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摘 要：本文介绍了HPS教育理论，对生物教学中HPS教育现状进行分析，强调HPS教育在生物教学中的作用，并着重结合实例介绍HPS教育基本教学模式，提出教师在HPS教育教学中应注意的问题。
关键词：HPS； 教学模式； 生物教学； 应用
中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2014）02-007-001
一、HPS教育含义及现状分析
HPS教育是History philosophy and sociology of science（科学史、科学哲学和科学社会学）的缩写，它是以建构主义为理论基础的、新型的、基于科学本质的科学史教育。它的目的是把科学史、科学哲学、科学社会学的内容融入到课程教学中，以提高学生的科学素养。
然而HPS教育在生物教学中的现状却不容乐观。教师常以讲故事或学生自我阅读的方式一带而过，学生对此内容也是听过、看过，而后就忘了，教育效果较差。造成此种现状的原因主要是教师对新的教学理念、观点理解不够，课堂教学模式单一；教师自身科学史知识储备不够，对科学史的教育价值缺乏深刻理解；受教学时间限制，教师关心的问题是传授学科知识，突略了学生科学素养的培养。
二、重视HPS教育的作用
HPS教育在生物教学中具备着以下作用，我们应充分重视。
1.HPS教育是以科学教育为背景，促使学生主动建构科学知识。教师递进式的问题设置，能有利于拉近学生与科学家的距离。学生在体验小“科学家”的过程中，体会到科学创新的艰辛与乐趣，从而掌握科学研究方法。
2.HPS教育能充分发挥学生的主体性，提高学生学习兴趣、拓宽知识面，增加学生的人文知识，陶冶人文情怀。
3.HPS教育将科学史、科学哲学的学习与当前的科学概念学习有机地融合在一起，有利于学生对科学知识的理解，有利于科学方法的培养和科学思想观的熏陶，从而培养学生的科学素养。
三、HPS教育的基本教学模式
英国科学教育学者孟克（M.Monk）和奥斯本（J.Osborne）在总结科学教育的历史经验基础上，以建构主义为理论基础，提出了HPS教育的基本教学模式。这一模式注重利用学生的已有知识、经验，促使学生进行科学探究。下面以“植物生长所需的营养物质”为例，结合HPS教育基本教学模式的六个环节来介绍：
1.演示现象
教师通过向学生演示某一自然现象，引导学生仔细观察，由此产生需要解决的问题。这里的自然现象必须是科学家在历史上曾进行过研究的，从而才能激发学生的好奇心，促使学生利用科学史资源进行进一步的探究。
如教师一上课就利用多媒体课件，演示小树由小长大的情景，引导学生思考：小树为什么会长大？它的食物是什么？
2.引出观念
教师启发学生对这一自然现象作出自己的解释，说出自己的想法。大家可以各抒己见，用发散性思维进行头脑风暴。大家互相讨论。
如同学甲认为：小树的食物是空气（小树暴露在空气中）。
同学乙认为：小树的食物是土壤（小树种在土里）。
同学丙认为：小树的食物是土壤（人们给小树浇水）……
3.学习历史
教师介绍这一问题产生的真实背景、当时科学家的不同思想、观点、验证方法等，作为学生研究的参照系，引导学生讨论、探索这些观念产生的背景、条件，使学生认识到时代的制约性，从而激发学生的想象力，培养创新精神。
教师阐述：2000年前，哲人亚里士多德通过经验推测植物的食物来自土壤。1629年，海尔蒙特做了个实验：他在木桶中种了一棵树，每天给树浇水，几年后对比实验前后土壤和树苗的重量发现：土壤减轻50克，而树苗增重了10公斤。由此他得出结论：植物的食物是水。
4.设计实验
教师要求学生从多种观点中选择某种观点，组内合作共同设计实验方案进行检验。通过这一环节，使学生认识到：同一自然现象可能有不同的解释，这些解释不是简单的猜测，而要有依据。
