HPS教学模式融入单元主题教学的思考：学术报告

作者与发表信息

本文题为《HPS教学模式融入单元主题教学的思考》，由马叶青、康公平、冯晓英三位学者共同撰写。其中，第一作者马叶青同时隶属于贵州师范大学生命科学学院与铜仁学院农林工程与规划学院，康公平隶属于铜仁学院农林工程与规划学院，通讯作者冯晓英则隶属于贵州师范大学生命科学学院。此文发表于《教学研究》期刊2023年第1期（z），是一篇聚焦于教育模式融合创新的理论思考性文章。

论文主题与核心观点概述

本文并非一项原创性实证研究，而是一篇关于教育理念与模式整合的深度思考与论述，因此属于学术论文中的理论探讨或观点性文章。论文的核心主题是探讨将HPS（History, Philosophy and Sociology of Science，即科学史、科学哲学与科学社会学）教学模式系统性地融入单元主题教学的可行性、内在逻辑及潜在价值。文章的中心论点明确：HPS教学模式与单元主题教学在教育目的上具有高度一致性，二者的融合不仅可行，还能实现教学内容的深度再综合，并对学生发展产生长效影响，最终有效促进学生核心素养的发展。

主要观点一：HPS教育是一种旨在理解科学本质、提升科学素养的先进教育范式，其既有教学模式为融合提供了操作框架

论文首先对HPS教育进行了系统性的溯源与界定。HPS是科学史（History）、科学哲学（Philosophy）与科学社会学（Sociology of Science）的整合体。该教育思想在西方传统科学教育遭遇危机的背景下应运而生，旨在通过多维度的视角促进科学知识的传播。在我国，刘华杰教授最早将这一理念引入，并称之为“科学元勘”，后被“HPS教育”这一术语取代。为了印证HPS教育的实践价值，作者详细梳理了国内近十年具有代表性的研究成果（详见表1），这些研究覆盖了从理论建构到教学实践应用的多个层面。

这些成果共同揭示了HPS教育的核心效用：其作为一种新型教育范式，根本目的在于帮助学生理解科学的本质，提高学生的科学素养。具体而言，HPS教育能够对学生的知识结构构建、科学本质观的形成、科学精神的培养产生显著作用，并能有效减轻学生在面对抽象知识时的认知负荷。例如，表1中提及的2012年中国化学会第28届学术年会上的研究指出，HPS教学模式能明显提升学生的科学本质观、科学探究能力和对科学事业的理解，同时能减轻学生的内部认知负荷。在教学模式层面，丁邦平教授将HPS教育引入科学课程改革研究时，总结出了孟克和奥斯本的融合模式，该模式包含“提出问题—引出观念—学习历史—设计实验—呈现科学观念和实验检验—总结与评价”六大步骤。这一模式为HPS教育在课堂中的具体落地提供了清晰的程序性框架，也是将其融入单元主题教学的操作基础。

主要观点二：单元主题教学是促进深度学习、重构知识体系的有效路径，其与HPS教育的融合具有深刻的目的同一性

论文在第二部分阐述了单元主题教学的内涵与重要性。单元主题教学并非简单的知识点罗列，而是指围绕一个固定主题，对教材内容进行有效重组和整合的教学方式。这种教学模式与新课程改革精神及探究性教学设计要求高度契合，被认为是促进深度学习（Deep Learning）的重要方式。作者指出，单元主题教学已从最初应用于小学各科，逐步推广至高中各科课程，成为践行发展学生学科核心素养、促进深度学习教育理念的关键载体。

