過的自然現(xiàn)象或規(guī)律。HPS教育理念的應(yīng)用有6個基本教學(xué)環(huán)節(jié)：（1）給學(xué)生提供

研究現(xiàn)象；（2）引發(fā)學(xué)生的觀點(diǎn)或思考；（3）學(xué)習(xí)相關(guān)的科學(xué)研究史；（4）根據(jù)學(xué)生已有知識和材料設(shè)計相關(guān)的實(shí)驗(yàn)；（5）得出相關(guān)的科學(xué)結(jié)論并開展實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)活動；（6）總結(jié)與評價。

初中地理有一些較難開展的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，引入HPS教育理念，創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)，是一種有益的探索與嘗試。

二、教學(xué)案例

現(xiàn)以《地球表面的板塊》一課為例，呈現(xiàn)HPS教育理念觀照下的教學(xué)環(huán)節(jié)，具體如下——

環(huán)節(jié)一：演示現(xiàn)象，創(chuàng)設(shè)情境，提出問題

教師

展示一幅世界地圖，讓學(xué)生觀察南美洲和非洲兩個大陸邊緣的契合度，思考這兩個大陸的邊緣有什么特點(diǎn)。學(xué)生觀察后指出兩者可以很好地拼接起來。教師接著展示制作的兩個大洲的模型，請學(xué)生演示兩個大陸的拼接。教師用PPT播放魏格納的故事，并指出魏格納據(jù)此提出了“大陸漂移學(xué)說”，主要內(nèi)容是：曾經(jīng)地球表面的所有大陸是連在一起的，在某種力的作用下各大陸彼此分離，逐漸形成今天的分布情況。接著，拋出問題：如果魏格納僅憑兩塊大陸的邊緣能基本重合就提出“大陸漂移學(xué)說”，這樣說服力大嗎？

創(chuàng)設(shè)一定的情境，讓學(xué)生從肉眼觀察到自己動手操作，能激發(fā)他們的求知欲和好奇心，體現(xiàn)HPS教育理念。最后，提出問題，既能引發(fā)學(xué)生思考，又能順勢過渡到下一個環(huán)節(jié)，一舉兩得。

環(huán)節(jié)二：引發(fā)認(rèn)知沖突，激活學(xué)生思維

學(xué)生針對教師提出的問題，展開激烈的討論。大部分學(xué)生認(rèn)為既然二者能很好地

拼接，那就說明兩塊大陸以前是連在一起的；但也有一部分學(xué)生表示，兩塊大陸如果以前連在一起的，那么，除了邊緣能重合以外，還需要有更多的理由，才更有說服力。教師針對學(xué)生的觀點(diǎn)，拿出兩張準(zhǔn)備好的紙片（如圖1所示），學(xué)生恍然大悟，意識到兩塊大陸能拼接并不能說明兩塊大陸以前是連在一起的，紛紛贊同除了能拼接

以外還應(yīng)該有更多的證據(jù)來證明。

利用一個問題引發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入思考并展開討論，可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作觀念；同時，用一個簡單的紙片拼接實(shí)驗(yàn)去支持觀點(diǎn)，符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)。

環(huán)節(jié)三：引入歷史，了解科學(xué)的探尋歷程

教師展示魏格納尋找到的四大類證據(jù)：（1）地形證據(jù)：阿根廷的一座山可以跟南非的一條東西走向的山脈對接起來，大西洋兩岸的南美洲和非洲的海岸線相吻合，就連兩地的巖石褶皺都能相互銜接（如圖2）；（2）生物證據(jù)：南美洲和非洲兩塊大陸相隔很遠(yuǎn)，卻有一些很相似的動物，如海牛、三趾鴕鳥等（如圖3）；（3）化石證據(jù)：舌羊齒化石在非洲、南美洲、澳大利亞、印度和南極洲都被發(fā)現(xiàn)，舌羊齒是2.5億年前的一種蕨類植物，同時舌羊齒的種子太大，不能隨風(fēng)漂移，另一方面它容易破碎，不可能漂移過海（如圖4）；（4）氣候證據(jù)：熱帶植物化石在北冰洋以北的島上被發(fā)現(xiàn)，巨大的煤層在南極洲被發(fā)現(xiàn)，冰川擦痕在南非被發(fā)現(xiàn)（如圖5）。請學(xué)生針對每類證據(jù)發(fā)表自己的看法，說明魏格納這些證據(jù)是否能支持他的“大陸漂移學(xué)說”。

科學(xué)家的探究歷程是HPS教育必不可少的素材，在回顧歷史的同時做到圖文并茂，能很好地引起學(xué)生思考的熱情。讓學(xué)生針對證據(jù)發(fā)表看法，可以培養(yǎng)他們的邏輯思維能力。

環(huán)節(jié)四：再探歷史，深化對知識的理解

教師提出問題：基于上述證據(jù)，魏格納的“大陸漂移學(xué)說”是不是在當(dāng)時就被很多人所接受呢？大部分學(xué)生覺得大家肯定都比較信服。此時，教師告訴學(xué)生

