科学史与教育结合的历史实践：《科学史与公众》重要指南

将科学史融入教育，有着漫长的发展过程，并随着科学史自身的发展和人们对其认识的不断加深而持续变化着。溯源最早的一条线索是，从古希腊时期开始，许多专业学术文献和著作中就包含有叙述该学科历史的章节。18世纪后，随着科学的蓬勃发展，科学家们更是经常在其著作中加上“历史导言”，为了将自己的工作置于该学科的历史传统背景中，以强调其独创性和重要性（刘兵，1996）。代表性著作有达尔文的《物种起源》、拉格朗日的《关于微分方程特解的研究》、赖尔的《地质学原理》等。尽管这种“历史导言”的作者大多并非专业科学史家，这些作品也并不是严格意义上的科学史著作，但这种对科学史进行应用的方法，至少可以将其视为科学史与教育相关的一种应用手段。

明确将科学史与教育联系起来是19世纪以后的事，重要的人物有孔德、马赫、迪昂、朗之万、萨顿、斯诺、柯南特、库恩等。

法国实证主义哲学家孔德（Comte）最早提出将科学史应用于通识教育，他在《实证主义总论》中提出以实证科学知识为主体的通识教育思想，主张培育具备实证主义知识和思想的通识型人才，而科学史在其中的主要作用是向人们展示实证主义知识的发展历程（袁维新，2006）。

19世纪下半叶，著名科学家和科学史家马赫（Mach）也意识到了科学史对于教育的重要性。他在自己的科学教学中，加进了历史的材料，并开设了一些较专门化的关于特殊领域发展的课程。他于1895年发表的一篇题为《论古典学和科学的教育》的面向中学教师的演讲中，也特别提倡在中学的科学教学中应用哲学和历史的方法（Bluh，1968）。

20世纪初，法国科学家和科学史家迪昂（Duhem）也大力倡导在物理学的教学中使用历史的方法，认为在让学生们接受物理假说方面，历史的方法是合法而且富有成效的方法（刘兵，1996）。

法国著名物理学家、教育家郎之万（Langevin）也专门注意到了科学史的教育价值，他在一次著名的演讲中，分析了历史观点在科学教学上所能够和应该起的作用，以及历史观点对于培养从事科学教育工作的教师的重要性（郎之万，1957）。

科学史学科的奠基人萨顿（Sarton）在科学史的教育意义这个问题上更是作出了突出贡献。萨顿认为科学史是唯一可以反映出人类进步的历史，他的最高目标就是要建立一种以科学为基础的新人文主义，使科学史成为联系自然科学和人文科学的桥梁。萨顿在1948年出版的论文集《科学的生命》中《教育的观点》这篇文章里，对科学史的功能进行了详细的论述，特别专门提及了科学家传记对于科学史教育的意义（萨顿，1987）。在萨顿的另外三本经典的科学史著作《科学史和新人文主义》《文艺复兴时期的科学观》《科学的历史研究》中，都直接或间接地对科学史的教育意义有所阐述（萨顿，1989，2007，1990）。萨顿本人也亲自进行着科学史教育的实践，他从1920年起，在哈佛大学开设面向各专业学生的科学史课程，为哈佛大学创建了科学史教育的传统（萨顿，1990）。

第二次世界大战后，在科学史教育方面，出现了新的转折。20世纪50年代末，英国学者斯诺（Snow）提出“两种文化”的问题，即“科学文化”和“人文文化”之间存在着难以逾越的鸿沟，而“两种文化”的分裂会给人类带来严重的后果。斯诺认为过度的专业化教育是导致“两种文化”分裂的主要因素之一，要改变文化分裂的现状，首先要改变对专业化教育的过分推崇，建立新的教育制度和教育体系（斯诺，1987）。斯诺关于“两种文化”分裂之问题的提出对科学史与教育关系的发展有着重要的影响，面对斯诺提出的问题，许多科学史家和教育家都将科学史视为连结科学文化和人文文化的一座重要“桥梁”（刘兵，1996）。

“二战”后，科学史在大学通识教育和非专业性的科学教育中的应用，最具代表性的是哈佛大学校长柯南特（Conant）和他倡导的教育改革计划，特别是他提出的科学史案例研究的方法。柯南特继承了哈佛大学科学史教育的传统，强调通过科学史教育提高非科学专业学生的科学素养。在柯南特的主持下，哈佛大学在教育改革计划中推出了一系列科学史教材，其中最有影响的是《理解科学：以历史的方法》和《哈佛实验科学中的案例研究》（陈小鸥，2005）。

