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摘要：本文结合HPS教育的特点，依照2022版义务教育科学学科课程标准对科学思维的培养要求，以教材中蕴含的科学史资源为依托，编制教学设计，并将这些教学设计应用于教学实践，使学生在接受知识的同时能够追根溯源，体验科学家的思维方式，并能潜移默化的将这种思维与自己的思维融合，学会创新的、科学的看待事物，为科学思维培育注入新内涵。

关键词：HPS；教学案例；科学思维

HPS即科学史、科学哲学和科学社会学（History、Philosophy and Sociology of Science）的简称，主旨是让学生了解历史、哲学和科学的基本知识和思维方式，并能够运用这些知识和思维方式去分析和解决问题。HPS教学理念中蕴含着科学本质观，将科学课程中融入 HPS 教育的内容， 可以帮助学生理解科学本质， 研究科学知识是如何产生的， 科学对社会的多方面影响以及科学和科学方法的优、缺点等。 HPS 教育与小学科学课程的结合是教学内容由知识到能力再到素养的过程， 对学生的科学思维的培养具有重要的作用。

HPS模式基本流程主要包含6个环节：呈现问题、引出观念、科学史学习 、 设计实验、呈现观点、实验检验和总结评价。本文基于这一教学模式，设计《电和磁》教学案例，探讨培养小学生科学思维的策略。

一、教学案例呈现

1、教学思路

《电和磁》是教科版六年级上册能量单元第三课。学生在四年级下册已经学过电路相关知识，这为本节课学习打下了良好基础。因此本课既是对已学知识的巩固，又是为即将要探索电和磁奥秘做好铺垫，起着承前启后作用，有助于新概念的构建。借助HPS教学模式，案例设计教学思路如下图1所示：

2、教学过程

小结：以学生熟悉指南针为切入点，激发学生学习兴趣。以提问形式导入，巩固已学知识，了解学生前概念。追问，调动学生学习热情，为后面学习打好基础。对比演示实验，引发认知冲突，自然过渡到对下面探究实验的研究。有助于学生科学思维培养，形成正确科学观念。

小结：不同的实验现象，激发学生好奇心，自然引发学生对此现象进行思考，发散学生科学思维。在此情况下，教师适时借助科学史帮助学生解密，学生学习好奇心上涨，自然而然过渡到对这一认知冲突相关科学史学习中来。

小结：借助视频资料和图文形式的科学史的引入，学生在经历科学家的探究过程中逐渐体会解决问题的思维过程，帮助学生认识现象背后的科学本质。原来“魔法”的背后竟与“电”有关。此时学生跃跃欲试，他们也想一探究竟，为下一个环节学习做好铺垫。

小结：教师组织学生进行探究式学习。引导学生根据问题做出猜测、分析、检验等。以“点亮小灯泡”这一学生熟知的课题作为生长点，进一步构建知识网络体系。整个探究环节以：“如何使小磁针发生偏转、小磁针能发生偏转、怎样使小磁针偏转角度更大些”为一条主线，让学生带着问题去思考，交流方法，设计并参与探究。引导学生带着问题去进行下一步的学习。三个探究环节层层递进，学生科学探究思维在三个递进实验中进一步提升。

小结：还原科学史，重温探究过程，此时学生学习热情高涨。通过三个层层递进的实验，让学生亲身感受影响小磁针偏转角度变化的因素，建构电可以转换成磁的认知。

进一步通过短路，通电线圈正确放置等可以使小磁针发生较明显偏转这一现象，学生初步体验磁性叠加现象，通过分析，总结，进一步认识电与磁之间的关系。至此“电能产生磁；电流越大，磁性越强”这一科学观念得以正式构建。

小结：学以致用，理论联系实际，培养学生学会用已知的知识去分析问题、解决问题能力。感受科学知识在实际生活的应用价值，渗透科学与社会之间的相互联系，帮助学生进一步理解科学本质。科学史的进一步引入，帮助学生了解科学概念的形成过程，领悟科学就是不断探究、动态过程。从而建立科学的价值观，培育科学精神，推动人类社会的进步。

二、HPS融入教学案例思考

《电和磁》是本单元过渡课，这节课以哪些物体可以使小磁针发生偏转为问题推入，通过对比实验，引发学生思考“铜不能使小磁针偏转，但是通电后的导线却可以”，让学生带着问题进一步思考电和磁之间是否存在一定的关联。科学史“奥斯特电流磁效应”引入，将学生的探究热情引入高潮。学生在经历科学家的探究过程中逐渐体会解决问题的思维过程，帮助学生认识现象背后的科学本质。探究环节中，学生通过对奥斯特实验的还原和重现，层层递进，逐渐构建了正确的科学观点。在这一过程中，学生科学思维能力得到进一步提升。科学史进一步融入，揭示了任何科学知识都要经历反复的实验论证，不断探索的发展过程，需要科学家们为此坚持不懈，夜以继日，持之以恒的努力和付出。人类社会不断发展，促使科技在不断进步。科技造福人类。运用学过的知识解决生活中问题，达到学以致用，这是科学教学目标之一。在教学中渗透科学社会学，使得教学与实际生活紧密相连。

三、利用HPS培养学生科学思维策略

HPS理念融入“电和磁”教学实践，改变了科学教育中用解释科学观念来传播科学知识为主的传统教育模式，培养学生科学思维。在具体课堂教学中如何利用HPS培养学生科学思维呢？笔者认为可以从以下几方面来考虑。

1、以新课标为中心，精选科学史。

目前教科版小学科学教材中，与教学内容相关的科学史介绍部分主要集中在“聚焦”和“拓展”两个板块中。鉴于教学篇幅和学生学习兴趣，并不是所有相关的科学史都可以直接拿来进行讲述。这就要求教师在选择科学史时要适量和有针对性。教师可以围绕新课标，以突破重难点为核心进行有机筛选。同时，对教材中隐含的科学史线索进行挖掘，调整和补充。

2、以教科书为载体，解读教材，进行整体设计

教材是学生学习重要载体。科学教师首先要吃透教材，钻研新课标，把握新课标方向，理清单元知识点之间联系。合理对单元知识点进行整体设计。设计基于学生视角的单元学习内容，调整教学进度。同时以学生原有知识水平作为生长点，对学生学习水平进行预判，有针对性制定教学重难点。

3、以学生为主体，选择多样化的教学方法

HPS模式基本环节主要有呈现问题、引出观点、设计实验、呈现观点并检验和总结、评价。在此过程中教师可以根据内容灵活选择教学方法，激发学生学习热情。例如在呈现问题环节，演示法，教师适当在课堂上进行演示，让学生通过观察获得直观感性认识，在设计实验环节中，教师可以引导学生交流讨论，发表自己观点，头脑风暴，集思广益，大胆质疑，发散思维；检验实验结果环节中，小组合作、实验法可以锻炼学生动手能力，培养与他人合作，乐于分享的科学态度。

以学生认知为基点，构建和谐教学情境

小学阶段学生思维以具体形象思维为主，教师创设教学情景时，要结合学生认知特点，基于学生最近发展区，构建生动活泼，有趣教学情境。将科学史与具体生活联系起来，让学生与科学家展开“对话”，用科学家精神滋养学生内心世界，进一步提升学生科学素养。

参考文献：

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