基于HPS 教育與混合式教學(xué)模式融合的跨學(xué)科教學(xué)策略

余泉潤，劉嫻，李娟

（云南師范大學(xué)，云南昆明 650500）

一、研究背景

2022年，教育部印發(fā)《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》中強(qiáng)調(diào)義務(wù)教育階段堅持創(chuàng)新為導(dǎo)向的課程改革，強(qiáng)化課程的綜合性和實踐性，既要凸顯學(xué)生的主體地位，更要關(guān)注學(xué)生的個性化和多樣化發(fā)展，以此提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，強(qiáng)化課程的育人功能[1]?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)注重將跨學(xué)科意識滲透于所有課程中，強(qiáng)調(diào)突破邊界去思考，運(yùn)用多視角去理解世界，從而發(fā)展學(xué)生的理解力和創(chuàng)造力，真正體現(xiàn)每個學(xué)科的教育價值[2]。

這與HPS教育旨在讓公眾通過對科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)與科學(xué)社會學(xué)的學(xué)習(xí)普及科學(xué)知識，推動科學(xué)傳播，促進(jìn)科學(xué)發(fā)展的教育理念高度契合[3]。HPS教育包括科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會學(xué)的內(nèi)容，將這三部分內(nèi)容融于科學(xué)課程教學(xué)中的新型教學(xué)模式。開展HPS教育是將歷史上對科學(xué)知識的發(fā)展具有重大推進(jìn)意義的各學(xué)科典型案例作為輔助的教學(xué)材料補(bǔ)充到教學(xué)中，從而幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)知識的同時使其感受知識背后的人文精神和科學(xué)素養(yǎng)，進(jìn)而促進(jìn)其科學(xué)世界觀、人生觀和價值觀的形成。因此，HPS教育是落實跨學(xué)科教學(xué)的重要途徑。整合多學(xué)科的科學(xué)史資料應(yīng)用于綜合主題的教學(xué)，不僅能展現(xiàn)科學(xué)知識的完整形成過程，認(rèn)同多學(xué)科交叉才能促進(jìn)科學(xué)觀念的形成和完善，更能培養(yǎng)學(xué)生敢于批判、善于探究的科學(xué)態(tài)度，使其樹立正確的價值取向。

HPS教育在實施過程中，主要存在“選擇哪些HPS內(nèi)容納入課程”和“如何將HPS內(nèi)容恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用于教學(xué)”兩大核心問題[4]。而線上與線下結(jié)合的混合式教學(xué)模式恰能解決這兩方面的問題，可以選擇更多的HPS教學(xué)資料錄制成微視頻上傳至線上教學(xué)平臺，將重要的科學(xué)實驗和科學(xué)探究以課堂活動的形式在線下教學(xué)中開展。這樣既擴(kuò)展了學(xué)生的知識面，又能將教學(xué)重難點集中在有限的課堂時間內(nèi)。

二、融合策略

混合式教學(xué)流程圖見圖1，HPS教學(xué)模式的基本程序見圖2?；贖PS教學(xué)模式的基本程序和混合式教學(xué)模式，創(chuàng)設(shè)了兩者相融合的教學(xué)模式圖（見圖3）。混合式教學(xué)模式根據(jù)不同學(xué)習(xí)方式在教學(xué)中占比、教學(xué)特性等不同維度可以分成不同類型[5]，此融合教學(xué)模式圖結(jié)合HPS教學(xué)模式的特點采用線下主導(dǎo)型與交互式混合教學(xué)模式的方案為基礎(chǔ)，將HPS教育以混合式教學(xué)模式進(jìn)行。該模式是以現(xiàn)場教學(xué)、活動為主，基于移動設(shè)備的教學(xué)為輔，創(chuàng)設(shè)貫穿線上線下教學(xué)的學(xué)習(xí)情境，使學(xué)生在與同伴、教師的交流和協(xié)作的過程中，形成對科學(xué)觀念的正確理解，同時培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)。

