践行HPS教育理念，培养生物核心素养

盛黎春

摘要：随着新课程改革在生物教学中的不断推进，以培养学生生物核心素养为重要任务的教育理念和教学形式层出不穷。其中，HPS教育理念凭借其独特的科学教育形式和创新的探究学习方式越来越受到教育工作者认可。本文主要探讨在初中生物教学中以观察现象、渗透学史、创新实验、演绎推理、参与实践等践行HPS教育理念的方式，致力于全面培养初中生的生物核心素养。

关键词：初中生物;HPS教育理念;核心素养;培养;思维

HPS教学理念倡导在自然科学教育过程中融入科学史、科学哲学以及科学社会学等人文科学的相关内容，以呈现事实或者营造真实场景的方式，让学生切身思考、实验和学习，辅助学生更好地认识和了解科学的本质并掌握科学的探究方法，从而更好地发展学生的学科素养。接下来，笔者将根据自己多年的教学经验，从发现隐性规律、渗透生命观念、引导自主探究、发展科学思维、承担社会责任等几个方面入手，谈一谈自己在践行HPS教育理念、培养初中学生生物核心素养方面的教学心得。

1   观察现象，发现隐性规律

初中是学生心智发展和成长的重要时期，而诱发学生心智成长的最优办法便是使其一遍又一遍地经历心智的发展过程，在过程中感受心智的成熟和发展。因此，在践行HPS教育理念的教学中，生物教师可以将一些生物学史中的经典实验通过现场演示或者利用多媒体播放纪录片的方式，帮助学生重踏前人的探索过程和心路历程，将学生的专注力吸引到实验现象上来，引导其主动思索和探究，发现其中的隐形规律。

比如，在教学“光合作用吸收二氧化碳释放氧气”这一小节内容时，学生要学习到光合作用是如何吸收二氧化碳、放出氧气的。对于这种不便于在课堂中直接演示的实验，笔者先利用多媒体形象生动地将普里斯特利的经典实验过程展示给学生，让学生注意观察、比较、分析和思考：为何同植物一起放置在玻璃罩中的蜡烛没有熄灭？为何同植物一起放置在玻璃罩中的小白鼠没有死亡？学生经过反复观察实验过程和实验现象，在脑海里不断比较和分析，发现产生这一系列变化的关键是那一株被一同放置在密闭玻璃罩中的植物，因为它是这个实验中唯一的变量，于是得出是植物将密闭玻璃罩中蜡烛燃烧和小白鼠呼吸对玻璃罩中空气成分产生的变化进行了更新，才导致蜡烛没有熄灭、小白鼠没有死亡。在这个过程中，学生不仅得出了所要探究的内容，还掌握了科学探究的方法、规律。在接下来的学习和探究中，笔者引导学生在普里斯特利实验的基础之上，联系课本中的探究、提示和讨论部分，引用这种控制单一变量的生物科学探究规律，验证二氧化碳是植物进行光合作用的必需原料。

可见，可以在课堂设计中增加演示生物科学史上前人的经典实验环节，对于操作性强的实验，教师可以进行直观演示操作，对于一些实验条件要求苛刻，可操作性差的实验则可以借助多媒体技术进行演示或者模拟实验，引导学生注意观察实验现象，从中发现科学探究的规律和内容。因此，在践行HPS教育理念的生物课堂上，生物教师更应该注重观察实验现象，引导学生更好地探究科学和实验研究，实现生物素养的提升。

2   渗透生物学史，渗透生命观念

在践行HPS教育理念，培养学生生物核心素养的课堂上，生物教师除了要向学生展示生物学探究的实验过程，还要向学生渗透生物学历史，因为这些生物学史中常常蕴藏了很多珍贵的科学探索精神、对待生物科学的态度以及生物学在发展历程中所体现的生命观念等。因此，在实际教学中，生物教师要积极将生物学史渗透其中，让学生在不知不觉中认识生命，形成正确的生命观。

比如，在学习“被子植物的一生”这一章节时，就可以要求学生通过学习认识被子植物的一生，掌握种子的萌发条件以及植物生长、开花、结果等的过程，此时教师就可以在教学过程中渗透生物学历史，让学生建立起一个基本的生命概念，从而产生对生命的尊重和敬畏。为了完成本章节的教学任务以及向学生渗透生命观念的重要目标，笔者搜集了很多相关生物学史的影像资料，像《植物之歌》《生命》《猎捕》等，这些都成功地展现了生命科学史的发展。另外，在讲“种子的萌发”部分内容时，教师还可将袁隆平教授培育杂交水稻的资料呈现给学生，帮助学生加强对种子萌发所必需的条件的认识，同时，还能增加其民族自豪感。

