随着信息技术和互联网的高速发展，教学理论和实践也在不断革新，科学史教育与数字互联技术的融合已成为一种必然。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》明确指出：“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略，超前部署教育信息网络。”“微型学习”作为教育体系中的新兴模式，实现了以互联网为媒介的信息传播载体，是以移动微终端为学习平台的新型学习模式。它不仅在学习的方式上带来了更多的便捷性，最主要的是这种基于建构论的新型学习理念，能以较为有效的方式促使科学史教育帮助受众真正的去理解科学的本质，实现高校科学史课程与科学教育的融合。教育部于2012年3月13日印发的《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》文件中提到：“高等教育信息化是促进高等教育改革创新和提高质量的有效途径，是教育信息化发展的创新前沿。”教育信息化其目的也是为了在因材施教的基础上，充分发挥学生的独特个性，激发科学思维，而高校科学史教育的目的就是为了通过训练学生的科学思维，培养学生的创新能力。

科学史教育对于学生正确理解科学本质和培养其科学精神，正确处理好个人与社会、自然的关系意义重大。最近十几年，我国的高校科学史教育取得了一定成果，北京大学、清华大学、上海交通大学等国内知名高校，长期致力于科学史与科学教育的融合。科学史教育的核心问题是科学史与科学教育的融合问题，科学史哪些部分以何种方式融人，正是科学史教育的教学模式构建需要注意的问题。

一、科学史教育的教学模式发展及其特点分析

(一) 科学史教育的教学模式探源

科学史教育的历史源远流长，早在古希腊时期学者们在探究自然科学现象的时候就已经涉及到相关论题的历史部分。在西方教育史中，最早提出将科学史引入科学教育的是法国哲学家、社会学家孔德，他认为，随着科学学科的不断分化，由科学教育主导的学校教育所培养的是一些专门人才，这些人才难以胜任法国大革命以后欧洲重建的重任^[2]。孔德认为培养能够把握科学实证取向的通识人才，意义重大。20世纪初，比利时人乔治·萨顿继承了孔德的理念，认为科学史的教育工作可以帮助人们更好的理解科学，并且通过自身不懈地努力为科学史成为一门独立的学科奠定了基础^[3]。科学史学科从成立之初，就与高等教育紧密的结合在一起，当然这种结合更多的是体现在科学史专业的教育，对于普通大众教育的影响目前还处在学科融合阶段。专业化教育模式是我国高等教育在特定时期、特定社会背景中的选择。这个选择尽管在当时有合理性，对我国社会发展发挥了积极作用，不过缺陷也是明显的。过分强调专业划分，把学生的学习限制在一个狭窄知识领域，不利于学生全面发展。当前科学史教育是一种培养“完整的人”的教育，通过广泛的、非专业性的、非功利性的基本知识、技能和态度的教育，旨在培养积极参与社会生活的、有社会责任感的、全面发展的社会的人和国民的教育^[4]，科学史教育的教学模式和教学内容，正是当前科学教育研究的重要课题，毕竟科学史教育在传递科学精神与科学文化和提升全民科学素养方面责任重大。

