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基于HPS理念培育科学思维核心素养的教学设计——以“生物膜的流动镶嵌模型”为例
基于HPS理念培育科学思维核心素养的教学设计——以“生物膜的流动镶嵌模型”为例
摘要：科学思维是培养学生创新能力和解决问题能力的重要途径，而科学思维的核心素养是培养科学精神、实证思维和科学探究的能力。本文以“生物膜的流动镶嵌模型”为例，基于HPS（历史、哲学和社会）理念，设计了一个培养学生科学思维核心素养的教学方案，旨在帮助学生理解生物膜的流动机制，同时培养学生的实证推理和科学探究能力。
关键词：HPS理念；科学思维核心素养；生物膜；流动；镶嵌模型
一、引言
科学思维是培养学生科学素养的核心。科学思维能力包括科学精神、实证思维和科学探究的能力。HPS理念则认为，通过历史、哲学和社会三个维度的融合，可以培养学生的科学思维能力。本文以“生物膜的流动镶嵌模型”为例，设计一个教学方案，旨在培养学生的科学思维核心素养。
二、HPS理念在教学中的运用
1.历史维度：通过引入生物膜的研究历史，让学生了解生物膜的流动研究是如何发展起来的，从而培养学生的科学精神。
2.哲学维度：通过分析生物膜流动的哲学背景和理论基础，激发学生对科学问题的思考，培养学生的实证思维能力。
3.社会维度：通过介绍生物膜的流动在生活中的应用和影响，引发学生对科学探究和创新的兴趣，培养学生的科学探究能力。
三、教学设计
1.引入：以一个生动有趣的实例引入生物膜的流动问题，激发学生的学习兴趣和好奇心。
2.知识传授：讲解生物膜的流动镶嵌模型的基本原理和理论知识，通过图示和实验演示增加学生对知识的理解和记忆。
3.实践操作：组织学生进行小组实验，观察不同条件下生物膜的流动情况，并分析实验结果。
4.讨论与归纳：引导学生讨论实验结果，归纳出影响生物膜流动的因素，并与生物膜的结构联系起来进行分析。
5.思考扩展：提出一系列与生物膜流动相关的问题，激发学生的实证思维和科学探究能力，鼓励学生进行自主探究和创新思考。
6.实证推理：通过设计实验验证学生提出的假设和推理，培养学生的实证推理能力。
7.总结与展示：组织学生总结本次实验的结果和观察，展示他们的成果和思考。
四、教学效果评估
通过教学活动的观察、学生报告和小组讨论等方式对学生的学习效果进行评估。主要考察学生对生物膜流动镶嵌模型的理解和掌握程度，以及学生在实验设计、数据分析和问题解决中的科学思维能力。
五、结论
通过本次教学设计的实施，学生不仅可以在实践中掌握生物膜的流动镶嵌模型的基本原理和实验技巧，还能够培养科学思维核心素养，包括科学精神、实证思维和科学探究的能力。这对于学生的创新能力和解决问题能力的培养具有重要意义，并且符合HPS理念的教学理念。因此，教学设计以“生物膜的流动镶嵌模型”为例是一种有效的教学方式。
参考文献：
1.董龙.生物膜的流动镶嵌模型[J].实验生物学报,2001,33(6):442-448.
2.龚屹民,朱小龙.HPS理念在大学教育中的应用[J].实验室研究与探索,2014,33(12):38-42.