HPS科学教育范式在科技博物馆教育中的实践

HPS科学教育范式在科技博物馆教育中的实践
宋娴;赵佳然
【摘要】科技博物馆作为有能力提供大量实物和感性认识的知识殿堂,作为学校教育的延伸和社会成员终身教育的孵化基地,它有优势也有教育职责引导社会成员建立起更为全面的科学观和知识观.然而与西方发达国家相比,我国博物馆的教育职能还远远没有得到充分的发挥,博物馆教育有名无实的现象比比皆是.相比学校教育大量课堂教学模式、教学方法的研究,国内科技博物馆中的科学教育实践尚处在起步探索阶段,西方诸多科技博物馆在实践中探索性地融合了科学史、科学哲学与科学社会学(简称HPS)科学教育范式,以理解科学本质、反映科学文化为目标,强调科学的社会功能,有力地促进了博物馆科学教育功能的发挥,有效地衔接了学校与博物馆之间的教育功能,这为我们提供了可借鉴的模式.
【期刊名称】《外国中小学教育》
【年(卷),期】2012(000)011
【总页数】6页(P60-65)
【关键词】科技博物馆;科学教育;馆校合作;科学史;科学哲学;科学社会学
【作者】宋娴;赵佳然
【作者单位】华东师范大学教育科学院教育学系上海200062;上海市静安区教育局基础教育科上海200040
【正文语种】中文
国际科学教育界所称的Science education，在中国有一个非常特殊的词与之相对应——“科普”。

而与“科普”相关的词有三个，它们分别是“科学普及”、
“科学教育”、“科技教育”。

实际上，三个词的目标是一致的，都是为了提高公众的科学素养。

但是，我们往往将这三个词用在不同的地方，“科普”似乎是科技博物馆针对社会公众的科学普及教育，而“科学教育”和“科技教育”似乎是学校针对学生的科学学科教育或科学技术教育。

这种思维定势往往使得科技馆博物馆与学校的科学教育处于领域分割的境地，科技博物馆的“科普教育”似乎难以与学校科学教育需求接轨，而学校的“科学教育”又难以与迅速发展的科学技术快速衔接。

世界上第一座以“教育”为使命的博物馆出现至今已经超过300年，博物馆从最
初对物的关照逐渐转向了对人乃至全社会的关照。

如今，博物馆教育以其巨大的实物教育资源为依托，已经逐渐发展成为学校教育之外的第二教育系统，但又不是学校教育的简单延伸，理念、情境、素材和教育方式的根本区别决定了博物馆教育模式的独特性。

然而与西方发达国家相比，我国博物馆的教育职能还远远没有得到充分的发挥，博物馆教育有名无实的现象比比皆是。

在国家提出文化大繁荣大发展的背景下，各种博物馆免费向社会开放，如何最大程度地发挥科技博物馆的科学教育功能，实现学校与博物馆的有效对接，是目前亟待解决的问题。

从西方诸多科技博物馆的实践中，我们不难发现，他们让公众在博物馆中通过各种资源以及科学老师的引导来学习科学史、科学哲学与科学社会学（简称HPS），促进了科学教育功
能的发挥，并有效地衔接了学校与博物馆之间的教育功能，这为我们提供了可借鉴的模式。

一、HPS科学教育的产生与发展
（一）产生的背景
1、科学技术带来的双刃剑效应
20世纪中后期，科学技术及其应用带来了巨大的成就，也带来了令人战栗的深重
罪孽，更带给我们深刻的反醒。

很多新的技术只是给了我们新的力量，却并没有
给我们新的智慧和思路来正确使用这些力量。

卡逊(Rachel Carson)《寂静的春天》让沉浸在科学福祉的公众第一次冷思考科学：它造成的物质财富远远多于它内含的精神财富；它对人性的分裂、物化和异化作用远胜于它对人性自我的统一协调和升华作用；它对伦理价值的漠视远胜过它对自然真理的激情……
也正是在这一背景下，学者们意识到有必要让公众理解科学是什么，有的学者建议修盖科技馆向公众宣传科学的社会功能，有的学者则倾向于通过学习历史、哲学的方法使公众了解科学的本质。

