基于歐盟HIPST計劃的地理學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)體系構(gòu)建與實踐*

殷興宇 李小妹

（陜西師范大學(xué) 地理科學(xué)與旅游學(xué)院,陜西 西安 710119）

一、HIPST計劃的研究回顧

HPS學(xué)科（History,Philosophy and Sociology of Science）是科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會學(xué)的英文縮寫。其建立與發(fā)展過程是人類探索科學(xué)本質(zhì)的過程，是HPS學(xué)者逐步探索其教育價值的過程。科學(xué)教育研究者認(rèn)識到HPS學(xué)科的教育價值，然而在科學(xué)教育實施過程中由于課程資源、教師素質(zhì)、科學(xué)課堂文化等因素的制約，HPS的教育價值難以實現(xiàn)。歐盟為此實施HIPST計劃（History and Philosophy in Science Teaching Project），[1]旨在提升人們對科學(xué)、技術(shù)和社會之間關(guān)系的理解，促進(jìn)社會的科學(xué)教育發(fā)展和提升公眾的科學(xué)素養(yǎng)。在HIPST計劃提出后，眾多學(xué)者開始進(jìn)行補(bǔ)充HPS教育的HIPST計劃教學(xué)模式的研究。[2][3]加利利（Igal Galili）結(jié)合物理學(xué)史對HPS相關(guān)本體論和認(rèn)識論方面的特定概念進(jìn)行解釋，指出HPS課程的開發(fā)資料應(yīng)清楚闡釋科學(xué)知識的性質(zhì)和主要特征：客觀性和積累性，綜合提出了HPS教育和HIPST計劃的核心理論“學(xué)科文化理論”。[4]因此，國外相關(guān)研究較為清晰地闡述了科學(xué)史教育中的科學(xué)本質(zhì)觀，并能夠結(jié)合學(xué)生認(rèn)識論和方法論提出具體的課程策略。

目前我國對于科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)教學(xué)的研究較多集中在HPS教育的應(yīng)用方面。有些學(xué)者從理論基礎(chǔ)、目標(biāo)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、開發(fā)路徑、開發(fā)模式四個方面對HIPST項目進(jìn)行了總體的簡述以及探討了HIPST項目的案例開發(fā)與案例教學(xué)策略。[5][6][7]地理學(xué)科科學(xué)史的重要性也引起地理學(xué)者的廣泛關(guān)注：提出應(yīng)按照地理學(xué)思想方法構(gòu)建地理教學(xué)理論體系，并明確指出開展實證研究的必要性，[8]對地理學(xué)史的研究范式和研究方向進(jìn)行了歸納，[9]提出地理學(xué)史是培養(yǎng)學(xué)生地理素養(yǎng)的重要載體；對地理教師開展地理教學(xué)提出了一定的實施建議，即需從知識、方法、意識和精神四個方面進(jìn)行地理學(xué)思想史的應(yīng)用，[10][11]并嘗試將HPS應(yīng)用在地理教學(xué)實踐中。[12][13][14]從HIPST計劃的框架上看，雖然目前我國地理教學(xué)中HPS教育有一定的實踐應(yīng)用，但較多的課堂更偏向于地理學(xué)思想史部分，而在地理科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會學(xué)方面涉及較少。同時，課堂傾向于地理科學(xué)史知識的講述，由學(xué)生通過地理科學(xué)史進(jìn)程自我建構(gòu)知識體系的較少。此外，目前缺乏供教師直接開展地理學(xué)思想史教學(xué)的“趁手”教材，一線教師普遍缺少地理學(xué)思想史的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和相應(yīng)的教學(xué)培訓(xùn)，容易忽視教學(xué)過程中學(xué)生科學(xué)精神的培養(yǎng)，因此很難形成具有體系化的HPS特色地理教學(xué)策略。

二、HIPST計劃與地理學(xué)科的契合

我國《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課程標(biāo)準(zhǔn)”）的培養(yǎng)目標(biāo)中也提到，學(xué)生應(yīng)具有科學(xué)文化素養(yǎng)和終身學(xué)習(xí)的能力。[15]HIPST計劃與我國高中地理培養(yǎng)目標(biāo)相契合，為我國學(xué)生地理科學(xué)精神素養(yǎng)的培養(yǎng)提供新的教學(xué)實踐指引。[16]HIPST計劃指導(dǎo)下的課堂可以改變傳統(tǒng)地理課堂以教師灌輸式的教學(xué)方式為主的現(xiàn)狀。讓學(xué)生感悟地理學(xué)知識的起源與發(fā)展，學(xué)習(xí)科學(xué)家思想與方法，切身體會知識理論被確立或推翻的過程，塑造完整健全的科學(xué)本質(zhì)觀念。