可见，利用一定的教学手段和方式、方法，在践行HPS教育理念的生物课堂上巧妙渗透生物学史，不仅可以丰富生物课堂的教学内容，还能让学生了解生命的属性，理解生命的本质，拥有正确的生命观念。因此，在实际教学中，生物教师要积极向学生渗透相关生物学史，以培养学生的生命观念，发展其生物核心素养。

3   创设情境，实现深度思考

情境可以为学生提供能真实感受到的想象空间，让学生在感受到真实的环境后，利用环境内的各种条件进行问题的解决和思考，因此，践行HPS理念，培养学生的生物核心素养，还需要教师通过创设情境的方法，为学生打造能够深度思考的环境，从而引导学生在情境中利用各种条件进行实际探索，促进学生思考意识和思考能力的提升，實现生物核心素养的培育。

如在“动物体的结构层次”这一节的教学中，学生要学习到与动物体的各种组织相关的生物知识，此时教师就可以为学生创设生物情境，让学生实现深度思考。教师首先带领学生学习动物组织相关的知识，为学生讲解：“我们的人体中一共有四种组织，它们分别是上皮组织、肌肉组织、神经组织和结缔组织，它们的功能和作用各不相同……”在讲解完基本知识后，为了加强学生的记忆，教师就可以为学生创设情境，让学生思考：“我们现在思考一下，大家在打篮球时主要使用的组织是什么组织？”学生此时就会想到，打篮球是在运动，而运动所使用的组织主要是肌肉组织。学生就会回答出“肌肉组织”的答案。教师继续询问：“这位同学打篮球时突然摔倒，磕破了膝盖，感觉十分疼痛，这时发挥作用的是什么组织？”学生想到，疼痛和神经有关，主要是神经组织在传递痛觉，因此就会回答“神经组织”。这样通过情境的创设，学生就能深入情境中进行思考，实现生物知识的记忆和理解。

创设情境是生物教学中有效也是常用的方法之一，它可以通过为学生创造情境，让学生利用情境中的各种条件进行思考，从而帮助学生实现知识的理解和问题的探究，在这样的情境中，学生的思考能力也会得到有效提升。

4   善用比喻，建立形象思维

比喻是一种基本的修辞方法，运用在抽象的生物知识教学中十分有效。这是因为在这一阶段，学生学习到的知识大部分是在生活中无法直接观察到的，为了便于学生理解生物知识，教师就可以采用比喻和类比的方法，将生物知识中的具体内容比作学生能够理解的事物，从而不仅帮助学生实现生物知识的理解，还能促进其形象思维的建立。

如在“细胞是生命活动的基本单位”这一节内容的教学中，学生要学习到与细胞相关的生物知识，对于这部分知识学生可能不太理解，此时教师就可以采用为学生创设情境的方式引导学生深度思考，让学生能够在情境中深刻体会细胞的相关知识。教师首先为学生讲解与细胞相关的基本知识：“生物体都是由细胞构成的，这一点大家都知道，但是大家知道细胞的基本结构是怎样的吗？它是如何实现生命体的基本活动的？”学生此时就会被教师提出的问题所吸引，开始进行相应的思考，但在观察了课本中关于细胞的结构讲解后还不是十分清楚，此时教师就可以采用打比方的方式，将细胞比作现实生活中的事物，引导学生采用形象的思维进行思考：“大家现在想一下，我们的细胞像不像一座座房子，伫立在我们的身体中，就像我们的房子立在大地上。我们可以这样理解细胞的基本结构，植物细胞中的细胞壁相当于我们房子外砖瓦垒砌的外墙，细胞膜相当于我们在内墙中粉刷的油漆，大家思考一下，其他的细胞结构相当于家中的哪些物品呢？”此时学生就会开始思考，想到线粒体是产生热量的，可以视作灶台，叶绿体可以看作空调，制造新鲜的空气。这样进行比喻，学生就能够很快地将细胞的基本结构了解清楚，通过形象的思维理解知识。

除了比喻之外，一系列的修辞方法都可以运用在生物知识教学中，例如，类比、拟人等手法，只要便于学生对生物知识的理解和记忆，都可以称为教师教学的手段。通过比喻建立的知识记忆会留存在学生的脑中，学生再遇到此类知识时便会想起教师的比喻，从而便于知识的调用。

