HPS教育對科學教育的作用探析——教育論文

一． HPS教育的內(nèi)涵

    HPS教育最早是科學史和科學哲學(History and Philosophy of Science)的英文縮寫詞，但近年來在建構(gòu)主義指導思想下，西方一些科學教育專家倡導了一種新的科學教育的課程與教學模式。這種模式要求把科學社會學納入到HPS教育中，于是HPS就變成了科學史、科學哲學和科學社會學(History of Science, Philosophy  of Science，Sociology of Science)的簡稱。學者們將這3個詞組的首個字母組合在一起即HPS。HPS教育主要是對公眾進行科學史、科學哲學、科學社會學等方面的教育，讓公眾在歷史、哲學、社會學的語境中理解科學本質(zhì)，培養(yǎng)他們的理解科學精神和創(chuàng)新能力，以使科學教育能真正地，有效地提高公民科學素養(yǎng)。 

二．HPS教育的內(nèi)容

1.科學史教育

    縱觀當代世界范圍內(nèi)的科學教育改革實踐，將科學史融入科學教育已成為一大趨勢。20世紀初，薩頓(George Sarton)開始在哈佛大學教授科學史。1946年,哈佛大學校長科南特(J. B. Co-nant)出版了《關(guān)于科學的理解》專著,他在書中提出為使學生深刻地理解科學事業(yè)和科學家,應在科學教育中開設科學史課程。20世紀50年代末,科學教育家克拉普菲爾(L.E. klopfer)擴展了科南特的科學案例史法的思想,編寫了《科學史事例》,經(jīng)過實踐后,又在總結(jié)經(jīng)驗的基礎上進行了修改,在國際上產(chǎn)生了重要影響?？茖W史進入科學教育，正是時代發(fā)展的呼喚?！睹绹?06計劃》、《美國國家科學教育標準》都要求在科學教育中包括科學史內(nèi)容，用歷史的觀點分析科學事業(yè)，促使公眾對科學做整體的理解。

2.科學哲學教育

    科學本質(zhì)是科學教育內(nèi)容重要的一部分，科學哲學通過對科學本質(zhì)的哲學思辨，使公眾變得理性并樹立正確的科學觀，英國國家科學課程標準和美國的《科學素養(yǎng)的基準》都對科學本質(zhì)做了具體的規(guī)定?？茖W方法與科學精神則是形成良好科學素養(yǎng)的基礎,所有的學生,都應該了解有關(guān)科學的發(fā)展以及所引起的相應文化變革。

    通過科學哲學的學習，公眾可以理性的理解。任何事情都有其兩面性，科學技術(shù)應用不當也會起到負面效應，有時候會導致人類致命性的后果。同樣是科技產(chǎn)物核能，如果應用到人類的生活當中，可以給人類帶來巨大的能量，但如果應用到戰(zhàn)爭和侵略，哪這種科學技術(shù)給人類帶來的只能是悲劇，甚至是毀滅性的災難。不管帶來什么樣的結(jié)果，就其本質(zhì)原因不是科學技術(shù)本身的問題。

3..科學社會學教育

    科學社會學不僅從宏觀上研究了社會因素對科學的影響，而且對科學的微觀過程進行了探究?？茖W社會學認為，科學既受到社會價值的影響，同時又影響著社會的價值。傳統(tǒng)的課程編制原則是以科學作為其中心和主題，而在科學知識社會學的基本思想的引領(lǐng)下，我們要打破和廢除這種傳統(tǒng)的課程編制原則，將科學知識和社會學結(jié)合起來考慮，科學知識不僅僅是其本身，更重要的是他對社會的影響，只有將二者聯(lián)系起來考慮才是課程編制的合理原則?？茖W知識社會學對科學課程編制模式的改革，已在當代國際教改中得到了體現(xiàn)。     另一方面，科學知識社會學很注重社會關(guān)系和社會環(huán)境在知識生產(chǎn)中的作用，注重學習主體的差異性等方面。在傳統(tǒng)的教育中往往忽視了學生的個性，僅僅關(guān)注學生的共性，出現(xiàn)了教學方式單一，教育過程變異成“批量”生產(chǎn)產(chǎn)品的過程?？茖W知識社會學啟示我們在科學教育中應發(fā)掘班集體的潛在力量，對傳統(tǒng)科學教育的缺陷進行修正。

三．HPS教育在科學教育中的價值

3.1理解科學的本質(zhì)

    科學本質(zhì)一直是科學教育改革的焦點?？茖W本質(zhì)主要包括兩方面內(nèi)容，即科學過程和科學方法。美國科學促進會1989年制定的《面向全體美國人的科學》和1996年美國國家科學院頒布的《美國國家科學教育標準》都明確提出了解科學過程和科學方法是科學素養(yǎng)建設的一個重要方面?？茖W隨著人類的發(fā)展不斷進步和更新，本質(zhì)上具有相對性和可變性。這種進步既體現(xiàn)在“累積式”的量變中，又體現(xiàn)在“革新式”的質(zhì)變中?！暗匦恼f”能有效地解釋當時大多天文現(xiàn)象，但最終被“日心說”取代。學生從教科書中得到的只是科學成品，而對于艱辛的科學過程卻是一無所知，他們看到的是一幅展示著輝煌科學成品的靜態(tài)的畫卷。這樣就會使學生產(chǎn)生一種心理：科學的發(fā)展史沒有挫折的、很順利的。通過HPS教育，學生明白只有經(jīng)過科學家的不斷努力、艱苦探索，科學理論才能形成。牛頓經(jīng)典力學體系是建立在哥白尼、開普勒、伽利略等許多人的努力之上的。達爾文的生物進化理論經(jīng)過了幾十年的艱苦探索才建立起來。

