20世纪50年代后期，美国学术界许多人士，尤其是保守的教育家对“生活适应”或功利性教育提出了强烈批评，认为进步教育运动走得太远。第二次世界大战中的原子弹爆炸事件、苏联第一颗人造地球卫星上天，使公众目睹到科学与技术的威力，对科学、理论与智慧的成果推崇备至。政府也前所未有地将教育同军备竞争、经济发展联系起来，出现了由政府、专家、教育学家通力合作的科学课程改革。60年代初，以布鲁纳（J·S·Bruner）的“学科中心理论”为指导，美国进行了大规模的科学教育改革。布鲁纳的科学教育理论中最有影响的是：主张学习科学知识的基础结构，大力提倡发现法教学。在科学教育内容上，布鲁纳强调让学生掌握学科的基本结构，即一门学科的基本概念、基本原理以及它们之间的关联性。在教学方法上布鲁纳积极提倡发现法，“发现不限于寻求人类尚未知晓的事物，确切地说，它包括用自己的头脑亲自获得知识的一切方法”。他要求学生利用教师和教材提供的学习材料，亲自去发现应得的结论或规律，成为发现者。
70年代初期，石油危机以后的西方国家普遍进入经济萧条时期，公众不仅趋向保守，甚至兴起了强烈的反科学的社会思潮。在这种背景下，科学教育从教育改革的中心渐渐退到边缘，关心的主要问题也随着社会政治经济的变化而发生了相应的变化。就科学教育本身来说，关注的焦点不再是学科知识和科学上资优的学生，而是面向所有学生的、普遍学生能够接受的适用知识。这些变化集中地表现为科学教育中STS（科学、技术和社会）科学教育思潮的提出和发展。这些思潮融合在一起，到80年代，形成了全球性的科学教育改革浪潮，并一直持续至今。
二、科学教育的内涵
以科学为源泉的科学教育指的又是什么呢，它具有什么样的特点和性质呢？从科学概念的历史演进和科学这一概念所蕴涵的丰富内涵，可以发现，科学教育所涵盖的内容是十分广泛的。随着科学的进一步发展，人们发现，简单的科学概念已经不能反映出科学的真实面貌了，事实上，科学不仅仅是探索和解释自然，而且更重要的是它是人的活动，因而科学就其本质而言，不可避免地要涉及人类及其社会领域。现代的科学教育已远远超出了学习科学知识的范围。与人类社会中的教育一样，科学教育也是人类的一种教育活动。所不同的是这种教育活动以学习和运用科学为基础，以认识科学的特征和理解科学的价值为内容，以培养和提高人的科学素养为目的。
因此，广义上的科学教育也是人类社会中的一项专门教育事业。而狭义上的科学教育则特指学校中实施的科学教育。例如，日本的《教育大事典》就把科学教育定义为：“初等、中等学校阶段的自然科学教育，即在任何学校阶段和家庭、社会所进行的自然科学和数学的教育。”认为它具体包括物理、化学、生物、地学和数学等学科的教育。而英国的解释则认为，科学教育主要是指有关物理、化学、生物、地学以及环境科学的教育。在我国长期以来形成的教育观念中，人们往往把学校中的物理、化学和生物等学科通称为科学教育，即视其为是关于自然科学的教育。
事实上，在现代社会中，随着科学技术的突飞猛进，科学探究的领域已越来越宽广，学科分化和学科综合形成的新型学科领域及分支也越来越多。许多新型学科的知识、技能和成果已经进入到学校科学教育之中。科学发展的广泛性也已带来了学校科学课程内容的多样性，如环境科学、信息科学、生命科学、材料科学、计算机技术、健康与生活等都已相继成为学校教育课程的重要内容，极大地拓展了科学教育的领域。因此，如果我们在科学技术和社会急剧变革发展的背景下仍然以经典自然科学的门类划分来看待今天的科学教育，就容易限制我们的视野，也不利于科学教育的发展。所以，必须从更大的范围上来定义科学教育。从战后欧美发达国家的科学教育经验来看，科学教育的发展也从知识本位走向了关注科学素养的教育。科学教育成了全民的科学技术文化教育，它不仅要造就一批科技精英人才，更重要的是帮助每个公民提高科学素养，培养人们具有关心周围事物发展的态度、科学探究的精神、能对生活作出明智的选择与判断，以及积极的价值观等等。科学教育还要密切关注现实和未来的全球性问题，如人口、环境、能源、生态等，起着联系科学社会化、社会科学化纽带的作用。随着科学教育的内涵不断丰富、外延不断扩大，人们越来越觉得需要对它重新定义。