(二) 当前科学史教育的教学模式特点分析

科学史与科学教育融合过程中需要解决的问题，其本质就是科学史教育的问题。当前国内外学者对科学史教育的研究取得了一定的成果，例如HPS学习理念就在物理学和生物学教育中受到广泛的推广，这种理念要求把科学史、科学哲学和科学社会学(History of Science，Philosophy of Science，Sociology of Science)的内容整合到课程教学中，以培养学生注重对科学的理解，激发学生的创造力。就科学史内容与课堂教学的融合方式来看，国内目前以“拓展教学法”、“平行教学法”和“整合教学法”为主。“拓展教学法”是指在课堂教学过程中依据该课的教学内容、教学目标、教学目的，在一定范围和深度上和外部相关的内容密切联系起来的教学活动，其拓展内容无论是社会科学还是自然科学，必须与课堂的教学目标相一致，并与教学设计内容保持一定的相关性。在“拓展教学法”模式下，科学史知识作为专业课程讲授之外的一种补充，或者为了扩充学生的知识面，或者只是穿插在课堂教学过程中的调味剂以吸引学生的注意力。“平行教学法”是目前高校普遍实行的一种通识教育方式，大多数院校将科学史作为通识教育选修内容的一部分，有一定的课时安排，也有专门的科学史专业教师来讲授。一方面，通识教育选修课本身内容庞杂，学生更多的只是通过有限的课堂时间，获得一些科学知识的只言片语，很难对科学发展历程有深入的探讨，更谈不上对科学的理解。另一方面，当前无论是基础教育还是高等教育，考试成绩仍然是衡量学习成果的重要指标，学生对选修课中的科学史部分投入的精力有限。“整合教学法”是科学史教育相对有效的教学方法，像著名的“哈弗物理项目”(Harvard Project Physics)以及“丹麦科技课程”(Danish Technology Curriculum)就是科学史整合法的典型，美国的“2061计划”(Project2061)和“英国国家课程”(British National Curriculum)也都推崇这种内容组织方式。“整合教学法”注重对学生能力的培养，强调情境整合，学生在情境中习得解决问题的能力，而不只是停留在理论层面。通过整合学习情境中的知识、概念、原则和方法等要素，促使学生自我建构科学的知识体系，真正理解科学的本质。整合教学法从理论层面来看，似乎已经可以完美的实现科学史教育的目的，然而在实际教学过程中，依然还要面临很多需要解决的现实问题，尤其是在中国应试教育还没有根本改观的大背景下，课堂教学既要注重学生科学素养的提升，也得兼顾学生学习成绩的提高，毕竟我们的课堂无论是教学时间还是教学内容都是有限的。

二、基于HPS理念的科学史教育面临的挑战

(一)  HPS教学理念内涵

世界科学技术发展日新月异，科技进步所带来的影响正改变着人们生活、学习的方方面面，对于教育行业来说更是如此。国际科学教育的改革也在不断进行之中，其中HPS教育理念对其产生了较为深远的影响。HPS是科学史和科学哲学(History of Scienceand Philosophy of Science)的英文缩写，兴起于20世纪80年代的美国和英国，主要是让学习群体能从科学史、科学哲学和科学社会学等多个角度去理解科学。HPS教育是科学和人文不断融合的产物，旨在培养人们能更好、更全面地理解科学的本质。HPS教育是基于建构主义理论的新型学习理念，注重对科学知识体系地重构，将具体的科学知识置于动态的科学发展过程中，以历史的眼光结合广阔的社会大背景去理解科学的发展，这与科学史教育的目的是高度一致的。英国科学教育学者孟克(M．Monk)和奥斯本(J．Osborne)在总结科学教育的历史经验的基础上，提出了把HPS内容融合到科学教育中的新的教学模式，即HPS教学模式^[5]。这一教学模式的教学程序包括了6个环节：(1)演示现象。演示自然现象或是实验，吸引学生注意力，激发其探索的好奇心。(2)引出观念。以“头脑风暴”的方式，鼓励学生观察现象，充分表达各自的观点。(3)学习历史。介绍相关观察现象的科学史内容，引导学生通过社会背景、科学条件等多方面去认识史实。(4)设计实验。按照不同观点对学生进行分组，分别设计实验，进行验证，激发学生创造力。(5)呈现科学观念和实验检验。结合教科书中的观念进行讲解，引导学生对自己的观点和结论进行反思或纠偏。(6)总结与评价。帮助学生了解科学探索的本质，形成正确的科学观念。HPS教学模式整个环节，就是科学思维训练的过程，是一种自主探索式的学习，即注重对科学现象的观察学习，又通过注重科学知识发展理性思考，其本质是将科技史与科学哲学融合到具体科学的概念和理念之中。

