融合HPS理念的地理師范生地理實(shí)踐力培養(yǎng)路徑及實(shí)踐探索

【摘要】本文針對高校地理師范專業(yè)教學(xué)中普遍存在的重理論輕實(shí)踐、實(shí)踐內(nèi)容和形式單一等現(xiàn)象，提出融合HPS理念加強(qiáng)師范生地理實(shí)踐力培養(yǎng)的路徑：挖掘可融入的HPS教育素材、探索HPS實(shí)踐教學(xué)模式、發(fā)揮HPS素材的思政教育價值，并以“測量太陽高度角”為例闡明融合HPS理念的地理實(shí)踐力培養(yǎng)的探索與分析過程。

【關(guān)鍵詞】HPS理念 地理師范生 地理實(shí)踐力 培養(yǎng)路徑

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2022）27-0135-04

隨著教育部《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》與《義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的相繼發(fā)布，地理核心素養(yǎng)如何落地，逐漸成為地理教育學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)，也引發(fā)了高校對地理師范生地理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的思考。地理核心素養(yǎng)包含區(qū)域認(rèn)知、綜合思維、地理實(shí)踐力和人地協(xié)調(diào)觀四個方面。其中，地理實(shí)踐力是指學(xué)生秉持人地協(xié)調(diào)觀、運(yùn)用綜合思維和區(qū)域認(rèn)知方法，在分析和解決地理實(shí)踐中遇到的問題時所具備的行動力和意志品質(zhì)。它是地理學(xué)科應(yīng)用價值的顯性表現(xiàn)，人地協(xié)調(diào)觀、綜合思維、區(qū)域認(rèn)知素養(yǎng)最終要通過地理實(shí)踐力實(shí)現(xiàn)。

因此，地理實(shí)踐力整合了地理學(xué)科“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀”三維育人目標(biāo)，其培育有助于發(fā)揮地理學(xué)科在立德樹人中的重要作用。對高校地理師范生來說，具備良好的地理實(shí)踐力，有利于發(fā)現(xiàn)和解決教學(xué)中的實(shí)際地理問題，能在未來的地理教學(xué)工作中更好地指導(dǎo)學(xué)生開展地理實(shí)踐活動。加強(qiáng)地理師范生地理實(shí)踐力培養(yǎng)的研究與實(shí)踐，對落實(shí)各個學(xué)段的地理學(xué)科育人價值與目標(biāo)具有重要意義。本研究在HPS理念下對地理師范生地理實(shí)踐力的培養(yǎng)路徑進(jìn)行探究，以期拋磚引玉，為地理教學(xué)探索提供一些有益的嘗試。

一、HPS理念在學(xué)科教學(xué)中應(yīng)用的內(nèi)涵

（一）HPS教育概述

自20世紀(jì)80年代，HPS教育（History，Philosophy and Sociology of Science）作為一種科學(xué)教育范式興起。它強(qiáng)調(diào)將科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會學(xué)融入科學(xué)學(xué)科的教學(xué)。HPS教育理念以科學(xué)史為支撐，從科學(xué)史層面還原科學(xué)發(fā)展歷程，從哲學(xué)層面辯證看待科學(xué)理論，從人文層面理解人類社會對科學(xué)的影響。從而引導(dǎo)學(xué)生多維視角、多層次地闡釋科學(xué)，并最終理解科學(xué)的本質(zhì)，提升科學(xué)素養(yǎng)。國內(nèi)外有大量文獻(xiàn)曾討論在科學(xué)教育中引入科學(xué)史的優(yōu)勢，牛津大學(xué)瓊·所羅門將其總結(jié)為五點(diǎn)：能更好地學(xué)習(xí)科學(xué)知識、有助于增強(qiáng)學(xué)生的興趣和動力、能使學(xué)生初步了解科學(xué)哲學(xué)、有助于改善公眾對科學(xué)的態(tài)度、有助于學(xué)生理解科學(xué)和社會的相關(guān)性。從相關(guān)文獻(xiàn)可知，HPS理念與物理、化學(xué)等學(xué)科的融合研究較為豐富，與地理學(xué)科的融合還相對較少，目前主要圍繞基于HPS理念的地理教學(xué)設(shè)計進(jìn)行了探索實(shí)踐。地理教育工作者應(yīng)進(jìn)一步深挖其潛藏的教育價值，發(fā)揮其在地理教育中促進(jìn)學(xué)生地理核心素養(yǎng)等功能。