1.地理學(xué)科HIPST計劃的構(gòu)建

HIPST計劃的核心理論為“學(xué)科文化理論”，[17]即某一學(xué)科對應(yīng)的科學(xué)應(yīng)該是一種文化，科學(xué)史是整個文化的生命主線，它承擔(dān)著知識的結(jié)構(gòu)組成和排列，同時也象征著知識的意義所在。其內(nèi)容框架主要由內(nèi)核—主體—外緣三部分組成。其中內(nèi)核主要是本學(xué)科最基本的定理、原則、基本規(guī)律等。中圈為主體，主要是核心原則、規(guī)律的應(yīng)用，如解決問題、建?；蛘哌\(yùn)用理論去解釋現(xiàn)實中各種現(xiàn)象等，同時也包括實驗室對于各種實驗物品的使用。最外面的一圈是外緣，它包含了與核心知識相矛盾的知識、過去提出的原則和概念等，以及一些運(yùn)用已有知識無法解釋的現(xiàn)象和人們基于目前的知識提出尚未驗證的猜想或誤解。

地理學(xué)科HIPST計劃的內(nèi)容根據(jù)“學(xué)科文化理論”可以構(gòu)建為如圖1所示的模型圖。內(nèi)核主要由地理學(xué)核心理論及其發(fā)展完善過程構(gòu)成，主體包括了地理學(xué)核心理論和發(fā)展過程中的應(yīng)用和影響，外緣包括了與整個地理學(xué)核心理論共生的地理學(xué)哲學(xué)思想、過去的舊概念以及地理學(xué)至今未證實的猜想等。這三個部分構(gòu)成了共生且相互作用的緊密整體。地理學(xué)科在落實HIPST計劃的學(xué)科性實踐方面，包括地理學(xué)史、地理科學(xué)哲學(xué)和地理科學(xué)社會學(xué)三個部分。

圖1 地理學(xué)科HIPST計劃的構(gòu)建

(1)地理學(xué)史

地理學(xué)史主要包括地理概念與規(guī)律的演化、地理學(xué)家探究史、地理學(xué)思想史等。地理學(xué)思想史是較長的時間尺度和較大的空間尺度下一系列重要的地理學(xué)思想的發(fā)展歷程，它展現(xiàn)了科學(xué)家通過地域性、等級概念、空間要素的相互關(guān)系和相互作用等方法認(rèn)識世界和理解世界的過程，是地理學(xué)方法論的體現(xiàn)。結(jié)合地理學(xué)科育人價值的取向，本文所論述的地理學(xué)史教學(xué)是偏向于地理學(xué)史中的地理學(xué)思想史部分。

(2)地理科學(xué)哲學(xué)

地理科學(xué)哲學(xué)突出地理科學(xué)中地理知識的本質(zhì)，體現(xiàn)地理學(xué)知識既是前人發(fā)現(xiàn)的積累，又具有依據(jù)時代不斷變化的發(fā)展特征。地理科學(xué)哲學(xué)是人類在使用地理知識指導(dǎo)生產(chǎn)生活實踐，并對一系列自然現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)識和改造的認(rèn)識論與方法論，具有高度凝練性的地理學(xué)科特色。地理科學(xué)哲學(xué)的研究促進(jìn)地理學(xué)思想與理論的創(chuàng)新。[18]地理科學(xué)哲學(xué)還包括地理學(xué)思想，如人地關(guān)系思想、區(qū)位思想、因地制宜思想、可持續(xù)發(fā)展思想等，也包括地理學(xué)思想論證過程的實證性、邏輯性與創(chuàng)新性等。

(3)地理科學(xué)社會學(xué)

地理科學(xué)社會學(xué)呈現(xiàn)了地理學(xué)知識產(chǎn)生與發(fā)展的背景以及地理核心理論和技術(shù)的出現(xiàn)對社會帶來的具體影響。地理科學(xué)是自然科學(xué)與社會科學(xué)的交叉學(xué)科，核心知識的社會化應(yīng)用也是地理學(xué)科的研究重點，故根據(jù)地理學(xué)科的學(xué)科特性，本文對只著重強(qiáng)調(diào)科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)的原HIPST計劃內(nèi)涵進(jìn)行了地理科學(xué)社會學(xué)的補(bǔ)充。地理科學(xué)社會學(xué)更有助于學(xué)生加深對所學(xué)的科學(xué)史知識和其功能的認(rèn)識和理解，培養(yǎng)學(xué)生的觀察力和責(zé)任感。

