作者: 魏冰（广州师范学院化学系） 发表期刊: 比较教育研究 发表时间: 1999年第三期
本文属于类型b，是一篇专题研究论文，系统阐述了科学史（history）、科学哲学（philosophy）和科学教学（science teaching）——常一起简称为HPS——在国际科学教育领域的理论与实践进展。文章的核心意图在于论证，科学教育的目标不应仅限于传授科学知识内容，更应引导学生理解“科学的本质”（the nature of science）。作者从课程改革、科学课程设计以及科学哲学与教育的关系三个维度，深入剖析了HPS教育的作用、历史脉络、实践困境及未来方向。
文章首先明确了HPS教育的基本意图，即不仅要让学生学习科学内容，还要让他们了解“科学的本质”。这种教育取向旨在超越对科学知识的静态传授，转向对科学动态发展过程及其精神内核的理解。作者阐明了HPS在科学教育中的三个核心作用：第一，通过将科学与个人、伦理、文化和政治因素相联系，使科学人文化，打破科学与人文的隔阂；第二，通过将科学史与科学哲学中富有思辨性的议题引入课堂，挑战学生的固有思维，从而强化其批判性思维技能；第三，提供一个更为广阔的历史和哲学语境，帮助学生更全面、准确地理解学科内容本身。
文章以英国“国家科学课程”和美国的“2061计划”（Project 2061）作为HPS融入课程改革的典型案例进行剖析。在英国的国家课程中，HPS内容约占5%。英国国家课程署（National Curriculum Council, NCC）明确要求，学生应当理解科学概念随时间演变的方式，并认识到这些概念及其应用如何受到社会、伦理、精神和文化背景的影响。其具体要求包括，使学生能够区分基于科学事实的主张与缺乏事实支撑的论断，思考特定概念与其历史、文化背景的关联，并研究科学争端的实例。
相比之下，美国科学促进会（American Association for the Advancement of Science, AAAS）于1989年发布的研究报告“科学为所有的美国人”（Science for All Americans）则更为系统。该报告作为“2061计划”的奠基性成果，要求学生从科学世界观（scientific worldview）、科学探究方法（scientific inquiry）和科学事业性质（nature of the scientific enterprise）三个层面理解科学本质。其中，第一章“科学的本质”专论科学的客观性与可变性、证据与理论证明的关系、科学伦理等议题；第十章“科学史的透视”则论证了引入科学史的双重原因：一是避免关于科学运作的概括流于空洞，二是彰显科学发展中的人物与历史在文化遗产继承中的意义。为此，报告刻意选取了万有引力、相对论、大地构造、核裂变等十个兼具历史说明性与文化特色的科学史范例。两项课程计划的共同立场在于，HPS并非用历史与哲学取代科学内容，也不要求学生陷入诸如实在论与工具主义的专业哲学争论，而是让他们从基本史实中领悟科学精神、发展规律与科学家特质，获得一个关于科学和科学家的真实（authentic）印象，而非被神化的教科书式印象。
文章回溯了科学史教育的实践历程，并着力分析了其难以形成气候的深层原因。在英国，将科学史引入教学的主张最早可追溯到1851年，时任英国科学促进会（British Association for the Advancement of Science, BAAS）主席就曾提出，教给年轻人科学史，更甚于教给科学结论和科学方法。BAAS在1917年甚至将其视为融合学校人文与自然科学课程的良方。然而，尽管理念倡导已久，实践层面却长期萧条。其根本原因，正如BAAS六十年代的报告所揭示，在于广大科学教师自身缺乏HPS素养，其行为与思维均源于纯职业训练，而对科学的本质与目的缺乏理解——这一困境一直延续至八十年代。
相比之下，二战后的美国，科学史教育以哈佛大学校长、化学家科南特（J. Conant）为核心人物，首先在高等学校非理科通识课程中勃兴。科南特开创性地运用案例教学法（case study method）教授科学史，其著作《理解科学：历史的方法》和《实验科学史——哈佛案例》产生了深远影响。文章特别指出，科南特不仅奠定了科学史教育的实践范式，更直接影响了著名科学哲学家库恩（T. Kuhn），后者称正是科南特将其引入科学史，从而改变了他对科学本质的认知。然而，这股高等教育的人文化趋向对中等学校的影响依然有限。六十年代的理科课程现代化运动中，仅有“哈佛物理课程”（Harvard Project Physics）和“生物科学课程研究”（Biological Sciences Curriculum Study, BSCS）成为例外。克洛普佛（L. Klopfer）将案例教学法引入高中，开发的“哈佛物理课程”以科学史为线索，展现了科学的文化与精神价值，在其鼎盛期被15%的美国高中生使用，但作者也指出，由于未能充分考虑对教师的相应培训，其实践效果终受影响。BSCS则由生物学家施瓦布（J. Schwab）主持，在其《教师手册》中明确倡导“作为探究的科学”（science as inquiry）的教学思想，强调科学史实教育，其核心在于让学生理解问题的提出、验证与结论得出的完整过程，并正视科学中的疑问与不完整性，以彰显科学探究的人文价值。
文章进一步揭示了科学教育长期滞后于科学哲学发展的严峻现实。1985年，美国《科学教育》期刊刊发了一篇名为“科学教育和科学哲学：二十五年的互不往来”的文章，尖锐指出在五十年代末至八十年代初长达二十五年的时间里，科学教育界固守的仍是一种朴素的归纳主义（inductivism）科学观，其核心信条是“科学始于无偏见的观察，观察是科学结论的坚实基础”。这直接导致理科课程过分强调归纳方法，严重低估了观察与理论间的复杂关系，忽视了科学团体的知识验证与传播活动。甚至连倡导探究学习的知名学习理论家加涅（R. Gagne）的论述，也清晰地区分观察与推理，遵循着典型的归纳主义路径。
这种滞后的认识论直接影响了教学方法。作者分析指出，“发现法”（discovering methods）的风行，其原动力正是归纳主义对科学方法的见解与强调儿童直接经验的观点的融合。然而，这种对归纳推理的依赖呈现了一个扭曲的科学方法论图景，即认为仔细观察、准确报告、识别规则并得出结论即是科学方法的全部。这在哲学和心理学意义上均是错误的，因为它忽视了任何意义上的发现都需依托于先在的概念。与“发现法”相联系的结构主义（structuralism）亦因其假设学习者心理逻辑与学科逻辑的一致性，而陷入重理论轻实际、重学科中心轻学生中心的实践偏差。
作者将上述偏差的根源归结为四个错误假设：科学通过孤立观察获得客观真理；科学知识由观察直接推演而来；科学通过客观、可靠的实验进行合理验证；以及科学是中性活动，不受社会、历史、经济因素影响。面对现代科学哲学界自波普尔（K. Popper）、库恩至拉卡托斯（I. Lakatos）等人的革命性变化，文章最终呈现了当前科学教育界在“较低层次上”就科学本质已形成的八点共识，其核心要点包括：科学知识具有暂时性，不等同于真理；单纯的归纳或观察不能形成科学知识；我们总是透过头脑中已有的知识（理论）去观察世界；观察与推理间无绝对界限；新知识由创造性思维与科学方法共同产生；科学始终充满挑战；人们往往不愿放弃被证伪的旧知；以及科学家是其研究的这个世界的组成部分。文章以此强调，如何将这些现代科学哲学共识有效贯彻到课程与教学中，正是当代科学教育工作者面临的共同课题。