HPS教育对科学教育的作用探析——教育论文

一． HPS教育的内涵

    HPS教育最早是科学史和科学哲学(History and Philosophy of Science)的英文缩写词，但近年来在建构主义指导思想下，西方一些科学教育专家倡导了一种新的科学教育的课程与教学模式。这种模式要求把科学社会学纳入到HPS教育中，于是HPS就变成了科学史、科学哲学和科学社会学(History of Science, Philosophy  of Science，Sociology of Science)的简称。学者们将这3个词组的首个字母组合在一起即HPS。HPS教育主要是对公众进行科学史、科学哲学、科学社会学等方面的教育，让公众在历史、哲学、社会学的语境中理解科学本质，培养他们的理解科学精神和创新能力，以使科学教育能真正地，有效地提高公民科学素养。 

二．HPS教育的内容

1.科学史教育

    纵观当代世界范围内的科学教育改革实践，将科学史融入科学教育已成为一大趋势。20世纪初，萨顿(George Sarton)开始在哈佛大学教授科学史。1946年,哈佛大学校长科南特(J. B. Co-nant)出版了《关于科学的理解》专著,他在书中提出为使学生深刻地理解科学事业和科学家,应在科学教育中开设科学史课程。20世纪50年代末,科学教育家克拉普菲尔(L.E. klopfer)扩展了科南特的科学案例史法的思想,编写了《科学史事例》,经过实践后,又在总结经验的基础上进行了修改,在国际上产生了重要影响。科学史进入科学教育，正是时代发展的呼唤。《美国206计划》、《美国国家科学教育标准》都要求在科学教育中包括科学史内容，用历史的观点分析科学事业，促使公众对科学做整体的理解。

2.科学哲学教育

    科学本质是科学教育内容重要的一部分，科学哲学通过对科学本质的哲学思辨，使公众变得理性并树立正确的科学观，英国国家科学课程标准和美国的《科学素养的基准》都对科学本质做了具体的规定。科学方法与科学精神则是形成良好科学素养的基础,所有的学生,都应该了解有关科学的发展以及所引起的相应文化变革。

    通过科学哲学的学习，公众可以理性的理解。任何事情都有其两面性，科学技术应用不当也会起到负面效应，有时候会导致人类致命性的后果。同样是科技产物核能，如果应用到人类的生活当中，可以给人类带来巨大的能量，但如果应用到战争和侵略，哪这种科学技术给人类带来的只能是悲剧，甚至是毁灭性的灾难。不管带来什么样的结果，就其本质原因不是科学技术本身的问题。

3..科学社会学教育

    科学社会学不仅从宏观上研究了社会因素对科学的影响，而且对科学的微观过程进行了探究。科学社会学认为，科学既受到社会价值的影响，同时又影响着社会的价值。传统的课程编制原则是以科学作为其中心和主题，而在科学知识社会学的基本思想的引领下，我们要打破和废除这种传统的课程编制原则，将科学知识和社会学结合起来考虑，科学知识不仅仅是其本身，更重要的是他对社会的影响，只有将二者联系起来考虑才是课程编制的合理原则。科学知识社会学对科学课程编制模式的改革，已在当代国际教改中得到了体现。     另一方面，科学知识社会学很注重社会关系和社会环境在知识生产中的作用，注重学习主体的差异性等方面。在传统的教育中往往忽视了学生的个性，仅仅关注学生的共性，出现了教学方式单一，教育过程变异成“批量”生产产品的过程。科学知识社会学启示我们在科学教育中应发掘班集体的潜在力量，对传统科学教育的缺陷进行修正。

三．HPS教育在科学教育中的价值

3.1理解科学的本质

    科学本质一直是科学教育改革的焦点。科学本质主要包括两方面内容，即科学过程和科学方法。美国科学促进会1989年制定的《面向全体美国人的科学》和1996年美国国家科学院颁布的《美国国家科学教育标准》都明确提出了解科学过程和科学方法是科学素养建设的一个重要方面。科学随着人类的发展不断进步和更新，本质上具有相对性和可变性。这种进步既体现在“累积式”的量变中，又体现在“革新式”的质变中。“地心说”能有效地解释当时大多天文现象，但最终被“日心说”取代。学生从教科书中得到的只是科学成品，而对于艰辛的科学过程却是一无所知，他们看到的是一幅展示着辉煌科学成品的静态的画卷。这样就会使学生产生一种心理：科学的发展史没有挫折的、很顺利的。通过HPS教育，学生明白只有经过科学家的不断努力、艰苦探索，科学理论才能形成。牛顿经典力学体系是建立在哥白尼、开普勒、伽利略等许多人的努力之上的。达尔文的生物进化理论经过了几十年的艰苦探索才建立起来。

