教育思潮与科学教育改革公开课获奖课件

HPS教育思潮与科学教育改革级博士生王慧君第1页汇报大体思绪HPS教育对科学本质探索与追问HPS教育对科学教育(教学)影响基于HPS教育思想两种科学教学模式第2页一、HPS教育思想内涵HPS称谓即“科学史、科学哲学和科学社会学”，是英文History，PhilosophyandSociologyofScience缩写词。HPS教育思想科学史、科学哲学和科学社会学共同肩负着论述科学本质、提高科学教育质量使命。把科学史、科学哲学和科学社会学有关内容纳入科学课程中以提高科学教育质量，是近年来国际科学教育界高度重视一种课程理论课题。第3页一、HPS教育思想内涵HPS称谓即“科学史、科学哲学和科学社会学”，是英文History，PhilosophyandSociologyofScience缩写词。HPS教育思想科学史、科学哲学和科学社会学共同肩负着论述科学本质、提高科学教育质量使命。HPS教育旨趣扩展科学教育视界，丰富科学教育内涵，提高科学教育质量第4页二、HPS教育发轫与沿革在科学教育中进行科学史、科学本质或科学措施教学思想由来已久，不少科学家、教育家在不一样样时期都曾提出过这样思想甚至有过尝试。但这个问题重新受到国际科学教育界高度重视，并以HPS教育形式再次进入科学课程中，则是近年来事。第5页二、HPS教育发轫与沿革首先把科学史引入科学哲学并使其互相渗透、联为一体当推美国著名科学史学家和科学哲学家库恩。正如拉卡托斯所言:“没有哲学科学史是盲目旳，没有历史科学哲学则是空洞。”不过，虽然在60年代科学课程现代化“黄金时期”，同步关注科学史和科学哲学学者也寥寥无几，只有布鲁纳、施瓦布、鲁宾逊、克劳普福、赫尔顿、卢瑟福等人为了改善科学教学认真地探讨了科学史和科学哲学，但大多数科学教育专家那时尚未注意到这个方面。因此，那时科学教育与科学史和科学哲学彼此缺乏必要联络。这种分离状况直到80年代中期尚未完全变化。1979年，在美国科学哲学学会年会上，埃尼斯对科学哲学和科学教学作了全面评述，他说:“除了某些例外，科学哲学家对于科学教育问题体现出明显爱好并不多。”达西尔则在1985年刊登一篇题为《科学教育与科学哲学:25年互不相干发展》论文中也指出，西方国家在科学课程改革中由于有关学科之间缺乏交流而失去了良好合作机会，从而也失去了为科学课程改革提供坚实理论基础机会。第6页二、HPS教育发轫与沿革ＨＰＳ教育关注科学史、科学哲学和科学社会学对科学教育作用与以往开展这些活动不一样样之处在于：有组织、有规模、有关键（１）80年代末期成立了国际科学史、科学哲学与科学教学研究小组，迄今已举行了三次HPS与科学教学国际会议。（２）1992年开办了国际学术刊物《科学与教育》（Science&Education）专门刊登科学史、科学哲学和科学社会学与科学教育有关论文，并在世界范围内发行。（３）科学史、科学哲学和科学社会学围绕“对科学本质追问和探索”进行对话和交流，“三堂会审”，互相补充、互相增进。第7页二、HPS教育发轫与沿革

——H、P、S三家因“科学本质”而联手科学元勘sciencestudies把科学自身作为学术考察对象学科，统称为科学元勘。它重要包括科学哲学、科学史、科学社会学和科学文化批判等研究《哲学研究》年第l期科学元勘中SSK学派历史与措施论述评清华大学哲学博士刘华杰科学史科学哲学科学社会学科学本质第8页二、HPS教育发轫与沿革

