论文部分内容阅读
摘 要：培养学生的科学学习方法和科学素质是新课改不断深化的必然趋势，其已经成为当前教师需要解决的首要问题。HPS教学法为科学教育提供了先进的科学教育理念和指导思想，但在实际教学中要运用好HPS教学法存在一定的难度。因此，本研究主要针对如何在高中物理教学中应用HPS教学法进行了具体探讨。
关键词：HPS教学法；高中物理；物理教学
一、引言
高中物理教学以培养学生的科学素质为核心目标，使学生具备科学的态度、方法、意识以及相应的科学探究能力，引导学生全面发展，从而适应时代发展是新课程标准中明确提出的要求。这充分凸显了培养学生科学素质及科学探究能力的重要意义，因此，在高中物理教学中应用HPS教学法不仅能够有效地结合科学社会学和科学哲学，还能充分发挥物理教学的优势，科学有效全面地提高学生的科学素质和科学探究能力。
二、HPS教学法在高中物理教学中的应用模式简介
HPS教学法是指引导学习者通过科学史、科学哲学与科学社会学（简称HPS）的学习来开展科学教育。科学教育的核心目标是让受教育者掌握科学的本质，理解科学文化，科学教育强调的是科学的社会功能。要实现科学的社会功能需要学习者具备科学素养。HPS教学法在高中物理教学中应用，是指教师将高中物理知识形成、发展的历史过程中蕴含的科学精神和科学思维，结合不同学生的学习需求、知识水平的差异以及社会、历史、哲学等多方面的因素，模拟物理知识的探索过程，从而使单调的物理学习变成对科学知识探究的有趣过程，从而使HPS教学法实现培养学生科学素养、科学探究能力的教学目标。通常来讲，HPS教学法主要由以下四个环节组成：创造科学演示情境一学习有关的科学历史一通过实验引导学生开展科学探究活动一归纳总结科学探究过程及成果。
三、HPS教学法在高中物理教学中的应用策略
（一）创设科学演示情境
在每一个阶段的高中物理教学过程中，教师都必须提出一个与教学内容有关的话题来引导学生进行思考、探究等学习活动。例如，在进行“摩擦力”实验教学时，教师可以先引导学生思考摩擦力的产生与那些因素有关；在教学“磁场对通电导线的作用力”这一课时，教师可以在课前先设计好科学演示情境，准备好必要的实验器材等，然后在课堂教学时组织学生先就磁场的类型问题展开讨论；在教学“牛顿第一定律”这一课时，教师可以先组织学生就物体的轻重与物体下落速度的快慢之间的关系展开讨论。通过这样的科学探究情境演示，可以为学生提供一个良好的物理学习环境。
（二）在历史探究中融入教学目标
HPS教学模式的一个重要组成部分就是历史探究。学生可以通过探究物理学科的历史发展来了解物理学科发展过程中各种各样的思维导向对物理学科发展的推动作用。教师可以在引导学生探究物理学科历史时，简化历史上著名的物理实验，并在课堂教学时给学生演示，以此帮助学生深入理解物理知识。例如，教师在开展伽利略的自由落体这节课的教学过程中，可以利用HPS教学法给学生展示物理学科发展史，在教学过程中融入教学目标，帮助学生理解物科学的本质。教师可以通过历史上伽利略操作过的比萨斜塔实验为引子，帮助学生理解物理知识。
首先，教师给学生介绍比萨斜塔实验（自由落体实验）的内容、步骤及实验背景，让学生对和自由落体运动有关的物理学科历史发展有一定的了解。然后教师可以在课堂上给学生演示经过简化的比萨斜塔实验：将相同体积的铁球和皮球同时从三楼自由下落，让学生观察研究两个球体下落到地面的时间，通过实验来帮助学生更好地理解自由落体运动。等学生基本了解了自由落体实验之后，教师再进行第二个教学环节，引导学生去了解自由落体的发展历史和探究方法：在这个环节中，教师可以组织学生阅读课文，并进行自由讨论之后回答下列问题：
1.历史上有哪些人研究过自由落体运动，提出了哪些观点？
2.他们都是用什么方法进行研究的？
3.他们提出观点的依据是什么？
学生在进行讨论交流后，做出总结，然后教师对学生的结论进行总结评价。通过在物理教学时引入合理简化的实验和精心设计的问题可以有效地引导学生去探究物理知识的发展史，从而加深学生对于物理学科知识发展史的了解。