教师提问：你认为什么是植物的食物？你赞同哪一位科学家的观点？能不能实验来验证呢？请你结合已有知识，以小组为单位设计实验，进行探究。
5.呈示科学观念和实验检验
教师讲解教科书上对这一自然现象的科学解释，为学生实现观念转变提供契机和可能。学生通过对实验现象的观察、资料的收集与整理，对自己的观念和解释进行检验，从而得出结论，形成科学观念，即实现由原有的错误观念、不完整观念向科学观念的转变，理解科学探究过程，学会科学探究方法，在潜移默化中培养学生的科学精神。
教师讲解：植物生长所需的营养物质是二氧化碳、水、无机盐。教师引导学生对自己所选观点进行实验，在此可就“二氧化碳是光合作用必需的原料吗”进行探究。设计一组对照实验：在两个密闭的玻璃罩内分别放入一盆植物、一只小老鼠。一个玻璃罩内用烧杯装一杯清水，另一玻璃罩内用烧杯装一杯氢氧化钠溶液，放在太阳下观察一段时间。观察到的现象是什么？你能得出什么结论？
6.总结与评价
通过个人的反思、小组成员互评、教师评价等方式来总结思考，帮助学生深刻理解科学探究本质。
从实验的仪器的选取、实验方案的猜想、实验步骤的设计等方面，将学生设计的实验进行比较、评价，得出结论。
放清水的玻璃罩内植物与老鼠都生活的很好，而放氢氧化钠溶液的玻璃罩内老鼠与植物先后死去。由于氢氧化钠溶液具有吸收二氧化碳的特性，由此得出结论：二氧化碳是植物光合作用的原料之一，是植物的食物之一。
四、运用HPS教学模式应注意的问题
在运用此种理论进行教学设计时，要根据具体内容的不同进行不同的选择。教师应根据实际情况对教学过程进行灵活取舍和适当调整，切勿生搬硬套。同时教师平日要注意积累收集生物史资料与素材，开发科学史方面的课程资源；不断完善自己的知识结构，变革思维方式，学会客观深刻地评价科学家的贡献；并明确科学史的教育要求，树立终身学习意识，提高自身科学素养。
参考文献：
[1]丁邦平.国际科学教育导论，山西教育出版社，2002.330，348-354
[2]丁邦平.HPS教育与科学课程改革比较教育研究，2000，（6）：6-12
[3]袁维新.《HPS教学模式和光合作用发现过程的教学案例》，生物学教学，2004（12）
关键词：HPS； 教学模式； 生物教学； 应用
中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2014）02-007-001
一、HPS教育含义及现状分析
HPS教育是History philosophy and sociology of science（科学史、科学哲学和科学社会学）的缩写，它是以建构主义为理论基础的、新型的、基于科学本质的科学史教育。它的目的是把科学史、科学哲学、科学社会学的内容融入到课程教学中，以提高学生的科学素养。
然而HPS教育在生物教学中的现状却不容乐观。教师常以讲故事或学生自我阅读的方式一带而过，学生对此内容也是听过、看过，而后就忘了，教育效果较差。造成此种现状的原因主要是教师对新的教学理念、观点理解不够，课堂教学模式单一；教师自身科学史知识储备不够，对科学史的教育价值缺乏深刻理解；受教学时间限制，教师关心的问题是传授学科知识，突略了学生科学素养的培养。
二、重视HPS教育的作用
HPS教育在生物教学中具备着以下作用，我们应充分重视。
1.HPS教育是以科学教育为背景，促使学生主动建构科学知识。教师递进式的问题设置，能有利于拉近学生与科学家的距离。学生在体验小“科学家”的过程中，体会到科学创新的艰辛与乐趣，从而掌握科学研究方法。
2.HPS教育能充分发挥学生的主体性，提高学生学习兴趣、拓宽知识面，增加学生的人文知识，陶冶人文情怀。
3.HPS教育将科学史、科学哲学的学习与当前的科学概念学习有机地融合在一起，有利于学生对科学知识的理解，有利于科学方法的培养和科学思想观的熏陶，从而培养学生的科学素养。
三、HPS教育的基本教学模式