（二）HPS理念在地理實(shí)踐力培養(yǎng)教學(xué)中的應(yīng)用

地理是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，包含豐富多樣且具有學(xué)科特色的地理實(shí)踐活動形式，如地理觀測、野外實(shí)習(xí)、地理實(shí)驗(yàn)、社會調(diào)研、研學(xué)旅行等。地理實(shí)踐力作為地理核心素養(yǎng)的重要組成部分，主張學(xué)生在校內(nèi)外各種真實(shí)情境下、在地理實(shí)踐活動中觀察并感悟地理環(huán)境以及其與人類活動的關(guān)系；嘗試運(yùn)用地理原理或方法，借助地理工具和技術(shù)手段，解決實(shí)際地理問題，增強(qiáng)社會責(zé)任意識。可見，地理實(shí)踐力是實(shí)踐知識、實(shí)踐能力和實(shí)踐精神的綜合體現(xiàn)，“知行意”和諧統(tǒng)一是地理實(shí)踐力培養(yǎng)的價值追求，即在地理實(shí)踐活動中，應(yīng)實(shí)現(xiàn)“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀”三個維度的整合。依據(jù)HPS教育理念，許多地理相關(guān)的科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)社會學(xué)的知識點(diǎn)可以契合各種地理實(shí)踐內(nèi)容的邏輯特點(diǎn)，并從以上三個維度上與地理實(shí)踐力融合，這都與地理實(shí)踐能力的培養(yǎng)目標(biāo)和教育價值一致。

首先，科學(xué)史是開展科學(xué)本質(zhì)教育、體現(xiàn)HPS教育理念的重要載體。地學(xué)史的內(nèi)容包含地理科學(xué)家故事、地理科學(xué)的發(fā)現(xiàn)過程、地理科學(xué)觀點(diǎn)的變化及歷史背景等。將學(xué)生帶入地理科學(xué)發(fā)展史的情境中，讓學(xué)生通過地理實(shí)踐活動再現(xiàn)地理科學(xué)家的探究、發(fā)現(xiàn)過程，或親歷發(fā)現(xiàn)地理現(xiàn)象、揭示地理規(guī)律等過程，能幫助學(xué)生高效厘清地理學(xué)史主線，構(gòu)建更完備的具有歷史背景的地理知識體系，掌握研究與解決地理問題的方法與技能。

第二，科學(xué)哲學(xué)引導(dǎo)思辨科學(xué)的本質(zhì)，樹立正確的科學(xué)觀。從地理學(xué)形成初期開始，各種哲學(xué)觀念就滲透于地理學(xué)領(lǐng)域，并不斷發(fā)展。地理科學(xué)中蘊(yùn)含著豐富的哲學(xué)思想與價值觀，如地理要素之間相互影響相互制約的關(guān)系反映出“事物之間是普遍聯(lián)系的”；地理環(huán)境的不斷演變是“事物是不斷發(fā)展變化的”。人地協(xié)調(diào)思想、可持續(xù)發(fā)展等科學(xué)觀是開展地理學(xué)科教學(xué)的重要思想。教師將這些哲學(xué)思想在地理實(shí)踐活動中進(jìn)行自然有效的滲透，能更深刻有效地幫助學(xué)生認(rèn)識地理學(xué)本質(zhì)，從而構(gòu)建正確的世界觀與科學(xué)觀。

第三，科學(xué)社會學(xué)主要價值在于揭示科學(xué)發(fā)展的社會背景及科學(xué)的社會功能，強(qiáng)調(diào)理解科學(xué)、技術(shù)和社會三者的關(guān)系。地理學(xué)科是一門跨自然與人文社會的綜合性學(xué)科，其內(nèi)涵隨著時代的進(jìn)步不斷演變，包含了空間統(tǒng)計、地理觀測與勘測、地理信息科學(xué)、建模、輔助決策等多種技術(shù)手段，且具有很強(qiáng)的社會實(shí)用性，在國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展及許多行業(yè)部門的工作中發(fā)揮著不可或缺的作用。在地理實(shí)踐活動中，學(xué)生通過了解地理學(xué)科技術(shù)手段的發(fā)展，甚至使用這些技術(shù)手段踐行地理知識與方法，解決實(shí)際地理問題，并能深刻理解到地理科學(xué)、地理技術(shù)與社會相互影響的關(guān)系，認(rèn)可地理學(xué)科和地理科學(xué)事業(yè)的價值。