（三）通过实验设计拓展教学
教师在设计实验时要考虑如何有效地提高学生的学习积极性，并高效的传授科学的学习方法。学习物理的有效方式是进行科学实验和实践验证。因此，教师可以此为基础，将学生分成若干小组，让每一组的学生运用已经学过的物理知识来设计实验，并动手操作实验来验证自己观点是否正确，从而加深学生对物理知识的理解，提高物理学习效果。教师可以利用HPS教学法在物理教学中巧妙融入科学知识，引导学生深入理解物理知识的发生、发展过程，检验物理观点是否正确，凸显科学本质。通常我们可以采用以下两种方法来进行实验设计：第一种方法是教师在开始教学之前设计好实验，通过实验帮助学生理解物理知识；第二种方法是在课堂教学结束之后，教师安排学生自己设计实验，通过实验来加深学生对物理知识的理解，提高学生的动手能力和创新能力。例如，在教学“机械波”一课时，教师要考虑到人们很难通过肉眼直接观察到生活中的机械波，为了帮助学生理解，教师可以通过绳子上的横波脉冲实验来进行科学探究，在进行实验时，教师应该然学生自己去观察实验现象，并自主思考分析波的形成和传播中存在的物理规律，并让学生了解产生波的条件。具体做法是：教师可以教室中放置一条长度3米左右的绳子，抓住绳子一端抖动绳子，让学生观察实现现象，并回答问题：“抖动的绳子产生的波的形状是什么样的？”“停止抖动绳子，波是否还在传播”“怎么抖动可以让绳子产生凹凸相间的波形？”
这个实验利用抖动绳子产生的波来演示机械波的产生、传播的具体过程，可以加深学生对于机械波的理解。除此以外，通过和实验有关的一系列问题，引导学生有针对性的观察实验现象并进行思考、分析。實验虽然需要耗费不少的课堂教学实际，但是实验可以培养学生对物理知识的感性认知，提高课堂教学效率。 （四）合理总结评价，巩固教学效果
HPS教学法中的最后一个教学环节是总结评价，这个环节的主要目的是检验学生对物理知识的掌握程度，加深学生对教学内容的理解，巩固课堂教学效果。通过合理的总结评价使学生深刻感受到物理学习中科学探究的重要性和方法。例如，教师在完成“原子的结构”这节课的教学之后，可以结合教学内容中的重点、难点提出问题引导学生对物理知识进行总结归纳。原子的结构这节课的教学重点是引导学生了解原子理论的发展历史和原子理论的各个发展阶段相关原子结构模型，并让学生体会到科学发展过程中不断探索、勇于创新的科学精神。因此，教师可以向问题如“原子理论的发展过程是怎样的？”“原子理论的代表人物有哪些？”“和原子理论相关的主要观点有哪些？”“原子的基本结构是怎样的？”等等。在总结评价这个教学环节，教师通过问题引导学生总结归纳课堂教学重点难点，帮助学生更好地掌握物理知识。
四、结束语
HPS教学法的核心理念在于引导学生通过哲学、社会、历史等多个角度去学习物理，增强课堂教学的趣味性，消除学生对物理学习的厌恶感和恐惧感。HPS教学法可以帮助教师实现物理课堂教学的多元化，帮助学生深入理解科学的本质。教师通过深入研究HPS教学法在物理课堂教学中的应用，在物理课堂教学中融入HPS的理论与实践方法，能够极大地推展和深化科学教育的内涵及物理教学的基本理论。目前来看，我国教育界针对HPS教学法的研究还处于处于初级阶段。因此，要想实现在物理教学中有效地运用HPS教学法來培养学生的科学素养还需要经历一个漫长曲折的过程。
参考文献：
[1]刘承睿.问题教学法在高中物理教学中的应用[J].西部素质教育，2016（07）：142-143.
[2]刘玉宏，熊鹏程.任务驱动教学法在高中物理教学中的应用[J].西部素质教育，2017（01）：55-56.
[3]张颖.问题教学法在高中物理教学中的应用[J].中国校外教育，2015（05）：25-26.
[4]洪锦绵.问题教学法在高中物理教学中的应用[J].西部素质教育，2016（12）：05-06.