(二) HPS教育理念有助于高校学生理解科学的本质

HPS教育作为国际教育改革的新理念，在帮助学生学习专业知识的同时，更加注重训练学生的科学思维，培养学生求真务实的科学精神和科学态度，引导和鼓励学生对科学现象和科学理论展开积极的探索。HPS教育和以传播科学知识为要务的传统大学教育有本质的不同，其倡导的是一种对已有科学理论的怀疑和批判精神，向高校学生展现的是原有科学理论在被新理论不断取代的过程，是一种不断演绎、进化和发展，并不断向真理靠近的过程，正如科学哲学家波普尔的证伪主义所言——科学是不断被证伪的过程，而不是被证实。历史上科学家们提出的所有理论，只有极少数现在看来是正确的理论能延续下来，绝大多数都被后来解释力更强的新理论所取代，例如牛顿经典力学定律在微观粒子(电子、质子、原子、分子)、高速运动领域是不适用的，必须借助量子力学和相对论才能解释微观粒子的高速运动状态，当然这并不影响牛顿经典力学的科学性和实用性。HPS教育丰富了具体科学知识的内涵，学生可以从科学与哲学、社会、历史的三个不同维度，全面且多层次地展开学习，强化对专业知识的理解和运用，毕竟HPS教育本身就是一种科学传播行为，一种区别于科普活动的更高层次的通识教育行为，旨在培养学生的科学素养，帮助学生理解和掌握科学的本质。

(三) HPS教育理念在科学史教学实践中面临的挑战

HPS教育理念在中国广受欢迎，尤其是在生物教学和物理教学的实践领域，然而HPS教学模式是否已经可以完美的取代国内传统的教学方式?HPS教学模式的课堂教学如何保障学生的学业成绩?面对学生日益增加的繁重的课业要求，HPS教学内容会不会额外增加学生的学习负担?这些也正是基于HPS教育理念的科学史教学必须解决的问题。HPS教学模式实践困难重重，目前还处于探索阶段，从理论层面分析来看，基本可以满足学生理解科学本质，提升科学素养的科学史教育目的。在国外也取得一定的实践成果，如英国的“国家科学课程”、美国的“2061计划”与“国家科学教育标准”、“丹麦的科学与技术课程”等计划的制定与教材的编写，目的是将HPS实践用于科学教学，但由于教师对科学、科学本质的认识偏差，HPS融入科学教学的实践也只是初步的。在我国的具体教学实践过程中，我们必须结合中国的传统教学特点和社会对教育的评价体系，做一些调整。笔者认为，教师在培养学生的科学意识和科学探索精神过程中，需要加强的是对学生科学思维的训练，而不是盲目简单的增加课堂学习的内容。不同的专业课程有其必要的专业知识和原理及其操作实验要求，科学史的教育只是专业课学习的一种辅助和补充，而不是课堂教学的主体。HPS教学模式有着时代的先进性，然后试图通过一堂课来整合实现科学史教育的目的，这显然是一种理想追求，无论是设计实验环节还是对实验结果的验证和反思，这对普通学习者来说难度都很大，而且在有限的课堂时间中，过多的教学环节和复杂的教学目标，也不利于教师开展教学工作以及学生的认真执行。HPS教学理念，推崇的是一种开放的、建构化的、多元的、个性化的教育方式。基于这种HPS理念的教学模式，不应该只局限在学校或是某一堂课上，更不应该只是从教学形式上增加学习内容。或许借助当前发达的互联网媒介，碎片化的处理HPS教学程序的不同板块，更有助于学生自主地去思考科学的发展，有助于教师实现专业课堂的教学目标。 