總之，將HPS理念融入地理實(shí)踐教學(xué)活動中，將有助于優(yōu)化地理實(shí)踐力培養(yǎng)路徑，激發(fā)學(xué)生參加地理實(shí)踐活動的興趣，強(qiáng)化學(xué)生的地理綜合思維，加深學(xué)生對地理科學(xué)的本質(zhì)認(rèn)識；并能夠在實(shí)踐活動中培養(yǎng)學(xué)生樂于合作、勇于克服困難等品質(zhì)，進(jìn)而培育學(xué)生正確的情感態(tài)度價值觀，實(shí)現(xiàn)在知識、能力和情感態(tài)度價值觀培育上的統(tǒng)一。

二、融合HPS理念的地理師范生地理實(shí)踐力培養(yǎng)路徑

（一）挖掘可融入的HPS教育素材

融合HPS理念的地理實(shí)踐力培養(yǎng)，需要以蘊(yùn)含科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會學(xué)思想的典型科學(xué)史內(nèi)容為載體。相比其他科學(xué)學(xué)科，當(dāng)前我國地理師范專業(yè)的地理教材中的HPS教育內(nèi)容普遍較為欠缺。課改團(tuán)隊可通過網(wǎng)絡(luò)、教學(xué)資源庫、科技場館教育資源等途徑，對地學(xué)史、地理科學(xué)哲學(xué)和地理科學(xué)技術(shù)的社會應(yīng)用等內(nèi)容進(jìn)行深入挖據(jù)，并融入地理教學(xué)實(shí)踐中。選擇HPS素材的主要原則有：是否是地學(xué)史上的重大事件、是否有助于深化學(xué)生對地理概念的理解、是否展現(xiàn)地理科學(xué)素養(yǎng)、是否與地理師范專業(yè)高度相關(guān)等。如在進(jìn)行喀斯特地貌研學(xué)旅行的活動中，可融入徐霞客游歷考察我國喀斯特地貌的故事及成就；開展氣象科普活動時，可融合我國竺可楨等氣象學(xué)家的事跡、古今天文氣象觀測科技成就，以及 “一帶一路”氣象合作的內(nèi)容；開展二十四節(jié)氣主題匯報活動時，可融入中國二十四節(jié)氣的形成及劃分等科學(xué)知識，以及土圭、二十四節(jié)氣盤等相關(guān)科技成果，均能較好體現(xiàn)上述原則。

（二）探索HPS實(shí)踐教學(xué)模式

融合HPS理念的地理實(shí)踐力培養(yǎng)需要進(jìn)一步探索HPS教學(xué)模式與實(shí)踐模式的融合與優(yōu)化方式。目前，對于在科學(xué)教學(xué)中如何融入HPS理念，國內(nèi)外學(xué)者先后提出了多種HPS教學(xué)模式，本課改團(tuán)隊在HPS實(shí)踐教學(xué)模式的探索與運(yùn)用過程中主要遵循以下兩個原則。

一是充分挖掘地理HPS素材的教育價值。提升在地理實(shí)踐教學(xué)中運(yùn)用HPS素材的合理性，充分挖掘HPS素材在地理實(shí)踐活動中的潛在教育價值。如基于HPS素材巧妙構(gòu)思，設(shè)計地學(xué)史教學(xué)線，對地理實(shí)踐活動進(jìn)行整體設(shè)計；挖掘HPS素材的內(nèi)涵，創(chuàng)設(shè)地理實(shí)踐活動的情境和地理實(shí)踐任務(wù)驅(qū)動等，激發(fā)學(xué)生地理實(shí)踐的學(xué)習(xí)積極性。二是突出學(xué)生的實(shí)踐主體地位。地理實(shí)踐力的培養(yǎng)強(qiáng)調(diào)理論結(jié)合實(shí)踐，以學(xué)生為主體進(jìn)行實(shí)踐體驗(yàn)。在HPS實(shí)踐教學(xué)模式中，應(yīng)該發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，使其成為理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐考察、成果展示等各個環(huán)節(jié)的主體，促進(jìn)實(shí)踐知識、實(shí)踐能力和實(shí)踐精神的綜合培養(yǎng)。