圖2 HPS 教學(xué)模式的基本程序圖

圖3 HPS 教育與混合式教學(xué)融合后的教學(xué)模式圖

（一）教學(xué)準(zhǔn)備

教學(xué)準(zhǔn)備是開展后續(xù)教學(xué)的基礎(chǔ)。在此環(huán)節(jié)中最重要的部分是結(jié)合綜合主題對跨學(xué)科教學(xué)材料的搜集和選用，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：一是教學(xué)材料的選擇要具有足夠的深度和廣度，保障HPS教學(xué)材料的經(jīng)典性和邏輯性；二是教學(xué)準(zhǔn)備過程中要區(qū)分線上線下教學(xué)資源，線上視頻應(yīng)選擇具有啟發(fā)性和前沿性的案例或科學(xué)史，線下教學(xué)中應(yīng)選擇具有示范性和操作性的經(jīng)典實驗或經(jīng)典案例，有利于學(xué)生還原和協(xié)作。另外，教師需要具備一定的信息技術(shù)能力，將科學(xué)史資料制作成微視頻的形式上傳到線上平臺。微視頻要具備正確的時長和清晰度，配合教師講解和字幕形成獨特的教學(xué)資源。微視頻要具有一定的趣味性和生活性，引導(dǎo)學(xué)生提出問題并得出觀點，同時設(shè)置討論問題與課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的內(nèi)容相呼應(yīng)。

（二）線上教學(xué)

線上教學(xué)不是簡單的預(yù)習(xí)和補(bǔ)充，而是整個教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)和組成部分，更對課堂教學(xué)環(huán)節(jié)提供了依據(jù)和基礎(chǔ)，有利于課堂教學(xué)更具針對性和深入性。在線上教學(xué)環(huán)節(jié)中，學(xué)生可以通過移動設(shè)備登錄線上平臺觀看微視頻，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，從而明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)內(nèi)容。之后，學(xué)生可回答討論問題，在線上平臺提出問題、闡述觀點并進(jìn)行互動討論。學(xué)生通過學(xué)習(xí)科學(xué)觀念形成過程中的科學(xué)史，能學(xué)會解決問題的思路和方法，探討不同觀點背后的社會性質(zhì)和科學(xué)本質(zhì)，體會其中蘊(yùn)含的科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會學(xué)。

經(jīng)過線上教學(xué)后，教師一方面能收集到學(xué)生關(guān)于微視頻學(xué)習(xí)后的反饋，根據(jù)數(shù)據(jù)分析得出學(xué)生的主要問題以及主張的觀點，從而明確教學(xué)難點，適當(dāng)改進(jìn)教學(xué)準(zhǔn)備階段的教學(xué)設(shè)計，對過簡環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)充、過繁環(huán)節(jié)進(jìn)行精簡，進(jìn)行二次備課，特別是重新整合課堂教學(xué)中的科學(xué)史資料，突出教學(xué)重點，做到真正的教和學(xué)一體化。教師另一方面也能及時關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)和學(xué)習(xí)進(jìn)展，通過線上互動平臺引導(dǎo)學(xué)生搜集多學(xué)科的科學(xué)史，進(jìn)而支持自己的主張，增強(qiáng)學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力。

（三）課堂教學(xué)

線下課堂教學(xué)是通過讓學(xué)生完成具體任務(wù)或解決核心問題來對線上學(xué)習(xí)進(jìn)行拓展延伸的，以此加強(qiáng)線上線下教學(xué)內(nèi)容之間的銜接度和相關(guān)性。課堂教學(xué)中，教師要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與度，讓每個學(xué)生都充分參與，避免邊緣化現(xiàn)象，達(dá)到共同進(jìn)步的目的。在進(jìn)行HPS教育時，教師首先對最突出的問題進(jìn)行集中講解、解答個別性問題，然后展示學(xué)生提出的觀點和主張，引發(fā)學(xué)生在課堂中進(jìn)行分析和討論。之后，教師將科學(xué)觀念形成過程中的經(jīng)典實驗和經(jīng)典案例通過現(xiàn)場實驗或角色扮演的方式還原，讓學(xué)生通過獨立探究或協(xié)作學(xué)習(xí)的形式參與到探究活動中，結(jié)合驅(qū)動型問題拓展學(xué)生的思維廣度和深度，從而判斷自己的觀點并且批判性地看待眾多科學(xué)家的理論。學(xué)生通過資料收集、設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗和分析結(jié)果的過程進(jìn)行探究，將“直覺”實驗化，形成科學(xué)觀念，體會科學(xué)理論不是一蹴而就的，是在不斷地試誤和驗證的過程中形成的。這都是科學(xué)發(fā)展的必經(jīng)之路。