论文的核心论证在于揭示了两种模式融合的逻辑起点——教育目的的一致性。作者将HPS教育的五大特征（以史料为基础、重视科学哲学思考、以建构论为背景、以理解科学本质为目的、培养有科学素养的公众）与深度学习的三大领域（认知领域、人际领域、个人能力领域）进行了深入的比较分析。具体而言，HPS教育所理解的科学本质内涵，被分解为科学知识的本质、科学探究的本质和科学事业的本质三个维度，这些内涵正好与深度学习的各个能力领域形成映射。例如，对科学知识的掌握与认知领域的“掌握核心学科知识能力”相对应；对科学探究过程的理解，包括其实证性、创造性和预见性等，对应了认知领域的“批判性思维和解决复杂问题的能力”；而对科学事业本质的理解，包括科学家身份、科学与社会、科学与道德等，则与人际领域的团队协作能力、有效沟通能力，以及个人能力领域的坚韧学习信念和学会学习的能力紧密相连。通过这种结构化的对比分析（详见表2），作者有力地证明了HPS教育与旨在促进深度学习的单元主题教学，在培育学生综合素养这一终极目标上是殊途同归的，这为两者的深度融合提供了坚实的理论前提。

主要观点三：融合HPS教学模式能够实现单元主题教学内容的深度再综合，并产生超越课堂的长效教育影响

在论证了目的同一性之后，论文从“教学内容再综合”和“长效影响性”两个维度，进一步阐述了融合带来的具体增益。

在“教学内容再综合”方面，作者指出了单独应用HPS教学模式可能遇到的现实困境：在一个有限的课时内，要完整实施包含六大步骤的教学流程，尤其是当涉及复杂的科学史或实验设计时，时间往往不够充裕。而将HPS教学模式融入单元主题教学则能够巧妙地化解这一矛盾。这种融合并非生硬地拼凑，而是利用HPS教学模式的内在逻辑，将整个单元的重点知识围绕一条主线进行有机串联。作者以人教版高中生物《稳态与环境》中“植物的激素调节”一章为例，生动地阐释了这种整合的图景：第一节“植物生长素的发现”本身就是一段典型的科学史内容，可以完美地运用HPS教学模式的全部六个步骤进行教学，让学生沿着达尔文等科学家的足迹体验知识的发现过程。而在后续的“生长素的生理作用”“其他植物激素”等节次中，教师可以自然地融入最新的科学社会学内容，如植物生长调节剂在现代农业中的应用及其引发的社会性科学议题（Socio-scientific Issues）。通过这种方式，一个以植物激素为主题的教学单元，就能将科学史、科学哲学思想和社会学议题无缝整合，从而让学生更完整地、真实地理解科学的动态发展本质，真正实现对核心概念的深度理解和学科素养的全面发展。

在“长效影响性”方面，作者认为融合教学能在认知和精神两个层面产生深远影响。第一，认知层面，单元主题教学本身就能帮助学生构建系统化的知识体系。当其中融入了科学史的故事线后，相关知识会因叙事性的辅助而变得更易被记忆，促使学生的短时记忆向长时记忆乃至永久记忆转化。第二，精神层面，科学探究的历史故事本身就是极具价值的德育资源。它不仅能展现科学发现的辉煌时刻，更能真实呈现研究过程中的艰难、挫折与失败。通过接触这些真实的历史，学生能够深刻体会到科学研究的艰辛，学习科学家们坚韧不拔的探索精神和严谨求实的科学态度。这种由真实故事内化而成的坚定意志品质和求知初心，才是能够伴随学生一生的宝贵财富，这与培养学生学会学习、拥有坚韧学习信念等个人核心素养的长期育人目标完全契合。

论文的意义与价值

本文作为一篇教育思考，其价值不在于提供了新的实验数据，而在于它提出并系统论证了一个具有前瞻性和可操作性的课程整合方向。它的理论意义在于，超越了单纯的教学方法堆砌，从教育哲学和认知心理学（即深度学习的理论）两个层面，为HPS本土化应用找到了一个稳固的实施载体——单元主题教学，阐明了两种教育模式在目标追求上的内在统一性。其实践意义在于，为一线教育工作者，尤其是理科教师，提供了一种具体的、可参考的课程设计思路，即如何将宏大的HPS教育理念分解并嵌入到现有的教材单元中，通过内容重组实现教学模式的革新，从而在完成知识传授的同时，有效促进学生科学精神、批判性思维及社会责任感等核心素养的内化与发展。这为当前以核心素养为导向的课程改革提供了一条建设性的整合路径。