2012年，令人震驚的是，69%的美國高中畢業生未能達到大學科學入學標準。在2010年一份關於數學和科學成績的報告中，美國在所研究的八個國家（包括英國、韓國和匈牙利）中排名墊底。因此，我們不僅在基礎科學教育方面做得不好，而且許多其他國家也找到了比我們更好的方法。毫無疑問：美國的科學教學方式根本行不通。
好消息是，一種新的教育方法或許能夠扭轉這些令人尷尬的統計數據。過去兩年，26個州政府與教師合作，共同製定了適用於幼兒園至12年級的「下一代科學標準」。這些標準反映了20年來的研究成果，這些研究表明，人們透過體驗式學習的效果優於死記硬背。教育工作者對此早已有所了解：2005年美國國家研究委員會的報告指出，當學生了解自己的學習方式時，教學效果會更好。兩年後，該委員會發布了一份由18位科學教育專家組成的委員會撰寫的報告，該報告得出結論：目前的科學教學方法已經過時，因為它們嚴重低估了兒童進行複雜思考的能力。
這些標準的實施將如何改變課堂？學生需要記憶的事實將減少；相反，他們將透過提問和設計實驗來尋找答案，從而更好地理解關鍵概念。換句話說，既然科學家不會只是坐在那裡死記硬背，學生也不應該這麼做。以下是新方法的一個例子：如今，教師可能會透過向學生展示照片和地球月球模型來講解月相。而在新標準下，學生會看到圖片，然後自己建立模型，並與同學討論為什麼月亮在天空中看起來形狀會改變。他們一開始可能會做出錯誤的模型，就像真正的科學家一樣。但這正是人們學習的最佳方式。
科學家不會只是死記硬背，學生也不該如此。新標準會帶來一些挑戰——例如，教育工作者需要採用更靈活的教學方式。但這些努力是值得的。這些標準將培養出更優秀的科學家和工程師，而且——或許同樣重要的是——它們甚至會讓那些從事非科學職業的學生受益。每個人都是科學資訊的消費者。我們必須不斷評估影響我們生活的新訊息，無論是關於營養研究的最新新聞報道，還是關於槍支暴力背後心理學的報告。公民投票支持影響科學研究和政策的提案和立法者。儘管所有26個州都被要求考慮這些標準，但迄今為止只有少數幾個州（包括羅德島州和堪薩斯州）正式實施了這些標準。那些沒有實施這些標準的州是在損害學生的利益，從長遠來看，也會損害我們所有人的利益。美國的每個州都需要加入進來。
本文原刊於 2013 年 9 月的《大眾科學》雜誌。
