本研究由巴西南里奥格兰德联邦大学（Universidade Federal do Rio Grande do Sul）物理教育研究生项目（Programa de Pós‑Graduação em Ensino de Física）的研究者Matheus Henrique Thomas Becker、Leonardo Albuquerque Heidemann和Nathan Willig Lima共同完成。论文于2024年7月2日在线发表于期刊《Science & Education》，属于一篇系统性文献综述（systematic review）。

该研究聚焦于科学史（History of Science, HOS）在物理教育中的应用这一研究领域。尽管将科学史融入物理教学的倡议由来已久，但该领域在近十年间面临新的全球性挑战与议题，如后真相时代（post-truth）、去殖民性（decoloniality）、社会正义（social justice）等。然而，研究者指出，学界对于科学史与这些新兴议题之间的实际联系尚不清楚。因此，这项研究的核心目的在于系统梳理2012年至2022年间，关于在物理课堂中使用科学史的实证研究（empirical research）的现状。具体而言，研究者希望厘清这些研究的目标、常用的研究方法、所采纳的科学本质（Nature of Science, NOS）观念、教学方法背后的理论框架、教学实施的主要策略以及主要研究发现。本研究的方法论建立在Teixeira等人于2012年发表的综述之上，采用了相同的文献筛选与排除标准。

在研究的具体实施流程上，研究者首先在ERIC、SpringerLink和Wiley Interscience三个学术平台，以“science teaching”、“physics teaching”、“physics education”与“history of science”、“philosophy of science”、“nature of science”进行关键词组合检索，时间跨度限定为2012至2022年。初步检索共获得1286篇文章。随后，研究者执行了严格的排除程序：首先通过阅读标题、摘要和关键词，排除未将科学史与科学教学结合讨论或非同行评审期刊论文的研究，将样本缩减至190篇；接着，基于Teixeira等人（2012）的三项标准进行二次排除，即剔除不专门讨论物理教学而泛论科学教育的文章、仅有理论探讨而无实际教学应用的文章，以及仅分析教学材料而无教学实施结果的文章。最终，仅有32篇文献被纳入最终的综述分析样本。这一数量仅占聚焦于科学教育中运用科学史的190项研究的17%，揭示了该领域内实证研究的匮乏。 在数据分析阶段，研究者对筛选出的32篇文章进行了内容分析，重点关注其研究目标、教学情境、研究方法和教学方法，以及研究结论。为了进行系统化的分类，研究者对Seroglou和Koumaras于2001年提出的学习目标分类法进行了重新诠释，将研究目标分为四个维度：概念维度（Conceptual），关联物理概念的习得与迷思概念的转变；哲学/认识论维度（Philosophical/Epistemic），关联科学本质及相关科学、技术、社会与环境关系的认知；情感维度（Emotional），涵盖兴趣、动机、态度与自我效能等；以及程序维度（Procedural），涉及实验或理论操作技能的学习。研究者依据此框架对32篇文章的研究目的和结论进行了归类与整合。

综述的核心结果首先体现在研究目标的分布上。数据显示，研究目标集中于哲学/认识论维度，有16篇文章（占比50%）致力于探究学生对科学本质的理解。紧随其后的是情感维度，有12篇（38%），概念维度则有10篇（31%）。值得注意的是，没有任何一篇研究以程序性知识的习得为目标，尽管部分教学实施中包含了实验活动。此外，对于引言中提到的去殖民性、社会正义或后真相时代等新兴议程，在这32篇实证研究中均未发现将其作为直接的研究目标进行探讨。在研究方法层面，定性研究（qualitative research）占据了绝对主导地位，32篇文章中有28篇为纯定性研究，仅有1篇为纯定量研究（quantitative research），另有3篇采用了混合方法（mixed methods）。数据收集工具展现出多样性，问卷使用最为普遍（66%），其次为访谈（41%）、课堂录音/转录（38%）和参与者生成材料的分析（38%）。在教学实施方面，只有不到一半的研究（14篇）明确报告了其教学干预所依据的教学理论框架，且这些框架极为分散，涵盖文化历史活动理论、有意义学习、学科文化视角等，未形成主流范式。教学方法虽以讲授法为主，但多数研究结合了小组活动、阅读写作任务或实验活动，呈现出综合化的趋势。关于科学本质的教育，虽有18项教学实施涉及了NOS内容，但仅有8项研究明确依托了特定的理论框架来讨论科学本质，其中Lederman和McComas提出的“共识清单”（consensual views）观点相对突出，但整体上并未形成统一的科学本质观。 在研究结论部分，综述发现了一个显著的错位现象。与最初研究目标的分布不同，最终有21篇文章报告了概念维度的结论，17篇报告了哲学/认识论维度的结论，13篇报告了情感维度的结论。这表明，概念学习常常作为应用科学史教学的一种潜在“附带效应”被观察到。在哲学/认识论层面，绝大多数研究肯定了科学史对提升学生科学本质理解的积极作用。在情感层面，增加学生兴趣是普遍的正面结论，但也有研究通过“隐含学生”（implied student）框架发现，学生对科学史教学法的接受程度受到其对传统物理课堂的固有期待的影响，处理不当可能导致负面体验。在概念学习方面，虽然18篇文章报告了正面效果，但仅有9篇尝试阐释概念学习发生的具体原因，且归因各异，缺乏共识。更关键的是，有研究指出历史文本的使用若不加以精细设计，可能反而强化学生对某些概念的混淆。

本综述最终得出的结论及意义在于，它系统性地勾勒了物理教育中科学史实证研究在过去十年间的进展与局限。其科学性价值体现在对该领域研究现状的精准诊断：研究发现，该领域的研究仍然以理论探讨为主，实证研究比例严重不足（仅占初始样本的2.5%）。这一结论指出了未来研究应大力加强实证研究，以弥合理论与实践之间的鸿沟。同时，研究明确揭示了几个关键的研究空白，包括科学史与程序性知识习得的连接近乎空白，以及对科学史究竟如何、为何能促进概念学习的底层机制缺乏深度探究。在应用价值层面，该研究呼吁未来研究应探索将科学史与去殖民性、社会正义等当代教育新兴议程相结合的路径，利用历史上被忽视或被压制的个体与文化叙事，挑战“以白人为中心的欧洲科学”叙事。这些发现为未来物理教育研究者在设计教学干预和研究方向时，提供了明确且极具建设性的指南和依据。

该研究的主要亮点在于其系统性和批判性。首先，它不仅更新了Teixeira等人（2012）的综述，更通过重新定义Seroglou和Koumaras的学习目标分类，为分析科学史教育研究提供了一个适应现代教育理论发展的新框架，修正了原框架中将科学本质学习简单归为“元认知”等不够精确的表述。其次，研究的发现极具颠覆性，它通过定量的数据尖锐地指出了该领域“非实证”的特性，这本身就是一个推动学界反思的重要结论。再者，研究并非简单罗列文献，而是深入揭示了研究目标与结论之间的结构性不匹配，尤其是概念学习的意外高报告率与机制阐释匮乏之间的矛盾，这为审视该领域研究方法的严谨性提供了独特视角。最后，这篇综述并未止步于历史回顾，而是以前瞻性的视野，清晰规划了连接科学史教育与社会正义、去殖民化、后真相时代讨论等前沿议题的具体可能路径，具有极强的现实关照和引领作用。