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科学教育的课时过少
和国际上许多发达国家相比，我国的科学课程所占的课时比例偏少，若加上专题作业、非正规科学教育的时间，我国中小学生接受科学教育的时间就更少，这与科教兴国的国策和国际上普遍重视中小学科学教育的趋势是很不相符的。
缺乏有层次的科学教育目标体系
和国际科学教育课程相比，我国的目标明显偏向知识领域，较少触及科学方法、科学态度、科学价值观、科学史等对科学素养来说十分重要的领域，即便有所涉及，也因表达过于抽象、笼统，缺乏层次性而只能停留在一般口号水平。过于抽象的目标（如爱科学）使教师难以把握，（怎样才算爱科学）也使教师难以形成任务意识（如不知道某个年级要达到什么目标），这样，许多目标就难以落实。
小学与中学的科学教育缺乏衔接
我国中小学科学课程的设计各自为政，缺乏沟通，这就难免出现交叉重复的现象，学生从幼儿园起就学根茎叶花果实种子，到了小学、初中又要再学一遍。所谓的螺旋上升，不过是多了一些名词术语，并没有质的改变。
过于强调经典的知识内容及学科体系的完整性
学生在小学就知道人体的生长发育需要七大营养要素，但绝少有学生关心他自己的营养卫生更甭说关心家人的营养卫生了。科学知识以“纯粹”的形式出现，也以“纯粹”的形式保留在学生的脑袋里，科学知识变成了与学生生活无关的东西。
教学方法单一
尽管探究—研讨等科学教育方法在我国（主要在小学）已产生一定影响，但勿庸置疑，因教学的重心仍在科学知识上，讲授加实验验证的科学教育模式在课堂教学中仍占据绝对的统治地位。单一的教学方法很难引起学生学习科学的兴趣和产生探究的欲望，理应是中小学生最喜欢的课程之一的科学在全国九省市大样本的调查（1997年）中并未显示出优势，甚至还不如语文、数学，这一情况十分令人担忧。因为有研究表明，人在早期确立起的对科学的兴趣、态度，对其成年时在科学素养方面所能达到的境界会产生决定性的影响。对科学方法、科学态度、科学价值观的教育我们尚缺乏有效的教学方法与教学策略。
过分关注课堂内的学习和单一的教科书课程资源的使用
显见的事实是，学生在课堂内学习的时间十分有限，他们在课内习得的知识、技能、态度若不向课外、校外、家庭迁移拓展，很难形成真正的科学素养；而课外、校外、家庭又存在着丰富的课程资源，它们可以为课内学习提供广阔的智力背景，充分利用这些资源，可以使课内外的学习相得益彰。在科学课程资源的开发利用上，我们的视野还很狭窄。
小学科学课程
美国的小学面向幼儿园到6年级的学生，包括27个单元课程，涉及生命科学、物理科学、地理科学以及科学推理和技术等几个方面。
基于探究的小学科学课程（Insight：an Inquiry-based Elementary School System，INSIGHT计划）。由美国国家发展中心策划。面向小学六个年级，包括17个单元，内容涉及生态平衡、物理及地球科学等。其中有6个单元与7-8年级（相当与初中一、二年级）相关联。
科技与儿童（Science Technology and Children，STC 计划）。由NSRC（美国国家科学资源中心）发起、国家科学院和工程学院运作实施。面向小学1-6年级学生。学校可以把全部STC课程作为科学课教材，也可选取某几个单元渗透到现有的科学课程中。
STC计划包括24个单元，每年级进行4个单元课题，用以向所有学生关于生命、地球及物理科学技术等方面的经验，发展学生的批判性思维和问题解决能力。
STC 单元给儿童提供学习与其年龄相当的概念、技巧以获得科学的态度和思维习惯的机会。在小学阶段，儿童通过观察、称量、辨别物质成分来进行科学学习。然后，通过一系列的经历不断进步。在6年级时达到高潮，开始自己设计一些可控制实验。
中学科学课程
高级中学科学课程的《范围、顺序和协调案》(简称SS＆C方案)是美国第一个国家性课程和教学改革方案，这一方案紧密配合美国国家研究委员会（NRC）制定的国家科学教育标准发展方案。
一些研究结论
如果学生连续几年坚持科学课程的学习，将会使科学课程在一个很显著的水平上被所有的学生接受，从而真正达到国家科学教育标准公开宣布的目标，切实做到科学课程对于全体学生来说，既是可以理解的，又是令人乐于学习的。
