HPS 融入科学教育的回顾与反思

《义务教育科学课程标准（2022 年版）》提出：“义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程，具有实践性。”并且主张教学中“引入科技史的素材，帮助学生体会科学本质”，科学课程应以“初步形成基本的科学观念为基础，以科学思维能力、科学探究和实践能力、科学态度与社会责任的培养为重点”。在20 世纪80 年代，西方国家通过让受教育者学习科学史、科学哲学、科学社会学（History，Philosophy &Sociology of Science，HPS）以促进公众理解科学本质。在2022 年版课程标准背景下，我们试图从HPS 视角进行解读，分析国内外HPS 融入科学教育的研究现状，对于科学教育具有一定的启示意义。

《义务教育科学课程标准（2022 年版）》明确指出了要将科学史内容引入到科学教育教学中，在“教学提示”部分指出，教师要引导学生通过“融入科技史素材等方法进行学习”，帮助学生体会科学本质；在“教材编写建议”部分也明确指出要“合理选择科技史素材……让学生理解科学本质”。

国内外HPS 融入科学教育的研究现状

20 世纪初，乔治･萨顿（George Sarton）创立的《Isis》杂志将科学史带入了科学教育课堂中，HPS 教育初步诞生。

20 世纪中期，各种因素的发展开始被引入科学中，其中托马斯·库恩（Thomas Kuhn）提出科学范式的转换并率先将科学哲学与科学史共同融入了科学教育当中，至此科学史与科学哲学正式进入科学教育[1]。以科学史为基础的科学教育始于20 世纪中期美国对于科学教育课程的改革，该改革以科学史为基础，以提高公众科学素养和理解科学本质为理念进行。在美国的《国家科学教育标准》中，要求将科学史和科学哲学教育贯穿到小学至高中的教育全过程中，并提出两个要点：逐步理解科学是一种人类的努力；逐步理解科学的本质和科学史的一些内容[2]。

国内对HPS 融入科学教育的研究始于2000 年左右。

丁邦平提出，将科学史和科学哲学的相关内容融入到课程能够提升文化渗透力，克服科学教学中存在的如学生缺乏动机等问题，让学生了解科学的产生、发展、作用，以及优点与局限性，正确地认识科学技术对社会发展的影响，有助于学生理解科学本质[3]。学习科学史、科学哲学和科学社会学，尤其是将科学史融入科学教育，最大的优点在于可以引发学生对于科学本质的探索欲望，培养科学精神和科学态度。

在HPS 融入教学的方式上，袁维新提出将科学史融入科学课程必须遵循少而精、循序渐进和价值优先原则，将科学史融入科学课程的方式主要有3 种：故事引入、探究型课题引入和专栏专题引入[4]。

在HPS 教育融入科学教学的策略方面，马勇军、吴俊明在国际范围内对HPS 教育进行调研并提出了在国内实践的建议：首先要在教改上认识到HPS 教育的作用，其次在科学课程体系里要合理设置HPS 内容，注重教学、教材、课程目标的相互渗透，最后在实践中要落实HPS 内容的教学[5]。HPS 融入科学教育的首要任务是要对课程体系的设计进行适应性的改革并培养好科学教师队伍。

在HPS 教育应用于实践案例方面，罗玉婷以《人工智能读本》为例，提出HPS 教学中科学史帮助提升课程趣味性、科学社会学提升课程社会性、科学哲学提升思辨性的特征，但同时当前的HPS 教育仍存在教育资源不充分、内容结合较浅等不足，因此需要从三方面加以改进：开发HPS 教育资源，对小学科学教师进行培训，以及多场景开展小学科学教育[6]。

在HPS 教育的未来发展方面，薛永红、王洪见认为HPS 教育在实践中面临来自三方面的困境：来自历史学家对史料的争议；来自科学哲学家在哲学方面的批判；来自一线教师对陈旧内容的不满。因此，新兴的“学科文化”理论可能是解决这些问题、帮助HPS 教育发展的新路径[7]。

新课标背景下HPS 融入科学教育的反思：以墨家科技为例

《义务教育科学课程标准（2022 版）》明确提出要“合理选择科技史素材”“教材要结合科学探究和实践活动，合理选择科技发展史中具有深远影响的重大事件、经典实验、重要理论和思想、代表性人物，以及中国古代和近现代科技成就。”我们通过回顾近20 年国内外HPS 教育在科学教育领域实施现状分析，发现HPS 教育虽然被国际广泛认可，却也存在着来自诸如教材、师资、教育改革等多方面的问题亟待解决[8]，因此要真正落地并被广泛采用仍需进一步研究、改革与发展。我们以墨家科技为例，分析其科技教育思想对当今科学教育的现代价值。