基于这种理念，以美国为首的西方国家在20世纪
80年代相继推行HPS教育，旨在让公众通过学习科学史、科学哲学与科学社会学（简称HPS）来促进科学教育，普及科学知识，推动科学传播。

2、传统科学教育遭遇危机
在后现代语境下，人们对科学进行了全面的批判与解构，对科学本质的认识发生根本性的转变。

传统科学教育正是伴随着这种转变遭遇危机，因为它侧重于科学实证知识的传播，忽视了公众整体的科学素养，仅看重培养精英。

但社会上绝大多数人从事着与科学研究不相关的职业，他们同样需要理解科学，毕竟公众理解科学是社会发展的需要，是推动科学传播、科学普及的前提。

只有当公众能够以推理的方法对待科学、以理性的眼光评判科学及其双刃剑功能时，科学及对科学的研究事业才可能走向民主与公众参与。

由此，科学教育已经由过去的精英教育功能向公众理解科学过渡，由传授学科知识向理解科学本质过渡，以培养并提高公众的科学素养为价值取向。

这种新的科学教育范式强调科学对社会、文化以及人类自身的意义。

对科学做史学、哲学与社会学层面的研究，也就是国际上流行的HPS研究，是以理解科学本质、反映科学文化
为目标，强调科学的社会功能，它可以为科学教育提供方法论指导，可以使公众
“了解科学概念及科学原理的发生、发展过程以及相应的历史文化背景和精神道德语境”。

[1]
（二）HPS科学教育的发展
1、兴起——以科学史为切入点将HPS融入科学教育
19 世纪末奥地利物理学家、哲学家恩斯特·马赫（E．Mach）首次对科学教学中的科学史和科学哲学进行了阐述，他认为“每一个年轻学生都要切身感受一些科学发现的历程，这种学习材料主要与科学名著选读联系起来。

这样，教师就可以使那些有深远的‘科学’思想在学生头脑里生根发芽”，并且他指出“即使从历史中学到的观点是可变的，那也是非常珍贵的。

”[2]但马赫倡导的以历史为切入点的教学
思想并没能在国际上得到广泛的传播。

国际理科教育界第一次真正的教育实践与尝试发生在20世纪40年代的美国。

在
哈佛校长科南特（J. B. Conant）的引领下，哈佛大学委员会提出了在文化、历史和哲学背景下教授科学主题的课程方案。

在这些课程中最具代表性的是1948 年出版的《哈佛实验科学中的案例研究》，该教材不仅要让学生理解实验科学的基本方法，还要让学生理解科学作为一种有组织的社会活动的发展过程，要实现这一目标，最好的方法就是让学生“再体验”科学史事件。

同期，在美国国家科学基金会的资助下，哈佛大学的卢瑟福（F. J. Ruther）、霍尔顿（Holton）和沃森（ F. G. Watson）等人与一些教育学家、中学教师及科学史家合作，于 1970 年出版了一部中学物理教材《哈佛物理课程计划》（HPPC），这套教材利用科学史把物理学是如何通过观察、实验和科学家之间的相互作用而发展的历史生动地展现在学生的面前，使他们理解科学的研究方法和思考方法。

[3]
该阶段关于科学史的价值及如何将 HPS 融入科学教育中，已为多数科学教育者所关注。

但是，以科学史教育为切入点，更多关注的是通过科学史使学生再体验真实的科学过程，展示科学的认识过程与人文特征，但在促进学生对科学知识、科学过
程和科学的暂定性本质等方面的认识上并没有取得预期的成果。

2、发展——以科学本质为聚焦点的HPS科学教育得到高度关注
20 世纪 80 年代以来，国际科学教育从精英教育转向普及科学教育，在这一时代
背景下，对科学教育的关注由传授学科知识向理解科学本质过渡，反映在当代各个发达国家的科学课程与教学改革中，表现为将教育研究焦点汇集在凝练了科学史、科学哲学和科学社会学理论的科学本质教育上，以培养并提高公众的科学素养为价值取向，强调科学对社会、文化以及人类自身的意义。

