洪嘉玲　熱依汗古麗·阿卜杜熱伊木　荀闊　齊海燕

【摘 要】物理學(xué)與我們生活是分不開(kāi)的，它在我們生活中隨處可見(jiàn)，它是一門(mén)十分需要?jiǎng)邮謱?shí)踐的學(xué)科，同時(shí)我們也需要科學(xué)的探究。HPS教學(xué)模式的引入對(duì)于物理教學(xué)具有重要意義。HPS分別取自于History、Philosophy and Society of Science的首字母。該文致力于在高中物理教學(xué)與HPS教學(xué)模式之間尋找一個(gè)平衡點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)與HPS教學(xué)模式相互滲透，借助科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)以及科學(xué)社會(huì)學(xué)構(gòu)造一套完整的教學(xué)體系。該文章基于此目的展開(kāi)了對(duì)高中物理教學(xué)滲透HPS教學(xué)模式的研究，主要從HPS教學(xué)模式的背景和意義、研究的具體內(nèi)容以及框架、和研究的方法、HPS教育的理論依據(jù)、HPS教育在高中物理教學(xué)模式中的應(yīng)用，教學(xué)案例分析等這幾個(gè)方面入手，層層深入、逐步細(xì)化，從而得到物理課堂應(yīng)該與HPS教學(xué)模式有機(jī)滲透、教學(xué)情境多樣化。

【關(guān)鍵詞】物理;HPS教學(xué)模式;高中物理

中圖分類號(hào)： G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）32-0171-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.32.080

1 HPS教育概述

“科學(xué)的定義到底是什么？”將“科學(xué)”定義為運(yùn)用范疇、定理、定律等思維形式反映現(xiàn)實(shí)社會(huì)本質(zhì)規(guī)律的知識(shí)體系，在《辭?！芬粫?shū)中是這樣描述的[1]。雖然十分完整的定義已經(jīng)被科學(xué)家總結(jié)出來(lái)了，但是我們?nèi)灾铝τ诙嘟嵌鹊娜ミM(jìn)行科學(xué)教學(xué)的研究。而HPS被認(rèn)為是科學(xué)教學(xué)中最受關(guān)注的研究方向。

HPS原本是科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)史兩個(gè)概念的英文縮寫(xiě)，但是隨著社會(huì)不斷的發(fā)展進(jìn)步，科學(xué)社會(huì)學(xué)與科教之間的關(guān)系也變得十分特殊，所以后來(lái)HPS中也科學(xué)社會(huì)學(xué)歸納進(jìn)來(lái)，HPS就變成了這三者的結(jié)合。當(dāng)今社會(huì)，科技發(fā)展越發(fā)迅猛，越發(fā)需要能夠辨析科學(xué)技術(shù)與社會(huì)之間關(guān)系的人才，這就需要老師不僅能夠教授科學(xué)知識(shí)，還要讓學(xué)生能夠理解到科學(xué)的本質(zhì)，而這些是我們教育所欠缺的。

在物理教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生非常容易從老師那里獲取大量現(xiàn)成的物理知識(shí)等，但是自己對(duì)科學(xué)本質(zhì)理解的甚少。運(yùn)用這種單一視角的方式，雖然學(xué)生學(xué)到了表面的解決問(wèn)題的方式，卻缺乏對(duì)科學(xué)內(nèi)涵的了解，導(dǎo)致學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)低。而HPS教育的提出，能夠讓學(xué)生更有利于去多視角的去審視科學(xué)。

在物理教學(xué)中，如果老師能夠在適當(dāng)?shù)那榫诚乱梦锢韺W(xué)的發(fā)展史，使得學(xué)生對(duì)物理學(xué)有不一樣的見(jiàn)解，對(duì)于激發(fā)學(xué)生物理的探究動(dòng)機(jī)有一定的幫助。新課改也要求學(xué)生初步了解物理學(xué)的發(fā)展歷程、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和主要成就。很明顯，僅僅給學(xué)生講解書(shū)本上知識(shí)內(nèi)容，對(duì)于完成新課改的目標(biāo)要求是有一定難度的。運(yùn)用HPS教育，我們可以更接近新課改的目標(biāo)要求。

