融合HPS理念的地理师范生地理实践力培养路径及实践探索

【摘要】本文针对高校地理师范专业教学中普遍存在的重理论轻实践、实践内容和形式单一等现象，提出融合HPS理念加强师范生地理实践力培养的路径：挖掘可融入的HPS教育素材、探索HPS实践教学模式、发挥HPS素材的思政教育价值，并以“测量太阳高度角”为例阐明融合HPS理念的地理实践力培养的探索与分析过程。

【关键词】HPS理念 地理师范生 地理实践力 培养路径

【中图分类号】G64 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2022）27-0135-04

随着教育部《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》与《义务教育地理课程标准（2022年版）》的相继发布，地理核心素养如何落地，逐渐成为地理教育学界关注的热点，也引发了高校对地理师范生地理核心素养培养的思考。地理核心素养包含区域认知、综合思维、地理实践力和人地协调观四个方面。其中，地理实践力是指学生秉持人地协调观、运用综合思维和区域认知方法，在分析和解决地理实践中遇到的问题时所具备的行动力和意志品质。它是地理学科应用价值的显性表现，人地协调观、综合思维、区域认知素养最终要通过地理实践力实现。

因此，地理实践力整合了地理学科“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三维育人目标，其培育有助于发挥地理学科在立德树人中的重要作用。对高校地理师范生来说，具备良好的地理实践力，有利于发现和解决教学中的实际地理问题，能在未来的地理教学工作中更好地指导学生开展地理实践活动。加强地理师范生地理实践力培养的研究与实践，对落实各个学段的地理学科育人价值与目标具有重要意义。本研究在HPS理念下对地理师范生地理实践力的培养路径进行探究，以期抛砖引玉，为地理教学探索提供一些有益的尝试。

一、HPS理念在学科教学中应用的内涵

（一）HPS教育概述

自20世纪80年代，HPS教育（History，Philosophy and Sociology of Science）作为一种科学教育范式兴起。它强调将科学史、科学哲学和科学社会学融入科学学科的教学。HPS教育理念以科学史为支撑，从科学史层面还原科学发展历程，从哲学层面辩证看待科学理论，从人文层面理解人类社会对科学的影响。从而引导学生多维视角、多层次地阐释科学，并最终理解科学的本质，提升科学素养。国内外有大量文献曾讨论在科学教育中引入科学史的优势，牛津大学琼·所罗门将其总结为五点：能更好地学习科学知识、有助于增强学生的兴趣和动力、能使学生初步了解科学哲学、有助于改善公众对科学的态度、有助于学生理解科学和社会的相关性。从相关文献可知，HPS理念与物理、化学等学科的融合研究较为丰富，与地理学科的融合还相对较少，目前主要围绕基于HPS理念的地理教学设计进行了探索实践。地理教育工作者应进一步深挖其潜藏的教育价值，发挥其在地理教育中促进学生地理核心素养等功能。

（二）HPS理念在地理实践力培养教学中的应用

地理是一门实践性很强的学科，包含丰富多样且具有学科特色的地理实践活动形式，如地理观测、野外实习、地理实验、社会调研、研学旅行等。地理实践力作为地理核心素养的重要组成部分，主张学生在校内外各种真实情境下、在地理实践活动中观察并感悟地理环境以及其与人类活动的关系；尝试运用地理原理或方法，借助地理工具和技术手段，解决实际地理问题，增强社会责任意识。可见，地理实践力是实践知识、实践能力和实践精神的综合体现，“知行意”和谐统一是地理实践力培养的价值追求，即在地理实践活动中，应实现“知识与技能、过程与方法、情感态度价值观”三个维度的整合。依据HPS教育理念，许多地理相關的科学史、科学哲学、科学社会学的知识点可以契合各种地理实践内容的逻辑特点，并从以上三个维度上与地理实践力融合，这都与地理实践能力的培养目标和教育价值一致。

首先，科学史是开展科学本质教育、体现HPS教育理念的重要载体。地学史的内容包含地理科学家故事、地理科学的发现过程、地理科学观点的变化及历史背景等。将学生带入地理科学发展史的情境中，让学生通过地理实践活动再现地理科学家的探究、发现过程，或亲历发现地理现象、揭示地理规律等过程，能帮助学生高效厘清地理学史主线，构建更完备的具有历史背景的地理知识体系，掌握研究与解决地理问题的方法与技能。

第二，科学哲学引导思辨科学的本质，树立正确的科学观。从地理学形成初期开始，各种哲学观念就渗透于地理学领域，并不断发展。地理科学中蕴含着丰富的哲学思想与价值观，如地理要素之间相互影响相互制约的关系反映出“事物之间是普遍联系的”；地理环境的不断演变是“事物是不断发展变化的”。人地协调思想、可持续发展等科学观是开展地理学科教学的重要思想。教师将这些哲学思想在地理实践活动中进行自然有效的渗透，能更深刻有效地帮助学生认识地理学本质，从而构建正确的世界观与科学观。

