面对21世纪知识经济和全球化趋势对人才素质的新要求,国内外教育界都十分重视提高全民科学素养,而科学本质是科学素养的核心内涵之一。让学生理解科学研究的方法和科学的本质,是发挥自然科学这种潜在教育的重要途径。在当今提倡科学素质教育的大环境下,我们迫切需要一种有效的方法来促进学生对科学本质的理解,而HPS教育即是一种可靠的选择。HPS 是科学史(history of science)、科学哲学(philosophy of science)以及科学社会学(sociology of science)的英文缩写,最早由奥地利科学家马赫提出,后来由英国学者奥斯本(J.Osborn)和孟克(M.Monk)把它发展成为中小学科学课程的一种新的教学模式,我国于1997年引入。此模式倡导在科学课程当中融入科学史、科学哲学和科学社会学的有关内容,引导学生理解科学发展与社会、文化、相关学科发展的关系,全面认识科学发生发展的本质与规律。HPS教育作为探索科学与文化的重要途径受到世界各国的高度重视,目前,HPS教育已成为国际科学教育的前沿性课题。但我国学者对HPS的关注和研究较少,在教学中应用的研究多为个案研究,缺乏系统性。目前国内没有人调查过HPS在高中教学中的运用现状,也鲜有人研究如何基于HPS视角提升科学本质观。因此,本论文将研究聚焦于提升学生对科学本质的理解之问题。本论文主要研究4个方面的内容。第一个内容是,采用文献研究法充分了解HPS发展的现状,同时借鉴前人研究成果,整理出对本研究有指导意义的理论基础,作为HPS教学运用的研究基础。第二个内容是,运用问卷调查法了解现阶段高中生物教师对HPS教育的内容和价值认识、在课堂的实际运用现状、实施建议,以及培养学生科学素养的方法选择情况。第三个内容是,选取“细胞学说的建立过程”、“对生物膜结构的探究历程”、“关于酶本质的探索”、“光合作用的探究历程”4个科学事件,收集相关的哲学背景、社会情境材料,从历史、哲学、社会环境等方面挖掘其科学本质内涵,基于HPS视角,形成四个凸显科学本质内涵的教学设计。第四个研究内容是,运用实验研究法检验将HPS融入高中生物课堂教学对学生科学本质观和学业成绩的提升效果。调查结果表明:高中生物教师对HPS的内容和价值认识非常薄弱,只有60%的教师认为HPS教育与科学素养的培养有一定关系,将近半数从未了解过HPS。仅有26.67%的教师尝试过将HPS运用到教学活动中,造成这种现状的原因有教师HPS教学意识淡薄、课时不足、高考压力过大、教材教辅资源缺乏、理论知识不足等。另外,生物教师虽然已经意识到培养学生科学素养的重要性,但因为科学本质观薄弱,且缺乏有效的培养方式,科学素养培养现状不乐观。实验研究结果显示,实验后,实验班科学本质观平均成绩为50.64分,对照班为46.17分,成绩差异达到极显著性水平(P<0.001)。实验班学生在科学探索的本质维度与对照班学生相比存在显著差异(P<0.05),在科学知识的本质和科学事业的本质维度存在极显著差异(P<0.001)。具体分析科学本质观分量表,显示学生在相对性、预见性、科学家与社会这三个因素上的得分有显著的提升,其他因素没有显著的提升。可见,HPS融入高中生物课堂教学可以有效提升学生对科学本质的理解。另外,HPS教学对于提升学生成绩具有一定的促进作用,但效果并不显著。这些结果说明在生物教学中开展HPS教育,能够有效提升学生对科学本质的理解,但HPS教育和科学素养培养现状不乐观。鉴于此,笔者提出了四点建议:(1)完善人才选拔体制;(2)提升教师的科学素养。为了达到此目的,一是要对教师进行专门,并务必落实到实处,二是教师要革新观念,有意识的加强自身专业知识和科学素养的研修;(3)提高教师对HPS教育的内容和价值认识;(4)增加教材和课标中的HPS教学内容。