HPS教学模式在高中生物教学中应用.docVIP

HPS教学模式在高中生物教学中应用1 HPS教育的概念 HPS教育是英国科学教育学者孟克和奥斯本提出的，就是把科学史、科学哲学和科学社会学（history，philosophy and sociology of science缩写为HPS）的有关内容引入中小学科学教育，以期促进学生对科学本质的理解，培养他们的科学精神和创造力。这一模式以建构主义理论为基础，其理论核心是：“给学生提供活动的时（思维时间）空（思维空间），让主体主动构建自己的认知结构，培养学生的创造力。” 科学史的内容正是对科学结论产生、发展的背景和历史经过的重现，强调学生知识的主动建构，在高中生物教学中引入科学史教育有助于实现知识、能力、情感、态度与价值观的三维目标的统一。 2 HPS教学模式 HPS教学模式的程序包括以下6个环节，如图1所示。 2.1 演示现象 教师可以演示某一自然现象，播放一段视频或讲述一个科学史故事等方式，吸引学生的注意力。如在学习伴性遗传时，教师先介绍英国科学家道尔顿发现色盲症的故事，以引起学生的好奇心，同时激起学生利用科学史进行探究的欲望。 2.2 引出观点 教师启发学生就这一自然现象提出自己的观点或解释，鼓励学生各抒己见，培养学生的发散思维和科学研究的热情。 2.3 学习历史 在这一环节，教师的做法是：（1） 介绍早期科学家关于这一现象的思想与实例，作为学生研究的参照系；（2） 举例说明当时其他科学家所持的不同观念；（3） 引导学生讨论或探索这些观念产生的背景、条件，使学生认识到科学认识的时代制约性；（4） 按日期和事件简要地总结历史上的研究。 2.4 设计实验 学生分组讨论由学生和科学家提出的各种观点的正确性，并从中选择某种观点，设计实验进行检验。这一环节不仅可以激发学生的想象力和创造力，而且使学生认识到：① 对同一自然现象可能有不同的解释；② 可以用实验检验这些观点（假设）。 2.5 展示科学观点和实验检验 由教师讲解当代的科学观念，即介绍教科书上对这一自然现象的解释，从而为学生实现观念转变提供思想基础。这时，教师的讲解增加了学生的认识，实现由原有的错误观念向科学观念的转变。 2.6 总结评价 教师通过对学生的活动进行总结和评价，提高学生的探究能力，帮助学生更深刻地理解科学探究的本质、历史上科学家的探究过程和科学观念。 3 HPS教学模式在生物课堂教学中的应用 我国《高中生物课程标准》中明确提出：“要注重生物科学史的学习”。科学史教育可以在加深知识理解的同时，让学生领悟到科学思想、科学方法和科学的人文性，领悟到科学的本质，从而培养学生的科学素养。HPS教育模式即是科学史教育的一种模式。 教学案例分析：“生物膜的流动镶嵌模型”。 3.1 教学目标 （1） 知识目标：简述细胞膜的结构和功能。 （2） 能力目标：尝试提出问题、做出假设，理解假说的提出要有实验和观察的依据，需要严谨的推理和大胆的想象，并通过观察和实验进一步验证和完善。 （3） 情感、态度与价值观目标：探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用；探讨建立生物膜模型的过程中如何体现结构与功能相适应的观点。 3.2 教学重点与难点 教学重点：对生物膜结构的探索历程和流动镶嵌模型的基本内容。 教学难点：尝试建立生物膜模型的过程。 3.3 教材分析 “生物膜的流动镶嵌模型”一节是人教版高中生物学教材《分子与细胞》第四章“细胞的物质输入和输出”的第二节，主要包括科学家探索细胞膜化学成分与结构的科学史和生物膜的流动镶嵌模型两部分内容。其中对生物膜结构的探索历程和流动镶嵌模型的基本内容是教学重点，尝试建立生物膜模型的过程是教学难点。教材为学生提供大量充分有效而有序的素材，以问题的形式启发引导学生做出假设、构建模型、设计实验，让学生感受科学家探索的历程和探索过程的艰辛。 3.4 教学过程 （1） 演示现象。 教师活动一：播放实验录像：①台盼蓝染色酵母菌，死的细胞会被染成蓝色，活的细胞不着色；②显微注射器将伊红注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出。 学生活动一：明确细胞膜具有重要功能。 设计目的：渗透生物学结构与功能相适应的观点，激发学生探究细胞膜结构的欲望。 （2） 探究：循着科学家的足迹研究问题。过程是教师提供情境资料→学生构建模型→课件展示科学家的实验过程。 教师活动二：19世纪末，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的实验，发现脂溶性物质比非脂溶性更容易通过细胞膜进入细胞。这说明细胞膜的成分中有什么物质？ 学生活动二：细胞膜中含有脂质分子。 设计目的：引入欧文顿以惊人的耐心进行上万次的实验，学