要想对科学教育下一个绝对的一成不变的定义是不现实的，科学教育的内涵不断地随着科学在整个人类社会中地位作用的变化而变化。我们认为，对科学教育可以理解为：科学教育是致力于科学技术时代人们所必需的科学素养的一种养成教育，将科学的知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观作为整体的体系，并使其内化成为受教育者的理念与行为的教育活动。因此，科学教育的目标指向提高全体学生的科学素养，实现的途径是三维目标的落实，并内化成学生的理念和行为，从事科学研究或参与公共事务和处理实际问题的科学基础。
我国这次基础教育课程改革，试图使中学科学课程超越学科的界限，统筹设计，整体规划，强调各学科领域知识的相互渗透和联系整合。这样的课程，有助于学生从整体上认识自然和科学，根据统一的科学概念、原理和各领域知识之间的联系来建立开放型的知识结构；有助于学生知识的迁移和学习能力的发展；有助于对学生科学探究能力培养的总体安排，使学生得到全面的科学方法的训练；有助于学生较为全面地关注和分析与科学技术有关的社会生活问题，获得对科学、技术与社会关系的理解。中学科学课程的基本理念是：全面提高每一个学生的科学素养，面向全体学生，立足学生发展，体现科学本质，突出科学探究，反映当代科学成果。中学科学课程显示出鲜明的科学教育特点，具有强烈的时代色彩。
三、科学教育的特征
随着科学的发展，社会的变革，根据对科学教育内涵的理解，特别是科学课程标准的要求，对科学教育的特征可以从以下几个方面来认识。
1.提高每个学生的科学素养
历史与现实，都明辨地证实，科学素养，特别是公众的科学素养，已成为一个国家兴旺发达的关键，成为一个国家可持续发展的根基。而中学阶段的科学教育又被认为对公众的科学素养具有基础性的、根本性的作用，中学课堂是提高公众科学素养的主阵地。正如米勒（J·D·Miller）所指出的：中学时期的数学教育和科学教育（生物、化学、物理）是决定科学素养的关键。中学科学课程将全面提高每位学生的科学素养作为核心理念。
无论是早期还是现代的科学教育都以科学素养为目的。所不同的是过去的科学教育对科学素养的理解比较狭窄，更侧重于科学知识和技能，即使提出培养科学的能力，也比较重视记忆和积累科学知识的能力。现代科学教育的科学素养观更为宽广、全面，不仅重视科学知识的教育，更强调理解科学价值、掌握科学方法、崇尚科学精神、培养科学态度、树立科学思想、运用它们处理实际问题和参与公共事务的能力，增强创新意识和实践能力。所以，从这个意义上说，科学教育也是一种以培养和发展人的科学素养为目的的教育实践活动和实践过程。
2.科学精神与人文精神的融合
科学的社会价值最大地表现为它的人文性。科学的不断发展，一方面改变着社会的面貌与观念，另一方面也在改变科学自身的形象与人类对它的看法。在当前各种全球性问题日趋尖锐的情况下，更加需要人们多视角、多层面地考虑科学的社会价值，科学对人类、对文化产生的影响。科学教育必须加强科学精神与人文精神的融合，把科学技术置于社会和文化的广阔背景中进行考察，以使科学技术真正为社会进步和人类幸福作出贡献，全面体现科学技术的社会价值。
3.当代科学技术与日常生活相结合
中学科学教育要面向全体学生，立足学生发展，科学教育必须改变封闭的教育模式，改变培养少数学科精英的教育目标。当代科学技术知识与日常生活相结合，科学教育面向学生，走向开放，走向实践，走向生活，改变科学的形象，让科学贴近学生的生活，亲近学生，激发学生的学习兴趣。当今时代科学技术在日常生活中无时不有，无处不在，科学教育必须能使学生运用科学技术处理日常生活中的实际问题，参与公共事务，这样才能适应现代化社会。