（三）發(fā)揮HPS素材的思政教育價值

課程思政是當(dāng)前高校教育教學(xué)改革的重要趨勢，是落實(shí)“三全育人”的必然要求。作為課程教學(xué)的重要組成部分，教師應(yīng)重視在實(shí)踐教學(xué)中融合開展思想政治教育。HPS教育理念融合了科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會學(xué)，也自然成為培養(yǎng)學(xué)生唯物主義歷史觀、社會主義核心價值觀、愛國主義情操、科學(xué)素養(yǎng)及社會責(zé)任感的重要載體之一。

課改團(tuán)隊通過挖掘和融合HPS素材的思政元素，讓思政教育貫穿于地理實(shí)踐力培養(yǎng)的全過程。例如，在觀測月相的實(shí)踐活動中，融入我國古代陰陽歷法的知識和航天探月事業(yè)的發(fā)展歷程與成果，這樣不僅可以拓寬學(xué)生知識面，整合關(guān)聯(lián)知識點(diǎn)，也能讓學(xué)生感受古今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及其對人類的影響，從而產(chǎn)生地球空間科學(xué)事業(yè)的價值認(rèn)同感，進(jìn)而滲透愛國主義教育，培養(yǎng)科學(xué)精神。在開展地球運(yùn)動模擬實(shí)驗(yàn)和制作地球儀、三球儀等教學(xué)具的地理實(shí)踐活動中，可融入哥白尼、布魯諾、伽利略等人質(zhì)疑地心說、發(fā)展日心說的科學(xué)史，從而啟發(fā)學(xué)生質(zhì)疑、提出問題，并運(yùn)用模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，學(xué)以致用，制作教具。全流程始終滲透科學(xué)精神與思維方法的培養(yǎng)，以幫助學(xué)生更好理解科學(xué)本質(zhì)。

三、融合HPS理念的地理師范生地理實(shí)踐力培養(yǎng)實(shí)踐案例

（一）融合HPS理念的“測量太陽高度角”地理實(shí)踐活動

地理教師團(tuán)隊以地理師范專業(yè)自然地理課程中“測量太陽高度角”這一實(shí)踐活動為例，進(jìn)行了融合HPS理念的地理實(shí)踐活動設(shè)計和實(shí)踐探索（建議實(shí)踐日期為冬至日）。結(jié)合我國古代人民發(fā)明日晷的科技史，以及GPS或地理App等現(xiàn)代地理信息技術(shù)，采用“提出問題—地理實(shí)踐—成果展示—評價總結(jié)”的HPS實(shí)踐教學(xué)模式，并挖掘HPS素材中蘊(yùn)含的科學(xué)本質(zhì)教育、愛國主義教育等思政元素，綜合促進(jìn)提升地理實(shí)踐力。具體教學(xué)流程如下。

1.提出探究問題，引出實(shí)踐任務(wù)

基于生活實(shí)際中樓房住宅樓間距的社會問題創(chuàng)設(shè)情境，提出探究問題：“如何判定樓間距是否合理，其地理科學(xué)依據(jù)是什么？”引出學(xué)生要解決的實(shí)際地理問題：“測量和計算我們學(xué)校兩棟相鄰教學(xué)樓之間的樓間距是否合理？”結(jié)合學(xué)生已學(xué)地理知識，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生首先需要進(jìn)行“測量本地冬至日正午太陽高度角”的實(shí)踐任務(wù)。再依據(jù)HPS理念，挖掘我國古代人民發(fā)明日晷的科技史及其蘊(yùn)含的利用日晷測量太陽高度角的科學(xué)原理等素材，引導(dǎo)學(xué)生思考“古人是如何利用日晷測量正午太陽高度角的？”為學(xué)生開展制作簡易太陽高度角測量器的地理實(shí)踐活動做知識鋪墊。

2.小組分工合作，開展地理實(shí)踐

教師合理分解地理實(shí)踐任務(wù)，多方面考察和鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力，設(shè)計循序漸進(jìn)的實(shí)踐環(huán)節(jié)；進(jìn)行小組分工，注重體現(xiàn)學(xué)生實(shí)踐主體地位。