1990年至1993年在中等水平高级中学的试验结论——来自6个试验点十几所学校的参加中等水平先导方案试验的学生的理解力普遍有所提高，对于科学课程的学习兴趣有所增强，他们对于各门科学课程彼此之间的关系以及科学与他们自己生活的关系的知识也有所扩展。
基于上述研究，在高中阶段，即9-12年级同时开设四门基础科学课——生物学、化学、物理学，以及地球/太空科学，并按照从切身经验到抽象法则的方式安排这四门课程的内容顺序，使基本概念和原理相关联。越来越复杂的概念能够激发所有高中生应用抽象的高水平思维技巧，最终达成四门科学课程的协调和融汇贯通。
基本原则
（1）每年在开设生物学、化学、物理学，以及地球/太空科学。
（2）通过基本概念和原理协调这些课题之间的学习。
（3）重视学生已有的知识和体验。
（4）安排内容顺序，使学生在从实际感受到抽象的形与量表达中进行学习。
（5）介绍专有名词前，应给予学生科学现象的切身感受。
（6）在下一个更高的抽象阶段，重温以前的概念、原理和理论。
（7）通过自然科学和非自然科学领域(如历史、美术和音乐)的联系，展示技术的实际应用，并激励学生解决与自然科学有关的个人、社会问题。
（8）大量减少内容数量，强调对更少的基本内容的更深的理解。
（9）建立评估方法、评估目标和手段。
课程内容
在高中《SS＆C方案》中，四门自然科学课程的教育标准是通过方案中的内容范围反映的。精选的有趣味的内容题目列成一览表，目的在于小单元的结合，或者有关内容题目被正确地完成，获得良好的知识。以生物学部分为例介绍如下：
（1）生物的进化
自然选择和生物进化的结果；进化的过程：变异，重组，自然选择；生物的分类：它们的基础在于进化的物种之间的关系。
（2）物质、能量，有机体内的生命系统
细胞能量的来源，ATP，能量的利用；生命系统内和生命系统之间的能量流动。
（3）细胞
作为细胞功能的基础的细胞结构；细胞化学：新陈代谢，催化剂，光合作用；DNA，RNA，遗传工程学。
（4）有机体的相互依赖
有机体，生态系统，种群的发展：相互关系和互相依赖；生物范围内的循环和通过生态系统的能量流动。
（5）遗传的分子基础
遗传，特征，基因，染色体，DNA。
（6）有机体的行为
有机体，刺激，反应，神经系统，反射，行为。
英国于1989年发表的《国家科学课程标准》中曾提出了17个目标，经过进一步的调查研究和咨询后，与1992年改成为4个目标：（1）科学调查；（2）生命与生命过程；（3）物质极其性质；（4）物理过程。许多专家认为，科学是学校所有课程中变化最大的一门课，主要变化有以下几点：
提高了科学课程的地位
从前，英国学生一般从中学才开始接受科学教育。到14岁，一部分学生完全停止学习科学，其余的可从物理、化学或生物中选修一门。大部分女学生选修生物，不愿学物理，而男生往往相反。
从六十年代起，科学家、科学课教师及工业家们就强烈要求改革科学教育。他们认为，为了武装下一实际的公民，每一个年轻人都应该接受系统的科学教育。为此，在《国家课程》中，科学受到高度重视，地位大为提高，与英语和数学并列为三大核心课程。并以法令形式规定，所有公立学校的学生，不论他们的性别、民族、社会背景或初始的天资与能力，都必须从5岁起就接受科学教育，直至16岁。只有在第四阶段可有不同的选择模式，但绝大部分学生仍必须参加全部科学课程的学习。
采用了广博而均衡的内容
传统的科学教育包括物理、化学与生物，它们是三门独立的课程。但随着今天科学技术的发展，并为了让能适应未来成人生活的需要，科学教育应具有更广泛的内容。
《国家课程》中的科学课是一体化的科学教育，其内容，除传统主题外，还包括地球科学、天文学、信息技术、微电子学，以及环境科学、卫生教育和经济学的某些领域，等等。专家们对这些内容进行了有机的组织，各部分的比例被仔细斟酌。
强调了重要概念的理解和应用
传统的科学教育仅着眼于知识的传授与解题的技巧，六十年代出现的一些新科学教程，如《纳菲尔德科学教程》注意到了这个问题，作出一些改进，但现在的科学课程标准更为突出地强调了科学概念在日常生活中的应用。
突出了科学探究能力的培养
《国家课程》中的科学课程与传统科学课程之间最根本性的区别在于它将发展科学探究能力置于一个非常突出的地位。这是该课程的第一目标，而且将渗透于其它各目标的学习之中，在所有考核中，它也将比其它目标更受重视。这个特点也是当今世界各国科学教育改革中最显著、最重要的特点。在1999年的新标准中，对此目标的要求比以前更高。 |