墨子作为与孔子比肩的教育家，开创了中国古代教育史上重视实验、观察与实际操作的科学教育先河。墨家教育不仅重视科技探索，而且注重自然科学知识的讲授，注重实践、观察和实际操作教育，尤其注重学生科学素养的训练。基于重视科学技术、军事防御、逻辑论辩，墨家体现出重视科技实践和崇尚科技理性的教育理念。墨子的教学目的是为国家和社会培育掌握各类科学知识的“兼士”。

《墨经》内容类别繁多，包括光学、力学、辨说、哲理等，与中国近现代科学发展相契合的，在中国古代，唯《墨经》首屈一指。

从墨家的教学内容上看，已不局限于伦理道德教育，而是把大量的自然科学知识及生产技术引入教学内容，重视实践知识与应用知识的传授。墨家科技教育的突出特色是重视实验教学，开创了中国古代教育史上重视实验、观察与实际操作的先河。如在《墨经》中，著名的“光学八条”记录了对传授自然科学基础知识和工艺技术的要求，有效地使用了实验方法，包括关于小孔成像的方法及凹凸镜成像的说明，成为了世界光学史上最早的实验记载。

墨家的培养目的是培育兼士，同时具有兼爱品格和具体技能。所以，在学习内容方面，不局限于诗书学习，更强调农业知识与技术、军事常识与技术的掌握与实践。墨家教育既注重让学生学习各种具体知识、经验、工艺和多种能力，也注重学生思维能力的培养，把“辩乎言谈”作为“贤良之士”的三个必备重要条件之一。墨家还把科学知识分成了闻知（传递而得的科学知识）、说知（类推的科学知识）和亲知（亲身经验而得的科学知识）三类，尤其注重亲知。亲知是墨家科学教学的基础原则，把科学知识直接运用于实际则是墨家科学教学的目的，这对现代科学教学中要注重通过观察和科学实验富有启示。墨家注重引导学生掌握基础知识、判断是非，对于今天的科学教育仍有很重要的意义。墨家学者按照墨子的教育思想，以及对他本人的理解与经历，提出了如下的教育主张。

（1）“不叩必鸣”的因材施教原则。墨家主张“子深其深，浅其浅，益其益，尊其尊。”（《墨子·大取》）也就是要针对学习者程度深浅的差异，以及能力的差异，选择不同的课程。

（2）以名举实，察类明故。这是墨家在名实问题中运用的逻辑方法，尤其难能可贵的是， 还在此基础上明确提出了“以取验名”的观念，“取”即动手行为，已意识到的行为才能验证意识。

（3）“合其志功”的行为一致性。墨子在教学中主张志功统一，即考查行为的作用，既要看主体的志，又要看后果的功（《墨子·兼爱》），规定讲话要能执行，没有执行，话就不必多说；还规定严厉训练自己，养成顽强的毅力。他说：“志不强者，智不达；雄而不修者，其后必惰”。这种教育方法对重视发展学生的非智力因素、重视理论与实际相结合的科学教学，具有相当重要的意义。另外，墨子认为“染于苍则苍，染于黄则黄”，认识到环境不同，对于人性塑造与培育就会产生不同，实际上首次在中国教育思想史上明确地肯定环境对于人性培养与素质教育的重要作用，其所提到的“染不可不慎”明确地肯定了受教育者应当慎重地选择受教育的环境。

墨家在2 500 年前就从实践中总结出丰富的科学知识，提倡科技教育，把传授科学知识与技能作为教学的重要任务与基本内容，这些正是儒家教育思想的逊色之处。墨家以较完善的科技教育思想体系开中国古代科技教育的先河，其贡献在教育史和科技史上同样伟大，尽管其科技教育思想随着墨家的衰落而被漠视，但其促进了人类科技认识的前进，推动了中国古代科学技术与科技教育的发展，就当前科学文化而言，也具有非常巨大的意义。重新整理研究墨家的科技教育思想，对于我们现在进行科学技术教育必定会产生积极的影响。

参考文献

[1] Martin， M. & Jonathan， O. （1997）. Placing the history and

philosophy of science on the curriculum： A model for the development of

pedagogy. Science Education， 81（4）.

[2] 美国国家研究理事会等．美国国家科学教育标准[M]．科学技术文献出版社，

1999．

[3] 丁邦平． HPS 教育与科学课程改革[J]．比较教育研究，2000（06）：

6-12．

[4] 袁维新．科学史融入科学课程的原则、方式和策略[J]．课程·教材·教法，

2006（10）：68-72．

[5] 马勇军，吴俊明．科学教育概念辨析[J]．天津市教科院学报，2006（04）：

41-43．

[6] 罗玉婷．将HPS 教育融入小学科学课程的实践研究——以《人工智能读本》

为例[J]．科技风，2022（14）：107-109．

[7] 薛永红，王洪见．HPS 教育的新进路：“学科文化”理论及其在科学教育中

的应用[J]．科普研究，2018，13（04）：27-34．

[8] Höttecke， D. & Silva， C. C. （2011）. Why implementing history and

philosophy in school science education is a challenge： An analysis of

obstacles. Science & Education， 20（3-4）.