三、基于微型学习理念的科学史教学模式探索

(一) “微型学习”理念的时代先进性

当前信息技术与互联网技术的高度发达，影响着人类生活的方方面面，这种技术的革新在很大程度上也改变了传统的学习方式。无论是学生通过互联网观看教学视频或者在线测试自己的学习程度，还是教师通过互联网管理学生的学习进度和课堂学习反馈，都已经是当前教育的普遍行为。“互联网+”教学思维与科学史教育相融合，已是现代科学史教育发展的必由之路。“微型学习”作为移动互联网和微媒体技术迅速发展背景下的新兴教学理念，最早是由奥地利学者林德纳在2004年提出，并将其表述为一种存在新媒介生态系统中，基于微型内容和微型媒体的新型学习。在教育界迅速引起了高度的重视。微型学习的英文单词为Micro，具有微、小、轻、快等多个含义，既表示微型学习内容知识组块的容量小，也是对微型学习品性格调的描述。微型学习的特征使其更适合在非正式学习环境中利用，而研究表明，非正式学习达到个体在工作中学习需要的70%左右，通过非正式学习获得的隐性知识占到个体知识结构的80%。因此，合理利用微型学习，对学习者获取知识有很大的帮助，甚至是其它数字化学习无法比拟的。奥地利因斯布鲁克大学科学学院教授Theo Hug认为，微型学习可以在较短的时间内，通过媒介学习片段化知识或者知识块，其学习内容可以是课程体系的一部分，是一种嵌入式、伴随式的学习活动。微型学习理念凭借其依托互联网为学习知识的传播媒介和以移动终端为学习交流的平台优势，从多个方面为科学史教育提供了新的建设方案，也为HPS教学模式的本土化提供了借鉴意义。

(二) “微型学习”理念对当前科学史教育发展的启示

“微型学习”理念拓展了课堂教学内容，释放了科学史教育的活力。传统教学方式对各专业课程的授课内容和教学目标已经有了很多细致且明确的要求，如果在课堂上进一步扩展科学史内容，对于教师和学生来说都是一种挑战。如果将科学史教育与具体专业课程教学分离，或者只是作为大学通识教育的一部分，那科学史教育的目的是很难实现的。笔者认为，专门开设的科学史课程固然重要，然而由于学生各专业背景知识不同，众口难调，很难做一些专业深入的科学发展研究，这种科学史教育只是停留在百科全书式的科普阶段，很难实现学生对科学发展的理解和对科学本质的认识。“微型学习”起到了粘合专业课程教学与科学史教育的作用，在保证专业课程知识学习的基础上，我们可以把对相关专业科学史的学习部分做碎片化处理，让学生利用课后零碎的时间加以关注，有所启发即可。移动互联网通信技术的高速发展，已经可以让学生在任何时间和地点，可以通过智能手机或是pad观看一张科学史图片、一个科学发展小视频或是点击一个科技类小游戏，最终实现学生自主展开对科学发展的探索和思考，完成对科学知识的自我建构。基于“微型学习”理念的科学史内容更多的应该是以趣味的形式呈现出来，富有一定的启发性，其目的在于吸引学生对科学发展的兴趣，训练学生的科学思维能力，而不是被动的灌输更多的科学文本内容。“微型学习”是一种快捷的学习方式，学习内容通常控制在10分钟以内会比较好，新墨西哥州圣胡安学院创立了“一分钟微视频”，以不同的主体模块使学员获得更加聚焦的学习体验。美国的阿依华大学LeRoy教授也提出了60秒课程的微学习，强调知识量小、时长短暂、内容针对性强以及结构灵活性好的特点。^[7]微型学习理念下的科学史教育内容不仅从课堂的框架中走出来，渗透到学生的日常生活中，最主要的是能通过简短有趣、富于变化多样的学习体验，让学生在轻松愉快的环境下去认知科学，让学习科学知识成为一件快乐而简单的事情，而不是一种课业的负担。当然，微型学习并不意味着科学史教育可以完全脱离传统的课堂讲授方式，毕竟教师在学生的科学知识学习和理解过程中起着重要的引导、启发和监督的作用。微型学习只是作为课堂学习的一种补充方式，一种缓解课堂教学内容负荷的方式，毕竟增进学生的学习理解力，并不意味着需要增加学生的学习量。

“微型学习”理念突破了课堂教学交互式交流的局限性，加强了学生在科学史教学活动中的参号眭，打造了科学史微学习网络社区。传统课堂教学主要还是以教师讲授和学生倾听为主要方式，学生各自表达不同观点的机会较小。“微型学习”理念在教师和学生之间建立了一种新型的交流互动模式，学生不仅在课前对所学科学史内容有所思考和启示，还可以把自己的观点第一时间通过微媒体(QQ、微信、微博、论坛)表达出来。教师通过互联网媒介几乎可以收集到所有学生课前对某个科学史内容的观点和态度，然后通过制定教学方案在课堂上更有针对性的组织学生思考和学习专业的科学知识。课后教师可以鼓励学生通过微媒介发表自己对课堂内容的理解和思考，以便于教师收集课堂反馈信息，了解科学史的教学成效。此外，教师还可以在互联网媒介上创建交流群或互动社区，定期发布科学史学习主题，通过微型学习小组辩论的方式，加深学生对科学发展的认识和兴趣，同时也增进了师生的关系。

