科学教育

科学教育とは、学童、大学生、または一般社会の成人に対する科学の指導と学習です。科学教育の分野には、科学の内容、科学のプロセス (科学的方法)、一部の社会科学、および一部の教授法が含まれます。科学教育の基準は、 K-12 教育の全過程とそれ以降を通じて生徒の理解の発達に対する期待を示しています。基準に含まれる従来の科目は、物理、生命、地球、宇宙、および人文科学です。

イギリスの公立学校で理科教師として雇われた最初の人物はウィリアム・シャープで、彼は1850年にラグビー校を辞め、カリキュラムに理科を組み込んだ。シャープはイギリスの公立学校制度全体で理科を教えるためのモデルを確立したと言われている。^[1]

英国科学振興アカデミー（BAAS）は1867年に報告書^[2]を発表し、「純粋科学」の教育と「科学的思考習慣」の訓練を求めた。進歩主義教育運動は、科学を通じた精神訓練の理念を支持した。BAASは中等科学教育における専門職前教育を別に重視した。こうして、将来のBAAS会員を育成することができた。

科学教育の初期の発展は、資格のある教師の不足により遅れました。重要な発展の1つは、1870年に最初のロンドン教育委員会が設立され、学校のカリキュラムが議論されたことです。もう1つは、訓練を受けた科学教師を国に供給するためのコースが開始されたことです。どちらの場合も、トーマス・ヘンリー・ハクスリーの影響がありました。ジョン・ティンダルも物理科学の教育に影響を与えました。^[3]

米国では、1890年代に標準化されるまで、科学教育はさまざまな科目に分かれていた。^[4]市民科学と専門職前教育という2つのイデオロギーの間で長い議論が続いた後、科学カリキュラムの開発が徐々に浮上した。フロリダで中等教育および大学教育の指導的立場にある30人の教育者が会議を行った結果、全米教育協会は1892年に10人委員会を任命した。この委員会は、今後の会議を組織し、中等学校で教える主要科目の教科委員会を任命する権限を持っていた。この委員会は10人の教育者で構成され、ハーバード大学のチャールズ・エリオットが委員長を務めた。10人委員会は、ラテン語、ギリシャ語、英語、その他の現代語、数学、歴史、民政および政治経済、物理学、天文学、化学、自然史、地理の9つの会議委員会を任命した。委員会の報告書は10人委員会に提出され、ニューヨーク市で4日間にわたって会合が開かれ、包括的な報告書が作成されました。^[5] 1894年、NEAはこれらの会議委員会の作業結果を公表しました。^[5]

10人委員会によると、高校の目標は、すべての生徒が人生で成功し、自分たちの幸福と社会の利益に貢献できるように準備することである。もう1つの目標は、一部の生徒が大学で成功できるように準備することである。^[6]

この委員会は、精神訓練に重点を置いた市民科学アプローチを支持し、科学研究の成績を大学入学の考慮対象から除外した。^[7] BAASは英国でより長く続いているモデルを奨励した。^[8]米国は次のような特徴を持つカリキュラムを採用した。^[5]

• 初等科学では、「現場」で行われる実験を通じて、単純な自然現象（自然研究）に焦点を当てるべきです。
• 中等科学は実験室での作業と委員会が用意した特定の実験のリストに焦点を当てるべきである。
• 事実と原則の指導
• 大学進学準備

カリキュラムは、その発足当初から現在に至るまで、共有のメンタルトレーニングと専門職前トレーニングの形式が一貫して主流でした。しかし、芸術(STEAM)、科学、技術、社会、環境教育の統合など、人文主義的なアプローチを取り入れる動きが拡大し、20 世紀後半にはより広範に実施されるようになりました。米国科学振興アカデミー (AAAS) の報告書 (プロジェクト 2061 を含む) や、全米科学教育基準評価委員会の報告書には、教室での科学を実際の応用や社会的影響に結び付ける科学教育の目標が詳しく記載されています。

科学は、観察と実験を通じて物理的および自然界の構造と動作を調べる知識の分野にまたがる普遍的な科目です。^{[9]科学教育は、一般的に}生物学、化学、物理学の3つの分野に分類されます。さらに、科学の性質を教えることを取り入れることを主張する科学文献が多数あり、徐々に国のカリキュラムに取り入れられつつあります。^[10]

物理教育は、物質とエネルギー、そしてそれらの相互作用を扱う科学の研究を特徴としています。^[11]