2.地理學(xué)科與HIPST計劃的契合

地理學(xué)科HIPST計劃的實施表現(xiàn)在地理學(xué)科特性綜合、地理學(xué)思想史豐富、契合地理學(xué)科核心素養(yǎng)三大部分，它們的關(guān)系如圖2所示。

圖2 地理學(xué)科與HIPST計劃的契合

(1)地理學(xué)科特性綜合

“地理學(xué)是以要素、要素群、系統(tǒng)為對象，以空間為核心特征，以時間演化為特色的獨特的自然、人文和社會領(lǐng)域的綜合、交叉學(xué)科”。[19]地理學(xué)科的綜合性是開展地理學(xué)科HIPST計劃的前提。①自然與社會特性融合：地理學(xué)研究的核心之一是陸地表層自然要素與人文要素及其共同構(gòu)成的全要素系統(tǒng)，兼有自然科學(xué)的理性與社會科學(xué)的感性。②具體性與抽象性融合：除進(jìn)行單一要素的具體研究外，地理學(xué)也將若干自然要素與人文要素相結(jié)合構(gòu)成研究整體，研究多個要素之間的相互作用過程得出抽象的概念結(jié)論。③區(qū)域性與過程性融合：地理系統(tǒng)是解釋地理區(qū)域或空間的基礎(chǔ)，地理區(qū)域或空間是地理過程發(fā)生的前提。作為一門交叉學(xué)科，地理學(xué)學(xué)科特性充分體現(xiàn)了科學(xué)的多元性與包容性，為HIPST計劃提供了前提。

(2)地理學(xué)思想史豐富

地理學(xué)最早于古希臘時期產(chǎn)生，經(jīng)過了漫長的歷史發(fā)展過程。不同的地理學(xué)思想相互交織，極大地豐富了地理學(xué)思想框架，使地理學(xué)及其分支學(xué)科形成了一套具有地理學(xué)特性的核心理論體系。地理學(xué)思想史很好地契合了HIPST計劃的核心理論“學(xué)科文化理論”，幾乎每一個地理學(xué)核心理論的形成與發(fā)展都有與之相對應(yīng)的地理學(xué)思想史脈絡(luò)。地理學(xué)核心理論伴隨著時代更新發(fā)展的同時，該理論對自然現(xiàn)象的解釋和社會化應(yīng)用也在相應(yīng)地發(fā)生變化，產(chǎn)生了不同的影響，例如荷蘭開拓地上聚落系統(tǒng)的設(shè)計就是中心地理論的地理學(xué)思想的成功應(yīng)用，這些構(gòu)成了“地理學(xué)學(xué)科文化理論”中的“主體”。任何現(xiàn)代地理學(xué)核心理論與規(guī)律都會經(jīng)過去蕪存菁的過程才能被廣泛采納和使用，而與現(xiàn)代核心理論相矛盾的理論或者過去相應(yīng)提出的未被采納的概念、原則或是未被證實的猜想等也是地理學(xué)思想史上重要的精神產(chǎn)物，這些組成了“地理學(xué)學(xué)科文化理論”中的“外緣”。地理學(xué)思想史環(huán)環(huán)相扣、聯(lián)系緊密，為地理學(xué)科HIPST計劃的開展提供了豐富的素材。

(3)契合地理學(xué)科核心素養(yǎng)