（四）課后拓展

以往的HPS教學(xué)模式，學(xué)生形成科學(xué)觀念后進(jìn)行總結(jié)就完成了整個教學(xué)過程，缺少創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。而與混合式教學(xué)模式融合后進(jìn)行跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的課后階段，教師先在線上平臺布置總結(jié)任務(wù)，即形成科學(xué)觀念中出現(xiàn)的科學(xué)家以及著名的科學(xué)實驗。之后，教師布置基于經(jīng)典案例的項目化任務(wù)或基于現(xiàn)實問題的開放性議題，既要關(guān)注對學(xué)科知識表層的掌握，更要關(guān)注對多學(xué)科知識深層次的運(yùn)用。學(xué)生通過主動參與實踐活動并進(jìn)行辯論、闡述、交流和反思，促進(jìn)知識在解決問題的過程中深度融合，從而提升探究能力和創(chuàng)新精神。教學(xué)評價主要依托線上平臺，學(xué)生完成拓展訓(xùn)練后上傳過程性學(xué)習(xí)材料，進(jìn)行互動討論以及成果展示，在此環(huán)節(jié)中要注意任務(wù)形式的多樣化，教師要尊重學(xué)生的創(chuàng)意性想法、鼓勵學(xué)生創(chuàng)新和探索。在融合過程中，教師不僅要關(guān)注學(xué)生對經(jīng)典實驗的還原程度和科學(xué)史的學(xué)習(xí)深度，更要促使學(xué)生跨學(xué)科思維的生成，發(fā)展批判性思維和辯證思維，從而讓正確的價值觀引領(lǐng)學(xué)生成長。

三、實施建議

（一）以科學(xué)史為載體，整合和優(yōu)化不同要素

在HPS教育與混合式教學(xué)模式融合后的新型教學(xué)策略中，以科學(xué)史為載體和依托，將形成科學(xué)觀念中涉及到科學(xué)史和科學(xué)家串聯(lián)起來，形成具有邏輯性的歷史線，整合和優(yōu)化教學(xué)媒體、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段等一系列要素，引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)觀念，理解科學(xué)觀點，提升科學(xué)素養(yǎng)。

（二）合理控制“混合程度”，親歷科學(xué)探究的過程

開展混合式教學(xué)時，如何合理控制線上線下教學(xué)時間和內(nèi)容的比例是需要考慮的重要問題，雖然線上教學(xué)也可以做到師生互動、生生互動，但是部分一線教師依然覺得線上教學(xué)只能“教書”、不能“育人”，無法達(dá)到課堂交流的效果。這就要求教師在開展混合式教學(xué)時，綜合教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點等因素選擇合適的教學(xué)內(nèi)容、分配合理的比例進(jìn)行線上教學(xué)和課堂教學(xué)，從而達(dá)到“教學(xué)效果最大化”。以融合策略開展跨學(xué)科教學(xué)強(qiáng)調(diào)將多學(xué)科的史料分配不等的教學(xué)時間、采用不同的教學(xué)方式讓學(xué)生親歷發(fā)現(xiàn)問題、作出猜想、設(shè)計實驗等科學(xué)探究的過程。