    科學方法是一種思維方法和操作方式，是人類在認識世界的實踐活動中不斷總結(jié)出來的，同時也是人們認識自然、獲得新知識的手段和工具?？茖W理論的提出、科學定律的發(fā)現(xiàn)和科學體系的形成都需要科學方法作為支撐。英國學者梅森在《自然科學史》中說：“比起任何特殊的科學理論來，對人類價值觀影響最大的恐怕還是科學的方法論”。國際科普理論學者一致認為，公眾理解科學，首先要理解科學方法，把科學方法運用到人們的生活和工作當中。科學發(fā)展史首先是一部思想方法的演變史。伽利略，近代實驗研究的先驅(qū)者，以實驗、歸納與數(shù)學演繹的方法發(fā)現(xiàn)了他的“新宇宙”。被稱為“幾何之父”的歐幾里德，他運用邏輯方法和公理化方法研究形成了其幾何學體系。通過HPS教育，學生不僅可以了解到科學家是怎樣進行科學探索的，而且也會學到自己做事的方法方式。

3.2培養(yǎng)學生正確認識科學真理

    庫恩科學本質(zhì)觀主要體現(xiàn)在他的《科學革命的結(jié)構(gòu)》一書中，他認為科學發(fā)展的本質(zhì)就是新舊范式之間的轉(zhuǎn)換，且二者是相互矛盾的、沖突的。所以他說：“在革命之后，科學家說看到的又是另一個世界”。并且還以視覺格式塔來論證這種變化。庫恩認為科學發(fā)展與進步不是層層積累的過程，而是常規(guī)科學與科學革命不斷交替的過程。常規(guī)科學是量的積累，科學革命是質(zhì)的飛躍。這種既同于歸納主義的沒有革命的累進主義科學觀也不同于波普爾不斷革命的科學觀的科學發(fā)展模式，是否構(gòu)成客觀意義上的科學進步呢？其進步性在哪里？

    庫恩明確指出科學有進步。一方面，新范式更具有生命力，他會讓人們用一種全新的思維方式看待事物，解決許多新的問題，發(fā)現(xiàn)許多新的情況，在一定程度上改變了人們的價值觀。另一方面，范式的進步是科學家共同智慧的結(jié)晶，他代表著對科學家能力的肯定。庫恩認為雖然新的范式比舊的范式更能解決許多新的問題，但這并不代表更接近真理，他只是說明我們在解決問題的范式上更進一步。這就要求我們在科學教育時，認清科學本質(zhì)，不要讓學生誤認為老師傳授的知識就會永遠的真理，是不會改變的，這樣就容易使學生導致錯誤的、片面的知識觀，這也是HPS教育要求所在。

3.3重新認識知識的客觀性，樹立科學相對性的思想

    科學知識社會學對科學知識的客觀性的否定，使人們對科學知識的認識發(fā)生了根本性的變化?？茖W知識社會學認為自然界在科學知識的生產(chǎn)中幾乎不起作用，科學知識不是純粹客觀的，科學知識不是對實在的描述，也不存在確定性與客觀性基礎。而是基于社會意象而形成的，他即受到信仰、實驗室情境的制約，又受到經(jīng)濟的、道德的等因素的影響。他是對現(xiàn)實世界的預言，即使有對事實的純粹描述，也會滲入信念、文化等因素。正如波普爾所說的那樣，所有的知識都是暫時的，都是對現(xiàn)有問題的猜測，都需要進一步檢驗和反駁。總之，知識是相對的、暫時的，是人們對自然界的一種解說，他不是人們所需要的最終答案，他會隨著人們對客觀世界認識程度的深化而不斷更新，并會出現(xiàn)新的假說、解釋。

    科學范疇內(nèi)所有學科，從其萌芽、發(fā)展、到相對成熟，是無數(shù)次范式變遷和不斷的觀念革命的過程。我們現(xiàn)在的許多詞匯，其意義已是今非昔比，其概念和含義已經(jīng)隨著時代的發(fā)展而發(fā)生了很大的變遷。HPS教育讓人們懂得科學知識并不是一成不變的，讓我們用辯證的方法來判斷事實，使學生認識到現(xiàn)有科學知識，是批判和拋棄的結(jié)果。今天的科學知識是昨天的科學知識的發(fā)展和完善，使其能夠更加反映事物的本質(zhì)。同樣，后來的人們也會批判和繼承我們現(xiàn)在的科學知識，建立起更全面、更系統(tǒng)的科學知識。

參考資料： 

[1]張晶.HPS(科學史、科學哲學與科學社會學):一種新的科學教育范式[J]自然辯證法研究,2008年（9）月，84-85.

[2]袁維新.HPS教育與大學教育改革[J] 現(xiàn)代大學教育, 2010(1),87.

[3]王慧君,王桂秀.HPS教育及對我國科學教育改革的啟示[J].河南職業(yè)技術(shù)學院學報,2008(3),69-70。

[4]林長春.美國科學史教育的演進及其啟示[J].外國教育研究, 2004(6),32-35.