人地協(xié)調(diào)觀要求學(xué)生不僅能夠正確認(rèn)識地理環(huán)境和人類活動之間的關(guān)系，同時也需要理解人們對于人地關(guān)系認(rèn)識的階段性表現(xiàn)及其原因。地理學(xué)科HIPST計劃教學(xué)通過科學(xué)史學(xué)習(xí)，讓學(xué)生能夠在動態(tài)的視角下通過不同時間尺度的科學(xué)史學(xué)習(xí)人類與地理環(huán)境關(guān)系的變化以及其蘊(yùn)含的哲學(xué)思想。綜合思維要求學(xué)生從綜合的視角認(rèn)識與分析地理現(xiàn)象和地理事物間的相互聯(lián)系，從而全面觀察與解釋地理現(xiàn)象特點，辯證地看待地理問題。HIPST計劃中，地理科學(xué)史教學(xué)包含科學(xué)家觀察與分析地理現(xiàn)象和提出地理核心理論的過程，可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)地理學(xué)家綜合看待地理事物聯(lián)系以及觀察和思考的方式，以整體的觀念看待地理事物間的相互聯(lián)系。區(qū)域認(rèn)知要求學(xué)生能夠以區(qū)域視角觀察和認(rèn)識區(qū)域內(nèi)的地理事物和地理現(xiàn)象，能夠運(yùn)用區(qū)域綜合分析等方法認(rèn)識和評價區(qū)域。地理科學(xué)史中地理學(xué)思想的形成也是在一定的研究區(qū)域中產(chǎn)生，并進(jìn)行區(qū)域比較得出地理規(guī)律。地理科學(xué)史的學(xué)習(xí)，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生在特定區(qū)域或空間的覺察能力，也能夠培養(yǎng)學(xué)生在不同時間尺度下進(jìn)行區(qū)域?qū)Ρ确治龅哪芰?、不同尺度空間疊加的能力。地理實踐力要求學(xué)生能夠在真實環(huán)境中運(yùn)用所學(xué)習(xí)的知識和工具獲取地理信息并嘗試解釋和解決地理問題。地理學(xué)科HIPST計劃教學(xué)鼓勵學(xué)生重演科學(xué)家發(fā)現(xiàn)地理現(xiàn)象的過程，將自己的做法與科學(xué)家方法相對比，提升學(xué)生收集和處理地理信息的能力，并能夠自主應(yīng)用地理學(xué)原理解決地理問題。

三、地理學(xué)科HIPST計劃的教學(xué)實施策略

地理學(xué)科HIPST計劃教學(xué)實施策略，包括圍繞課程標(biāo)準(zhǔn)中的核心知識，再依據(jù)“學(xué)科文化理論”對核心知識進(jìn)行“內(nèi)核—主體—外緣”的拆解，選取合適的地理科學(xué)史表征內(nèi)核，并結(jié)合地理科學(xué)哲學(xué)和社會學(xué)進(jìn)行細(xì)化補(bǔ)充，構(gòu)成完整的地理學(xué)科HIPST計劃課堂骨架。課堂中應(yīng)通過創(chuàng)設(shè)情境還原地理科學(xué)發(fā)現(xiàn)場景、關(guān)注學(xué)生地理科學(xué)思維結(jié)構(gòu)與表現(xiàn)的培養(yǎng)，如圖3所示。

圖3 地理學(xué)科HIPST計劃教學(xué)實施策略

1.滲透地理學(xué)思想史，構(gòu)建核心知識內(nèi)核

地理學(xué)科HIPST計劃課堂骨架的核心在于用地理科學(xué)史展示核心知識中的內(nèi)核，如圖4所示。依據(jù)“學(xué)科文化理論”對課程標(biāo)準(zhǔn)中的核心知識進(jìn)行“內(nèi)核—主體—外緣”的拆解，內(nèi)核主要是指地理基礎(chǔ)概念、理論或原則等，它是若干地理學(xué)史相互關(guān)聯(lián)發(fā)展的智慧結(jié)晶。這些地理學(xué)史可分為相關(guān)科學(xué)家探索發(fā)現(xiàn)的過程、與基礎(chǔ)地理原理本身的爭論以及同步產(chǎn)生的其他相關(guān)概念原則等。教師結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)確定核心知識并依據(jù)“學(xué)科文化理論”完成內(nèi)核的拆解。在若干地理學(xué)史中擇優(yōu)選擇符合課程標(biāo)準(zhǔn)要求且合適的地理學(xué)史作為內(nèi)核的主線展開教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自主探究內(nèi)核中地理核心理論等的產(chǎn)生過程、掌握科學(xué)家的探究思路和科學(xué)方法，同時培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。例如，“大氣的垂直分層”中的內(nèi)核為大氣不同高度下的垂直分層以及對應(yīng)的大氣成分，對應(yīng)的地理科學(xué)史有大氣垂直分層的發(fā)現(xiàn)史、人類飛行高度突破的記錄等。結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)教師可選擇人類飛行高度突破的記錄作為本節(jié)課的地理科學(xué)史，通過人類飛行高度的不斷提升學(xué)習(xí)對應(yīng)高度下的垂直分層和大氣組成的變化。