[5]窦莉莉.任务教学法在高中物理教学中的应用分析[J].黑龙江科技信息，2013（11）：28.
[6]刘鑫.探究性教学法在高中物理课堂教学中的应用[J].亚太教育，2015（04）：115-116.
关键词：HPS教学法；高中物理；物理教学
一、引言
高中物理教学以培养学生的科学素质为核心目标，使学生具备科学的态度、方法、意识以及相应的科学探究能力，引导学生全面发展，从而适应时代发展是新课程标准中明确提出的要求。这充分凸显了培养学生科学素质及科学探究能力的重要意义，因此，在高中物理教学中应用HPS教学法不仅能够有效地结合科学社会学和科学哲学，还能充分发挥物理教学的优势，科学有效全面地提高学生的科学素质和科学探究能力。
二、HPS教学法在高中物理教学中的应用模式简介
HPS教学法是指引导学习者通过科学史、科学哲学与科学社会学（简称HPS）的学习来开展科学教育。科学教育的核心目标是让受教育者掌握科学的本质，理解科学文化，科学教育强调的是科学的社会功能。要实现科学的社会功能需要学习者具备科学素养。HPS教学法在高中物理教学中应用，是指教师将高中物理知识形成、发展的历史过程中蕴含的科学精神和科学思维，结合不同学生的学习需求、知识水平的差异以及社会、历史、哲学等多方面的因素，模拟物理知识的探索过程，从而使单调的物理学习变成对科学知识探究的有趣过程，从而使HPS教学法实现培养学生科学素养、科学探究能力的教学目标。通常来讲，HPS教学法主要由以下四个环节组成：创造科学演示情境一学习有关的科学历史一通过实验引导学生开展科学探究活动一归纳总结科学探究过程及成果。
三、HPS教学法在高中物理教学中的应用策略
（一）创设科学演示情境
在每一个阶段的高中物理教学过程中，教师都必须提出一个与教学内容有关的话题来引导学生进行思考、探究等学习活动。例如，在进行“摩擦力”实验教学时，教师可以先引导学生思考摩擦力的产生与那些因素有关；在教学“磁场对通电导线的作用力”这一课时，教师可以在课前先设计好科学演示情境，准备好必要的实验器材等，然后在课堂教学时组织学生先就磁场的类型问题展开讨论；在教学“牛顿第一定律”这一课时，教师可以先组织学生就物体的轻重与物体下落速度的快慢之间的关系展开讨论。通过这样的科学探究情境演示，可以为学生提供一个良好的物理学习环境。
（二）在历史探究中融入教学目标
HPS教学模式的一个重要组成部分就是历史探究。学生可以通过探究物理学科的历史发展来了解物理学科发展过程中各种各样的思维导向对物理学科发展的推动作用。教师可以在引导学生探究物理学科历史时，简化历史上著名的物理实验，并在课堂教学时给学生演示，以此帮助学生深入理解物理知识。例如，教师在开展伽利略的自由落体这节课的教学过程中，可以利用HPS教学法给学生展示物理学科发展史，在教学过程中融入教学目标，帮助学生理解物科学的本质。教师可以通过历史上伽利略操作过的比萨斜塔实验为引子，帮助学生理解物理知识。
首先，教师给学生介绍比萨斜塔实验（自由落体实验）的内容、步骤及实验背景，让学生对和自由落体运动有关的物理学科历史发展有一定的了解。然后教师可以在课堂上给学生演示经过简化的比萨斜塔实验：将相同体积的铁球和皮球同时从三楼自由下落，让学生观察研究两个球体下落到地面的时间，通过实验来帮助学生更好地理解自由落体运动。等学生基本了解了自由落体实验之后，教师再进行第二个教学环节，引导学生去了解自由落体的发展历史和探究方法：在这个环节中，教师可以组织学生阅读课文，并进行自由讨论之后回答下列问题：
1.历史上有哪些人研究过自由落体运动，提出了哪些观点？
2.他们都是用什么方法进行研究的？
3.他们提出观点的依据是什么？
学生在进行讨论交流后，做出总结，然后教师对学生的结论进行总结评价。通过在物理教学时引入合理简化的实验和精心设计的问题可以有效地引导学生去探究物理知识的发展史，从而加深学生对于物理学科知识发展史的了解。
（三）通过实验设计拓展教学