アメリカ物理教師協会が推奨するプログラム「フィジックス・ファースト」は、9年生が物理学入門コースを受講するカリキュラムである。その目的は、生徒の物理学の理解を深め、高校の生物学や化学の授業でより詳しい内容を教えられるようにすることである。また、アメリカの高校では通常選択科目である12年生の物理学やAP物理学を受講する生徒の数を増やすことも目的としている。^[22]

米国の高校における物理教育は、過去 20 年間、多くの州で必須科目として地球/物理科学、化学、生物学の 3 つの科学科目しか必要とされておらず、苦境に立たされています。多くの生徒が高校で物理を学ばないことで、それらの生徒が大学で科学コースを受講することがさらに困難になっています。

大学レベルでは、適切な技術関連プロジェクトを利用して、物理学を専攻していない学生の物理学学習への興味を喚起することが成功していることが示されています。^[23]これは、物理学と社会的利益とのつながりを築く潜在的な機会です。

化学教育は、物質の組成、構造、性質、そして物質が受ける変化を扱う科学の研究を特徴としています。^[12]

化学は化学物質と元素、そしてそれらの効果と特性を研究する学問です。化学の学生は周期表を学びます。科学教育の分野は「化学は、現在の持続可能性の問題を十分に理解するために、関連する文脈で教えられなければなりません。」とされています。 ^[13]この情報源が述べているように、化学は生徒に世界の問題を理解させるため、学校で非常に重要な科目です。子供たちは周囲の世界に興味を持っているため、化学教師は生徒の興味を引き付け、さらに教育することができます。^[14]化学の科目は非常に実践的な科目であるため、授業時間のほとんどが実験の作業や完了に費やされます。

生物学教育は、すべての生物の構造、機能、遺伝、進化を研究することを特徴としています。^[15]生物学自体は、形態学、生理学、解剖学、行動、起源、分布などのさまざまな分野を通じて生物を研究する学問です。^[16]

国や教育レベルによって、生物学の教え方にはさまざまなアプローチがあります。米国では、長期間にわたって生物学に関連する問題を調査および分析する能力がますます重視されています。^[17]現在の生物学教育基準は、1892年に大学入学前の学習を標準化することを目指した10人委員会の決定に基づいています。^[18]この委員会は、まず自然史（生物学）を学ぶことの重要性を強調し、実験室での作業による観察に重点を置きました。

科学の本質教育とは、科学がいかに人間の主導権を握っているか、科学が社会とどう関わっているか、科学者は何をしているか、科学的知識がどのように構築され交換されているか、どのように進化しているか、どのように使用されているかを学ぶことです。科学で使用されている経験的性質とさまざまな方法を強調しています。科学の本質教育の目標は、学生が科学的および疑似科学的ステートメントを評価できるようにし、科学を学ぶ意欲を高め、科学または科学と関わる分野でのキャリアに備えるためのより良い準備をすることであるとされています。^[19]

科学教育の一般的なイメージは、単に暗記で事実を学ぶというものかもしれないが、近年の科学教育は一般的に科学概念の指導と、学習者が科学概念やその他の内容に関して抱く誤解に対処することにも重点を置いている。 1962年の著書『科学革命の構造』がポスト実証主義の科学哲学に大きな影響を与えたトーマス・クーンは、自然科学における伝統的な教授法は硬直した考え方を生み出す傾向があると主張した。^{[20] [21]}

1980年代以降、科学教育は構成主義的思考に強く影響されてきた。^{[22] [23] [24]} 科学教育における構成主義は、科学における生徒の思考と学習、特に教師が標準的な科学的思考に向けた概念的変化を促進する方法の探求に関する広範な研究プログラムによって特徴づけられてきた。構成主義は、学習者の積極的な役割、学習を仲介する上での現在の知識と理解の重要性、学習者に最適なレベルのガイダンスを提供する教育の重要性を強調する。^[25]

2004年の科学誌の政策フォーラムによると、「科学教育には、科学のプロセスに学生を参加させる能動的な学習戦略と、体系的にテストされ、多様な学生に届くことが証明されている教育方法が含まれます。」^[26]

2007年の著書「科学的教育」^[27]では、 科学的教育の3つの主要な信条が挙げられています。

• アクティブラーニング: 生徒が積極的に学習に参加するプロセス。探究型学習、協調学習、生徒中心の学習などが含まれます。
• 評価: 学習目標の進捗と達成度を測定するためのツール。
• 多様性: 各生徒、各生徒グループ、各教育経験をユニークにする幅広い違い。多様性には、生徒、講師、コンテンツ、教授法、状況など、教室内のすべてが含まれます。