    科学方法是一种思维方法和操作方式，是人类在认识世界的实践活动中不断总结出来的，同时也是人们认识自然、获得新知识的手段和工具。科学理论的提出、科学定律的发现和科学体系的形成都需要科学方法作为支撑。英国学者梅森在《自然科学史》中说：“比起任何特殊的科学理论来，对人类价值观影响最大的恐怕还是科学的方法论”。国际科普理论学者一致认为，公众理解科学，首先要理解科学方法，把科学方法运用到人们的生活和工作当中。科学发展史首先是一部思想方法的演变史。伽利略，近代实验研究的先驱者，以实验、归纳与数学演绎的方法发现了他的“新宇宙”。被称为“几何之父”的欧几里德，他运用逻辑方法和公理化方法研究形成了其几何学体系。通过HPS教育，学生不仅可以了解到科学家是怎样进行科学探索的，而且也会学到自己做事的方法方式。

3.2培养学生正确认识科学真理

    库恩科学本质观主要体现在他的《科学革命的结构》一书中，他认为科学发展的本质就是新旧范式之间的转换，且二者是相互矛盾的、冲突的。所以他说：“在革命之后，科学家说看到的又是另一个世界”。并且还以视觉格式塔来论证这种变化。库恩认为科学发展与进步不是层层积累的过程，而是常规科学与科学革命不断交替的过程。常规科学是量的积累，科学革命是质的飞跃。这种既同于归纳主义的没有革命的累进主义科学观也不同于波普尔不断革命的科学观的科学发展模式，是否构成客观意义上的科学进步呢？其进步性在哪里？

    库恩明确指出科学有进步。一方面，新范式更具有生命力，他会让人们用一种全新的思维方式看待事物，解决许多新的问题，发现许多新的情况，在一定程度上改变了人们的价值观。另一方面，范式的进步是科学家共同智慧的结晶，他代表着对科学家能力的肯定。库恩认为虽然新的范式比旧的范式更能解决许多新的问题，但这并不代表更接近真理，他只是说明我们在解决问题的范式上更进一步。这就要求我们在科学教育时，认清科学本质，不要让学生误认为老师传授的知识就会永远的真理，是不会改变的，这样就容易使学生导致错误的、片面的知识观，这也是HPS教育要求所在。

3.3重新认识知识的客观性，树立科学相对性的思想

    科学知识社会学对科学知识的客观性的否定，使人们对科学知识的认识发生了根本性的变化。科学知识社会学认为自然界在科学知识的生产中几乎不起作用，科学知识不是纯粹客观的，科学知识不是对实在的描述，也不存在确定性与客观性基础。而是基于社会意象而形成的，他即受到信仰、实验室情境的制约，又受到经济的、道德的等因素的影响。他是对现实世界的预言，即使有对事实的纯粹描述，也会渗入信念、文化等因素。正如波普尔所说的那样，所有的知识都是暂时的，都是对现有问题的猜测，都需要进一步检验和反驳。总之，知识是相对的、暂时的，是人们对自然界的一种解说，他不是人们所需要的最终答案，他会随着人们对客观世界认识程度的深化而不断更新，并会出现新的假说、解释。

    科学范畴内所有学科，从其萌芽、发展、到相对成熟，是无数次范式变迁和不断的观念革命的过程。我们现在的许多词汇，其意义已是今非昔比，其概念和含义已经随着时代的发展而发生了很大的变迁。HPS教育让人们懂得科学知识并不是一成不变的，让我们用辩证的方法来判断事实，使学生认识到现有科学知识，是批判和抛弃的结果。今天的科学知识是昨天的科学知识的发展和完善，使其能够更加反映事物的本质。同样，后来的人们也会批判和继承我们现在的科学知识，建立起更全面、更系统的科学知识。

参考资料： 

[1]张晶.HPS(科学史、科学哲学与科学社会学):一种新的科学教育范式[J]自然辩证法研究,2008年（9）月，84-85.

[2]袁维新.HPS教育与大学教育改革[J] 现代大学教育, 2010(1),87.

[3]王慧君,王桂秀.HPS教育及对我国科学教育改革的启示[J].河南职业技术学院学报,2008(3),69-70。

[4]林长春.美国科学史教育的演进及其启示[J].外国教育研究, 2004(6),32-35.