以HPS教育的简史型视角构建初中科学复习课模式——以“植物的有性生殖”为例
（温州市第二外国语学校浙江温州325000）
HPS是“科学史（HistoryofScience）、科学哲学（PhilosophyofScience）和科学社会学（SociologyofScience）”的简称。HPS教育坚持真正地、有效地、全面地提高国民的科学素养的教育价值取向，提倡从科学史、科学哲学和科学社会学视角理解科学，筛选、编排和融入HPS的教育内容，倡导建构与对话的教学模式。笔者在开发复习课的HPS教育课程内容时，构建了简史型的复习课模型：以某个自然现象（或规律）的人类探索史作为复习课的主要框架内容，梳理该自然现象（或规律）在科学史上演进的路线，以时间为轴，突显发现过程中的内在逻辑，体现科学本质特征。以“植物的有性生殖”为探索对象的简史型复习课的具体框架见表1。
表1以HPS教育的简史型视角建构初中科学复习课模式框架
从科学学科核心素养制定本节复习的教学目标如下：
①通过自主构建概念图表达植物从花到果实的发育过程，理解被子植物生长发育的特征，形成结构与功能相适应的观念。
②通过创设与科学史相匹配的真实情境，基于表观证据来推测与论证植物存在性别，结果需要传粉、受精和发育等过程；基于探究实践进行实验方案设计来说明植物的生殖过程。
③以问题、证据、解释、交流等要素完成小组合作下的“植物花粉是结果的必要条件”的实验方案设计，完成“花粉不仅起刺激作用”的实验设计思想。
④从古希腊和古中国开始到19世纪双受精现象的发现，探索人类在研究植物性别、生殖中的重要历程，重构植物有性生殖知识体系，重走科学家探索之路，体验科学是不断否定、迭代、完善的过程，科学与技术相辅相成，相互促进。
以“植物有性生殖”为课程内容的简史型复习课将人类对植物有性生殖探索历程作一个全面的梳理，探索历程按照科学发展的不同“范式”，总结成如下三个时代。
古代有对植物有性生殖现象进行观察，并进行简单的逻辑分析与推理，但很少进行实证论证。
（1）从“文化自信”“立德树人”等角度选材：
①东汉农学家崔寔在《四民月令》中记载，长成雄株的种子和长成雌株的种子在颜色或形状上存在区别。
②北魏农学家贾思勰发现，要使甜瓜多开雌花多结瓜的方法是搭起支架。
（2）从对植物有性生殖研究主线角度选材：
狄奥弗拉斯图（Theophrastos）发现，用不结果实的枣椰树花粉给结果实的树授粉才能结出果实。
复习课不可能全部罗列出科学史上所有研究植物有性生殖的实验，但可选取适合开发成课堂实践活动的实验。
（1）1682年，英国植物学家格鲁（NehemiahGrew）解剖花，并用显微镜观察花的结构。他认为，只有花粉粒落到柱头上才能形成果实和种子；在花中有产生精子的部分，其中有相当于动物精子的小球，能使相当于卵巢的部分发育受孕。
（2）1694年，德国植物学家卡梅拉里乌斯（RudolfJakobCamerarius）发现，附近没有雄株的雌性桑树所产生的果实只含有不成熟的种子，受此启发做了系列实验：①把长花粉、不结果实的桑树（雄桑树）与结果实、不长花粉的桑树（雌桑树）隔离开。结果实的桑树虽然结实，但果实中没有一粒种子。②换用野靛做上述实验，结果相同。③把玉米的雄蕊切掉，发现一粒种子也不结。卡梅拉里乌斯认为种子的产生是植物维持种族的普遍特性，除非有花药参加，否则不可能事先在子房内准备好幼小的植物，花药具有雄性生殖器官的作用，而子房和花柱则是雌性生殖器官。
（3）进入18世纪，人们承认植物种子的形成需要花粉，但普遍认为花粉只对种子的形成起刺激作用。法国植物学家凯尔路特（JosephGottliebKolreuter）用红花窄叶的雄株与黄花宽叶的雌株烟草做杂交实验。结果表明，后代中出现了红花宽叶和黄花窄叶的植株，说明它们分别遗传了父本和母本的性状，说明花粉不只是对柱头起刺激作用。
19世纪在揭示植物有性生殖的本质特征时，出现了观点冲突与争论。
（1）意大利人阿米西（GiovanniBattistaAmici）用自制显微镜观察马齿苋的柱头时，发现花粉粒附着在柱头上。
（2）法国人布隆尼亚（Adolphe-ThéodoreBrongniart）发现花粉管穿入柱头后沿花柱下行进入子房内的胚珠中。
（3）德国人施莱登（MatthiasJakobSchleiden）认为，胚囊仅仅只是一个“孵卵器”，与胚的形成无关，胚是由花粉管形成的，这是否认了植物存在有性生殖。这种观点被阿米西通过实验所否定。阿米西发现，在花粉管进入胚囊之前已经有“胚泡”存在，但没有发育成胚；由于花粉管的“刺激”，“胚泡”才发育成胚。
（4）1849年，德国人霍夫迈斯特（WilliamHofmeister）证明胚不是由花粉管形成的，而是由