地理教材中的HPS教育內(nèi)容及其教學模式與策略

摘 要：本文從HPS教育視角入手，明確HPS教育在中學地理教育中應用的必要性，并劃分多個維度對人教版高中地理必修第二冊中的HPS教育內(nèi)容進行了統(tǒng)計與解析。基于HPS融合模式的六大環(huán)節(jié)，對“農(nóng)業(yè)區(qū)位因素及其變化”進行教學設計，并在地理教學中進行實踐應用，進而探索在中學地理教學中深入融合HPS教育理念的策略，以期提高地理教師綜合開展HPS教育的能力，培育學生的科學素養(yǎng)。

關鍵詞：HPS教育；科學素養(yǎng)；教學模式；教學策略

中圖分類號：G633.55 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5207（2024）09-0007-05

2023年5月，教育部等十八部門聯(lián)合印發(fā)了《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》（以下簡稱《意見》）?！兑庖姟分兄赋鲆υ诮逃半p減”中做好科學教育的加法，不僅要向?qū)W生傳授科學知識，更要以學生為本，在實踐教學中注重對于科學方法的培養(yǎng)、科學精神的培育、科學素質(zhì)的提高，全面發(fā)展和推進社會主義現(xiàn)代化教育強國建設［1］。地理學作為綜合性學科，對聯(lián)系自然科學和社會科學有著重要作用。HPS教育強調(diào)將科學史、科學哲學、科學社會學有機融合，旨在提升公眾的科學素養(yǎng)，該理念與我國的教育工作導向以及地理學科的特性相契合?！读x務教育科學課程標準（2022年版）》明確指出，科學核心素養(yǎng)的內(nèi)涵涵蓋了科學觀念、科學思維、探究實踐及態(tài)度責任等方面。本文通過統(tǒng)計分析人教版高中地理必修第二冊（以下簡稱“必修二”）中HPS教育內(nèi)容，并基于融合模式開展HPS教育的地理教學設計，對課堂的科學素養(yǎng)培育效果進行教學反思后提出相應的教學策略，以期深化地理教師對HPS教育理念的理解，提升地理教師綜合運用HPS教學模式培育學生地理核心素養(yǎng)的能力。

一、HPS教育及其在中學地理教學中應用的必要性

1.HPS教育概述

HPS（History， Philosophy and Sociology of Science）教育是以科學的基本史料為基礎，以建構主義學習理論為背景，以培育公眾的科學哲學思維及科學核心素養(yǎng)、引導公眾理解科學本質(zhì)為目標，強調(diào)科學的社會功能的一種科學教育范式［2］。

自20世紀80年代起，西方社會相繼開始推行HPS教育。我國在20世紀90年代逐漸引入HPS教育，但HPS教育在21世紀初并未得到足夠的重視，也未能很好地與我國科學教育體系相融合。目前，我國科學教育經(jīng)歷了一系列綜合改革，倡導公眾從科學形成發(fā)展的角度認識、理解、研究科學，HPS教育內(nèi)涵與該科學教育體系相輔相成。

HPS教育由科學史、科學哲學、科學社會學三部分構成，每部分又可下設若干子類目。在科學史方面，如今的科學史是“內(nèi)史”和“外史”的有機統(tǒng)一，既關注科學事件自身的演變過程及其發(fā)展的內(nèi)在邏輯，也強調(diào)社會、經(jīng)濟、文化等因素與科學發(fā)展的相互影響作用；在科學哲學方面，根據(jù)建構主義學說的觀點，地理科學知識都是基于真實的證據(jù)，具有主觀性和建構性，需要人們不斷地豐富發(fā)展完善；在科學社會學方面，相關的社會學教育強調(diào)地理科學知識來源于社會發(fā)展的需要，最終也要服務于社會發(fā)展?；诖?，本文將科學史劃分為地理科學家、地理科學事件、地理理論及思想的發(fā)展3個維度；將科學哲學劃分為科學問題探究意識、科學探究方法、科學探究精神3個維度；將科學社會學劃分為地理學的社會實用性、地理發(fā)展對地理學的影響2個維度。