教师在设计实验时要考虑如何有效地提高学生的学习积极性，并高效的传授科学的学习方法。学习物理的有效方式是进行科学实验和实践验证。因此，教师可以此为基础，将学生分成若干小组，让每一组的学生运用已经学过的物理知识来设计实验，并动手操作实验来验证自己观点是否正确，从而加深学生对物理知识的理解，提高物理学习效果。教师可以利用HPS教学法在物理教学中巧妙融入科学知识，引导学生深入理解物理知识的发生、发展过程，检验物理观点是否正确，凸显科学本质。通常我们可以采用以下两种方法来进行实验设计：第一种方法是教师在开始教学之前设计好实验，通过实验帮助学生理解物理知识；第二种方法是在课堂教学结束之后，教师安排学生自己设计实验，通过实验来加深学生对物理知识的理解，提高学生的动手能力和创新能力。例如，在教学“机械波”一课时，教师要考虑到人们很难通过肉眼直接观察到生活中的机械波，为了帮助学生理解，教师可以通过绳子上的横波脉冲实验来进行科学探究，在进行实验时，教师应该然学生自己去观察实验现象，并自主思考分析波的形成和传播中存在的物理规律，并让学生了解产生波的条件。具体做法是：教师可以教室中放置一条长度3米左右的绳子，抓住绳子一端抖动绳子，让学生观察实现现象，并回答问题：“抖动的绳子产生的波的形状是什么样的？”“停止抖动绳子，波是否还在传播”“怎么抖动可以让绳子产生凹凸相间的波形？”
这个实验利用抖动绳子产生的波来演示机械波的产生、传播的具体过程，可以加深学生对于机械波的理解。除此以外，通过和实验有关的一系列问题，引导学生有针对性的观察实验现象并进行思考、分析。實验虽然需要耗费不少的课堂教学实际，但是实验可以培养学生对物理知识的感性认知，提高课堂教学效率。 （四）合理总结评价，巩固教学效果
HPS教学法中的最后一个教学环节是总结评价，这个环节的主要目的是检验学生对物理知识的掌握程度，加深学生对教学内容的理解，巩固课堂教学效果。通过合理的总结评价使学生深刻感受到物理学习中科学探究的重要性和方法。例如，教师在完成“原子的结构”这节课的教学之后，可以结合教学内容中的重点、难点提出问题引导学生对物理知识进行总结归纳。原子的结构这节课的教学重点是引导学生了解原子理论的发展历史和原子理论的各个发展阶段相关原子结构模型，并让学生体会到科学发展过程中不断探索、勇于创新的科学精神。因此，教师可以向问题如“原子理论的发展过程是怎样的？”“原子理论的代表人物有哪些？”“和原子理论相关的主要观点有哪些？”“原子的基本结构是怎样的？”等等。在总结评价这个教学环节，教师通过问题引导学生总结归纳课堂教学重点难点，帮助学生更好地掌握物理知识。
四、结束语
HPS教学法的核心理念在于引导学生通过哲学、社会、历史等多个角度去学习物理，增强课堂教学的趣味性，消除学生对物理学习的厌恶感和恐惧感。HPS教学法可以帮助教师实现物理课堂教学的多元化，帮助学生深入理解科学的本质。教师通过深入研究HPS教学法在物理课堂教学中的应用，在物理课堂教学中融入HPS的理论与实践方法，能够极大地推展和深化科学教育的内涵及物理教学的基本理论。目前来看，我国教育界针对HPS教学法的研究还处于处于初级阶段。因此，要想实现在物理教学中有效地运用HPS教学法來培养学生的科学素养还需要经历一个漫长曲折的过程。
参考文献：
[1]刘承睿.问题教学法在高中物理教学中的应用[J].西部素质教育，2016（07）：142-143.
[2]刘玉宏，熊鹏程.任务驱动教学法在高中物理教学中的应用[J].西部素质教育，2017（01）：55-56.
[3]张颖.问题教学法在高中物理教学中的应用[J].中国校外教育，2015（05）：25-26.
[4]洪锦绵.问题教学法在高中物理教学中的应用[J].西部素质教育，2016（12）：05-06.
[5]窦莉莉.任务教学法在高中物理教学中的应用分析[J].黑龙江科技信息，2013（11）：28.
[6]刘鑫.探究性教学法在高中物理课堂教学中的应用[J].亚太教育，2015（04）：115-116.