著名的科学史家和科学哲学家库恩（Kuhn）是柯南特教育改革计划的参与者之一，库恩在哈佛大学物理研究所就读时期，应柯南特邀请，参与了教育改革中的实验课程，并受到了很大影响。多年后，库恩（2003）这样回忆到：“我有幸参加了一项实验性的大学课程，这是为非理科学生开设的物理学，由此而使我第一次接触到科学史。使我非常惊讶的是，接触了过时的科学理论和实践，竟使我从根本上破除了关于科学的本质和它所以特别成功之理由的许多基本概念。”库恩对倡导这项教育改革计划的柯南特校长也充满了感激之情：“是他引导我进入科学史并因此而促发了我对科学进步本质的观念的转变。”(www.xing528.com)

库恩创立的“范式”理论以及开创的历史主义学派在科学史与科学哲学界的重要影响为学界所熟知，而库恩为科学史与科学教育所带来的冲击，主要源自他提出的新科学史观极富科学教育和通识教育的意义。库恩的新科学史观突破了实证主义科学史观，将科学发展视为依靠一整套独立的科学方法所获得的科学成就的线性积累过程的观念。他认为科学活动是整个社会活动中的一部分，受到社会文化背景的影响，科学是科学家在整个社会文化脉络中认识自然的活动的成果，这些观点在他的另一本代表作——论文集《必要的张力》中也有所体现（库恩，2004）。在科学教育方面，库恩的贡献在于他提出的新科学观和新科学史观改变了人们对科学本质的看法，开辟了一条通往理解科学与社会之间关系的新道路，为科学与人文教育的贯通提供了一条具体的途径（袁维新，2006）。

柯南特在哈佛大学开启的教育改革计划，在20世纪50年代得到了进一步发展。1952年，哈佛大学的科学史教授G·霍尔顿（G.Holton）编写了一部面向非理科学生的物理学教材——《物理科学的概念和理论导论》，这部教材在科学教育的发展史上具有里程碑的意义。该书的最大特色之一就是充分而有效地利用了科学史和科学哲学向学生阐释物理科学的本质。在该书之后，从1962年开始，在美国自然科学基金会的资助下，霍尔顿和一些教育学家、中学教师及科学史家共同参与了“哈佛物理教学改革计划”（Harvard Project Physics Course，HPP）。该计划最重要的成果之一就是于1970年出版的一套针对中学教学的物理教材——《改革物理学教程》。这套教材大量引入了科学史内容，并具有明显人文价值取向。这套教材在美国成为有重要影响的物理教材之一，并被比较广泛地采用。到20世纪70年代中期，美国有15%的学生使用了这套教材（刘兵，1996）。与当时美国最主流的高中物理课程相比，《改革物理学教程》更具历史与哲学取向，难度和数学化程度也相对较低，更适合高中学生阅读。该计划的研究者通过调查发现，在科学的策略、科学的价值、科学事业的功能以及科学与社会的交互作用四个主题上，采用《改革物理学教程》这套教材的学生的表现远超过采用其他教材的学生（陈小鸥，2005）。

除了物理教学领域之外，美国生物学教学界在这一时期也进行了一项教学改革计划，即“生物科学课程研究”，由美国著名生物学家、哲学家和教育家J·施瓦布（J.Schwab）主持。这项计划强调科学史教育，以此突出“作为探究的科学”这一教学思想（魏冰，1999）。J·施瓦布在该计划中指出：“探究式科学教学的本质是让学生理解在科学发现的过程中，问题怎样被提出，如何得到验证，最后又怎样得出结论，并强调如何理解科学疑问、争议和科学的不完备性。探究式科学教学还应该提倡科学史，因为比起概念本身它更关心人物和事件。探究式科学教育强调科学的人文价值。”（马修斯，1992）