2.中學地理教學引入HPS教育的必然性

（1）HPS教育是國際社會廣泛推行的先進教育范式

傳統(tǒng)教育教學模式在傳授地理科學知識方面存在其固有的弊端，通常采取“滿堂灌”的教學方式，過分強調(diào)科學的客觀性和真理性，缺乏綜合辯證思維，但正如馬赫所強調(diào)的，科學教育重要的不是掌握多少科學知識量，而是要理解科學本質(zhì)。在建構主義語境下，科學知識不是對事物的終極解釋，而只是一種暫時的相對合理的解釋，科學理論在具體的歷史語境下可能被推翻。由此，“科學不在于已經(jīng)認識的真理而在于探索真理的過程，科學教育則更應該關注行動中的科學，而不是已經(jīng)形成了的科學”［3］。HPS教育彌補了傳統(tǒng)教育這一缺陷，在教學中將地理知識置于真實的地理學史情境中，更“強調(diào)科學的社會環(huán)境，特別是科學教育、制度等的演變模式”［4］，帶領學生更深入全面理解科學本質(zhì)，探索真理的形成過程，使學生能掌握科學的調(diào)研方法并展開人文社會的調(diào)查分析，增強其問題解決能力。

（2）由地理學科的課程性質(zhì)及地理知識體系的形成邏輯所決定

《普通高中地理課程標準（2017版2020年修訂）》強調(diào)，“地理課程是一門兼有自然學科和社會學科性質(zhì)的基礎課程”［5］。地理科學的學習不僅要求學生具備探尋自然規(guī)律的理性思維，還應擁有關心民生福祉的人文情懷，學生也只有在具體的社會歷史條件下理解掌握地理科學知識的形成邏輯，才能建立起完整的知識體系，進而正確看待地理科學對社會及人類的價值，樹立人與自然和諧共生的觀念，激發(fā)科學探究興趣，培養(yǎng)科學思維、提升社會責任感。實行HPS教育則與地理課程導向相契合。

（3）HPS教育是培養(yǎng)公眾科學素養(yǎng)的有效途徑

科學教育的目的是要培養(yǎng)更多有科學素養(yǎng)的人，幫助學生形成適應個人終生發(fā)展和社會發(fā)展所需要的正確價值觀、必備品格和關鍵能力?？茖W的發(fā)展速度很大程度上取決于公眾對科學的理解程度［3］，但傳統(tǒng)科學教育偏重對既定科學知識的傳輸，著重培養(yǎng)優(yōu)秀學生，忽視了對普通學生的培養(yǎng)。作為教育主體的教師，不僅要進行地理科學知識的講解，更應在培育學生科學觀念、科學思維、探究實踐、態(tài)度責任等核心素養(yǎng)方面發(fā)揮關鍵作用，將HPS教育理念融入地理教學可承擔起這一教育重任。

二、人教版高中地理必修第二冊HPS教育內(nèi)容統(tǒng)計與分析

1.人教版高中地理必修第二冊HPS教育內(nèi)容統(tǒng)計

統(tǒng)計地理教材中的HPS教育內(nèi)容時，在同一位置的記為一處；不同位置但內(nèi)容相關的分開記錄；若教材中同一部分的內(nèi)容涉及HPS教育的多個子類目，則在不同類目下各記錄一次。HPS教育子類目操作性定義及在人教版必修第二冊中的數(shù)量統(tǒng)計如表1所示。

2.人教版高中地理必修第二冊HPS內(nèi)容解析

（1）科學史內(nèi)容解析

依據(jù)科學史的3個維度統(tǒng)計必修二中的科學史內(nèi)容及出現(xiàn)的位置，并分析各內(nèi)容的科學素養(yǎng)培育功能，即科學觀念（①）、科學思維（②）、科學探究（③）、科學責任（④），部分結果如表2所示。