（1）小組主題匯報：搜集我國古人發(fā)明日晷的資料，分組匯報其發(fā)明歷史、原理及價值等。

（2）制作簡易太陽高度角測量器：各小組結(jié)合日晷原理，利用準(zhǔn)備好的材料包等設(shè)計制作簡易太陽高度角測量器，并進(jìn)行展示和討論、修改完善。

（3）測量正午太陽高度角：選定合適的校園觀測點(diǎn)，運(yùn)用簡易太陽高度角測量器，實(shí)時測量冬至日當(dāng)天正午太陽高度角。也可借助手電筒模擬測量本地夏至、冬至日和春秋分的正午太陽高度角。

（4）計算正午太陽高度角：首先借助3D地球軟件等現(xiàn)代信息技術(shù)手段或GPS定位工具，獲取觀測地的緯度位置；再運(yùn)用已學(xué)太陽高度角的數(shù)學(xué)計算公式計算夏至日、冬至日和春秋分正午太陽高度角；并和小組的實(shí)際觀測結(jié)果進(jìn)行對比分析，討論誤差產(chǎn)生的原因與解決辦法。

（5）得出結(jié)論：結(jié)合勾股定理，運(yùn)用所觀測的正午太陽高度角計算校園教學(xué)樓之間應(yīng)有的樓間距，并測量和對比驗(yàn)證實(shí)際樓間距是否合理。

3.成果展示匯報，反思評價總結(jié)

整理觀測數(shù)據(jù)、照片圖片等資料，撰寫小組實(shí)踐活動報告，對實(shí)踐過程和成果進(jìn)行展示匯報，交流和評價。

（二）案例實(shí)踐成效

“測量太陽高度角”的地理實(shí)踐活動有效地融合了HPS理念，以中國古代日晷發(fā)明的科學(xué)技術(shù)史為教學(xué)實(shí)踐主線，對實(shí)踐活動進(jìn)行了整體設(shè)計，設(shè)置分層遞進(jìn)的實(shí)踐活動，從而有效提高了學(xué)生的地理實(shí)踐能力。

在知識與技能方面，學(xué)生通過闡釋中國日晷的科學(xué)原理，對所學(xué)的地球運(yùn)動與太陽高度角等知識進(jìn)行遷移運(yùn)用和深度內(nèi)化；掌握了制作簡易太陽高度角測量器測量太陽高度角、計算正午太陽高度角和樓間距、運(yùn)用地理工具或現(xiàn)代地理信息技術(shù)手段獲取地理位置等技能。

在過程與方法方面，教師讓學(xué)生通過搜集日晷的歷史資料，設(shè)計和制作的過程，獲取、處理、和分析太陽高度角等數(shù)據(jù)，發(fā)展了分析、推理、歸納與綜合等思維能力，獲得了系列地理探究的科學(xué)方法，提高了解決實(shí)際地理問題的能力。

在情感態(tài)度價值觀方面，通過融合中國古代科技史以及GPS或地理App等現(xiàn)代地理信息技術(shù)，學(xué)生在實(shí)踐活動中體會到了科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系，促進(jìn)了科學(xué)本質(zhì)教育；認(rèn)識到人類生產(chǎn)生活需要遵循和利用自然規(guī)律，達(dá)到人地和諧統(tǒng)一發(fā)展；培養(yǎng)了學(xué)生的民族自豪感，滲透了愛國主義教育。

綜上所述，地理實(shí)踐力是未來地理教師應(yīng)具備的關(guān)鍵能力之一，也是地理師范生未來從事地理教學(xué)工作所必備的學(xué)科核心素養(yǎng)。融合HPS理念的地理實(shí)踐力培養(yǎng)，有助于地理師范生深化地理知識理解、發(fā)展地理思維，獲取地理方法、提升地理問題解決能力、形成地理思想以及養(yǎng)成地理品質(zhì)。HPS理念和地理實(shí)踐力的融合還有待廣大教育工作者加強(qiáng)研究與探索，在教學(xué)實(shí)踐中挖掘和落實(shí)HPS理念在地理實(shí)踐活動中的潛在教育價值。

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注：本文系湖南省教育廳科學(xué)研究一般項目“STEAM教育視域下內(nèi)地高職西藏班科學(xué)素養(yǎng)提升策略研究”（19C0881）的研究成果之一。

作者簡介：李娟（1984— ），湖南岳陽人，講師，碩士研究生，主要研究方向?yàn)榈乩斫逃⒖茖W(xué)教育。