此后，柯南特在哈佛大学揭开的科学史与科学教育相结合的序幕，其影响力持续地扩展到了欧美各国。20世纪70年代，美国物理学会成立了物理史部门，美国科学史学会也成立了教育委员会，这两个组织在史蒂芬·布拉什的领导下，共同关注和研究科学史如何融入科学教育这一问题。到了20世纪80年代，国际上有关科学史与科学教育相结合的计划与报告相继提出，代表性的有美国的“2061计划”、英国的“国家科学课程改革”、丹麦的“国家学校课程”、荷兰的“PLON课程教材”、挪威的“核心课程”等。另外，20世纪80年代中后期，欧洲物理学会专门围绕“物理史与物理教学”这一主题，举行了一系列的学术会议。英国科学史学会也于这一时期举行了“科学史与科学教学”研讨会（袁维新，2006；丁邦平，2000）。这些教育改革或课程改革的具体实践以及相关研究机构开展的主题研究表明，科学史与科学教育的结合已经成为国际科学史界和科学教育界的热点问题。

除美国外，英国教育界和科学史界也非常注重科学史在教育中的应用。英国的科学史教育最初是由英国科学促进会倡导的。1851年，英国科学促进会主席在一次演讲中呼吁：“我们要教给年轻人的，与其是科学结论不如是科学方法，更不如是科学史。”英国科学促进会于1917年再次提出，科学史教育是通融学校课程中人文科学和自然科学的良方（魏冰，1999）。同年，英国科学促进会在名为《教育中的自然科学》的报告中，明确地指出：“在科学教学中，应当进行科学史和科学哲学的教学。”报告指出需要把科学的主要成就及其取得这些成就的方法引进到教学中，应当要有更多的科学精神而不仅仅是事实的罗列。其方法是开设科学史课程，科学史和科学哲学知识应当成为每个中学理科教师的必备知识（丁邦平，2002a）。直到20世纪60年代、70年代，英国科学促进会还在其报告中多次敦促把科学史和科学哲学纳入科学课程中。

20世纪80年代初，在英国科学教育协会的支持下，一些中学教师策划实施了两项课程改革计划，分别是“科学与社会计划”和“社会与境中的科学计划”（詹金斯，1991）。这两项计划的共同特点是强调科学在社会中的运行及其与社会的互动影响，为达到这一目的，科学史教育是最有效的教学手段之一。

1989年，在英国当时公布的最新中学科学课程设置标准中，科学史教育有了进一步的发展。这份权威性的科学课程设置标准中，有对于了解“科学的本质”的明确要求，甚至出现了“科学是一种人类的建构”的提法。“科学的本质”这项要求的具体条例，直接涉及科学史的相关内容（刘兵，1996）。

20世纪90年代，以“疯牛病事件”为导火索，英国引发了公众对科学的信任危机，这也意味着英国于1985年发起的“公众理解科学”运动的失败。2000年，英国上议院科学技术特别委员会发表了报告《科学与社会》，提出一系列主张，倡导公众参与科学，与专家进行对话，试图以此解决公众对科学的信任危机。在这份报告提出的对策中，“学校的科学教育”是其中重要的一部分。报告明确指出：“要用较少的时间传授既成事实，而要用更多的时间去讲授科学的本质和过程……国家课程和16～19岁学生的科学课程大纲应该能够提供一个清晰得多的关于科学是什么以及科学家是怎么工作的说明……传统上学校科学太重事实，这会让人们成年后当遇到许多现有科学的不确定性时感到不知所措……普通公众对整个科学过程产生了很深的误解。”（上议院科学技术特别委员会，2004）该报告还援引另一份由纳菲尔德基金会资助的一系列科学教育研讨会的报告《跨越2000年》中的观点：“‘健康而充满生气的民主’需要这样一种公众，‘他们对主要科学观念有着广泛的理解，并能在欣赏科学的价值及其对我们文化的贡献的同时，批判性地参与到关于科学知识的事件和争论中来’。”在分析了当前的需要后，这份报告提出了相关建议：“对所有年龄段的课程内容均进行调整，以把更多的技术和‘关于科学的观念’包括进来……课程的实际内容应该简化，从而让学习者腾出时间看到事实背后以及事实以外的东西，去发现它们的源头、含义及其置身其中的过程。”可以看出，这份报告非常鲜明地提出了相比科学知识，带有批判意识理解科学的源头、本质和过程，以及科学的不确定性和争论的重要性。显而易见，针对这些目标，科学史无疑是最重要的教育资源之一。