これらの要素は、教室での教育および教授法の決定の基盤となるべきである。「スケールアップ」学習環境は、科学的教授法の適用例である。実際には、科学的教授法は「逆設計」アプローチを採用している。講師はまず、学生が何を知って何ができるようになるべきか（学習目標）を決定し、次に学習目標の達成の証拠となるものを決定し、その達成を測定するための評価を設計する。最後に、講師は学習活動を計画し、科学的発見を通じて学生の学習を促進するべきである。^[28]

アーサー・ケストラー^[29]は、ジョン・デューイ、ジェローム・ブルーナー、その他多くの人々 とともに、現代の科学教育を批判し、それをガイド付き発見アプローチに置き換えることを提案している。

他の芸術と同様に、発見の芸術から喜びを引き出すには、消費者、この場合は学生が、創造のプロセスをある程度再現する必要があります。言い換えると、適切な支援と指導によって、科学の基本的な発見のいくつかを自分で行い、科学の道を明るくしたひらめきのいくつかを自分の心で体験するように促す必要があります。...学生に問題ではなく完成した解決策を突きつけるという従来の方法は、学生からすべての興奮を奪い、創造的衝動を[遮断し]、人類の冒険を定理のほこりの山に[還元する]ことを意味します。

このアプローチの具体的な実践例が利用可能である。^{[30] [31]}

科学教育の実践は、科学の指導と学習に関する研究によってますます情報化されてきました。科学教育の研究は、コンピュータサイエンス、認知科学、認知心理学、人類学など、科学と工学の多くの分野から借用したさまざまな方法論に依存しています。科学教育研究は、科学における学習を構成するものとそれがどのようにもたらされるかを定義または特徴付けることを目的としています。

John D. Bransford氏らは、学生の思考に関する大規模な調査を要約し、3 つの重要な発見を挙げています。

先入観

物事の仕組みに関する先入観は驚くほど根強く、生徒が誤解を別の説明に再構成するには、教育者は生徒の特定の誤解に明確に対処する必要があります。したがって、教育者は生徒の先入観を知る方法を知っており、これを計画の定期的な一部にすることが不可欠です。

知識組織

科学の分野で真の教養を身につけるためには、学生は「（a）事実に関する知識の深い基礎を持ち、（b）概念的枠組みの中で事実や考えを理解し、（c）検索と応用を容易にする方法で知識を整理する必要がある」^[32]

メタ認知

学生は自分の思考と学習について考えることで利益を得ます。彼らは自分の知識と知らないこと、思考方法、結論を評価する方法を教えられなければなりません。一部の教育者やその他の人々は、科学的思考とは何かを理解し、疑似科学によってもたらされる問題に対処する方法として、疑似科学についての議論を実践し、提唱してきました。 ^{[33] [34]}

教育技術は理科教師の特定のニーズを満たすために改良されつつあります。携帯電話が高等教育の理科教育現場でどのように使用されているかを調べたある研究では、モバイル技術が理科の授業における生徒の関与とモチベーションを高めることができることが示されました。^[35]

2005 年に行われた構成主義志向の科学教育と学習に関する研究の参考文献によると、記録された研究の約 64 パーセントは物理学の領域で、21 パーセントは生物学の領域で、15 パーセントは化学の領域で行われています。 ^[36]教育と学習に関する研究で物理学が優位に立っている主な理由は、物理学の理解には物理学の特殊性による困難が伴うためと思われます。^[37] 生徒の概念に関する研究では、生徒が物理の授業に持ち込むほとんどの指導前 (日常) の考えは、幼稚園から高等教育レベルまで、達成されるべき物理学の概念や原理とはまったく対照的であることが示されています。生徒の考えは物理学の見解と相容れないことがよくあります。^[38]これは、生徒のより一般的な思考パターンや推論にも当てはまります。^{[39] [40] [41]}