4.科学内容与科学过程相结合
科学教育中科学知识与科学方法、科学过程是不可分割的。在科学教育的教学过程中，已被前人和他人证实的知识是一种间接经验，对这种知识的接受是必要的，但绝对不能把这种知识看成是静态的固定的结果与结论，认为通过机械的记忆和了解、理解就可以掌握，无视这种知识形成的过程和获取的方法。科学方法、科学过程是一种直接经验，是习得的过程，包括参与体验、内化、外显等基本阶段，应在一定的情景下，通过学生探究学习获得，通过合作交流实现。因此，应该将科学内容和科学过程两者结合起来。
5.知识教育与能力培养一致
在中学科学课程中，能力培养主要指：培养学生的学习能力，为学生的终身学习打下基础，为学生的高效率学习创造条件；培养学生的实践能力，即通过参加各种综合实践活动，培养学生从事各种实际工作的能力，分析问题和解决问题的能力；培养学生的综合能力，使学生能整体地认识自然和科学，能综合地解决理论与实践中的问题，能正确地处理科学、技术与社会的相互关系；培养学生的创造性思维能力，使学生学会科学的质疑，具有理性的批判精神，有强烈的创新意识，学会创新思维，能发现问题和提出问题。
科学教育的研究在我国是一个薄弱的环节。及时将科学哲学、科学史和科学社会学的研究成果引入科学教育，在科学教育中突出科学观、科学本质的教育等都有待深入研究。同时，国外在科学教育中的一些研究成果，如前概念、迷思概念和概念转变，概念图，性别差异等在科学教育中的运用都十分欠缺。科学技术的最新发展成果在科学教育中的体现，也显得不足。科学教育是一个十分活跃而又具有宽广空间的研究领域。
思考题
1.如何正确认识科学？
2.谈谈你对科学本质的认识。
3.传统科学观与当代科学观的主要区别是什么？
4.当代科学教育的内涵、特征是什么？
参考文献与推荐读物
1．江天骥．当代西方科学哲学［M］．北京：中国社会科学出版社，1984．2．李创同．科学哲学思想的流变［M］．北京：高等教育出版社，2006．3．舒炜光，邱仁宗．当代西方科学哲学述评［M］．北京：人民出版社，1987．4．赵学漱．中小学科学教育改革［M］．广州：广东教育出版社，1995．5．Michael R·Matthews·Science Teaching：The Role of History and Philosophy ofScience［M］．New York：Routledge，1994．6．郭重吉，许玫理．从科学哲学观点的演变探讨科学教育的过去与未来［J］．（中国台湾）彰化师范大学学报，1992，（3）：531－561．7．黄俊伟．国小五年级学生科学本质观与科学家形象之研究［D］：［硕士学位论文］．中国台湾屏东：屏东师范学院，2003．8．William F·McComas·Keys to teaching the nature of science［J］．The ScienceTeacher，2004，（12）：24－27．第二章 科学教育的新取向
本章教学目标
1.知道科学史哲对科学本质理解、科学知识建构及科学态度培养的价值。
2.知道HPS融入科学课程的教学模式。
3.概括STS教育的内涵、特征、目标及主要内容。
4.概述科学教育与人文教育的历史发展。
5.知道科学教育与人文教育融合的必然及趋势。
科学哲学、科学史和科学社会学研究成果引入科学教育，人类对科学、技术与社会关系的关注，对科学文化与人文文化这两种文化的重视，一方面固然是科学技术高度发展的结果，另一方面，也是科学教育改革的必然。其中HPS教育、STS教育及科学教育与人文教育的关系等已成为当前科学教育领域重要的研究热点，成为当前我国科学教育研究的新取向。