但僅僅依靠科學(xué)史在通識(shí)教育中可以發(fā)揮巨大作用，卻有一定的不足，它很難成為一個(gè)完整的教學(xué)模式體系?？茖W(xué)的發(fā)展決定著科學(xué)哲學(xué)的發(fā)展，科學(xué)史和科學(xué)史觀，兩者相互影響，不可分割。而通過(guò)運(yùn)用科學(xué)社會(huì)學(xué)，學(xué)生可以用科學(xué)的方法去認(rèn)識(shí)以及改造這個(gè)世界。所以，從HPS教育的角度來(lái)說(shuō)，將三者相互結(jié)合起來(lái)是十分有必要的行為，我們可以將它運(yùn)用到物理教學(xué)中去。

2 HPS教育的理論依據(jù)

對(duì)于沈明賢來(lái)說(shuō)：“科學(xué)觀可以是理論化和系統(tǒng)化的，對(duì)科學(xué)的觀點(diǎn)和看法，它是對(duì)科學(xué)的反思。”就高中生來(lái)看，有研究表明大多數(shù)的高中學(xué)生心中仍沒(méi)有形成較為正確的科學(xué)觀，對(duì)科學(xué)本質(zhì)也沒(méi)有多少的了解。

教育界對(duì)科學(xué)觀的本質(zhì)在較低的層次上形成了比較統(tǒng)一的看法，從科學(xué)知識(shí)的形成和本質(zhì)，學(xué)生對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)，科學(xué)家的認(rèn)識(shí)等角度對(duì)科學(xué)觀達(dá)成了大致的共識(shí)，如表1[4]：

表1 科學(xué)觀的普遍共識(shí)

3 HPS教育的教學(xué)模式

HPS的模式在傳統(tǒng)意義上，其實(shí)是由哲學(xué)和歷史兩種交錯(cuò)構(gòu)成的。英國(guó)的孟克和奧斯本從科學(xué)研究的順序出發(fā)，把教學(xué)分為六個(gè)階段，即：演示、引出觀念、學(xué)習(xí)歷史、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)的觀念與實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)、評(píng)論和評(píng)估[8]。這是較為經(jīng)典的以物理學(xué)史為情境的HPS教學(xué)模式。

另一種以對(duì)話為情境的教學(xué)模式，在教學(xué)過(guò)程中更加明顯地體現(xiàn)出來(lái)關(guān)于科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)容，師生在對(duì)話交流中應(yīng)該圍繞科學(xué)本質(zhì)的觀點(diǎn)進(jìn)行一定角度上的探討。教師在引導(dǎo)學(xué)生的探究過(guò)程中應(yīng)該適當(dāng)?shù)娜谌雽?duì)科學(xué)的理解、思考。分為問(wèn)題重現(xiàn)[10]、產(chǎn)生疑問(wèn)、還原自然現(xiàn)象、評(píng)價(jià)和反思幾個(gè)階段。以對(duì)話為情境[9]的討論對(duì)學(xué)生發(fā)展科學(xué)認(rèn)知能力、批判性思維以及創(chuàng)新精神具有重要意義。

4 運(yùn)用HPS教學(xué)模式的案例分析

有人會(huì)覺(jué)得運(yùn)用以物理學(xué)史為情境的HPS教學(xué)模式與學(xué)生交流非常簡(jiǎn)單，但是學(xué)生思考的過(guò)程是非常有意義的。一方面，科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)我們也可以參與其中，這一過(guò)程提升了學(xué)生對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí);另一方面，這可以培養(yǎng)學(xué)生自身的批判性思維，在不斷進(jìn)行思維創(chuàng)新的過(guò)程中，鞏固學(xué)習(xí)的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

例如伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究，這是一節(jié)是將HPS融入高中物理的經(jīng)典課程，能夠向同學(xué)們介紹伽利略是如何研究自由落體運(yùn)動(dòng)的，并且能夠研究他的科學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)構(gòu)思。以前把這節(jié)教學(xué)內(nèi)容當(dāng)成閱讀材料來(lái)處理，在新課標(biāo)改革之后把這節(jié)課單獨(dú)列為一節(jié)，這樣做也是出于對(duì)新課標(biāo)改革后的教育目標(biāo)的重視。為了將新課標(biāo)落實(shí)的更為完善，教師在課前可以先讓學(xué)生自行了解教材，收集資料，這樣在課上，與同學(xué)和老師之間討論，就有可以講的材料以及知識(shí)點(diǎn)。通過(guò)課上的討論，學(xué)生們可以充分的完善自身，對(duì)于自由落體運(yùn)動(dòng)有更深一步的理解，對(duì)于研究本節(jié)課知識(shí)的過(guò)程與方法也有了更多的見(jiàn)解，教師在課上帶領(lǐng)學(xué)生了解伽利略，了解他對(duì)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，使學(xué)生的科學(xué)觀念得到正確的樹(shù)立。