イングランドやウェールズと同様に、オーストラリアの科学教育は11年生まで義務教育で、生徒は上記の分野のうち1つ以上を学ぶことができます。科学の勉強をやめたい場合は、どの分野も選択できません。科学の分野は11年生まで1つのコースであり、生徒はすべての分野を学び、科学がどのようなものであるかを幅広く理解します。オーストラリア国立カリキュラム委員会（2009年）は、「科学のカリキュラムは、科学の理解、科学の探究スキル、人間の努力としての科学という3つの相互に関連する分野を中心に構成されます」と述べています。 ^[42]これらの分野は、教師や教育者に生徒をどのように指導すべきかの枠組みを提供します。

2011年、過去10年間のオーストラリアの科学教育における大きな問題は、科学への関心の低下であると報告されました。11年生で科学を学ぶことを選択する10年生の数が減っており、これは生徒が科学のキャリアを追求する姿勢を形成する時期であるため、問題です。^[43]この問題はオーストラリアに特有のものではなく、世界中の国々で起こっています。

中国では、典型的な教室に50人から70人の生徒がいるため、教育の質が低下しています。2億人以上の生徒を抱える中国は、世界最大の教育システムを持っています。しかし、10年間の厳しい正規の学校教育プログラムを修了する生徒はわずか20％です。^[44]

他の多くの国と同様に、科学のカリキュラムには物理学、化学、生物学の一連のコースが含まれています。科学教育は高い優先順位が与えられており、科学者と教師の委員会によって作成された教科書によって推進されています。中国の科学教育では暗記が非常に重視されており、問題解決、新しい状況への原理の適用、解釈、予測にはほとんど注意が払われていません。^[44]

イングランドとウェールズの学校では、科学は国家カリキュラムの必修科目である。5歳から16歳までのすべての生徒は科学を学ばなければならない。科学は一般的にシックスフォームまで単一の科目として教えられ、その後科目別のAレベル（物理、化学、生物）に分割される。しかし、政府はその後、14歳で成績優秀な生徒には2008年9月から3つの別々の科学を学ぶ機会が提供されるべきだという希望を表明した。^[45]スコットランドでは、13～15歳でこれらの科目のナショナル4/5として化学、物理、生物に科目が分割され、学校が提供している場合は生徒が受験できる総合科学標準グレード資格もある。

2006年9月、21世紀科学として知られる新しい科学学習プログラムが、英国の学校のGCSE選択科目として導入され、「14歳から16歳までの生徒全員に、価値ある刺激的な科学体験を提供する」ことを目的としていた。^[46] 2013年11月、学校における科学に関するオブステッドの調査^[47]で、実践的な科学教育は十分に重要視されていないことが明らかになった。^[48]英国の学校の大多数では、生徒はGCSEの一環として別の科学プログラムを学ぶ機会があり、その結果、11年生の終わりに6つの論文を受けることになる。これは通常、選択科目の「ブロック」の1つを埋めることになり、別の科学に参加しないことを選択した生徒や招待されなかった生徒よりも多くの科学の授業が必要となる。必修の追加科学コースを受講しないことを選択した他の生徒は、4つの論文を受けて2つのGCSEを取得することになるが、別の科学を受講することで取得できる3つのGCSEとは対照的である。

米国の多くの州では、K-12 の教育者は、どの年齢層にどのような内容を教えるかについての厳格な基準や枠組みに従わなければならない。このため、教師は教材を「カバー」することに急いでいるが、実際にはそれを「教える」ことはない。さらに、科学的方法や批判的思考などの要素を含む科学のプロセスは見落とされがちである。この重点により、複雑な問題解決スキルを身につけずに標準テストに合格する生徒が生まれる可能性がある。^[49]大学レベルでは、米国の科学教育は規制が緩い傾向があるが、実際にはより厳格であり、教師や教授は同じ時間内により多くの内容を詰め込んでいる。^[50]

1996年、米国科学アカデミーは、米国科学教育基準を作成しました。これは、さまざまな形式で無料でオンラインで入手できます。事実と方法の直接的な指導ではなく、構成主義の理論に基づいた探究型科学に焦点を当てている点は、依然として議論の的となっています。^[50]一部の研究では、科学を教えるためのモデルとしてより効果的であると示唆されています。

「基準は、生徒が観察、推論、実験などのスキルを学ぶ「プロセスとしての科学」以上のものを求めています。探究は科学学習の中心です。探究に取り組む際、生徒は物体や出来事を説明し、質問をし、説明を構築し、それらの説明を現在の科学的知識に照らしてテストし、自分の考えを他の人に伝えます。生徒は自分の仮定を特定し、批判的かつ論理的な思考を使用し、代替の説明を検討します。このように、生徒は科学的知識と推論および思考スキルを組み合わせることで、科学に対する理解を積極的に深めます。」^[51]

