美国的科学技术在总体上居世界领先地位。据此的一种惯性思维是——美国的科学教育一定是好的。事实并非如此。美国的强大有很多因素，但科学教育却并非其中最重要的因素。

美国的高等教育非同一般，确有许多世界一流的大学，令世人向往。但是，在20世纪以前，世界上最好的科学教育是在欧洲，在英国、法国和德国，特别是19世纪末的德国。英国科学家赫胥黎于1880年10月在做《科学与文化》的演讲时说：“法语和德语，特别是德语，对那些希望获得任何一门科学知识的全面的人来说，是绝对不可缺少的。”

19世纪末、20世纪初，世界工业制造中心由欧洲（英国）转移至美国；第一、二次世界大战导致大量的欧洲资金和大量的顶尖科技人才涌入美国。大量的顶尖科技人才汇聚于美国，这意味着丰富的、先进的、前沿的、尖端的科学技术知识汇聚于美国，使得在美国求学的人更易学到相对最好最先进的科学技术知识、更易得到科学研究的机会。这才是美国高等教育崛起、优秀的最重要的原因。

美国的高等教育确实不错，但主要也是指美国的研究生和博士生教育。而且，美国的高等教育并不是完全最先进的，德国、英国和日本等国家的高等教育也有其优秀的方面。英国科学家贝尔纳在其《科学的社会功能》中说，“当其他国家的大学仍然瞧不起科学的时候，德国的大学已经允许科学发展起来，而且在德国科学发展过程中提供了不少目前已经推广到整个科学界的组织方法。研究院校、研究所、大量的试验室技术、专业科学刊物的出版等等全都主要是由德国首创的。”

一个重要的问题是，要清楚人们通常说的“科学教育”指的是什么。

本文和当下语境中通常讲的科学教育，并不涉及高等教育。在美国，通常是指k-12年级（幼儿园、小学到高中）的科学教育。在我国，通常是指义务教育阶段（小学和初中）的科学教育（《科学》课）。

与优秀的美国的高等教育不同的是，美国的基础教育（k12）乏善可陈，在世界上并不领先。英格兰大约于1870年开始推行小学义务教育。到1909年，为了提高高中毕业率，美国俄亥俄州哥伦布市教育委员会授权创建初中，Indianola学校才成为美国第一所初中。

1957年10月4日前苏联成功发射第一颗人造地球卫星，极大地刺激了美国。从那时起至今，美国的科学教育已经经历了许多改革的努力。

20世纪50年代末60年代初的“学科结构运动”，随后的“回归基础运动”。20世纪80年代启动“2061计划”至今，美国的科学教育改革一直未停。虽然每一次科学教育改革都在世界上产生了极大的影响，但经多年以标准为基础的改革，美国科学教育的进步充其量也只能算是有限的。这是美国社会和美国相关研究机构的普遍认知。如果某一次科学教育改革很成功，不会一直改革不停而几乎没有多少停歇稳定的时期。频繁的改革也给美国的科学教育带来一定的混乱。要科学教师迅速地适应每一次新的改革，没那么容易。

从改革实施的效果来看，还远不能令美国各个社会阶层满意——因为，美国本土的学生在高中毕业后越来越少愿意选择在STEM专业领域学校。“今天，我们离这个目标还很远。许多美国人进入职场时，对STEM的事实和方法没有基本的了解。”

美国科学教育改革的本土实施效果未达到改革者和社会的期望，有其复杂的社会和政治因素。实施效果不好，并不意味着美国科学教育改革的内容不好。实事求是地说，美国科学教育的每一次改革，都为全球提供了极好的借鉴。即便是20世纪60年代后期被广泛批评的“学科结构运动”也是如此。

确实，美国人善于条文作业，善于“建构”和“营造”新概念。贝尔纳说这是美国科学与教育方面的一大特色。美国在科学技术人才的质与量方面都遥遥领先，这是美国进行科学教育改革的一个重要基础。基于美国人特有的做事风格，美国人对科学教育的各个方面进行了探索，系统细致地对科学教育进行了梳理，并给出了各种类型的关于科学教育的可参考的文献。美国为科学教育发展做出了贡献。大多数国家的科学教育都参照或跟随了美国的科学教育。但是，我们在学习、借鉴美国的科学教育的同时，应该注意到并引起警觉——这许多年的美国科学教育改革，每一次，教育改革本身并不是目的，也就是说，科学教育改革不是基于教育的目的，而是基于美国人的强烈的危机意识——不论是国土安全的、军事的、社会的、经济的、科技领先的还是工业制造的。科学教育改革的根本目的是促使其领先、保持其领先的一种手段。