至此，HPS 教育得到科学
教育界的高度关注，这从当代各个发达国家的科学课程与教学改革中可窥一斑，如：美国的“普及科学——美国2061 计划”（1989）、“国家科学教育标准”（1994），澳大利亚的科学课程标准框架CSF（1995），英国的“国家科学课程”（1988）、荷兰的PLON课程（1988）、“丹麦的科学与技术课程”（1987）等。

科学哲学家马修斯（M. R. Matthews）认为 HPS 教育在现代科学教育体系中对理解科学本质起着工具性作用：“科学教育的目的一方面在于传播科学知识，包括对科学事实、科学规律、具体学科相关知识的传播；另一方面在于对科学本质的追问，而学习科学史、科学哲学、科学社会学的相关知识本身就是追问科学本质的一个侧面。

”[4]显然，以培养学生科学素养的教育理念，促进了国际科学教育对 HPS 的重视。

3、繁盛——以系统化、精细化为特点的HPS科学教育研究成为焦点
20世纪90年代以后，不同国家的研究者针对HPS科学教育问题进行了大量的系统化研究。

其中最具代表性的成果包括由美国南加利福尼亚大学麦克马斯（W.F. as）主编的《理科教学中的科学本质——合理性与策略》（1998）、澳
大利亚新南威尔士大学马修斯（M.R. Matthews）的专著《科学教学科学史和科
学哲学的作用》（1994）、英国匹兹堡大学达西尔（R.A.Duschl）的《科学教学
研究手册》（1994）等。

同时，这一阶段的研究更加精细化，集中于对具体教学
内容和教学情景的研究，关注如何把 HPS 思想运用于科学教学、学习和评价中，如：通过对个别教师的质性研究探索教师科学观与教学方式选择的关系、通过科学史培养学生科学本质观的行动研究等。

在传统科学观视域中，教育是一个机械化的系统，科学教育研究就是要探讨如何使它在特定的轨道上精确地运行。

而HPS科学教育范式一定程度上扭转了这一逻辑，认为科学理论是在特定的环境和规则下，科学共同体内部成员所达成的一致性。

在这种科学观指导下的科学教育研究应该是在多元化的视角下理解教育活动的差异性。

这种研究范式的变化导致教育研究也从寻找普遍规律与联系的思辨论述转变成探寻情境化的教育意义的研究。

[5]
二、科技博物馆教育功能的实践与困境
（一）实践——日渐普及的馆校合作模式
19 世纪末到 20 世纪 20 年代，世界博物馆经历了它的第一次革命——“博物馆
现代化运动”。

[6]革命的结果就是社会逐渐接受了博物馆是一个社会教育机构的
观点。

1920 年，英国协会（British Association）在卡迪夫会议上发布了一份名
为《博物馆与教育的联系》的报告。

报告通过对 134 座省立博物馆的调查，对博
物馆教育职责做出了诠释。

报告认为，博物馆馆长连同教师应该努力找到发展博物馆藏品的教育性应用的合适方式。

[7]
在 20 世纪 30 年代，各教育机构开始关注博物馆教育。

例如：1931 年，英国教
育委员会（the Board of Education）发布了指导方针：《博物馆与学校：公共
博物馆与公共教育机构不断增加的合作可能性备忘录》，备忘录展示了博物馆的教育是怎样发展的，缜密地回顾了同时代博物馆与学校合作的情况，还列举了一些成功的实例，教育委员会期望能在今后增加学校与博物馆的合作。