第三，科学社会学主要价值在于揭示科学发展的社会背景及科学的社会功能，强调理解科学、技术和社会三者的关系。地理学科是一门跨自然与人文社会的综合性学科，其内涵随着时代的进步不断演变，包含了空间统计、地理观测与勘测、地理信息科学、建模、辅助决策等多种技术手段，且具有很强的社会实用性，在国家经济发展及许多行业部门的工作中发挥着不可或缺的作用。在地理实践活动中，学生通过了解地理学科技术手段的发展，甚至使用这些技术手段践行地理知识与方法，解决实际地理问题，并能深刻理解到地理科学、地理技术与社会相互影响的关系，认可地理学科和地理科学事业的价值。

总之，将HPS理念融入地理实践教学活动中，将有助于优化地理实践力培养路径，激发学生参加地理实践活动的兴趣，强化学生的地理综合思维，加深学生对地理科学的本质认识；并能够在实践活动中培养学生乐于合作、勇于克服困难等品质，进而培育学生正确的情感态度价值观，实现在知识、能力和情感态度价值观培育上的统一。

二、融合HPS理念的地理师范生地理实践力培养路径

（一）挖掘可融入的HPS教育素材

融合HPS理念的地理实践力培养，需要以蕴含科学哲学和科学社会学思想的典型科学史内容为载体。相比其他科学学科，当前我国地理师范专业的地理教材中的HPS教育内容普遍较为欠缺。课改团队可通过网络、教学资源库、科技场馆教育资源等途径，对地学史、地理科学哲学和地理科学技术的社会应用等内容进行深入挖据，并融入地理教学实践中。选择HPS素材的主要原则有：是否是地学史上的重大事件、是否有助于深化学生对地理概念的理解、是否展现地理科学素养、是否与地理师范专业高度相关等。如在进行喀斯特地貌研学旅行的活动中，可融入徐霞客游历考察我国喀斯特地貌的故事及成就；开展气象科普活动时，可融合我国竺可桢等气象学家的事迹、古今天文气象观测科技成就，以及 “一带一路”气象合作的内容；开展二十四节气主题汇报活动时，可融入中国二十四节气的形成及划分等科学知识，以及土圭、二十四节气盘等相关科技成果，均能较好体现上述原则。

（二）探索HPS实践教学模式

融合HPS理念的地理实践力培养需要进一步探索HPS教学模式与实践模式的融合与优化方式。目前，对于在科学教学中如何融入HPS理念，国内外学者先后提出了多种HPS教学模式，本课改团队在HPS实践教学模式的探索与运用过程中主要遵循以下两个原则。

一是充分挖掘地理HPS素材的教育价值。提升在地理实践教学中运用HPS素材的合理性，充分挖掘HPS素材在地理实践活动中的潜在教育价值。如基于HPS素材巧妙构思，设计地学史教学线，对地理实践活动进行整体设计；挖掘HPS素材的内涵，创设地理实践活动的情境和地理实践任务驱动等，激发学生地理实践的学习积极性。二是突出学生的实践主体地位。地理实践力的培养强调理论结合实践，以学生为主体进行实践体验。在HPS实践教学模式中，应该发挥学生主观能动性，使其成为理论学习、实践考察、成果展示等各个环节的主体，促进实践知识、实践能力和实践精神的综合培养。

（三）发挥HPS素材的思政教育价值

课程思政是当前高校教育教学改革的重要趋势，是落实“三全育人”的必然要求。作为课程教学的重要组成部分，教师应重视在实践教学中融合开展思想政治教育。HPS教育理念融合了科学史、科学哲学和科学社会学，也自然成为培养学生唯物主义历史观、社会主义核心价值观、爱国主义情操、科学素养及社会责任感的重要载体之一。

课改团队通过挖掘和融合HPS素材的思政元素，让思政教育贯穿于地理实践力培养的全过程。例如，在观测月相的实践活动中，融入我国古代阴阳历法的知识和航天探月事业的发展历程与成果，这样不仅可以拓寬学生知识面，整合关联知识点，也能让学生感受古今科学技术的发展及其对人类的影响，从而产生地球空间科学事业的价值认同感，进而渗透爱国主义教育，培养科学精神。在开展地球运动模拟实验和制作地球仪、三球仪等教学具的地理实践活动中，可融入哥白尼、布鲁诺、伽利略等人质疑地心说、发展日心说的科学史，从而启发学生质疑、提出问题，并运用模拟实验验证，学以致用，制作教具。全流程始终渗透科学精神与思维方法的培养，以帮助学生更好理解科学本质。