圖4 篩選地理學(xué)思想史展示核心知識

2.凝練地理科學(xué)哲學(xué)和社會學(xué)知識，整合核心知識

在確定核心知識的內(nèi)核對應(yīng)的科學(xué)史后，教師應(yīng)根據(jù)地理科學(xué)哲學(xué)和社會學(xué)對地理學(xué)科HIPST計劃課堂骨架進(jìn)行“學(xué)科文化理論”中的“主體”和“外緣”兩個部分的細(xì)化和補(bǔ)充，如圖5所示。將核心知識中解決科學(xué)問題、解釋地理現(xiàn)象以及對社會的應(yīng)用和影響等劃分為“主體”，將整個核心知識對應(yīng)的地理學(xué)史探究過程中同步產(chǎn)生的概念、還未能解決的問題、所體現(xiàn)的科學(xué)探索精神和地理學(xué)思想劃分為“外緣”?！爸黧w”和“外緣”兩個部分的完善使整個課堂教學(xué)內(nèi)容充實、主干完整、邏輯清晰、核心突出，重點培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀。例如，在“中心地理論”部分，只選取克里斯泰勒（W·Christaller）的《德國南部的中心地》的地理學(xué)思想史是不夠的，通過補(bǔ)充荷蘭圍海陸地上聚落系統(tǒng)的設(shè)計（主體）以及展示《中心地理論》在自然條件、城市體系、經(jīng)濟(jì)活動整體性等方面的不完善之處（外緣），將地理學(xué)思想史、地理科學(xué)哲學(xué)與社會學(xué)有效結(jié)合，有利于學(xué)生在更好地掌握科學(xué)知識的本質(zhì)之外，認(rèn)識到知識是可以質(zhì)疑和修正的，從而有助于學(xué)生辯證思維的培養(yǎng)，塑造正確的科學(xué)觀。

圖5 細(xì)化的地理學(xué)科HIPST計劃課堂骨架圖

3.創(chuàng)設(shè)多元情境，促進(jìn)學(xué)生自主建構(gòu)核心知識

因為地理科學(xué)核心知識的產(chǎn)生具有不同方式，例如地理實驗、數(shù)據(jù)測量、理論推演、實地觀察等，所以需要多樣化的地理學(xué)科HIPST計劃教學(xué)方式進(jìn)行展開，引導(dǎo)學(xué)生“開悟”地理本質(zhì)。[20]首先是必要的課堂教學(xué)情境方面，教師應(yīng)為學(xué)生鋪墊核心知識的社會原始背景、學(xué)界此時的主流理論及其對應(yīng)的知識盲區(qū)、新理論方法萌生并被認(rèn)可和確立的困難程度等，通過聚焦人類發(fā)展過程中的科學(xué)實踐問題增強(qiáng)學(xué)生具身化感受。[21]其次在地理實驗方面可采用“復(fù)刻經(jīng)典實驗”的教學(xué)方式，學(xué)生通過重演經(jīng)典實驗，能夠洞察科學(xué)家的實驗設(shè)計理念和方法以及更細(xì)致地理解實驗背后的科學(xué)思想。在課堂開展過程中，在地理實踐活動方面可采用角色扮演法，將學(xué)生帶入到歷史上科學(xué)家的角度去感悟科學(xué)知識得出的心路歷程，增強(qiáng)對當(dāng)今完善的地理學(xué)理論體系的理解。在理論推演方面可以采用與科學(xué)家對話的方式，學(xué)生通過與科學(xué)家的“討論與交流”共同完成問題的解決，得出結(jié)論。這便于加深學(xué)生對于科學(xué)問題的全面思考，整個過程設(shè)計如圖6所示。以上地理學(xué)科HIPST計劃教學(xué)方式除了保證學(xué)生掌握重、難點知識以外，更注重讓學(xué)生在教師構(gòu)建的多樣化地理科學(xué)知識的發(fā)現(xiàn)場景中走進(jìn)重、難點的形成過程，體驗和領(lǐng)悟地理科學(xué)家的思維過程，自主建構(gòu)知識并形成更深層次的科學(xué)認(rèn)知觀。

圖6 地理學(xué)科HIPST計劃教學(xué)方式

4.重視過程性評價，助力達(dá)成地理學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)

