开学之前，我们教师进行了一次专业知识测试，其中有一题涉及到叙述HPS教学的基本过程。下面把该教育及教学过程总结如下：

一、HPS教育

HPS是科学史和科学哲学（History of Science and Philosophy of Science）的英文缩写，随着科学社会学的发展和科学社会学与科学教育的特殊关系，科学教育家将科学社会学也纳入HPS教育当中，HPS就变为科学史、科学哲学和科学社会学（History Philosophy and Sociology of Science），其主要内容是：把科学史、科学哲学、科学社会学的有关内容纳入到科学课程中, 以期提高科学教育的质量。HPS教育的根本目的是理解科学本质。

二、HPS教学模式

HPS教学模式是由孟克和奥斯本所提出的，这一教学模式实施的基本前提是：所学的课题必须是科学史上某一科学家曾经研究的自然现象。这一模式的教学程序包括6个环节：①演示现象；②引出观念；③学习历史；④设计实验；⑤呈现科学观念和实验检验；⑥总结与评价。

HPS教学模式是提升学生科学素养的有效手段，因此在教学中我们亟需将这种教学模式应用于生物教学。

HPS教育可以在人文的背景下构建生物教学。HPS生物教育是从科学史、科学哲学、科学社会学的角度讲述生物学科知识，为自然学科增加了人文气息，学生不仅学到生物知识，更重要的是感受到科学知识背后永恒的人文精神和科学素养，实现人文教育与科技教育的统一，达到人文教育与科技教育的平衡。
  三、HPS在生物教学中的价值

1．HPS教育可以提高学生对生物知识的理解。将HPS教育应用到生物教学中必然涉及到生物的基本概念、基本原理，但是HPS教育的优势不在于传授给学生生物知识，而在于传授给学生生物知识（生物概念，各种假设和理论等）的来龙去脉。

2．HPS教育有利于科学的生物方法的培养和生物思想的熏陶。

生物史展示了生物思想和理论体系的产生及演变过程，呈现给我们的是一幅辉煌的、静态的生物科学的画卷，因此学生学到的不仅是各种生物结论，还有这些结论产生的背景和条件，让学生受到生物思想的熏陶。生物的发展都是伴随着科学研究方法的进步，因此在讲述生物思想和理论的演变及进步的时候，就会向学生展示科学的方法，从而培养学生科学的方法。

四、教学案例

事实上，高中生物知识中很多可以采用HPS教育方式。

1.细胞学说的建立；

2.酶的发现；

3.光合作用的发现；

4.生长素的发现；

5.遗传物质的发现。

附：光合作用的发现过程的教学案例（来自于网络）

光合作用是生命世界最重要的生理活动，光合作用的实质是物质的转变和能量的转变。人们对光合作用的发现过程，就是对光合作用中物质和能量变化的本质的探究过程。光合作用的教学过程可以按HPS教学模式进行如下教学设计。

1．演示现象

教师通过多媒体展示植物的光合作示意图，教师设疑：什么叫光合作用？光合作用的本质与机制是什么？在学生观察图片回答问题的基础上，教师进一步设问：植物生长的养料究竟是从哪里来的？植物为什么能清新空气？光合作用中的氧气是从哪里产生的？什么时候产生的？从而引出问题，促使学生产生探究的强烈欲望。

2．引出概念

教师引导学生就上述有关光合作用问题说出自己的看法。例如，笔者曾运用访谈法收集到学生有关光合作用的想法有：

①植物白天进行光合作用，吸收二氧化碳，放出氧气；晚上进行呼吸作用，吸收氧气，放出二氧化碳，所以植物白天不会吸收氧气。

②植物的气孔白天关闭，晚上开放，因为植物白天需要吸收二氧化碳，晚上则不需要。

③因为土壤中养分不足，所以植物才需要讲行光合作用。

④梢物讲行光合作用时除了吸收太阳的光外，还吸收太阳的热。

⑤用塑料袋套住植物，袋内会产生雾气，这些雾气是二氧化碳。

⑥用塑料袋套住植物，就不能进行光合作用，因为前者夺走了阳光。

3．学习历史

首先，给学生介绍科学史中几个著名的实验。如范·海尔蒙特证明植物生长是从水中获得养料的实验；萨克斯证明绿叶在光合作用中产生淀粉的实验；恩吉尔曼用水绵和好氧细菌证明氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物光合作用的场所的实验；鲁宾和卡门利用同位素标记法证明光合作用释放的氧全部来自水的实验。教学中，要让学生理解这些实验的原理和目的，以及科学家在实验设计上巧妙之处。如萨克斯在实验前把绿色叶片放在暗处几小时，目的是什么？恩吉尔曼将载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中的目的是什么？进行黑暗（局部光照）和曝光的对比实验的目的是什么？鲁宾和卡门利用同位素标记法的原理是什么等等。

其次，引导学生讨论并归纳这些科学家关于光合作用的探究讨程。如下表： 

4．设计实验

引导学生自己设计买验，证明自己的观点和科学家的观点。如设计实验证明光合作用的原料之一是二氧化碳；证明光合作用需要光和叶绿体；证明光合作用的产物主要是淀粉；证明光合作用释放氧气等。

5．呈示科学观念和实验检验

教师引导学生读书，或由教师讲解光合作用过程，使学生进一步明确光合作用过程中物质和能量变化的本质。如果学生还有自己的观点与当前的科学概念不一致，就需要引导学生自己设计实验检验。例如，学生认为植物白天进行光合作用，吸收二氧化碳，放出氧气；晚上进行呼吸作用，吸收氧气，放出二氧化碳，所以植物白天不会吸收氧气，放出二氧化碳。为了消除学生这一错误概念，可以让学生做测量绿色植物（白天）有氧呼吸释放二氧化碳的实验。将新鲜绿叶放入锥形瓶内，瓶内注水并用弯管与盛有溴代麝香草酚蓝试剂（BTB）的试管相连接。通过观察学生发现，瓶内产生的气体进人BTB试剂内，试剂逐渐由蓝色变成红黄色，这是由于绿叶通过呼吸作用产生二氧化碳进人试剂的结果。从而使学生认识到绿色植物白天也能进行呼吸作用。

6．总结与评价

引导学生总结归纳：光合作用的要点是什么？有关光合作用还有什么问题？特别是要引导学生进一步讨论科学家关于光合作用的探究过程的内容、方法的历史意义与局限性，如范·海尔蒙特实验的局限性是什么？萨克斯的实验有没有需要改进的地方？如何改进？鲁宾和卡门的实验在前两位科学家的时代能不能进行？为什么？仅仅通过上述的几个实验能否揭示光合作用的机制？等。通过对上述问题的讨论，有利于学生更深人地理解科学的探究本质。