三、融合HPS理念的地理师范生地理实践力培养实践案例

（一）融合HPS理念的“测量太阳高度角”地理实践活动

地理教师团队以地理师范专业自然地理课程中“测量太阳高度角”这一实践活动为例，进行了融合HPS理念的地理实践活动设计和实践探索（建议实践日期为冬至日）。结合我国古代人民发明日晷的科技史，以及GPS或地理App等现代地理信息技术，采用“提出问题—地理实践—成果展示—评价总结”的HPS实践教学模式，并挖掘HPS素材中蕴含的科学本质教育、爱国主义教育等思政元素，综合促进提升地理实践力。具体教学流程如下。

1.提出探究问题，引出实践任务

基于生活实际中楼房住宅楼间距的社会问题创设情境，提出探究问题：“如何判定楼间距是否合理，其地理科学依据是什么？”引出学生要解决的实际地理问题：“测量和计算我们学校两栋相邻教学楼之间的楼间距是否合理？”结合学生已学地理知识，进一步引导学生首先需要进行“测量本地冬至日正午太阳高度角”的实践任务。再依据HPS理念，挖掘我国古代人民发明日晷的科技史及其蕴含的利用日晷测量太阳高度角的科学原理等素材，引导学生思考“古人是如何利用日晷测量正午太阳高度角的？”为学生开展制作简易太阳高度角测量器的地理实践活动做知识铺垫。

2.小组分工合作，开展地理实践

教师合理分解地理实践任务，多方面考察和锻炼学生实践能力，设计循序渐进的实践环节；进行小组分工，注重体现学生实践主体地位。

（1）小组主题汇报：搜集我国古人发明日晷的资料，分组汇报其发明历史、原理及价值等。

（2）制作简易太阳高度角测量器：各小组结合日晷原理，利用准备好的材料包等设计制作简易太阳高度角测量器，并进行展示和讨论、修改完善。

（3）测量正午太阳高度角：选定合适的校园观测点，运用简易太阳高度角测量器，实时测量冬至日当天正午太阳高度角。也可借助手电筒模拟测量本地夏至、冬至日和春秋分的正午太阳高度角。

（4）计算正午太阳高度角：首先借助3D地球软件等现代信息技术手段或GPS定位工具，获取观测地的纬度位置；再运用已学太阳高度角的数学计算公式计算夏至日、冬至日和春秋分正午太阳高度角；并和小组的实际观测结果进行对比分析，讨论误差产生的原因与解决办法。

（5）得出结论：结合勾股定理，运用所观测的正午太阳高度角计算校园教学楼之间应有的楼间距，并测量和对比验证实际楼间距是否合理。

3.成果展示汇报，反思评价总结

整理观测数据、照片图片等资料，撰写小组实践活动报告，对实践过程和成果进行展示汇报，交流和评价。

（二）案例实践成效

“测量太阳高度角”的地理实践活动有效地融合了HPS理念，以中国古代日晷发明的科学技术史为教学实践主线，对实践活动进行了整体设计，设置分层递进的实践活动，从而有效提高了学生的地理实践能力。

在知识与技能方面，学生通过阐释中国日晷的科学原理，对所学的地球运动与太阳高度角等知识进行迁移运用和深度内化；掌握了制作简易太阳高度角测量器测量太阳高度角、计算正午太阳高度角和楼间距、运用地理工具或现代地理信息技术手段获取地理位置等技能。

在过程与方法方面，教师让学生通过搜集日晷的历史资料，设计和制作的过程，获取、处理、和分析太阳高度角等数据，发展了分析、推理、归纳与综合等思维能力，获得了系列地理探究的科学方法，提高了解决实际地理问题的能力。

在情感态度价值观方面，通过融合中国古代科技史以及GPS或地理App等现代地理信息技术，学生在实践活动中体会到了科学、技术与社会的关系，促进了科学本质教育；认识到人类生产生活需要遵循和利用自然规律，达到人地和谐统一发展；培养了学生的民族自豪感，渗透了爱国主义教育。

综上所述，地理实践力是未来地理教师应具备的关键能力之一，也是地理师范生未来从事地理教学工作所必备的学科核心素养。融合HPS理念的地理实践力培养，有助于地理师范生深化地理知识理解、发展地理思维，获取地理方法、提升地理问题解决能力、形成地理思想以及养成地理品质。HPS理念和地理实践力的融合还有待广大教育工作者加强研究与探索，在教学实践中挖掘和落实HPS理念在地理实践活动中的潜在教育价值。

参考文献

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注：本文系湖南省教育厅科学研究一般项目“STEAM教育视域下内地高职西藏班科学素养提升策略研究”（19C0881）的研究成果之一。

作者简介：李娟（1984— ），湖南岳阳人，讲师，硕士研究生，主要研究方向为地理教育、科学教育。