在现代教育理念不断发展的今天，HPS（History, Philosophy and Sociology of Science）教学模式作为一种融合历史、哲学与社会学视角的科学教育方法，正在逐步受到教育界的重视。这种教学模式强调通过探索科学知识的历史发展过程及其背后的哲学思考和社会影响，帮助学生更深刻地理解科学的本质和价值。本文将以“元素周期律”这一经典化学知识点为例，探讨如何基于HPS框架进行有效的教学设计。

一、背景介绍

元素周期律是化学学科中的一项核心理论，它揭示了元素性质随原子序数变化而呈现周期性变化的规律。这一理论不仅奠定了现代化学的基础，而且展现了科学家们如何通过观察、归纳总结以及实验验证来构建科学理论的过程。从门捷列夫最初提出元素周期表到后来随着量子力学的发展对其理论基础的进一步完善，元素周期律的发展历程本身就是一部生动的科学史。

二、教学目标设定

根据HPS教学模式的要求，在制定教学目标时不仅要关注知识技能层面的学习成果，还需考虑培养学生批判性思维能力、科学探究兴趣及社会责任感等方面的能力。具体而言：

- 认知目标：使学生掌握元素周期律的基本概念及其应用；

- 能力目标：提升学生的逻辑推理能力和数据分析技巧；

- 情感态度价值观目标：激发学生对科学研究的兴趣，认识到科学进步对人类社会发展的重要意义。

三、教学活动设计

（1）引入环节

利用多媒体技术展示一些关于元素周期表起源的故事片段，比如门捷列夫当年是如何依据当时已知元素的数据排列出第一张较为完整的周期表，并预言了一些尚未发现的新元素等情节。这样既能吸引学生的注意力，又能让他们感受到科学家勇于创新的精神风貌。

（2）主体部分

分组讨论法可以让每位同学都有机会参与到课堂活动中来。每组负责研究某个特定领域的元素特性，并尝试解释其背后的原因。例如一组可以专门探讨碱金属元素的特点；另一组则专注于卤族元素的行为差异等等。之后各小组将研究成果以PPT形式汇报给全班同学，促进相互交流学习。

此外还可以安排模拟实验让学生亲手操作，比如使用简单的化学试剂检测不同溶液中的pH值变化情况，从而直观地体会到酸碱度与元素性质之间的关系。

（3）反思总结

结束正课后引导学生们回顾整个学习过程中遇到的问题及解决办法，鼓励他们分享自己的感悟。同时也可以组织一场辩论赛，围绕“科学技术是否应该无限制地追求效率”这样一个话题展开讨论，借此机会培养他们的辩证思维能力。

四、评价方式

采用多元化评价机制对学生的表现进行全面考量。除了常规的知识测试外，还应注重考察他们在团队合作中的表现、创造性解决问题的能力以及表达沟通技巧等方面的成绩。

总之，《元素周期律HPS教学设计》旨在通过多维度的教学手段帮助学生建立起扎实的专业知识体系的同时，也能够培养他们良好的人格品质与社会责任意识。希望这样的尝试能够为未来的化学教育教学改革提供有益参考。