略談HPS融入中學化學教學的幾個問題

楊有文

【摘要】將HPS（化學史、科學哲學、科學社會學的縮寫詞）內容融入化學教學中，能夠幫助學生更好地理解化學學科的科學本質，提高學生的科學素養(yǎng)。融合HPS的化學教學模式主要包括以下六個環(huán)節(jié)：演示現象、引出觀念、學習歷史、設計實驗、呈現科學觀念和實驗檢驗、總結與評價。

【關鍵詞】化學教學 HPS 價值 案例 思考

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）05-0127-02

一、HPS融入中學化學教學的價值

HPS 是科學史、科學哲學和科學社會學（History Philosophy and Sociology ofScience）的縮寫詞。將HPS 的內容融入科學教育可以使學生更好地體驗科學發(fā)現的過程，理解科學方法的特征，把握科學知識的本質，使學生懂得科學究竟是什么，科學知識是怎樣產生的，科學在社會發(fā)展和進步中的作用，科學和科學方法的優(yōu)點與局限性等等。[1]

HPS 教育強調科學的人文性、批判性和創(chuàng)新性，其積極意義在于將科學看成是永無止境的探索過程，在科學教育中滲透HPS 教育，有利于培養(yǎng)學生的質疑和創(chuàng)新精神，促進學生理解科學的本質，提高學生的科學素養(yǎng)。[2]在初中化學教學中融合HPS教育具有極其重要的價值，因為提高學生的科學素養(yǎng)是義務教育階段化學課程的根本主旨所在，將HPS內容融入化學教學中是與化學課程的主旨高度契合的。

二、HPS融入中學化學教學的案例

英國科學教育工作者孟克（M .Monk）和奧斯本（J .Osborne）提出了把HPS 融入科學課程的教學模式。這一教學模式的過程主要包括以下六個環(huán)節(jié)：演示現象、引出觀念、學習歷史、設計實驗、呈現科學觀念和實驗檢驗、總結與評價。[3]下面，筆者以曾經執(zhí)教的人教版化學教材九年級下冊第十單元《酸和堿》中“酸堿指示劑”課題作為案例，對將HPS融入化學教學的模式做一簡要介紹：

1.演示現象

教師用生活小實驗創(chuàng)設教學情景：將學生熟悉的蔬菜——紫甘藍（紫包菜）

洗凈后撕碎放入盤中，用蒜杵研磨，可發(fā)現盤底有紫色的汁液，再向盤中加入白醋并攪拌，可發(fā)現汁液由紫色立即變?yōu)榧t色。來自學生身邊生活中的現象能夠激發(fā)起學生濃厚的學習興趣和探究欲望：紫甘藍的汁液為什么由紫色變成了紅色？

2.引出觀念

教師引導學生就實驗現象提出自己的觀點或解釋：教師要讓學生在充分思

考和小組討論的基礎上對實驗現象提出盡可能多的觀點，并鼓勵學生暢所欲言、各抒己見。例如學生提出的觀點有：

（1）是白醋讓紫甘藍汁液變?yōu)榱思t色；

（2）加入其他食醋也能使紫甘藍汁液變?yōu)榧t色；

（3）白醋也能使其他有色植物的汁液變色等。

3.學習歷史

300多年前，英國著名化學家、近代化學之父波義耳在一次實驗中，不小心將濃鹽酸濺到一束紫羅蘭的花瓣上，當他沖洗花瓣時，驚奇地發(fā)現花瓣變成了紅色。波義耳沒有放過這次偶然的發(fā)現，經過進一步的思考和實驗，發(fā)明了酸堿指示劑。這項發(fā)明的生命力是如此之強，至今我們仍然在使用。

在此環(huán)節(jié)中，教師指導學生利用教材“資料卡片”內容以及網絡等資源學習波義耳發(fā)現酸堿指示劑的化學史料。此環(huán)節(jié)是HPS教學模式的核心環(huán)節(jié)，除了指導學生學習相關化學史料之外，教師還應特別注意介紹波義耳當時所做的思考：“鹽酸能使紫羅蘭變紅，其它的酸能不能使他它變紅呢？酸能使紫羅蘭變紅，那么堿能否使它變色呢？紫羅蘭能變色，別的花能不能變色呢？”以此引導學生體驗化學家嚴密而又環(huán)環(huán)相扣的思維過程！”

4.設計實驗

通過以上兩個環(huán)節(jié)的學習，學生對現象已有了多個觀點，既有學生自己

提出的，也有歷史上的化學家提出的，接下來的環(huán)節(jié)就是要引導學生在討論、分析各種觀點的基礎上，選出自己支持的觀點。在此環(huán)節(jié)中教師要著重讓學生意識到以下兩點：一是對同一現象可以有不同的觀念或解釋；二是要檢驗某一觀點正確與否則必須通過實驗來檢驗。這樣再引導學生設計實驗便水到渠成了。

5.呈現科學觀念和實驗檢驗

在這一環(huán)節(jié)中，教師首先講解教材中對這一現象的科學觀點或解釋：某些植物的花、莖、葉、根、果實中含有植物色素，在酸性或堿性溶液中能顯示不同的顏色，因此可以利用某些植物的花、莖、葉、根和果實的浸出液作酸堿指示劑。

至此，教師的講解又為學生增加了一種觀點，這種觀點仍需通過實驗進行檢驗。教師可以引導學生在環(huán)節(jié)4設計的實驗基礎上進一步優(yōu)化實驗方案以便對該觀點予以檢驗。如可以選擇紅月季花、紫牽?；?、紫甘藍等有色植物的汁液以及石蕊溶液和酚酞溶液分別在鹽酸、白醋、氫氧化鈉溶液、石灰水中的顏色變化進行對比來檢驗。學生通過實驗對自己的觀點進行檢驗可以得出結論，從而形成科學的觀念。

6.總結與評價

在這一環(huán)節(jié)，教師要對前面的學習過程進行簡短的總結和評價，以幫助學生更好地把握科學的觀念、理解化學家的思維過程、了解科學探究的方法、體驗科學探究的過程等。

三、HPS融入中學化學教學的思考

1.HPS融入化學教學要充分挖掘化學史的載體功能

化學史記錄了影響化學發(fā)展的重大事件，闡述了化學發(fā)展的歷程，展示了化學家在研究中所采用的科學方法，多角度呈現了化學家的科學精神。在將HPS融入化學教學時，教師要注意充分挖掘化學史的教育價值，以促進學生對化學知識的建構，加深對科學本質的理解，提高學生的科學素養(yǎng)。

2.HPS融入化學教學對化學教師的素養(yǎng)提出了更高的要求

HPS融入化學教學要由化學教師來落實，由于HPS涉及科學史、科學哲學、科學社會學的內容， 這就要求化學教師除了具備化學專業(yè)素養(yǎng)之外，還必須具備歷史、哲學等方面的人文素養(yǎng)。只有化學教師具備了深厚的科學、人文素養(yǎng)，HPS教育與化學教學的融合才能真正落到實處。

參考文獻：

[1]丁邦平.HPS教育與科學課程改革[J].比較教育研究，2000，（6）：10

[2]袁維新.HPS 教育：一種新的科學教育范式[J].教育科學研究，2010，（7）：49

[3]袁維新.科學史教育的教學價值與教學模式[J].教育科學研究，2004，（7）：40