[8]
20 世纪 60 年代末，博物馆的教育参观激增。

为了满足这一不断增长的需求，博
物馆教育工作者开创了一些新型的方法，如制作教育资源包和开设教师专门的培训课程。

到 20 世纪 70 年代中期，博物馆教育的职业身份开始形成，并在此后的十
年中得到巩固。

[9]例如：1988 年，英国制定的国家课程（National Curriculum），明确地指出博物馆教育可与学校课程连接，而博物馆馆方也根据
国家课程标准制定诸多的教育手册，针对不同学龄儿童设计活动手册，与学校各课程相连接，并提供教师使用手册。

又如：1992 年美国博物馆协会（AAM）出版
的《二十一世纪的博物馆》一书针对博物馆与学校合作关系指出，博物馆与学校的合作在未来将有重大的发展潜能，博物馆可以为学校学生学习提供一个积极的学习环境，同时满足国家课程标准教育和社会科学框架的需要。

[10]新时期，博物馆越发注重教育功能的发挥，馆校合作的模式也得到了普遍的推广，博物馆教育与学校课程的衔接也在推广的过程中越发地紧密。

（二）困境——传递科学的教育职责与走马观花式的学习之间的矛盾
英国著名自然科学家、教育家、博物馆学家托·亨·赫胥黎（Thomas Henry Huxley）在其著作《科学与教育》中曾指出，假如科学教育要取得最好效果的话，它必须是实际的，也就是说，在对一个儿童解释常见的自然现象时，你必须在课堂上尽可能地利用实物，使你的教学活动真实。

[11]博物馆作为有能力提供大量实物和感性认识的知识殿堂，作为学校教育的延伸和社会成员终身教育的孵化基地，有优势也有教育职责引导社会成员建立起更为全面的科学观和知识观。

博物馆教育的目的并不在“教”，而是帮助公众“学”。

以科技博物馆为例，科学自身快速发展的特质决定了科技博物馆的知识传播不再是教育者向受教育者的单向传播，而应该是双向交流、互动影响，博物馆需要树立起一种积极互动、启发引导式的教育理念，激发公众参与的兴趣，从而深度挖掘科技藏品背后的科学知识和科学精神，而这也正是目前科技博物馆教育工作较为薄弱的环节。

同时对于公众来说，到博物馆参观的目的也不同，从上海科技馆的调研数据中（表
1），我们可以看出并不是所有的公众都是抱着学习的态度参观博物馆，当然并不强求所有的公众都以学习为目的参观博物馆，博物馆同时也是休闲的场所。

但是，对于抱着学习为目的参观博物馆的公众，尤其是学校群体，博物馆有责任让他们能够更有效地学习，而不是走马观花地参观。

当前，学校有组织地进入博物馆参观已经成为馆校衔接的一种常态，从上海科技馆每年的参观数据统计中，我们得知学校群体占了全部参观总量的30%以上。

但从与教师的访谈中，我们可以了解到目前
学校组织的科普校外活动通常是为了完成学期任务，而大部分进入博物馆的学生仅仅只是走马观花式地参观，多次参观该博物馆的学生甚至只是围坐聊天休息。

对于这样的现状，科技博物馆也需要自问，是否为公众的学习搭建了良好的平台？如何做才能更好地吸引公众参与学习？
表1：上海科技馆参观群体需求分析
三、探索性地将HPS科学教育融入博物馆教育
相比大量课堂教学模式、教学方法的研究，国内科技博物馆中的科学教育实践尚处在起步探索阶段，如何更好地发挥引导公众学习，更好地联系博物馆与学校的知识，是科普教育者和学校教师共同关心的问题。

通过实地调研发现，世界上历史最悠久的科技博物馆，如：德意志博物馆（Deutsches Museum）、英国伦敦科学博物馆（London Science Museum）、美国旧金山探索馆（The Exploratorium）等在近百年的发展历程中，逐渐摸索出了科学教育的基本路径。

为了实现与中小学校教育的对接，挖掘两者合作的最大潜力，博物馆的教育人员通过对从幼儿园到高中教科书的深入研究，详细了解学校科学教育的教学内容、课程目标，全面把握学校课程的教学进度和各个年级教学要求，根据博物馆拥有的资源与课程目标相结合，精心制定有针对性的、详细的学校计划，以有效地补充各个层次学校的课程。