從“地理科學家”的維度看，必修二中出現(xiàn)的中外科學家有胡煥庸、馬寅初、克里斯塔勒，教材主要通過介紹各個地理學家的科研歷程及成果，開拓學生視野，使學生更深入地了解地理思想原理的由來，激發(fā)學生對地理科學家的崇敬之情和探索地理知識的熱情。例如，學生通過學習教材第8頁自學窗的“胡煥庸線”，能深切地體會當時科研條件的簡陋以及胡煥庸先生劃定這條線的不易，使學生汲取先輩們的榜樣力量，珍惜現(xiàn)有的優(yōu)越科研條件，不斷發(fā)奮圖強。

從“地理科學事件”的維度看，必修二在教材各部分介紹多個對地理學產(chǎn)生影響的歷史事件及典例，為學生進行情境化學習創(chuàng)造了良好的歷史情境條件。例如，教材第96頁在導入部分設置了“聯(lián)合國人類環(huán)境會議的召開”這一歷史事件，學生通過學習會議內(nèi)容及精神，拓展全球性視野，深化對于人類命運共同體的認識，并付諸實踐。

從“地理理論及思想的發(fā)展”的維度看，必修二多采用圖文并茂的方式在相關歷史事件中穿插地理理論及思想的演變及發(fā)展。例如，教材第108頁自學窗通過介紹人類社會發(fā)展不同時期的不同人地關系思想，反映人地關系思想的曲折復雜的演變過程，鼓勵學生對其不斷進行思考、研究與實踐。

（2）科學哲學內(nèi)容解析

依據(jù)科學哲學的3個維度統(tǒng)計必修二中的科學哲學內(nèi)容及出現(xiàn)位置，并分析各內(nèi)容的科學素養(yǎng)培育功能，部分結果如表3所示。

從“科學問題探究意識”維度看，必修二各章節(jié)都由淺入深地設置貼合實際的探究性問題。以第五章“環(huán)境與發(fā)展”為例，教材中既有著眼于細微處的現(xiàn)實小問題，如“你周圍有哪些環(huán)境污染”等；也有放眼于全社會及全人類命運的全球性問題，如“圖示哪些環(huán)境問題可能會影響其他地區(qū)甚至全球”等；還有聚焦于國家相關政策及國際相關倡議的問題，如“你能說出一兩項我國為達成生態(tài)文明建設的美好愿景所制定的國家發(fā)展戰(zhàn)略嗎”等。這些探究問題能有效培養(yǎng)學生樂思善學的能力以及全局性、全球性思維。

從“科學探究方法”維度看，必修二主要在活動及正文等位置中穿插介紹了各類地理探究方法。例如，在第一章“人口”中，教材在多處使用了地理比較法、系統(tǒng)分析法、統(tǒng)計圖表法等，對世界人口分布、人口增長等做出統(tǒng)計及預測，并列舉典型案例進行系統(tǒng)講解，使學生在實際問題中理解掌握地理科研方法。

從“科學探究精神”維度看，必修二主要通過教材中的各項實際案例來滲透科學家堅持不懈的敬業(yè)科研精神以及對各模式、各地區(qū)進行革新時的尋優(yōu)勇進精神，激勵學生不斷探索未知、追求卓越。例如，教材第77頁問題探究“實體商店何去何從”部分，通過介紹實體商店目前的真實現(xiàn)狀和面臨的困境，引導學生對實體商店的轉(zhuǎn)型路徑進行思考探討，在此過程中培育學生的改革創(chuàng)新精神。

（3）科學社會學內(nèi)容解析

依據(jù)科學社會學的2個維度統(tǒng)計必修二中的科學社會學內(nèi)容及出現(xiàn)位置，并分析各內(nèi)容的科學素養(yǎng)培育功能，部分結果如表4所示。

從“地理學的社會實用性”維度看，必修二主要通過教材中具體案例的應用，展示了地學模型對于社會發(fā)展建設的作用，以及地理信息技術在實際生活中的應用。例如，教材第39頁和第76頁分別展示了地理信息技術與城市管理及服務業(yè)的融合，體現(xiàn)了地理科研成果對于創(chuàng)建美好社會的積極促進作用，鼓勵學生將理論成果服務于人類社會，可有效提高學生的社會參與度，激發(fā)學生的科學社會責任感。

