提高学生的科学素养是当代科学教育改革的基本目标,理解科学本质的不仅是科学素养的核心成分之一,也是科学教育始终追求的一个重要目标。本文理论部分研究了科学家对原子结构认识过程,梳理了该部分化学史所包含的科学本质观,并进行了原子结构化学史教学设计。实践部分,本文编制了高中生科学本质观调查问卷,调查了许昌地区371名不同背景高中生对于科学本质认识的现状。研究发现：中学生对于科学知识经验性、暂定性、科学方法多样化的理解较好；对于科学知识创造性的认识一般；对于知识负载理论及理论与定律区别的认识较差。男生与女生对于科学知识经验性及知识负载理论的认识存有显著性差异；高三学生在科学知识的暂定性、知识负载理论、理论与定律的区别及科学方法多样性四方面的认识要明显优于高二学生；理科生对于科学本质各观点的认识明显优于文科生。研究还对部分学生实施了教学干预,调查学习原子结构化学史前后中学生对于科学本质的认识差异情况。研究得出结论：科学家们的一系列科学实验有助于学生理解科学知识的经验性；原子结构模型的不断否定发展过程能帮助学生理解科学知识的暂定性；阴极射线实验现象的历史争论能帮助学生认识到科学知识负载理论的性质；卢瑟福提出有核行星系模型的事实有助于学生了解科学知识的创造性；科学家研究原子结构模型过程中所运用到的类比、假说、移植、猜想等方法可以使学生体会到多元化的科学方法能产生丰富的科学成果。最后,笔者还得出了重现科学发展过程、组织IHV活动、应用多媒体动画等教学策略,以期通过原子结构化学史教学帮助学生进一步认识科学的本质。