(三) “微型学-3”理念在科学史教育中的实践应用

“微型学习”不仅是一种创新的学习方式，在缓解学生课业负担的同时，让学生真正的融人到科学的学习和探索中。以人教版高中物理(必修二)“天体运动”为例，探索基于“微型学习”理念的科学史教育在课前、课中和课后三个学习阶段的实践过程。高中物理“天体运动”知识模块的教学目标：学生能简要说出“地心说”和“日心说”发展过程和不同观点，在此基础上认识开普勒三大定律，体会物理模型方法及科学规律发现、发展的科学方法。基于以上教学目标，我们可以进行如下的科学史教学尝试：课前激发学生广泛思考和讨论，教师可以建立以“天体运动”为主题的全体学员讨论群(QQ群、微信群)，设立相应的激励机制，鼓励学员在群里踊跃参与讨论，例如教师在群里发一段“布鲁诺坚持日心说”相关电影片段(视频长度控制在5分钟以内)，让学生自由发言讨论。地心说为什么存在一千多年?如果你是布鲁诺，在当时会不会坚持13心说?讨论的时间在约定范围内给学生最大的自由度，教师应对学生的发言内容进行分类整理，以备课上使用；课中专注科学知识点讲授和科学精神的培养，教师结合学生的发言内容以布鲁诺时代的社会宗 教背景和天文学发展背景切入，分析当时“地心说”存在的合理性和“日心说”的局限性，让学生认识到科学发展与社会的宗教、政治、经济和文化的关系，通过视频或图片向学生展示“天体运动”理论发展中托勒密、第谷布拉赫、哥白尼、开普勒等不同的天体运动模型，介绍他们在不同历史阶段对“天体运动”科学理论的贡献，此后重点展开开普勒三大定律的知识点讲解；课后注重学生个性的培养，鼓励学生通过“天体运动”主题群，随时随地对课上讲解的“天体运动”中涉及的科学理论、历史人物或事件自由发表自己的观点，教师积极引导，培养学生自主学习和探索的能力。

四、结语

科学史教育的本质在于对人的培养，培养职业的科学家，培养普通大众理解科学的本质，提升全民的科学素养。科学史教育发展的关键就是找到适合中国本土化的科学史教学模式，这种模式应该是坚持以人为本的发展理念，而不是只在教学形式上增加科学史部分，更不是在教学内容中简单地增加一些通俗类科普知识。新时代的科学史教学模式是基于“微型学习”理念下组织和开展具体的教学活动，注重学生对科学知识地探索和发现，注重对创新型人才的培养。这种“互联网+”思维下的教学模式，通过移动互联通信技术既可实现师生关于科学发展的双向交流，又可实现师生在任何时间和地点进行科学知识的自我建构，让学生真正理解科学的发展，从而达到科学史的教育功效。

参考文献：

[1]顾明远.中国教育大系:21世纪初中国教育[M].武汉:湖北教育出版社,2015:46.

[2]袁维新.论科学史的教育价值(J)自然辩证法通讯,2006,(153):72.

[3]袁继红,周邦君,雷四兰.科技史略[M].广州:暨南大学出版社,2015:9.

[4]李曼丽.通识教育一一种大学教育观[M].北京:清华大学出版社,1999:17.

[5]袁维新.科学教学概论:建构主义观点[M].徐州:中国矿业大学出版社,2007:235.

[6]雷乾乾.基于移动终端大学生微型学习路径研究[J].长春教育学院学报,2018,(11):68.

[7]李雯.关联主义视角下的青少年微型学习研究[J].北京青年研究,2018,(2):91—95.

沈平,聂馥玲.当代高校科学史教育的教学模式探析[J].齐鲁师范学院学报,2019,34(4):17-22.