英国科学教育学者孟克（M.Monk）和奥斯本（J.Osborne）在总结科学教育的历史经验基础上，以建构主义为理论基础，提出了HPS教育的基本教学模式。这一模式注重利用学生的已有知识、经验，促使学生进行科学探究。下面以“植物生长所需的营养物质”为例，结合HPS教育基本教学模式的六个环节来介绍：
1.演示现象
教师通过向学生演示某一自然现象，引导学生仔细观察，由此产生需要解决的问题。这里的自然现象必须是科学家在历史上曾进行过研究的，从而才能激发学生的好奇心，促使学生利用科学史资源进行进一步的探究。
如教师一上课就利用多媒体课件，演示小树由小长大的情景，引导学生思考：小树为什么会长大？它的食物是什么？
2.引出观念
教师启发学生对这一自然现象作出自己的解释，说出自己的想法。大家可以各抒己见，用发散性思维进行头脑风暴。大家互相讨论。
如同学甲认为：小树的食物是空气（小树暴露在空气中）。
同学乙认为：小树的食物是土壤（小树种在土里）。
同学丙认为：小树的食物是土壤（人们给小树浇水）……
3.学习历史
教师介绍这一问题产生的真实背景、当时科学家的不同思想、观点、验证方法等，作为学生研究的参照系，引导学生讨论、探索这些观念产生的背景、条件，使学生认识到时代的制约性，从而激发学生的想象力，培养创新精神。
教师阐述：2000年前，哲人亚里士多德通过经验推测植物的食物来自土壤。1629年，海尔蒙特做了个实验：他在木桶中种了一棵树，每天给树浇水，几年后对比实验前后土壤和树苗的重量发现：土壤减轻50克，而树苗增重了10公斤。由此他得出结论：植物的食物是水。
4.设计实验
教师要求学生从多种观点中选择某种观点，组内合作共同设计实验方案进行检验。通过这一环节，使学生认识到：同一自然现象可能有不同的解释，这些解释不是简单的猜测，而要有依据。
教师提问：你认为什么是植物的食物？你赞同哪一位科学家的观点？能不能实验来验证呢？请你结合已有知识，以小组为单位设计实验，进行探究。
5.呈示科学观念和实验检验
教师讲解教科书上对这一自然现象的科学解释，为学生实现观念转变提供契机和可能。学生通过对实验现象的观察、资料的收集与整理，对自己的观念和解释进行检验，从而得出结论，形成科学观念，即实现由原有的错误观念、不完整观念向科学观念的转变，理解科学探究过程，学会科学探究方法，在潜移默化中培养学生的科学精神。
教师讲解：植物生长所需的营养物质是二氧化碳、水、无机盐。教师引导学生对自己所选观点进行实验，在此可就“二氧化碳是光合作用必需的原料吗”进行探究。设计一组对照实验：在两个密闭的玻璃罩内分别放入一盆植物、一只小老鼠。一个玻璃罩内用烧杯装一杯清水，另一玻璃罩内用烧杯装一杯氢氧化钠溶液，放在太阳下观察一段时间。观察到的现象是什么？你能得出什么结论？
6.总结与评价
通过个人的反思、小组成员互评、教师评价等方式来总结思考，帮助学生深刻理解科学探究本质。
从实验的仪器的选取、实验方案的猜想、实验步骤的设计等方面，将学生设计的实验进行比较、评价，得出结论。
放清水的玻璃罩内植物与老鼠都生活的很好，而放氢氧化钠溶液的玻璃罩内老鼠与植物先后死去。由于氢氧化钠溶液具有吸收二氧化碳的特性，由此得出结论：二氧化碳是植物光合作用的原料之一，是植物的食物之一。
四、运用HPS教学模式应注意的问题
在运用此种理论进行教学设计时，要根据具体内容的不同进行不同的选择。教师应根据实际情况对教学过程进行灵活取舍和适当调整，切勿生搬硬套。同时教师平日要注意积累收集生物史资料与素材，开发科学史方面的课程资源；不断完善自己的知识结构，变革思维方式，学会客观深刻地评价科学家的贡献；并明确科学史的教育要求，树立终身学习意识，提高自身科学素养。
参考文献：
[1]丁邦平.国际科学教育导论，山西教育出版社，2002.330，348-354
[2]丁邦平.HPS教育与科学课程改革比较教育研究，2000，（6）：6-12
[3]袁维新.《HPS教学模式和光合作用发现过程的教学案例》，生物学教学，2004（12）