（三）多維度進(jìn)行有效的教學(xué)評價

HPS教育與混合式教學(xué)模式融合后的教學(xué)評價對于教師開展實際教學(xué)具有重要意義。隨著線上平臺的開發(fā)與應(yīng)用，可以采用由計算機(jī)提供的評價系統(tǒng)分析學(xué)生線上學(xué)習(xí)的過程數(shù)據(jù)，教師得到學(xué)習(xí)反饋的同時更能將學(xué)習(xí)效果顯性化。教學(xué)評價采用過程性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合的方式，加入學(xué)生自評和互評環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)評價既要關(guān)注經(jīng)典實驗的還原、項目化任務(wù)的完成和社會性議題的討論，更要關(guān)注學(xué)生在經(jīng)歷探究過程中的思維發(fā)展，體會科學(xué)研究中的艱辛，領(lǐng)悟科學(xué)基于實驗的觀念，深入理解科學(xué)本質(zhì)。

四、總結(jié)與啟示

（一）HPS 教育適合與混合式教學(xué)模式融合

HPS教育要求在教學(xué)中將科學(xué)史內(nèi)容剖開并且逐層分批展示，強(qiáng)調(diào)從不同科學(xué)家的觀點中探討科學(xué)本質(zhì)、作出科學(xué)解釋、體會科學(xué)與社會的相互關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生提出自己的觀點，再經(jīng)過設(shè)計實驗和實施實驗后驗證觀點，從而形成正確的科學(xué)觀念，體會科學(xué)觀點背后蘊(yùn)含著豐厚的人文精神。正是由于HPS教育的特殊性質(zhì)使其適合與線上線下結(jié)合的混合式教學(xué)模式融合。

（二）融合策略實施過程中具備突出的優(yōu)勢

根據(jù)HPS教學(xué)材料的性質(zhì)和意義，我們將其劃分為線上教學(xué)資源和課堂教學(xué)資源，線上教學(xué)以3～5分鐘的微視頻引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)發(fā)展史中提出自己的觀點，從而為課堂教學(xué)做鋪墊。課堂教學(xué)以獨立探究或協(xié)作學(xué)習(xí)的形式對科學(xué)觀念形成中具有重要意義的實驗和案例進(jìn)行探究，激發(fā)情感體驗、促進(jìn)主動學(xué)習(xí)。教師可設(shè)置項目化學(xué)習(xí)任務(wù)和開放性社會議題，對學(xué)生進(jìn)行拓展訓(xùn)練，做到“學(xué)以致用”，將抽象的科學(xué)觀念與具體任務(wù)結(jié)合起來，更好地促進(jìn)知識應(yīng)用。教師經(jīng)過將HPS教育與混合式教學(xué)模式融合后，促使學(xué)生有效利用更多的科學(xué)史資料完成科學(xué)觀念的建構(gòu)，理解科學(xué)本質(zhì)，從而提升科學(xué)素養(yǎng)。

融合策略實施過程中通過教材內(nèi)外學(xué)習(xí)內(nèi)容的混合，線上線下學(xué)習(xí)空間的混合，以及課堂前后學(xué)習(xí)時間的混合，突破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)中時間和空間的限制，最大限度地拓寬學(xué)習(xí)空間、開放學(xué)習(xí)時間，獲得最佳學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)課堂的高效進(jìn)行和學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

（三）融合策略有利于開展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)

我們通過HPS教育與混合式教學(xué)模式融合的教學(xué)策略能使學(xué)生基于學(xué)科理論基礎(chǔ)，運(yùn)用學(xué)科思維方式，搜集關(guān)于同一主題的跨學(xué)科科學(xué)史資料，開展跨學(xué)科主題的探究，對問題進(jìn)行深入理解后得出自己的獨特理解。這一過程體現(xiàn)了科學(xué)教育中的跨學(xué)科屬性。科學(xué)觀念的形成不僅包含不同領(lǐng)域科學(xué)家的觀點，更蘊(yùn)含了理論背后科學(xué)家的堅持不懈和勇于實踐的科學(xué)精神。科學(xué)是在與社會和環(huán)境的相互關(guān)系中才能不斷地發(fā)展和創(chuàng)新。將融合策略應(yīng)用于綜合主題教學(xué)有利于學(xué)生從不同學(xué)科視角了解科學(xué)觀念的形成，真正體現(xiàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的重要價值。