為更好地促進(jìn)學(xué)生在地理學(xué)科HIPST計劃課堂中地理核心素養(yǎng)和科學(xué)探究素養(yǎng)的形成以及教師教學(xué)計劃的組織開展，需要對學(xué)生在課堂中的綜合表現(xiàn)進(jìn)行地理思維結(jié)構(gòu)評價和表現(xiàn)性評價，如圖7所示。在地理思維結(jié)構(gòu)方面，教師合理設(shè)置具有層次性的學(xué)習(xí)任務(wù)，關(guān)注學(xué)生在地理學(xué)史學(xué)習(xí)中基于已有知識體系和情境中的地理信息自我建構(gòu)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程，即從主動提取情境中的地理信息到表述自己零散的觀點，再到學(xué)生能夠加工地理信息形成一套完整的邏輯結(jié)構(gòu)或方法步驟并予以實踐論證。同時教師也要關(guān)注知識結(jié)構(gòu)生成過程中學(xué)生的具象化表現(xiàn)。重點觀察學(xué)生對地理信息深度加工整合能力、地理術(shù)語專業(yè)化的邏輯論述能力、小組合作溝通反思能力以及復(fù)雜作品科學(xué)性創(chuàng)造與實踐能力等。通過地理思維結(jié)構(gòu)評價和表現(xiàn)性評價，教師評估自身地理學(xué)科HIPST計劃課堂設(shè)計的同時，可以不局限于學(xué)生的核心知識掌握過程，需更關(guān)注學(xué)生運(yùn)用地理學(xué)思想方法創(chuàng)建科學(xué)作品的探究能力提升過程，進(jìn)而逐步推進(jìn)學(xué)生地理學(xué)科核心素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)的雙達(dá)成。學(xué)方式展開教學(xué)，有助于學(xué)生在科學(xué)史探究中自主建構(gòu)科學(xué)知識并認(rèn)識到其重要性。同時，不斷地完善學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀、辯證思維、科學(xué)論述等關(guān)鍵能力。

圖7 地理學(xué)科HIPST計劃思維結(jié)構(gòu)評價與表現(xiàn)性評價

課程標(biāo)準(zhǔn)要求：運(yùn)用示意圖，說明水循環(huán)的過程及其地理意義。結(jié)合地理學(xué)科HIPST計劃的“學(xué)科文化理論”對水循環(huán)內(nèi)容進(jìn)行“內(nèi)核—主體—外緣”的定義。確定“內(nèi)核”為水循環(huán)的過程，“主體”為水循環(huán)的地理意義，“外緣”為水文學(xué)家的水文學(xué)方法和塞納河水主要來源的傳說等。本節(jié)課的地理學(xué)史為法國水文學(xué)家佩羅定量化的水文實驗，證明降水是河水的主要來源。在此課例中，結(jié)合高中地理水循環(huán)部分知識和對應(yīng)科學(xué)史的特點及學(xué)生的認(rèn)知水平，將“內(nèi)核—主體—外緣”進(jìn)行了新的邏輯融合，共同構(gòu)成了本課教學(xué)設(shè)計的邏輯框架，如圖8所示。具體的關(guān)鍵教學(xué)過程設(shè)計圍繞“地理學(xué)史的情境創(chuàng)設(shè)”“科學(xué)思維的問題鏈設(shè)計”“重現(xiàn)和驗證地理歷史實驗”“領(lǐng)悟地理哲學(xué)思維”等幾個層層遞進(jìn)環(huán)節(jié)，將學(xué)生的思維不斷引向深入，激發(fā)其對地理科學(xué)探究的興趣，領(lǐng)悟地理科學(xué)的求真、求實、求善的科學(xué)精神。

圖8 水循環(huán)HIPST計劃教學(xué)思路設(shè)計

四、地理學(xué)科HIPST計劃的案例設(shè)計

本文選擇人教版必修《地理一》“水循環(huán)及其地理意義”這節(jié)內(nèi)容，主要利用教材自學(xué)窗中佩羅水文實驗科學(xué)史介紹的內(nèi)容。從水循環(huán)的發(fā)展過程來看，水文學(xué)家佩羅是首個在水文科學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行定量化研究的先驅(qū)。他進(jìn)行的塞納河水來源探究實驗是水文學(xué)史上第一次通過定量化調(diào)查證實降水足以維持河流水流的實驗。[22]佩羅的實驗結(jié)論為水循環(huán)中“降水—地表徑流”環(huán)節(jié)提供了實證性的數(shù)據(jù)支持，對完整水文循環(huán)的得出有著巨大的貢獻(xiàn)。綜上所述，本文選擇佩羅水文實驗作為課堂案例的地理科學(xué)史脈絡(luò)，采取“復(fù)刻經(jīng)典實驗”的教