科学教育と科学水準に関する懸念は、米国の学生、さらには教師が^[52]国際ランキングで同世代の学生に遅れをとっているという懸念によって引き起こされることが多い^[53]。注目すべき例の 1 つは、ソ連が1957 年にスプートニク衛星を打ち上げた後に実施された一連の教育改革である^{[54] 。}これらの改革の最初で最も顕著なものは、MITの物理科学研究委員会によって主導された。 近年、マイクロソフト会長のビル・ゲイツなどのビジネスリーダーは、米国が経済的優位性を失う危険があると述べ、科学教育にさらに重点を置くよう求めている^[55] 。この目的のために、Tapping America's Potential は、より多くの学生が科学、技術、工学、数学の学位を取得できるようにすることを目指した組織である^[56] 。しかし、世論調査によると、ほとんどの米国の親は科学教育に満足しており、彼らの懸念のレベルは近年実際に低下している^{[57] 。}

さらに、ACTが最近実施した全国カリキュラム調査では、研究者らは科学教育者の間に断絶がある可能性を明らかにした。「中学校/高等学校の教師と高等学校の科学教師は、プロセス/探究スキルを高度な科学内容のトピックよりも重要だと評価している。一方、高校教師は、プロセス/探究スキルをまったく逆の順序で評価している。」おそらく、生徒に共通の目標を確実に与えるためには、異なる学年の教育者間でのコミュニケーションを増やす必要があるだろう。^[58]

米国科学アカデミーの報告書によると、科学、技術、教育の分野は現代世界で最も重要な位置を占めているが、米国では科学、技術、工学、数学 (STEM) の専門職に就く労働者が十分ではない。2012 年、米国科学アカデミーの K-12 科学教育の新基準の概念的枠組みに関する委員会は、K-12 科学教育を標準化するための指針となる枠組みを策定し、K-12 学年全体にわたって科学教育を体系的に組織することを目標とした。「K-12 科学教育の枠組み: 実践、横断的概念、中核的アイデア」と題されたこの出版物は、米国における K-12 科学教育の標準化を推進している。この出版物は、科学教育者が「限られた数の専門分野の中核的アイデアと横断的概念に焦点を当て、生徒が複数年にわたって知識と能力を継続的に構築および修正し、そのような知識と能力を科学的探究と工学設計に従事するために必要な実践と統合できるように設計すること」を強調している。^[59]

報告書は、21世紀のアメリカ人は、科学的に推論し、科学知識の応用方法を知るだけでなく、個人やコミュニティの優先事項に取り組み、「体系的に調査する」ために科学教育が必要であると述べている。この新しい枠組みを設計した委員会は、この必要性を多様な学童に対する教育の公平性の問題と見なしている。委員会は、より多様な学生をSTEM教育に参加させることは社会正義の問題であると考えている。^[60]

2013年に、1996年に発表された国家基準を更新する新しい科学教育基準が発表された。26の州政府と科学者および科学教師の全国組織によって開発された、次世代科学基準と呼ばれるガイドラインは、「広範囲にわたる科学的無知と闘い、州間の教育を標準化し、大学で科学技術専攻を選択する高校卒業生の数を増やすこと」を目的としている。気候変動や進化などのトピックについて生徒に教えるためのガイドラインも含まれている。重点は、生徒が科学の方法をよりよく理解し、科学的証拠を批判的に評価できるように、科学的プロセスを教えることである。基準の開発に貢献した組織には、全米科学教師協会、アメリカ科学振興協会、全米研究会議、数学と英語の基準の開発にも関わった非営利団体のAchieveなどがある。^{[61] [62]}

