HPS教育是“科学史、科学哲学、科学社会学（即history,philosophy and sociology of science）”的简称，其核心是从科学史、科学哲学与科学社会学的视角理解科学，培养学生用科学的头脑观察生活中问题的习惯。地理是一门文理兼备、逻辑性比较强的学科，包含了众多科学教育内容。尤其是自然地理部分，其内容涉及范围广、尺度跨越大，比较抽象难懂，导致很多学生学不懂，不想学，有畏难情绪排在最后学，以至于学生地理素养整体偏低。因此在自然地理的教学中，有必要融入HPS的相关内容，以讲故事、展示图片、播放视频或者科学实验的方式向学生传授HPS相关知识，帮助教师吸引学生注意力，培养地理核心素养，用科学思维感知生活现象。
一、HPS融入自然地理教学的设计思路
1.将科学史融入自然地理教学
科学史作为HPS的主体部分，在教材中出现频率较高，包含的科学内容也最丰富，科学史又细分为科学知识、科学人物、科学历史事件和科学过程等。例如，人类认识洋流分布规律的过程，实际上就是一系列典型的历史事件和思想观念发展、演变的一系列复杂的过程，如哥伦布两次航海路线，泰坦尼克号撞击冰川，二战时德国潜水艇悄无声息通过直布罗陀海峡给英国以沉重打击等。在“洋流”的教学过程当中，教师可以向学生展示人类如何发现洋流、如何一步步深入认识洋流的历史事件和科学过程，引导培养学生的探索欲和求知欲。
2.将科学哲学融入自然地理教学
科学哲学是指以科学史为基础，对科学内容的哲学思辨，科学哲学关注的是“科学的本质是什么”。地理学科中的科学哲学主要包括环境观、宇宙观、人地观及可持续发展观等地理哲学观念。例如，在“洋流”一节中，北印度洋海区夏季盛行西南风，海水呈顺时针方向旋转；冬季盛行东北风，海水呈逆时针方向流动。引导学生辩证认识洋流，将科学哲学融入自然地理教学，让学生对科学的本质进行哲学思辨，培养学生形成正确的地理观念。
3.将科学社会学融入自然地理教学
科学社会学揭示了科学与社会的关系，是指科学与经济、政治、教育、宗教、技术应等多种社会因素的作用。例如，在“洋流”一节中，可以引入这样一个小故事：18世纪轮船开始采用蒸汽动力，当时从英国到北美，邮政船往往比商船慢两周，这个现象引起了时任美国邮政部门官员的富兰克林的好奇。恰好有人告诉他在大西洋中有一股洋流，邮政船总是在洋流中逆流行驶，而商船一般会选择避开洋流的航线行驶。富兰克林根据这个描述，将这个洋流画在大西洋海图上，并在穿行大西洋时注意观察洋流的方向和速度。他还在洋流通道上投放漂流瓶，收集者反馈的地点和时间，验证了洋流运动的路径。1770年，他在英国发表了海图，并将这股源流命名为湾流，即今天的墨西哥湾暖流和北大西洋暖流，供来往北美和西欧的轮船使用，这大大节省了燃料和时间。这体现了随着社会的进步，人们可以更深入认识地理环境，利用人类认知来节约资源和成本，又反过来促进社会的发展。科学知识与社会是相互促进的。
二、“世界表层洋流的分布规律”教学设计
本研究以“洋流的分布规律”一节为例，依据课标“运用世界洋流分布图，说明世界洋流的分布规律”，根据教材内容，设计了六个教学环节，从历史事件导入、科学实验探究、洋流模式构建、小组合作深入、学以致用检测、板书小结知识等环节入手，在传授基础知识的基础上，适时应用HPS教育理念，引导学生对科学史实探究思考，强化学生对于洋流分布形成规律的知识体系的过程性构建，促进学生核心素养的培养。
【历史事件导入】
教师活动：上课之前请同学们观看一段视频（1992年1月，一艘货轮从中国香港驶往美国西海岸，途中在日界线附近遭遇风暴。有几个集装箱倾覆海中，数万只玩具鸭散落海面。之后，在世界很多海岸陆续发现了玩具鸭），同时思考鸭子舰队为什么会出现在世界不同地区呢？
学生活动：学生观看视频，思考尝试回答老师问题。
设计意图：通过真实历史事件“小黄鸭”导入，吸引学生注意力，引发学生思考。
【科学实验探究】
教师活动：大家都看到了你们桌子上摆放着一盆水，上面漂浮着一些小纸屑，以及一个吹风机。下面请同学们用吹风机吹动着水盆里的水往一侧运动，同时思考水的流向和风的吹向有什么关系？为什么水流会拐弯？
学生活动：学生通过教师指导完成实验过程，得出水的流向与风的吹向的关系，水流拐弯的原因，并结合教材所讲，总结出洋流流动的影响因素。
设计意图：实验探究能凸显学生的主体性，加深对洋流影响因素的理解，培养地理实践力。
【洋流模式构建】
教师活动：地球上的盛行风有哪些呢？根据第三章学习的知识，请一位同学到黑板上画出地球上的风带。并就请大家跟着老师一起来认识全球洋流模式的形成过程（教师讲解过程）。
学生活动：学生回忆第三章的内容画出风带模式图，并根据引导讲解构建世界洋流模式图。
设计意图：学生自主画图实践，能增强学生的动手能力，更加深刻理解全球洋流模式的形成过程，培养综合思维与地理实践力。
【小组合作深入】
教师活动：请同学们根据教材图4.9，阅读教材，并结合老师给出的案例，回答下列问题：
1.南、北半球副热带海区的大洋环流洋流运动方向有何规律？
2. 北半球副极地海区大洋环流的方向是怎么样的？南半球呢？
3.有一个非常特殊的海域——北印度海区，它的洋流分布规律又是怎样的呢？
学生活动：小组探讨，阅读教材，分析案例，回答问题。
设计意图：在高考中考题常常以文字材料和地图的方式出现，学生需要具备读懂文字材料和地图含义的能力，培养学生综合思维和区域认知。
【学以致用检测】
教师活动：讲述2011年日本本州岛发生地震引发核泄漏的，中国公民极度恐慌发生抢盐事件。提问：“通过今天所学的地理知识判断日本的核泄漏真的会危机中国吗？”
设计意图：利用科学故事帮助学生记忆、巩固本节课知识，同时培养学生人地协调观。
【板书小结知识】
教师活动：通过今天的学习我们解开了1992年鸭子舰队航行之谜，现在我们一起来总结今天的课堂（教师总结）。
学生活动：跟着老师一起回忆本节课知识，并清楚1992年“小鸭子”历史事件的缘由。
设计意图：通过板书再次呈现本堂课知识，帮助学生理清知识逻辑，弄清历史事件背后的科学成因，加深理解。
三、结语
总之，HPS教育理念在自然地理教学过程中的渗透要以教师的教学过程为主线，精心选择与课程内容相关的历史史实、科学哲学内容与科学社会学内容，用讲故事、图片或视频、科学实验等多种手段相结合，辅以课后的练习、实践活动，激发学生探究欲望，发展学生的科学素养，传授科学知识。回顾过去的目的不仅是为了追溯发展或探究起源，而更是为了理解现今。
参考文献：
[1]樊明慧. 融入HPS教育的高中自然地理课堂教学研究[D].鲁东大学,2018.