我们很少人注意到，美国推动k12科学教育的重要组织——国家研究委员会（NRC），是1916年为应对战时危机而成立的科学和工业机构。或许是美国K12科学教育改革所突显的危机感很强的一个重要因素。

第一颗人造卫星Sputnik极大地刺激到了美国人。这是国土安全的问题，是科技领先地位和国家竞争实力的问题，也是面子与自尊心的问题。美国人怎么可以输呢？！这种迫切的使命感引发了美国科学教育的一场革命。美国人担心他们的教育体系不能培养出足够的科学家和工程师。这一事件促使了美国的政治妥协，一年后，美国国会通过了《国防教育法》作为回应，增加了各级教育的资金，推动了第一次现代意义的k12科学教育改革。

美国以科学教育为措施来应对各方面的安全威胁，这种模式在此后的几十年里反复出现。每一次教育改革，总是说美国STEM人才少、STEM学生少、学生的科学与数学素养落后于其他许多国家，再不行动，美国将失去领先地位。

《面向全体美国人的科学》：1986年17岁学生的平均成绩远远低于1969年的水平。

《把科学带到学校》说：经过15年以标准为基础的改革，美国科学教育的进步充其量也只能算是有限的。国际比较表明，与其他国家学生相比，许多美国学生的表现较差。

美国人将许多问题归咎于科学教育。然而，布鲁纳在其《教育文化》中说：

“我没有理由相信美国会比其他任何先进国家所受的变迁之苦还要严重，或说我们的教育危机会比其他大多数国家更严重。虽然我知道这个国家有其特有的问题，而使得情况因此加剧，譬如种族歧视，或是不愿面对自己在世界经济中地位降低的事实。我愿在此表达的，其实只有一点：美国和其他发达国家一样，真正需要的并不只是技术更新，以便用来保住其在世界市场上的竞争地位，而是要更新和重整我所谓的‘学校文化’。”

许多资料都说美国的科学（STEM）教育可追述到1862年的莫里尔法案，但在19世纪末至1958年前的相当长一段时间内，美国并没有人们今天普遍认知的那种k-12科学教育。在1958年之前，影响深远的不是科学教育，而是杜威与进步主义教育运动。

1916年，杜威的《民主与教育》出版。杜威的实用主义哲学被应用于教育领域，实质上助推了进步教育运动。但其实，杜威对进步教育运动中出现的一些现象一开始便提出批评。杜威认为他的一些观点被曲解、被随意地应用，或者没有经过科学的衡量。

进步主义教育运动强调学生通过生活实践学习（即当今的与现实相关）。其结果是，公立学校扩大了课程，将家政、体育和职业培训等非学术科目包括在内；学校开始更加重视学生的社会和情感发展，而较少关注数学、文学、历史和语言等传统学科。

进步主义教育的主要思想与当今的“以学生为中心、做中学”是基本一致的。但进步主义的教育理想并没有在实践中取得预期的成功。基于实用主义的教育有利于接受中等教育后即参加工作的人，但对于顶尖人才的培养缺乏有效支撑，许多人都批评这种教育过于宽松。进步教育运动以失败告终，但进步教育运动带来的强调学生个性与自由却成为美国许多学校的标准做法。然而，许多经历过的美国人却在后来反思批评过度的学生个性化与自由。

美国人Steve Wolfer于2021年在网上发文说：“现在我明白了，这种摧毁灵魂的形式助长了我的叛逆。高中头90天就被开除了5次，直到几十年后我才通过GED考试进入大学。我的父母遭受了很多痛苦和损失。在我们的生活中，进步的干预造成了许多未被认识到的、无声的伤害。我以为我真的拥有了我的独立自主和自由，却为此付出了真正的代价。”