科学素养是当今各国基础教育领域理科教育的中心概念，适当理解科学本质是科学素养的核心成分之一。很多国家和地区的课程标准中都明确提出了认识科学本质的要求。近年来科学本质教育已成为科学教育领域的研究热点之一。随着我国新一轮课程改革的开始，在科学课程标准中明确提出了科学本质教育的要求。物理学中蕴含着丰富的科学本质教育内容，但是在物理课程中科学本质教育仍以潜课程的方式存在，这使得物理教材编写和物理教学没有给予科学本质教育应有的重视，并存在一定的问题。　　 本研究采用理论研究和实证研究相结合的方法，挖掘物理学科与科学本质教育的内在关联，审视中学物理课程中科学本质教育的现状，在此基础上解决中学物理课程中科学本质教育为什么教、教什么和如何教的问题，明确科学本质教育的地位与价值，提出科学本质教育的目标和内容，构建科学本质教育的教学设计模型并进行教学实验研究。具体来说，本研究主要取得以下成果：　　 第一，从物理课程的科学素养价值取向、物理学发展和科学知识学习的角度在理论层面探讨科学本质教育的地位及其对提高学生科学素养的价值，采用问卷调查法了解专家和教师对此的认识，从而明确科学本质教育的地位与价值，解决为什么教的问题；　　 第二，考虑中学物理课程的科学素养价值取向、当代科学哲学的发展，以及国民对科学本质观存在的问题，从理论上提出科学本质教育目标的三维结构，进而通过分析物理课程标准中科学本质教育目标，调查学生科学本质观的现状以及专家和教师对该问题看法，指出科学本质教育是认知层面的目标，分为知道和理解两个层次，提出初、高中科学本质教育的目标；　　 第三，物理学史是科学本质教育的重要策略，基于物理学史构建科学本质教育内容是本研究的重要内容。首先分析物理课程标准和物理教材中科学本质教育内容，调查了中学物理教师对教材中蕴含的科学本质教育内容的认识和教学处理；在此基础上，参考课程标准和教材，通过分析挖掘具体学科内容发展过程中蕴含的科学本质教育内容，建立物理学科内容与科学本质教育的对应关系，构建初、高中科学本质教育内容；　　 第四，以概念转变理论、情境认知与学习理论、系统教学设计理论为基础，提出科学本质教育的教学设计需要遵循的原则：(1)动机原则；(2)情境原则；(3)显性和反思性原则：(4)建构原则。教学设计的方法和步骤：(1)明确科学本质教育的定位；(2)确定科学本质教育的学习目标；(3)确定学习内容；(4)设计教学活动；(5)对教学设计进行反思和评价；　　 第五，在初中和高中进行科学本质教育的教学实验，结果表明，无论教师还是学生，对物理学史和科学本质教育态度积极，教学实验对学生科学本质观发展，以及提高学习物理的兴趣、掌握科学研究方法、培养科学探究能力、养成良好的科学态度和科学精神等都起到了积极的作用。　　 在上述研究基础上，对课程标准修订、教材编写、科学本质教学实施以及教师教育提出建议。