從“社會發(fā)展對地理學的影響”維度看，必修二中主要涉及政治、經(jīng)濟、文化等其他社會諸要素對于地理科學的影響。例如，教材第114～115頁正文部分介紹了長江經(jīng)濟帶所具有的獨特優(yōu)勢和巨大的發(fā)展?jié)摿?。學生通過深入學習國家發(fā)展戰(zhàn)略及方針政策，在其引導下深刻領悟其內(nèi)涵，把握地理科學未來的發(fā)展趨勢和研究方向，擔負起發(fā)展革新地理科學的使命。

三、HPS融合模式在地理教學中的實踐應用

1.HPS融合模式下的地理教學設計

目前，HPS教育主要有三種模式：孟克和奧斯本的融合模式［6］，互動式歷史小故事［7］和馬修斯對話模式［6］。其中最為經(jīng)典、應用最為廣泛的是孟克和奧斯本的融合模式。該模式分為6個環(huán)節(jié)：進入情境、引出觀點、回顧學習歷史、科學探究、科學建構、總結評價。基于HPS融合模式，以“農(nóng)業(yè)區(qū)位因素及其變化”為例進行教學設計，具體內(nèi)容如表5所示。

2.HPS融合模式培育科學素養(yǎng)的效果及反思

（1）掌握基本的科學知識，初步形成科學觀念

學生在前期的學習過程中，對自然因素中的降水、光照等氣候條件及相關地形條件較為熟悉，對市場、交通等人文因素也有了初步了解，為學生系統(tǒng)學習影響農(nóng)業(yè)的區(qū)位因素打下堅實基礎。以往教學中單純的知識點講解難以引起學生學習的興趣，本設計相較于傳統(tǒng)課堂，補充介紹農(nóng)業(yè)區(qū)位論的創(chuàng)始人杜能的生平及研究經(jīng)歷，重點在于讓學生經(jīng)歷科研探究歷程，改變課堂上只關注現(xiàn)有結論性知識的不足，該嘗試激發(fā)學生地理學習興趣，達到良好的教學效果。

但筆者在課程實踐過程中發(fā)現(xiàn)，因杜能環(huán)涉及大學經(jīng)濟地理學的專業(yè)知識，某些部分對高中生來說過于深奧難懂，因此，在之后的教學過程中，該部分的教學比例應基于課標要求及高考導向進行適當調(diào)整，控制難度，不宜攝入過深。

（2）掌握思維方法，初步形成科學思維能力

本設計創(chuàng)新性地加入對杜能環(huán)及后期的辛克萊模式故事性的對比講解，鼓勵學生發(fā)散思維，突破思維定勢，能對不同觀點結論進行質(zhì)疑檢驗，進而提出創(chuàng)造性見解和方案，使得學生具備初步的創(chuàng)新思維能力，從而對農(nóng)業(yè)區(qū)位論的印象更深刻。

（3）掌握科學方法，初步形成探究實踐能力

本設計在課堂中加入對西安城郊進行農(nóng)業(yè)布局設計的實踐環(huán)節(jié)，使學生在理解掌握知識的基礎上，將農(nóng)業(yè)區(qū)位論的原理方法學以致用，使得學生具備初步科學探究能力。同時，也使課本知識變得生動立體，學生不再對知識點死記硬背，有效弱化了應試教育的不利影響。

（4）樹立科學態(tài)度，培養(yǎng)正確價值觀和社會責任感

對高中生而言，掌握地理科學知識是基礎，形成良好的科學素質(zhì)更為重要，地理科學的進步最終要為社會發(fā)展而服務。以本設計為例，學生在學習農(nóng)業(yè)區(qū)位論的過程中，在教師引導下，不僅對課本中的農(nóng)業(yè)區(qū)位論有了基本理解，還強化了對農(nóng)業(yè)作為國民經(jīng)濟建設和發(fā)展的基礎產(chǎn)業(yè)這一重要地位的認識，逐步形成發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)的責任感。

