基于核心素养的HPS教学—以“行星的运动”为例

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1、基于核心素养的HPS教学以"行星的运动”为例摘要：核心素养是课程改革从双基目标到三维目标Z后的最新发展，本文以“行星的运动”为例说明通过HPS教学可以在物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等方面对学生进行物理教育，有效地提高学生的核心素养。关键词：核心素养HPS哥白尼开普勒德国物理学家、诺贝尔奖获得者劳厄曾说过：教育给予人们的无非是当一切已学过的东西都忘记后所剩下的东西。那么当学生忘记已学过的高中物理知识之后最后剩下的是什么？应该是物理学科进行研究的思维、探究的方法、对待科学的责任感与实事求是的态度，这些能够内化成为学生行为习惯、使学生终生受益的核心素养就是中学物理的价值。核心素养是

2、课程改革从双基目标到三维目标之后的最新发展，2017版《普通高中物理课程标准》指出高中物理应注重物理学科木质，培养学生的物理核心素养：从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等方面提炼学科育人价值，充分体现物理学科对提高学生核心素养的独特作用，为学生终身发展、应对现代和未来社会发展的挑战打下基础，这是从知识本位到以人为本的转变，是教育本质的全面回归。20世纪80年代兴起的HPS(History>PhilosophyandSociologyofScience)教学，是指在课堂教学中，以知识的发生、发展过程屮蕴含的科学思维方法、科学精神为基础，渗透有关历史、哲学、社会等方面内容，对科学家的

3、探究过程进行模拟，将物理知识的简单学习转变为对科学探究的体验，让学生了解概念、规律等知识的形成过程，促进学生对科学本质的理解，从而帮助学生建立规范的物理观念、掌握科学思维的方法、培养科学探究的能力、树立正确的科学态度与责任的一种教学模式，它可以在科学史学、科学哲学、科学社会学等多背景下对学生进行物理教育，使物理教学能真正有效地提高学生的核心素养。下文以“行星的运动”为例谈HPS教学模式谈提升学生核心素养的具体应用和体会。一.从核心素养角度审视教学内容人教版教材《物理•必修2》第五章第一节“行星的运动”介绍了地心说、日心说、开普勒行星运动定律，引领本章后五节内容，体现了科学家勇于探索、求真求简

4、的科学思维，实事求是、不迷信权威、敢于坚持真理的科学态度，但若从高中物理核心素养角度进行审视，本节教材内容仍存在些许缺陷：笫一，地心说属于物理观念里的运动观念，教材中的地心说是以历史上被否定的反面结论形式呈现给学生，忽视了科学的发展是与当时社会的文化、生产力背景密切相联的，容易使学生形成地心说反动落后、一无是处的误解，我们可以通过HPS教学完善这一部分内容，以利于学生在理解科学・技术・社会・环境的基础上正确评价托勒密与地心说的历史地位；笫二，教材对哥白尼与口心说的呈现形式会让学生误认为哥白尼是一位天生的反对者，他的日心说观点是与地心说截然相反且毫无关联，而实际上哥白尼体系是在他不断的试图修正

5、托勒密体系，又不断的在推理论证后否定，才最终突破思维限制建立起来的一种模型，我们可以通过HPS教学完善这一部分内容，让学生知道两种体系Z间的相关性,培养学生的科学思维能力和不迷信权威勇于突破的科学态度；第三，教材中地心说和tl心说的建立过程只提到了托勒密和哥白尼，这会让学生误以为科学的发展只需要一两个杰出天才人物的努力，而实际上任何科学理论都是在历史的进程中逐步发展起来的，地心说与日心说的发展过程都持续上千年，都经历了从萌芽到发展再到建立的不同阶段，而每个阶段都有一些做出各自贡献的科学家，我们可以通过HPS教学完善这一部分内容，让学生意识到科学发展的曲折和漫长，培养学生对科学发展的正确态度；

6、第四，教材直接给出了开普勒定律的内容，没有展示出利用观测数据进行数学分析的过程，这会让学生误以为规律的形成与总结是轻松写意、一蹴而就的，我们可以通过HPS教学完善这一部分内容，帮助学生体会到其过程的艰辛及分析-综合、尝试-错误等思维方法的巧妙，从而培养学生的科学思维与科学态度；第五，教材说明了从地心说到日心说再到开普勒定律的发展顺序，但是并没有总结归纳人类对天体运动的探究过程，我们可以通过HPS教学完善这一部分内容，帮助学生总结出科学探究的一般程序，从而使学生更深刻地理解科学的本质，培养学生科学探究的能力。二.从核心素养角度设计教学片段1.教学片段一：人类认识地球自身问题1：行星是怎么运动的

7、？教师结合学生回答指出：行星如何运动是一个古老的话题，其运动规律的发现经历了两千多年的曲折历程，是科学家追求真理的奋斗史、人类思想的解放史，充满了思辨、矛盾、斗争、鲜血甚至生命。我们先来看看人类认识地球白身的过程，对于地球白身我国古代先人们提出了什么观点？古人看来天与地接壤且地是平的，而人们的观察范围有限，只看到tl月星辰东升西落，所以认为天是圆的，这就是我国古代的天圆地方学说。问题2：古代西方学者又提出了哪