自19世纪中后期自然科学大规模进入学校教育以来，各种教育思想和心理学流派始终对科学学习（Science Learning）产生着深刻的影响。但科学学习的理论基础仅靠教育学和心理学是不够的。因为这些理论只解决了Science Learning中的“Learning”问题，也即所有学习的共性问题，但不能解决“Science”问题，也即科学学习的特殊性问题。解决科学学习的特殊性问题，需要扩大思维视角，以当代科学哲学为基础，将科学学习作为一种特殊的认识方式来处理。论文首先阐明了科学学习和科学哲学在科学教育中的地位，及二者的关系。随后，对科学哲学、科学教育和科学学习理论的相关文献进行了述评。研究发现对学生科学学习的相关研究仍然缺乏一定的独立性和本源性。科学学习虽然具有人类学习的基本特征，但并不能因此将其等同于通常意义上的学习。科学作为人类最杰出的认识活动，必定有其特殊性和与其他认识活动相区别的本质特征。因此，论文尝试以科学哲学为理论基础，探讨与科学学习相关的基本理论问题，主要讨论科学学习的起源、过程、结果和本质。论文从“基本哲学”范畴的角度，将科学哲学分为认识论和本体论的研究。其中，认识论的探讨为研究科学学习的“起源”、“过程”和“结果”奠定了基本思想；本体论的探讨为“科学学习的本质”提供了理论基础。·科学学习的起源：“起源”问题是科学学习研究中最为基本的问题。基本上，人们对科学学习起源的常识性认识就是基于实证主义科学哲学的。它将科学学习的起源定位于学生经过“净化”的头脑，希望经由起源的确定性达到结果的确定性。由此引发了与起源问题密切相关的另一个重要议题——归纳的本质和重复在科学学习中的作用，它与“确定性”共同构成了科学学习实证主义起源的两大支柱。在充分探讨科学学习的实证主义起源后，研究的重点转向对其进行批判性反思，分别对“确定性”和“重复”进行了生理、逻辑和心理的考察，最后从批判理性主义科学哲学的视角重建科学学习的起源。·科学学习的过程：对科学学习过程的研究是科学学习起源的继承和延续。科学学习起源于学生的主观期望，而当这些期望无法适应当下的事件时，就产生了最初的问题。学生最初的问题是模糊的，他们通过尝试和清除错误理解问题，也通过尝试和清除错误解决问题，其中交织着人类本性和科学属性的互动与冲突。在科学学习的过程中贯穿着“大胆猜想”的创造思维和“严格反驳”的批判思维。·科学学习的结果：科学概念与科学知识具有相当程度的相似性，但对于科学学习的结果，“知识”一词经常意味着“个别的”、“静态的”和“不变的”；而概念一词却意味着“结构性”、“动态性”和“发展性”。这种词汇用法上的细微差别，反映出我们对科学学习结果的期待：学生通过科学学习获得结构性、动态性和发展性的认知。概念的“结构性”是此部分的中心议题。以此为基础分析学生概念的特点和属性，及其与科学概念的异同，最后从结构和范式转换的观点考察学生的概念转变。·科学学习的本质：在处理了与科学学习相关的基本的认识论主题之后，论文将转向一些更具本体论意味的探讨。基于“三个世界”理论，科学学习的本体是学生的主观世界（世界2），但这个本体不是孤立存在的，必须将其置于“三个世界”的相互关系中重新审视——科学学习的本质即“三个世界”的相互作用。论文最后回归认识论范畴，建构基于“三个世界”的客观主义认识论。