——HPS与科学教育渊源有关科学本质，在不一样样历史时期人们用不一样样术语来表达，并且受到不一样样学科理论支持。科学教育中对科学本质执着追求“经受了根据教育学、哲学和心理学所作批评，并继续不停地传授有关科学和科学研究本质假设。这种探讨自19世纪科学进入学校课程时起就不曾间断过。”不过，对科学本质追求并不是一蹴而就事，由于人们对科学本质认识不仅有不一样样观点，并且在不停深化。这就使得科学哲学、科学社会学、科学史与科学教育教学变得密不可分。第9页二、HPS教育发轫与沿革来自科学哲学讯息自科学产生,便产生了对应科学观。伴随科学进步和发展,人们科学观也伴随发生变化。科学观可粗略分为老式科学观和现代科学观两种。其中,老式科学观包括归纳主义和实证主义，现代科学观包括证伪主义、历史主义和新近出现建构主义。不一样样时期科学观对科学本质解释第10页二、HPS教育发轫与沿革来自科学哲学讯息1.纵观科学观发展，可以说是一种否认之否认过程，很难说孰优孰劣，它们都是对前一种或前几种观点修正、补充或彻底否认。这种运动与“摆钟摆动”相似，但每摆动一次，人们对科学本质认识就会加深某些。2.由科学哲学发展历程来看，人们对科学本质视域在逐渐加宽。科学本体论（科学事实—试验和工具（技术和措施）—科学理论系统（牛顿《自然哲学之数学原理》）科学认识论（心理学、建构主义)科学价值论(历史学、社会学、社会问题、环境问题、伦理问题）第11页二、HPS教育发轫与沿革来自科学社会学讯息由于现代科学社会学兴起较晚，它对科学教育影响与科学哲学和科学史相比要小得多，但它对科学诸多解释对科学教育产生影响却愈来愈大。20世纪70年代以来，美国及整个西方科学教育界开始对60年代科学教育改革进行反思，对改革失败原因做了多方面分析，并从改革外部环境和内部原因两方面总结经验和教训。伴随科技迅猛发展，环境问题日益突出。1962年美国学者卡森（R.Carson)撰写《沉寂春天》，使世人对任意使用化学制品所产生有害影响高度警惕。由于卡森这本书广泛影响，环境保护运动随即迅速兴起。第12页二、HPS教育发轫与沿革来自科学社会学讯息1982年，以色列科学教育学者霍夫斯坦（A.Hofstein)和雅格（RobertE.Yager)联名刊登了《以社会问题组织80年代科学教育》，他们认为“科学教育学作为一门学科关注是科学与社会之间界面（interface)，强调科学与社会互动。这标志着科学社会学正式介入科学教育。科学社会学家们普遍反对科学是纯科学、没有价值偏见观点。他们认为，科学是在广阔社会环境中发展起来，因此，它既受到社会价值影响，同步又影响着社会价值。忽视科学社会价值任何科学图景都是不全面。第13页二、HPS教育发轫与沿革来自科学社会学讯息巴伯在《科学与社会秩序》中详细阐明了科学发展受到多种原因影响，如理智、政治、经济、甚至宗教。他说：时而是这个，时而是另一种社会原因对科学有影响，有时是相对有助于科学成长，有时是相对阻碍之，这是不可防止法则，对于科学来说，没有什么东西是与社会脱离。第14页二、HPS教育发轫与沿革来自科学社会学讯息SSK研究(爱丁堡学派)科学知识社会学（sociologyofscientificknowledge,简称SSK）揭示了大量有关科学知识是依赖于社会情境而决定研究成果。这个领域重要研究者有著名社会学家如科林斯、沃尔加、拉托、诺一塞提纳等。（宏观方面影响——微观过程影响）他们研究表明，科学研究并非像大众传媒和人们所想象那样，它既不是由一种严格科学措施所支配，也不是那样实行。相反，科学研究中个人和社会价值起着重要作用，公认措施和知识发生变化，争论此起彼伏。研究结论是，科学知识具有依赖社会而决定性质。（详细研究在试验室进行研究科学家工作特点以及科学家之间互动）第15页二、HPS教育发轫与沿革

——SSK研究几种经典案例第一，有关科学试验反复问题。科林斯研究表明，20世纪70年代初期物理学界有关重力波与否存在问题讨论，实际上是由包括有关研究一群科学家通过社会协商(socianegotiation)过程确立。他认为，诉诸试验公正判决并不可靠，由于有关这一现象试验(乃至任何现象试验)决不也许是一模同样反复。因此，重力波“存在”是受社会原因支持，即由科学家协商决定哪些试验是可靠。第二，有关科学事实受社会影响。在《玻璃场:牛顿棱镜与试验用途》一文中，夏福(S.Schaffer)研究表明，牛顿运用了他作为皇家学会会长政治地位抬高了某些试验地位，从而平息了有关他光学理论争论。这阐明，科学事实在其建构过程中就存在问题，它是通过社会过程变得详细化，最终掩盖了本来主张争议性。今天，大众传媒在此过程中也许成为一种积极参与者，在同行评审和专家裁定正式渠道外协助建立了某些“科学事实”。这在伪科学中体现得尤其明显。第16页二、HPS教育发轫与沿革