四、基于地理教材開展HPS教育的策略

1.將地理科學與多學科進行融合，以促進社會經(jīng)濟發(fā)展及生態(tài)保護為導向

必修二主要介紹人地環(huán)境的基礎知識以及人地環(huán)境各要素間的相互關系，與人文社科的結合較為緊密，要求教師在教學過程中不單一著眼于地理知識的講解，還需融合社會、經(jīng)濟、文化等因素進行教學。如在“農(nóng)業(yè)區(qū)位論”的教學中可引導學生思考如何根據(jù)農(nóng)業(yè)區(qū)位因素進行科學布局，發(fā)揮當?shù)貐^(qū)位優(yōu)勢獲取最大社會經(jīng)濟及生態(tài)效益。

2.補充地理科學史，創(chuàng)設情境進行教學探究

現(xiàn)有地理教材中的知識大多以結論的方式呈現(xiàn)，較少涉及得出結論的探究過程，且根據(jù)統(tǒng)計，必修二中提到的地理學家相較于必修一略少，使得學生對結論性知識的由來不甚明晰，無法做到活學活用。對于如何將地理學史融入教學，梅柏軍提出較低級使用法——“附加式”和“復制式”，以及最高層次用法——“重構式”［8］。這要求教師備課時結合教材內(nèi)容查閱相關文獻、大學教材和歷史書籍等，在教學時對相關理論進行地理學史的拓展補充。如“農(nóng)業(yè)區(qū)位論”教學中，教師可通過介紹農(nóng)業(yè)區(qū)位論的奠基人杜能的研究歷程，構建理想?yún)^(qū)域“孤立國”情境，讓學生如臨其境地了解農(nóng)業(yè)區(qū)位因素的影響機制及農(nóng)業(yè)區(qū)位論的由來。

3.通過問題式教學，培育學生的問題意識與科學思維

地理教材中有關科學哲學的內(nèi)容可通過問題式教學的方式，引導學生對科學事件、知識、現(xiàn)象提出疑問和思考，例如，在“農(nóng)業(yè)區(qū)位論”中學習辛克萊修正杜能環(huán)的革新求實態(tài)度，有助于學生綜合辯證的批判性思維以及探索求實精神的養(yǎng)成，并更深入地理解貫徹環(huán)境觀、人地觀、宇宙觀、可持續(xù)發(fā)展觀等地理哲學觀念。

4.聚焦社會熱點問題，從地理視角開展教學研究

地理教材中有關科學社會學的內(nèi)容聚焦社會生活現(xiàn)狀，引導學生用整體、綜合的思維看待人與社會的關聯(lián)和矛盾，將地理科學思維及知識學以致用，思考如何應對當今社會中各類熱點問題，培育學生作為一個地球公民的社會責任感和科學擔當。例如，當今社會糧食安全問題亟待解決，18億畝耕地紅線必須堅守，教師可在“農(nóng)業(yè)區(qū)位論”的教學過程中結合教材知識，根據(jù)我國九大商品糧基地發(fā)展現(xiàn)狀提出相應解決策略。

5.采用多元化過程性評價模式，對學生的科學素養(yǎng)進行測評

傳統(tǒng)的考試評價等單一指標性測評已難以對學生做出全面客觀的綜合評價，這要求教師綜合運用思維結構評價等方法，根據(jù)科學素養(yǎng)評價標準對學生地理學習全過程進行動態(tài)考評。

參考文獻：

［1］ 全面提升中小學生科學素質(zhì)——教育部等十八部門聯(lián)合印發(fā)《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》［J］.科普研究，2023，18（3）：2.

［2］ 張晶.HPS教育的五個主要特征及其對我國科學教育改革的啟示［J］.科學技術哲學研究，2010，27（1）：92-96.

［3］ 張晶.HPS教育的歷史考察：科學元勘融入科學教育的歷程［J］.科技管理研究，2011，31（20）：179-182.

［4］ 托馬斯·庫恩.必要的張力：科學的傳統(tǒng)和變革論文選［M］.范岱年，紀樹立，譯.北京：北京大學出版社，2004.

［5］ 中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［6］ 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）：48-51，55.

［7］ 杜愛慧，陳瑩.互動式歷史小故事及其在物理教學中的應用［J］.物理教師，2015，36（12）：38-41.

［8］ 梅柏軍，黃雷.地理學史融入高中地理教學的實踐探索［J］.地理教育，2023（S2）：44-46.