魏格納的“大陸漂移學(xué)說”在當(dāng)時并不被多數(shù)人接受，并請學(xué)生說出可能的原因。學(xué)生給出了自己的理由：“大陸漂移學(xué)說”沒有指出讓大陸彼此分離的動力是怎樣來的，因而大眾并不承認(rèn)其學(xué)說的正確性。接著，教師用PPT展示1960～1962年美國地質(zhì)學(xué)家赫斯和迪茨對大洋中脊（海嶺）的研究發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)離大洋中脊的洋底巖石年齡越來越老，而靠近大洋中脊的洋底巖石年齡越來越年輕（如圖6所示），在此基礎(chǔ)上提出了“海底擴(kuò)張說”，他們認(rèn)為大陸在洋底下面的地幔物質(zhì)的對流下一起移動，隨著新的地殼不斷增加，洋底就從洋中脊向兩邊擴(kuò)張（如圖7所示）。接著提問：“海底擴(kuò)張說”對“大陸漂移說”起到什么作用？學(xué)生討論后回答“海底擴(kuò)張說”支持了“大陸漂移說”，給出了大陸漂移的動力來源

，即地幔對流，在某種意義上拯救了“大陸漂移學(xué)說”。

回顧科學(xué)史，學(xué)生能體會到科學(xué)家開展科學(xué)探究的艱辛，從而激發(fā)科學(xué)探究的熱情。

環(huán)節(jié)五：嘗試模擬實(shí)驗(yàn)，獲得直觀感知

教師用PPT展示：“1965年，加拿大地質(zhì)學(xué)家威爾遜把海底擴(kuò)張說、地球板塊說、大陸漂移學(xué)說結(jié)合起來，創(chuàng)立了板塊構(gòu)造學(xué)說。該學(xué)說認(rèn)為地球的巖石圈被分割成六大板塊，彼此之間以海嶺、海溝或巨大的山脈為界，各大板塊在軟流層上‘漂浮’，彼此之間不斷地發(fā)生碰撞和張裂，但是板塊內(nèi)部相對穩(wěn)定。”接著，播放動畫模擬板塊之間的碰撞和張裂運(yùn)動，并請學(xué)生小組討論如何用身邊的材料模擬板塊運(yùn)動，并作展示。學(xué)生用兩本科學(xué)書撞擊（如圖8）來模擬板塊之間的碰撞，并用兩人輕拉科學(xué)書（如圖9）來模擬板塊之間的張裂。教師總結(jié)：板塊碰撞容易形成山脈或海溝，板塊張裂會形成裂谷或海洋。

小組合作設(shè)計相關(guān)模擬實(shí)驗(yàn)，有利于學(xué)生理解板塊學(xué)說的理論，一方面培養(yǎng)動手能力，另一方面

培養(yǎng)邏輯思維能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識。

環(huán)節(jié)六：總結(jié)及知識遷移

教師給學(xué)生提供幾個分小組討論的問題，要求用板塊構(gòu)造學(xué)說的理論進(jìn)行解釋：（1）大西洋是如何形成的？（2）日本為什么多地震、火山？（3）印度尼西亞為什么是個多地震的國家？（4）為什么地中海在縮小，而紅海在不斷地擴(kuò)張？學(xué)生給出答案后，教師總結(jié)：美洲板塊與亞歐板塊、非洲板塊不斷張裂就形成了大西洋；日本位于亞歐板塊與太平洋板塊的交界地帶，板塊之間相互碰撞，因此多地震、火山；印度尼西亞位于亞歐板塊、印度洋板塊和太平洋板塊交界地帶，相互碰撞，因此多地震；地中海在亞歐板塊與非洲板塊的交界處而這兩個板塊在相互靠攏，紅海在非洲板塊與印度洋板塊交界處，而這兩個板塊之間在相互離開。通過幾個問題的討論，學(xué)生能深入理解目前的主流理論知識（板塊構(gòu)造學(xué)說）。

把學(xué)到的知識遷移到解決生活中的一些現(xiàn)象，可培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，同時又符合HPS教育理念。

三、教學(xué)反思

《地球表面的板塊》一課主要是介紹三種理論的內(nèi)容和發(fā)展歷史，將HPS教育理念與地理知識適當(dāng)?shù)厝诤虾蛣?chuàng)新，給定現(xiàn)象，提出問題，讓學(xué)生在思考、發(fā)現(xiàn)的同時學(xué)習(xí)科學(xué)家探究的歷史發(fā)展過程，邏輯思維能力和解決問題的能力得到提高，對知識本質(zhì)的理解也提升到新的高度。雖然在本節(jié)課教學(xué)中，筆者嘗試用圖文并茂等形式去介紹科學(xué)史，但是還是會讓部分學(xué)生覺得有些枯燥，是否可以采用讓學(xué)生演繹或講解等方式來處理，這一點(diǎn)值得去嘗試。課后學(xué)生反映“海底擴(kuò)張學(xué)說”不好理解，筆者曾經(jīng)嘗試制作相關(guān)模型來幫助學(xué)生理解，但是最后模型沒有制作成功，有點(diǎn)遺憾。

當(dāng)然，HPS教育理念并非適用于所有地理內(nèi)容的教學(xué)，具體實(shí)施時應(yīng)根據(jù)不同的內(nèi)容進(jìn)行取舍，且不必嚴(yán)格按照本文教學(xué)案例的

六步

環(huán)節(jié)走，可以依據(jù)課程內(nèi)容的特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?。《地球表面的板塊》一課教學(xué)，僅是基于HPS教育理念的一點(diǎn)嘗試，與同行分享。

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