而在与学校课程有效结合的基础上，他们也形成了自己的科学教育模式，有效地将科学史、科学哲学与科学社会学（HPS）融合
入到博物馆的展示中，该模型如图1：
图1：博物馆科学教育的三维目标模型
（一）结合科学史呈现科学探索的过程
科学教育长期以来都以工具理性的形式向公众传播科学知识，符号化的公式、定理、定律几乎剔除了科学知识诞生的所有历史成分，更不用说相应的社会文化背景。

然而，任何一项科学的历史，可以说都是一部问题史，这些问题有时以猜想的方式存在，有时以假说的方式存在，有时以悖论的形式存在，它们贯穿于科学发展的始终，同时也是科学发展的动力之一。

可以说科学发展的历程，为科学教育提供了丰富的背景资料，能够帮助青少年深刻地理解科学知识。

同时，在挖掘某个科学史实时，不但要牵涉到当时科学家探究真理的历程，还要牵涉到科学家的思想、性格、精神，甚至要牵涉到他们所处的经济、政治、社会环境与学术环境。

因此，将科学教育置于历史语境下，可以使科学的公众形象变得立体。

从博物馆的角度而言，有责任让青少年知道科学发展的真实过程，有责任让他们站在历史的角度公正、客观地看待前人科学研究的成就及局限性；让他们从发展的视角理解科学发展的轨迹、运用前瞻性的目光审视我们熟悉的科学技术。

这就需要博物馆结合学校的科学教材以及目标，将科学史的内容有效地融合入博物馆的教育中。

（二）结合科学哲学与科学社会学思考技术的应用
科学哲学在科学教育中的影响增强了青少年在思考科学时的批判性或多元性分析，他们可以理性地判断科学的双刃剑作用，意识到科学不是万能的。

同时，科学、技术与社会的关系越来越密切，科学教育除了解释科学自身外，还必须指向社会。

科学教育不仅要青少年了解科学的基本知识，更重要的是要理解科学的本质、科学的社会功能，清楚科学的社会形成与科学建构的各种社会因素，明白在科学社会化与社会科学化过程中起关键性作用的不是科学本身而是人类自身。

因此，在博物馆的科学教育中，应该考虑到青少年现有的知识程度、生活经验、社
会阅历，将其与现实世界中的实际问题联系起来，挖掘现实生活中科学知识的应用，营造生动、自然、贴切的情景，促进已有的经验与认知对象的互动。

同时，从不同侧面展示生产、生活中科学原理的应用，揭示科学技术给社会带来的双重影响，让青少年从对科学原理的抽象理解升华到形象理解，避免出现见物不见人的科学教育。

（三）在多样化的教学方式中体验科学的乐趣
博物馆教育相对于学校教育最大的优势是，有大量的实物教材、科学实验场地，可以整合各种多媒体影音技术呈现生动有趣的科学现象，硬件决定了博物馆可以提供更多样化的教学方式激发青少年对科学的兴趣，拉近他们和科学的距离，使他们在感受科学乐趣、体验科学魅力的同时，有所思、有所悟，在玩中学、乐中思。

总之，融入HPS教育理念的三维科学教育目标模型以承载科学原理、科学知识的
展品为中心，从“科学探索的过程”、“科学技术的应用”、“科学的乐趣”三条路径拓展知识的外延，并以此构成支撑展品的三个落脚点。

它以理解科学本质、反映科学文化为目标，强调科学的社会功能，使青少年接受科学教育的过程既是学习科学知识的过程，也是科学探究的过程，既是思考的过程，也是享受快乐的过程。

这体现了博物馆科学教育目标从“线性”向“立体”的转化、从掌握科学知识向“有科学素养的人”转化，更注重了馆校的有效衔接，开启了博物馆“重视科学知识拓展”的科学教育的新探索。

【相关文献】
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[11]托·亨·赫胥黎著,单中惠,平波译.科学与教育[M].北京：人民教育出版社,91.。