5   创新实验，引导学生自主探究

在践行HPS教育理念的生物课堂上，创新实验环节并不是简单的复做已获得结论的前人的实验，而是要求学生重新设计实验来进一步验证前人的研究结论，抑或是自己提出新的观点。这样设计的目的是引导学生主动思索、积极参与、自主探究，这是科学探索的必经之路，学生可以通过设计实验搭建自己的知识结构，而不是单纯地被灌输生物学知识的概念和结论，这对于培养学生的核心素养具有重要意义。

例如，在学习了“绿色植物也是生物圈中有机物的制造者”和“绿色植物与生物圈中的碳—氧平衡”后，学生了解了光合作用的全过程以及在光合作用过程中物质的变化，但有的学生却提出自己的不同意见，比如，有一部分学生觉得光合作用不一定是在叶绿体中进行的，也可以在植物叶子的其他部位进行，还有一部分学生觉得植物是在白天进行光合作用，在黑夜进行呼吸作用。学生能提出不同的观点，说明他们认真思考了，而且质疑也是科学探索的必經之路。所以，教师应鼓励和引导他们设计创新实验来验证自己的观点。对于认为光合作用也可以是在植物叶子的其他部位进行的学生，教师可让其使用银边天竺葵叶的绿色部分和边缘白色部分进行对比实验;对于认为植物在白天不进行呼吸作用的学生，让其利用呼吸作用可产生二氧化碳来设计实验。

可见，在践行HPS教育理念的生物教学中，生物教师允许学生提出自己的观点，并且引导其通过创新实验的设计和操作自主探究来验证自己的观点，是对学生进行科学探究的肯定。因此，在实际教学中，生物教师应该积极鼓励学生在科学探究的路上大胆质疑，提出问题，并自主设计实验检验和支持自己的观点。

6   演绎推理，发展科学思维

众所周知，科学的探究过程离不开演绎和推理，演绎推理大多以一般性的结论，即科学史上已经取得的研究成果为基础，对现象和问题进行科学合理的推理，从而得出结论。这可以使学生的思维得到快速发展，养成科学的思维习惯。因此，在践行HPS教育理念的生物课堂上，教师可以以生物科学史的经典实验为基础，有意识地引导学生进行合理推理，锻炼其逻辑思维，发展其生物核心素养。

例如，在教学“神经调节的基本方式”这节内容时，学生会学习到有关如何进行神经反射调节的知识，这一节的基本要求是学生通过学习掌握反射的基本概念，认识反射是人体神经调节的基本方式，了解反射弧的组成。要更好地理解和完成这一系列目标，可以利用“膝跳反射”这个经典的实验，这个实验的基本过程需要教师带领学生进行反复的演绎推理，针对膝跳反射的发生过程进行验证，从而发展学生的科学思维。于是，教师便先让学生分小组进行膝跳反射实验，在实验开始之前，教师设计了几个问题：在多次进行叩击操作后，受试学生都会发生何种反应？每一次叩击后的反应是否相同？这是什么原因造成的？所有的反应是不是有意识的？这一系列问题其实是教师有意识地引导学生进行演绎推理的过程，问题也是层层递进展开的，方便学生掌握正确的推理过程和科学的推理思维。

可见，在践行HPS教育理念的生物课堂上，教师有意识地以经典的实验或者结论为基础，引导学生进行演绎和推理，从已知向未知，不仅有利于学生不断完善自己的知识体系，形成正确的生物学观念，还能让其掌握更加科学的思维方式、方法等。

7   参与实践，承担社会责任

生物这门学科在很多行业都有广泛的应用，在农林牧渔业的生产方面、环境保护的举措方面、生态系统的可持续发展和利用方面、人类的民生健康问题方面等都具有重要的指导意义。因此，学生学习生物知识并不是单纯地掌握知识就可以，而是要从小培养其社会意识，使其拥有社会责任感。在实际教学中，生物教师应该鼓励和组织学生多参与社会实践，担负起国家和人类赋予他们的未来使命，做一个对国家和社会有用的人。

总而言之，践行HPS教育理念，有利于学生理解科学探究的本质、掌握科学的探究方法、获得科学的生物学观念、拥有更加科学的思维方式、成为勇于承担社会责任的时代新人，从而完成培养其生物核心素养的任务。然而，这并不是一朝一夕，单靠一两节课就能实现的，它需要生物教师在实际教学中以HPS教育理念为基础，积极实践、不断总结、坚持不懈，以全面提升学生的生物核心素养为己任。

参考文献：

[1]王琴.实现初中生物生活化教学的几点思考[J].天津教育，2020（4）：76-77.

[2]张晓玲.初中生物教学中怎样激发学生学习兴趣[J].甘肃教育，2019 （10）：125.