作者及发表信息 本文作者为赵婷婷，来自天津师范大学教育学部。文章发表于2025年3月出版的《天津师范大学学报（基础教育版）》第26卷第2期。
研究主题与背景 本文是一篇教材分析研究，核心议题是探讨如何在初中生物学教学中利用HPS（科学史、科学哲学与科学社会学，即History, Philosophy and Sociology of Science）材料来落实核心素养。随着《义务教育生物学课程标准（2022年版）》的颁布，初中阶段的生物学教学确立了以生命观念、科学思维、探究实践和态度责任四个维度构成的核心素养目标体系。人教版七年级生物学新教材作为落实新课标的重要载体，于文章撰写时已投入使用。然而，如何有效利用新教材中蕴含的丰富素材来实现核心素养的育人目标，是广大一线教师面临的关键问题。作者先前对高中生物学教材中的HPS材料进行过系统梳理，证实了其在教育价值上的丰富性。基于此，本研究旨在通过对七年级新旧两个版本教材中HPS材料的系统分析与比较，揭示新教材的变化趋势、挖掘材料的深层教育内涵，并为教师的教学实践提供具体、可操作的建议。
研究设计与分析方法 本研究主要采用文本分析法，以人教版七年级生物学新、旧两版教材为研究对象，对其中的HPS材料进行了多维度的定性比较与分析。研究工作主要分为三个步骤。
第一步是进行“变化分析”。研究者以新教材的章节调整为基准，从三个层面梳理HPS材料的变化。首先，统计新增材料的数量与内容，并重点分析其在“科学精神”与“科学家精神”两个方面的体现。“科学精神”包含理性思维、批判质疑和勇于探究，而“科学家精神”则涵盖爱国、创新、求实、奉献、协同和育人。研究者通过表1对8则新增材料逐一对应了它们所体现的精神内涵。其次，比较了HPS材料在新旧教材中呈现位置的变更，将其分为篇首、正文、探究性栏目、旁栏、课外阅读材料和习题六大类，通过表2进行数量对比，分析位置变化对教学功能，特别是对核心概念建构的影响。最后，分析了原有材料内容的拓展与侧重点的调整，从核心素养教育的角度评估其价值提升。
第二步是进行“内涵维度分析”。研究者首先界定了HPS维度和核心素养维度的分析标准。在HPS维度上，科学史关注文本是否涉及科学家的研究或学科认识的演变；科学哲学关注文本是否明确体现科学本质，如知识基于实证、具有创造性等；科学社会学则关注文本是否涉及社会需求、技术或文化对科学研究的影响。在核心素养维度上，生命观念关注文本是否能反映较为抽象的生物学大概念；科学思维关注理解材料是否需要运用比较、归纳、演绎等思维方法；探究实践关注文本是否引导学生学习科学家的研究思路或方法；态度责任关注文本是否展现科学家精神或生物学对社会生产生活的作用。根据这些标准，研究者对两版教材中的所有HPS材料进行了逐一判定，并将结果汇总于表3。
第三步是提出“教学建议”。基于前两步的分析结果，研究者结合HPS材料的特性和核心素养的培养目标，确定了四个关键的教学应用方向，并结合具体材料实例，为每个方向提供了详尽的教学活动设计思路。
主要研究发现与分析结论 研究通过对新旧教材的系统比较，得出了以下核心发现。首先，新教材的HPS材料数量显著增加，总数达到26则，比旧教材多出9则。新增材料如镇海林蛙的发现、克隆猴“中中”与“华华”、屠呦呦研制青蒿素、郑作新研究中国鸟类等，高频次地体现了科学精神与科学家精神，尤其在态度责任核心素养的爱国主义教育方面广度明显提升。
其次，材料呈现位置发生了战略性调整。最突出的变化是位于篇首的HPS材料从旧教材的2处激增至12处（如表2所示）。这意味着更多材料被赋予了统领单元或整章学习的功能。例如，舒德干发现昆明鱼的故事被置于“动物的类群”章首，用以引出无脊椎动物与脊椎动物的划分；海尔蒙特的柳树实验则被提升至“植物体内的物质与能量变化”这一章的首位，巧妙地串联起“水的利用与散失”和“光合作用”两大核心内容。这种调整极大地增强了材料在教学中建构核心概念的潜力，促使教师将这些历史情境转化为贯穿单元学习的大情境。
再次，教材文本所体现的HPS范畴与核心素养维度均呈现出多元化的丰富态势。分析结果显示（如表3所示），新教材的26则HPS材料全部属于科学史范畴，其中能体现科学哲学和科学社会学维度的材料分别有7则和17则，多数材料同时具备多重HPS属性。在核心素养维度上，能有针对性地体现态度责任、探究实践、生命观念和科学思维的材料数量分别为20则、13则、12则和10则。值得注意的是，许多材料的内容被拓展或改写，使其蕴含了更深层的核心素养教育价值。例如，关于胡克发现细胞的故事，旧教材侧重于引出显微镜的使用方法，而新教材将其置于“认识细胞”一章的章首，引导学生思考“我们是如何认识到细胞的存在的？”，凸显了其在生命观念形成上的价值。又如，关于克隆羊多莉的材料，新教材修正了科学事实的细节，将“取出细胞核”更准确地表述为“将乳腺细胞与去核卵细胞融合”，这不仅更符合科学实际，也为培养学生的科学思维与质疑精神提供了更好的切入点。
最后，研究综合以上发现，凝练出四条具体的教学建议。其一，切实用好导语，激发学习动机：教师应精心设计包括观察、提问在内的问题链，将篇首的HPS材料转化为驱动整个单元或章节学习的真实问题。其二，灵活组合材料，实现单元教学：教师可以模仿教材中海尔蒙特实验的示范，将多个HPS材料进行重组和贯通设计，或者将单一的章首材料（如哈维的血液循环理论）发展为贯穿全章的大情境，帮助学生建构体系化的生物学概念。其三，深刻挖掘实验，促进思维探究：针对像巴斯德的鹅颈瓶实验、病毒的发现等经典研究，教师不应停留于结论的告知，而应通过补充研究背景、呈现多重假说、引导学生设计验证实验等方式，将知识的传递过程转变为科学思维与探究实践的训练过程。其四，巧妙设计活动，落实课程思政：发掘郑作新、屠呦呦、林巧稚等科学家事迹中的精神内涵，通过资料收集、小组讨论、可能性分析等多元化活动，将爱国情怀、民族自信、科学精神等思政元素有机融入生物学知识的学习中，而非生硬说教。
研究的价值与意义 本研究的价值体现在理论和实践两个层面。在理论上，它为教材分析提供了一个融合HPS教育与核心素养培养的二维分析框架，明确了各维度的界定标准，使后续研究有据可依。系统性的比较分析清晰地揭示了新教材在编写理念上的革新——即从知识罗列转向素养导向，并深度融入了科学本质教育与科学家精神的熏陶。在实践上，文章为一线初中生物学教师提供了一份详尽的“操作指南”。它不仅指出了新教材中蕴含的丰富育人资源，还通过详实的案例分析，展示了如何将这些静态的材料转化为动态的、促进学生核心素养发展的教学活动。这对于教师克服新教材使用初期的困惑，真正在课堂中落实新课标的育人要求，具有直接的指导意义。研究的项目基金背景（天津市哲学社会科学规划课题）也表明，该项工作是系统性课程改革研究的一部分，其提出的方法和结论不仅适用于七年级生物学教材，也为其他学科和学段的教材分析与教学实施提供了有价值的参考路径。