而運(yùn)用以對(duì)話為情境的HPS教學(xué)模式，由生活中各種看得見(jiàn)摸得著的現(xiàn)象引入課程，通過(guò)拓展課程寬度，讓學(xué)生從物理走向?qū)嶋H生活。學(xué)生通過(guò)自己探究總結(jié)出規(guī)律，這樣能夠培養(yǎng)學(xué)生自主思維的能力。學(xué)生以小組的方式進(jìn)行思考，還可彌補(bǔ)對(duì)弱勢(shì)學(xué)生關(guān)注的不足。通過(guò)運(yùn)用以對(duì)話為情境的HPS教學(xué)模式，努力讓學(xué)生成為知識(shí)的“探索者”，讓學(xué)習(xí)成為學(xué)生自主探索的過(guò)程，這一過(guò)程，可以使學(xué)生的創(chuàng)造能力得到提升。

例如汽化和液化實(shí)驗(yàn)的探究，同學(xué)們通過(guò)之前的課程的學(xué)習(xí)，充分的了解了什么是溫度，以及溫度計(jì)應(yīng)該如何使用，了解到物質(zhì)在自然界中最普遍存在的三種物理狀態(tài)，以及了解到了到底什么是熔化什么是凝固。這一章節(jié)對(duì)如何汽化和液化的一些方法和條件進(jìn)行了總結(jié)和描述，這一章節(jié)的內(nèi)容和我們的生活分不開(kāi)，這種現(xiàn)象充分體現(xiàn)了新課標(biāo)在初中物理種的相關(guān)發(fā)展理念。從生活中常見(jiàn)的物理現(xiàn)象來(lái)導(dǎo)入有關(guān)汽化和液化的相關(guān)概念，并通過(guò)讓學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證，總結(jié)物理規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)生活進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，了解相關(guān)物理知識(shí)。在學(xué)生小組探究的過(guò)程中，教師需要引領(lǐng)學(xué)生自主認(rèn)識(shí)有關(guān)液體沸騰時(shí)的相關(guān)特點(diǎn)，培養(yǎng)出學(xué)生對(duì)于物理的求知的精神，并且會(huì)利用實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)來(lái)繪制出圖象，分析所探究的問(wèn)題的能力。

5 總結(jié)和反思

通過(guò)以上將HPS教學(xué)模式運(yùn)用到物理中的案例分析，我們可以總結(jié)出將HPS教學(xué)模式融入物理中的優(yōu)點(diǎn)，HPS教學(xué)模式是對(duì)科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)社會(huì)學(xué)三方面資源的融合[11]，對(duì)于學(xué)生從學(xué)習(xí)物理中掌握高效有意義的學(xué)習(xí)方法有著良好的幫助。通過(guò)設(shè)置專門(mén)的HPS教學(xué)選修課，為學(xué)生探索物理原理、物理定律背后的科學(xué)史提供幫助，為學(xué)生拓展了學(xué)習(xí)方式，能夠更加深入的學(xué)習(xí)物理學(xué)知識(shí)。

其次，在物理教學(xué)中引入HPS教學(xué)模式，避免了教學(xué)的機(jī)械化。教師與學(xué)生不應(yīng)該只教與學(xué)科學(xué)知識(shí)和技能來(lái)應(yīng)對(duì)升學(xué)考試，這樣的教學(xué)是呆板的，這是一種非常單一的思維。事實(shí)上，從不同的角度來(lái)看待世界，通過(guò)切身的體驗(yàn)與觀察，學(xué)生們能夠自主的去理解知識(shí)，全方位的感受物理學(xué)，有助于學(xué)生形成正確的三觀。

但是HPS教學(xué)模式在現(xiàn)在的階段也有著缺陷，那就是教師的自身素養(yǎng)[12]。如果想要在高中物理教學(xué)之中真正的融入HPS教學(xué)模式，教師對(duì)于HPS的理解起著至關(guān)重要的作用。對(duì)教師進(jìn)行學(xué)習(xí)HPS的培訓(xùn)，一方面，對(duì)于教師的培養(yǎng)自身專業(yè)素養(yǎng)有著幫助。通過(guò)學(xué)習(xí)，教師提高了對(duì)于科學(xué)方法和精神的理解，修正其自身的科學(xué)觀念。另一方面，只有HPS教育對(duì)于學(xué)習(xí)物理的重要性讓老師感同身受，才有可能把滲透著這樣的教育應(yīng)用到他的課堂中，向?qū)W生教授真正的物理學(xué)，才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情和興趣。

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