袁维新在《教育科学研究》2010年第7期发表的论文《HPS教育：一种新的科学教育范式》中，系统阐述了HPS教育作为一种新型科学教育范式的内涵、价值取向、课程内容及教学模式。HPS教育是“科学史（history of science）、科学哲学（philosophy of science）和科学社会学（sociology of science）”教育的简称，旨在真正、有效、全面地提高国民的科学素养。该文从教育价值取向、课程内容与教学模式三个维度，对HPS教育进行了深入剖析。
一、作为科学教育价值取向的HPS教育
论文首先探讨了HPS教育在价值取向层面的三重追求，即强调科学的人文性、批判性与创新性。
第一，HPS教育强调科学的人文性，有利于培养学生的人文气质。论文指出，将科学史、科学哲学和科学社会学的相关内容纳入科学课程，不仅能让学生理解科学是探索真理的事业，更能涵养一种包含社会责任意识、求实精神、批判精神和创造精神在内的人文气质。特别是HPS中的社会学内容，能引导学生认识科学技术与社会之间的互动关系，理解科学技术如何在复杂的社会场域中萌生、发展并深刻影响文明进程，进而领悟科学技术的终极价值关怀。论文引用了爱因斯坦的观点，强调“关心人本身，应当始终成为一切技术上奋斗的主要目标”。同时，作者还援引科学教育家温彻斯特（I. Winchester）的论述，认为接受过HPS教育的公民能够对技术突破持恰当的怀疑态度，并明智地参与科技决策，这构成了在科学的历史语境中进行科学教学的有力论据。
第二，HPS教育强调科学的批判性，有利于培养学生的批判精神。论文从三个子视角展开论证。在科学史视角方面，通过追溯科学家不断纠正错误、追求真理的历史，能有效培养学生的怀疑精神；诺贝尔奖得主汤川秀树曾指出，物理学的历史几乎可称为错误史，没有少数成功背后的诸多失败，知识就不可能进步。在科学哲学视角方面，证伪主义理论与历史主义学派揭示了科学发展的“否定”与“革命”特征，指出质疑、猜测、反驳和批判性检验是科学发展的基本环节。在科学社会学视角方面，社会建构理论认为科学知识具有社会建构性、相对性与暂时性，这有助于学生以动态、开放和历史的眼光审视科学实践，不为所谓的“永恒真理”所迷惑。
第三，HPS教育强调科学的创新性，有利于培养学生的创新能力。论文指出了传统科学教育将学生训练为知识接受者的弊端，而HPS教育“哲”与“史”结合的特点则能打破这种困境。作者以爱因斯坦的科学实践为例，详细阐述了物理学史与哲学思维在其创立狭义相对论过程中的决定性作用。爱因斯坦曾强调，阅读休谟和马赫的哲学著作使其获得了“决定性的进展”。这充分说明，深刻的哲学洞察力与深厚的科学史素养是催生重大科学创新的关键。因此，开展HPS教育对于提升学生的科学创新能力具有至关重要的价值。总而言之，HPS教育将科学视为永无止境的探索过程，通过渗透人文、批判与创新的价值取向，促进学生理解科学本质并提升其综合科学素养。
二、作为科学教育内容的HPS教育
论文的第二部分，具体阐述了如何将科学史、科学哲学和科学社会学这三方面的内容融入科学教育。
在科学史内容的融入方面，论文指出将科学的思想观念、典型事例与演变发展过程融入课程，已成为当代科学教育改革的一大特点。美国的《2061计划》与《美国国家科学教育标准》均明确要求学校科学教育应包含科学史内容，以阐明科学探究的不同侧面及其在各种文化发展中的作用。通过在课程中引入科学史上的典型实验进行教学，是使学生掌握科学探究过程、学会提出假设并设计实验验证的重要途径。
在科学哲学内容的融入方面，论文聚焦于科学本质观的教育。科学哲学通过对“科学是什么”这一根本问题的思辨，有助于学生树立正确的科学观。论文列举了英国国家科学课程标准中包含的现代科学本质观内容，例如科学知识的暂定性、依赖实验证据、科学家的创造性以及科学观点受社会和历史环境影响等。同时，也介绍了美国《科学素养的基准》为不同年龄阶段学生所设定的关于科学本质学习的具体进阶要求，如对科学知识的延续性、可变性以及确定性与突破性之间紧张关系的认识。
