美国的公立小学一般从三年级以后，就有了科学（science）课。相对于讲授历史和社会知识的社会科（social studies），科学课顾名思义侧重于自然科学知识，似乎像是我在上世纪八十年代国内读中小学时的自然课和地理课的结合。从我儿子三年级到五年级，我陆续搜集了一些他的科学课，以及课外科学兴趣班的资料，试图从中总结出一些美国小学科学教育的特点和规律。

在美国的小学科学教育中，地理和地质知识占有重要的地位。不论是学校课堂还是课外兴趣班，都提供大量关于地球科学的知识，比如地球的结构—地壳，地幔，地球的外核及内核；岩石的种类—火成岩，沉积岩，变质岩，它们各自的特点和形成过程，火山爆发的成因等。这些知识由科学课教师用文字和图示反复多次讲解，要求学生绘图，填空，记忆，考试，直到完全掌握。此外还有天文知识，例如星系，太阳系的构成，日食，月食的成因。三年级的学生还要求回家用自己能找到的材料把太阳系九大行星以及它们和太阳的关系制作成模型，在班上演示。

在地质基础知识的基础上，美国小学注重对自然灾害的认知。学生学习有关火山爆发，地面沉降，地震，龙卷风，海啸，洪水，干旱，雪暴等各种自然现象的成因。灾害教育中还包括实用技能，包括野外生存如何寻找食物，如何搭建简易庇护所，乃至详尽的野外扎帐篷方法图示。在世界地理方面，除了基本的大洲大洋常识，还突出一些有主题特色的内容，例如世界各地的著名的桥梁工程，涉及世界桥梁建筑的历史，承重原理，使用材料，现代桥梁的分类等。在关于各类现代桥梁的彩色图片中，还使用了当代中国的天津跨海大桥图片作为桥墩建筑的范例。另外，课堂还要求学生用提供的材料自己尝试搭建小桥。

世界地理教学中，教材和课堂还会引导学生把宏观的世界地理知识和自己生活的地区结合起来，培养对社区建设的关怀。小学的教学材料用图片和文字展示具体环境—例如沙漠和小河周边的完整的生态系统，并把有关鱼类的知识放入生态环境，特别是本地生态环境中去理解，另外还对湿地生态系统进行详细解说，比如湿地的种类，以及湿地植物的分类。这部分的知识，比起一般针对小学生的植物栽培一类直观教学比起来，有相当程度的抽象性。但是，这种抽象知识被地方性知识所平衡。比如，有的教学资料把本州的地理作为教学内容，让学生了解所在环境中的有具体和熟知的名字的湖泊和山脉就是抽象意义上的湖泊山脉的例证。

教材的本土化让学生更加关注社区，例如，教材中会印出：学生家庭所居住的镇依靠某一条河流作为饮用水源，然后让学生画出一条受污染的河流里可能有那些废弃污染物，例如，电池，漂白剂空瓶，杀虫剂空瓶等，用来和干净的河流中水禽和鱼类的快乐生活做对比。这种视觉化的教学最后导向学生对“生物多样性”和“濒危物种”的认识，和对身边的环境污染的关注及防范。

生物，公共卫生和疾病是另一项重要的教学内容。小学生学习关于细胞结构，脱氧核糖核酸（DNA）的基本知识，以及流行病的载体，传播媒介和环境，细菌，病毒，真菌，原生动物的区别——使用的例证是疟疾从寄生虫（疟原虫）经由病媒（蚊子）在特定环境中传播。美国小学生还学习法医学知识。教学要求小学生了解如何用科学方法破案，如何寻找证据，确定犯罪工具，指纹的重要性，以及如何获得和使用目击证人所提供的证言。但是，这里的一个教学要点，实际上是培养学生科学和理性的思维方式——教学最后归结于假设，证据和可能的结论三者之间的逻辑关系。另外还有关于莫尔斯电码的基本知识。

在上述的科学知识传播的广泛性，实用性，地方性，社会性，操作性方面，另外值得重视的正是美国小学的科学教育中对严谨的实证科学思维方式的培养。四年级小学生即被要求掌握科学方法的四步骤：1）提出问题；2）做出假设；3） 做实验和数据记录；4）回答问题。课堂教学中，学生要参与到简单的实验活动中，例如如何用酸溶液清洗弄脏的硬币，然后在实际经验的基础上，再度填空做题，确认上述四个步骤的准确顺序。

更值得注意的方面是儿童科学教育的社会化。在美国的购物网站上，可以买到各种供儿童学习的矿物，化石标本，乃至全套用于体验考古发掘的玩具：埋在泥沙里的化石和用于发掘化石的塑料刀，铲，刷子，放大镜。美国很多大中型城市的“科学博物馆”很大程度上是为小学生甚至学龄前儿童设立的科普基地，一般都设有大量适合儿童动手操作的设施，并大量运用多媒体手段，以便儿童观察和体验各种科学和技术现象，有的博物馆侧重航天技术，有的演示水电站原理，有的演示石油开采，有的则设有激光技术应用的展示和体验厅。博物馆里还有专职工作人员帮助儿童模拟实验，比如使用博物馆准备的材料和仪器，按照电脑提示的步骤完成DNA 提取。因此，科学博物馆在美国几乎是一个儿童乐园，来参观的基本上都是带着孩子的家庭，成为课堂以外的另一个科普场所。

原文载于《齐鲁晚报》2011年11年15日随笔周刊。