——SSK研究几种经典案例

第三，有关“发现”问题。科学发现是科学发展中常常出现事。20世纪60年代以来，“发现”概念已渗透到学校科学教科书中，发现法也已成为科学教学一种措施。然而，现代科学社会学家沃尔加却认为，一种“发现”只能在事后予以解释，也就是说，“发现”是对此前活动重新建构，它是一种过程，而不是时间上某一点“发现”科学地位是由社会原因决定。第17页二、HPS教育发轫与沿革来自科学史讯息19法国著名物理学家、教育家保罗·朗之万(P.Langevin)首先积极倡导在中等自然科学课程中进行“史”教育。他对当时法国科学教育中存在“只向学生灌注科学知识教条主义、实用主义教学法”提出了锋利批评。他认为，此类措施一种明显特点就是从头到尾干巴巴地论述着某些事实和定理，仿佛科学是一种死板和一成不变东西，看不出发展远景。第18页二、HPS教育发轫与沿革来自科学史讯息1946年，哈佛大学校长、有机化学家和科学教育家科南特出版了《有关科学理解》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。1948年，由科南特主编出版两卷本《哈佛试验科学中案例研究》成为科学史教学方面非常有影响经典文献。1952年美国哈佛大学科学史专家霍尔顿编写了一部面向文科学生物理学教材—《物理科学概念和理论导论》，这部教材被誉为科学教育中一块里程碑。该书独到之处之一，就是充足而有效地运用了科学史和科学哲学来向学生阐释物理科学研究思想措施和本质。20世纪50年代末，科学教育家克拉普菲尔扩展了科南特科学案例史法思想，为高中学生专门编写了《科学史事例》(Histowofsciencecases，简称HOSC)教材，并于1960一1961年在美国26个州100多所中学进行了所谓HOSC教学法试验，收到了良好效果。第19页二、HPS教育发轫与沿革来自科学史讯息著名数学哲学家和科学哲学家伊姆雷·拉卡托斯于1971年刊登了其著名论文《科学史及其合理重建》，论述了科学哲学与科学史关系，提出了内史与外史科学编史学思想。后，作为爱丁堡学派代表人物之一、现任哈佛大学科学史专家史蒂文·夏平刊登了与之针锋相对旳著名论文—《科学史及其社会学重构》，提出了社会解释科学编史学思想。之后，夏平又相继出版了《利维坦与空气泵—波义耳、霍布斯与试验生活》(1985年)、《真理社会史—17世纪英国文明与科学》(1994)以及《科学革命—批判性综合》(1996)等著作深入实践其编史学思想，同样也引起了广泛影响和争议。第20页二、HPS教育发轫与沿革来自科学史讯息科学史“内史’，指是科学自身内部发展历史。“内史论”强调科学史研究只应关注科学自身独立发展，重视科学发展中逻辑展开、概念框架、措施程序、理论论述、试验完毕以及理论与试验关系等等，关怀科学事实在历史中前后联络，而不考虑社会原因对科学发展影响，默认科学发展有其自身内在逻辑。科学史“外史”则指社会、文化等原因对科学发展影响历史。“外史论”强调科学史研究应愈加关注社会、文化、政治、经济、宗教、军事等环境对科学发展影响，认为这些环境影响了科学发展方向和速度，在研究科学史时，把科学发展置于更复杂背景中。第21页二、HPS教育发轫与沿革来自科学史讯息在《科学革命》一书中，夏平深入明确地必然了科学社会学解释恰当性。他认为，社会学解释应当在科学各个方面发挥其作用，而不仅仅是老式意义上“外部原因’。他说，“此前对‘社会原因’(或有关科学社会学方面)老式解释集中在对科学自身‘外部原因’考虑上，…然而，把科学社会学方面与科学外部原因等量齐观，在我看来是一条古怪、缺乏创见研究道路。在科学家试验室内部和外部有同样多社会原因，而它们对于科学知识发展同样内在。”对于夏平来说，科学史内、外之分是没故意义。第22页二、HPS教育发轫与沿革来自科学史讯息在《利维坦与空气泵》著作中，夏平详细考察了发生于近代初期一场科学争论，争论双方别是罗伯特·波义耳(1627一1691)与托马斯·霍布斯(1588-1679)。波义耳倡导试验措施，并用自行制造空气泵做了许多试验，而霍布斯则反对试验措施，两者之间争论实质是试验大纲与反试验大纲之争。争论最终止果是波义耳获得了胜利，试验大纲逐渐得到科学家共同体认同，而霍布斯则彻底失败，甚至因此失去了自然哲学家身份。夏平认为，波义耳之因此获得了最终胜利,除波义耳个人努力之外，重要是由于波义耳试验大纲迎合了当时英国王政复辟时期特殊政治需要。因此，夏平得出结论说，“知识问题处理就是社会秩序问题处理”。第23页三、HPS教育在科学教育中作用第一，在科学课程中加入HPS教育内容，为本来非人文化学校科学课程提供了人文化原因。第二，HPS教育可以起到沟通英国学者斯诺所提出“两种文化”作用。由于HPS课程内容可以构成文、理科学生学习共同基础。第三，把HPS教育纳入科学课程中尚有助于克服科学教育中某些问题，如学生缺乏学习科学动机、女生不愿学习科学、公众对科学厌倦和冷漠态度，以及对科学在历史、文化和社会中地位理解局限性，等等。第四，科学课程中有了HPS内容可以