一、科学教育观念及其体制上的差异

    近几年，虽然科学教育的观念在我国随着新一轮基础教育课程改革开始流行起来，但由于长期实行分科教学，人们的意识里缺少整体的科学教育的观念。有些人认为，只有现在小学和初中设立的综合科学课才算是科学教育，这种认识在我国几乎是一个普遍的误解。

    美国从19世纪开始，科学就成为中小学课程的重要组成部分。20世纪初期以来，小学和初中（或中间学校）大都采用综合科学课程，高中虽分生物、物理、化学和地球科学等学科，但也有一些主题是跨学科的，因此人们的意识里都具有科学教育的观念。进步教育运动时期，美国初中和高中一年级普遍开设“普通科学”（general science）课，内容涉及学生日常生活中常见的科技现象及其原理。该门课程尤其重视科学方法的训练，目的是使中学生受到基本的科学教育^[1]。为推进普通科学的教学，美国早在1916年就创办了世界上第一个科学教育学术期刊《普通科学教育》（现更名为《科学教育》）。20世纪50年代末期至60年代是美国科学教育课程现代化时期，当时流行的学科结构课程理论倡导分科教学，反对综合科学教育，但分科的科学课程仍然保留了一些跨学科的性质。例如，生物学统合了动物学、植物学和生理学；物质科学在很大程度上整合了物理与化学；生命科学则在更高的程度上整合了生物学、环境科学与生态学。20世纪70年代以后，美国科学教育改革的钟摆再次偏向综合科学课程，一些高中在9年级或10年级开设综合科学（integrated science），至今亦然。综合科学反映了当代科技发展的跨学科性，体现了科学本质的一个重要方面，因为无论是物质科学（理、化等）还是生命科学，都要强调科学素质、科学探究及科学技术与社会的联系。美国1996年颁布的《国家科学教育标准》，从幼儿园到高中13年义务教育期间，科学教育的内容标准涉及生命科学、物质科学和地球科学等不同学科，是把科学教育当做一个整体来对待。美国中小学每个学校建立一个科学组（science department）。尽管美国高中的科学教学一般也是分科的，但是物理、化学、生物、地球科学等学科的教师都在同一个科学组里，其教研活动和教师专业发展活动也都在一起进行。2006年3月20-22日，笔者有幸参加了美国科学促进协会（AAAS）“2061计划”举办的“使用科学素养导航图”的科学教育工作者专业发展工作坊（work-shop）。在除我之外的45名学员中，有3名大学科学教育教授，17名中小学科学教师，其余的人或者是科学课程开发人员和教科书作者，或者是学区的科学教育协调人员，或者是科学测验（考试）的编制人员。这些来自各州、身份各异的科学教育工作者聚集一堂，进行为期3天的研讨《科学素养导航图》（2001年出版）的专业发展活动。这里，既没有不同学科的分野，也不存在大学科学教育教授与中小学科学教师的分别。大家在研讨中从彼此不同的视角和经验中相互学习，取长补短。

    同样，在大学教育学院里，从培养学前与小学教师（这个阶段美国没有专门的科学教育专业）到培养中学各阶段的科学教师，全部由课程与教学系（或教师教育系）负责。如我所访问的威斯康星-麦迪逊大学教育学院，其课程与教学系既培养学前和小学的教师，也培养中学科学教师。不仅如此，科学教师的在职教育和专业发展同样由大学教育学院承担。美国许多州的教育法规定，在职教师每5年必须在大学教育学院修满6个学分的课程（即两门3个学分的课程），以保证他们的知识更新和专业发展。美国科学教师教育的高起点和一体化为科学教育改革的成功提供了必要的师资保障。

    美国科学教育在教学体制和科学教师培养上这种制度安排，是与其科学教育观念一致的。从20世纪60年代开始，美国科学教育开始从整体上考虑中小学科学课程与教学的统一性问题。无论是小学和初中（或中间学校）的综合课程还是高中的分科课程，虽然内容有别，但都具有内在的统一性和连贯性，即都注重科学素质、科学探究、科学本质、科学的思维方式、科学与技术及社会的关系。