在科学社会学内容的融入方面，论文重点介绍了科学知识社会学（Sociology of Scientific Knowledge，简称SSK）的研究成果及其教育意义。研究表明，科学知识具有依赖社会情境而决定的性质，是科学共同体集体协商的产物，受到政治、经济、文化乃至实验室情境与个人信仰的影响。将这种视角引入科学教育，能使学生对科学本质产生更高层次的认识：科学的本质不在于已经认识的真理，而在于永无止境地探索真理的过程。由此，科学教育的内涵也超越了单纯的知识获取，扩展到了培养科学精神和提升对科学本质的理解。
三、作为科学教学模式的HPS教育
论文的最后一部分，介绍了两种具体的HPS教育教学模式。
第一种是HPS教学模式。该模式由英国科学教育学者孟克和奥斯本（Monk & Osborne）于1997年在总结历史经验并借鉴建构主义理论的基础上提出，其基本前提是所研究的课题必须是科学史上某位科学家研究过的自然现象。其教学程序包含六个环节：（1）提出问题，即教师演示历史上研究过的某一自然现象，引发学生的好奇心与探究欲；（2）引出观念，通过“头脑风暴法”启发学生就这一现象提出自己的解释与观点；（3）学习历史，教师介绍早期科学家的思想与实例，引导学生了解科学认识的历史制约性，并设身处地体验前人的探究与思考；（4）设计实验，学生分组选择不同观点，设计实验进行检验，从而认识到对同一现象可有不同解释且均可被验证；（5）呈示科学观念和实验检验，教师讲解当代主流科学观念，并由学生通过实验收集数据、得出结论并最终实现由原有错误观念向科学观念的转变；（6）总结与评价，帮助学生深刻理解科学的探究本质及历史上的科学探究过程。此模式的特点在于将科学史和科学哲学的学习与当前科学概念的认知过程有机融合，使教学过程成为一个引导学生主动建构知识、实现观念转变的问题解决过程。
第二种是融入科学本质的对话教学模式。该模式强调在科学探究活动中，师生围绕有关科学本质的问题开展对话、讨论与反思。其教学程序包括五个环节：（1）定向参与，教师创设驱动性的教学情景，引导学生自主发现问题；（2）提出假设，学生在分析资料的基础上形成假说和实验设计方案；（3）实验探究，学生以小组合作的方式，根据自身想法进行猜想、设计实验、收集处理数据和进行初步分析解释；（4）引导反思，教师引导学生对知识建构过程和探究活动的各方面进行反思，并适时提出诸如“我们为什么知道？”之类的哲学基本问题，以引发学生对科学本质的批判性和反省性思维；（5）对话拓展，通过小组讨论和师生意见交换，澄清并深化学生对科学本质问题的认识。
四、结论与价值
在结语部分，论文凝练了HPS教育的多重育人功能。作者指出，HPS教育内容中蕴含了科学知识的形成过程、科学家创造性的思维方式与灵活多样的科学方法，体现了科学态度与科学精神，是培养学生科学素养的关键途径。论文明确指出，在实践中开展HPS教育应把握五项原则：将HPS整合而非附加到科学课程与教学过程之中；重点培养学生的科学精神、态度和方法；强调学生对科学本质的把握及其思维和创新能力的培养；在教学过程中采用建构与对话的教学方式；通过HPS教育将知识传授、能力培养和情感发展有机结合。
该研究的重要价值在于，它为我国的科学教育改革提供了一个系统且深具操作性的理论框架。它不仅从价值取向上回应了新时代对具有人文精神、批判思维和创新能力的公民的培养需求，还从课程内容筛选和教学模式设计上提供了具体的策略参考。通过引入科学史、科学哲学与科学社会学的多维视角，该论文倡导的科学教育范式超越了传统的单纯知识传授，旨在引导教育者和学生深刻理解科学作为一种探索过程、一种文化现象和一种社会建构的本质，这对于切实提升国民的科学素养、推动科学教育从以知识为中心转向以育人为中心，具有深远的借鉴意义。