米国の科学教育カリキュラムは、2013 年 4 月に発表された次世代科学基準(NGSS)によって概説されています。NGSS の目的は、幼稚園から 12 年生までの標準化された科学カリキュラムを確立することです。これらの基準は、過去の科学教育システムを改革し、カリキュラムと教師の育成を改善することで生徒の成績を向上させることを期待して制定されました。次世代科学基準は、次の 3 つの要素で構成されています。専門分野の中核となる考え方、科学と工学の実践、および横断的な概念です。これらは、次世代科学基準の 3 つの側面と呼ばれます。これらの基準では、K-12共通コア州基準との整合性が重視されています。^[63]「科学と工学の実践」と題された側面は、生徒の科学的方法の学習に焦点を当てています。つまり、この側面は、科学を実践的に実践することを中心にしており、生徒に科学的プロセスを観察し、仮説を立て、結果を観察する機会を与えます。この側面は、科学の経験的方法を強調しています。 「横断的概念」という次元は、科学分野内の主要テーマの理解を強調しています。「横断的概念」とは、エネルギー/物質の流れ、原因/結果、システム/システム実践、パターン、構造と機能の関係、安定性/変化など、さまざまな科学分野に一貫して関連するテーマです。これらの主要テーマの概要を示す目的は、一般化された学習に関連しており、つまり、これらのテーマの有効性は、これらの概念がすべての科学分野を通じて重要であるという事実にある可能性があります。その意図は、学生がそれらを学ぶことで科学に対する幅広い理解を形成することです。「学問分野の中核アイデア」という次元は、各科学分野の主要なアイデアのセットの概要を示します。たとえば、物理科学には、フレームワークによって定められた特定の中核アイデアのセットがあります。^[64]

コモンコア教育基準は、読むこと、書くこと、コミュニケーション能力を重視しています。英語と数学のこれらの基準の目的は、他の国の基準と一致する学生の学習の測定可能な目標を設定し、米国の学生が世界レベルで成功するための準備を整えることです。これは、本質的に厳格な学問の基準を設定し、学生を高等教育に備えさせることを目的としています。また、障害のある学生は、個別教育計画（IEP）を通じてコモンコア基準の下で適切に対応する必要があることも概説されています。これらの基準では、科学的文章の理解は、学生が教科書を通じて学ぶ重要なスキルとなっています。^[64]

しかし、証拠によれば、生徒は教科書から学ぶよりも、実践的で活動的で探究的な学習によって科学をより効果的に学ぶことができる。生徒、特に学習障害のある生徒は、教科書ベースの学習よりも活動を通じて科学を学んだ後に単元テストの成績が良くなることがわかっている。したがって、科学は体験的な活動を通じてよりよく学べると主張されている。さらに、生徒、特に学習障害のある生徒は、活動に基づく学習を通じてより効果的に学べることを好み、感じていることが報告されている。このような情報は、科学の教え方や、あらゆる能力の生徒に科学を最も効果的に教える方法を知るのに役立つ可能性がある。^[65]実験室は、実践的で活動に基づく学習の基本的な例である。実験室では、生徒は材料を使用して科学的概念や現象を観察します。科学教育における実験室には、複数の異なる段階を含めることができます。これらの段階には、計画と設計、実行、分析と解釈が含まれます。多くの教育者は、実験室での作業が生徒の科学的思考、問題解決能力、認知発達を促進すると信じています。 1960年以降、科学教育の指導戦略はジャン・ピアジェの発達モデルを考慮に入れ、生徒が学習に積極的に参加することを要求する具体的な教材や実験室環境を導入し始めました。^[66]

科学の学習と教育における実験室の重要性に加えて、計算ツールを使用した学習の重要性が高まっています。技術の進歩によりSTEM分野で非常に普及した計算ツールの使用は、科学の学習をサポートすることが示されています。教室での計算科学の学習は、生徒が現代の科学の概念を学ぶための基礎になりつつあります。実際、次世代科学基準では、計算ツールとシミュレーションの使用について具体的に言及しています。計算ツールの使用を通じて、生徒は計算思考に参加します。計算思考は、コンピュータなどの計算ツールとのやり取りが重要な側面である認知プロセスです。計算思考が科学でますます重要になるにつれて、科学教育者が行動する学習のますます重要な側面になります。^[67]

もう一つの戦略は、実践的な活動と計算ツールの使用の両方を含む可能性があり、本物の科学学習体験を作り出すことです。本物の科学教育には、次のようないくつかの観点が提案されています。標準的な観点 - 科学教育を現実世界で科学が実践されている方法にできるだけ近づけること。若者中心- 若い学生が興味を持っている問題を解決すること。文脈的- 標準的な観点と若者中心の観点の組み合わせ。^[68]実践的な調査と計算ツールを含む活動は本物かもしれませんが、学校で一般的に使用されている調査タスクは十分に本物ではなく、単純な「クックブック」実験に依存していることが多いと主張する人もいます。^[69]本物の科学学習体験は、さまざまな形式で実装できます。たとえば、実践的な調査（できればオープンエンドの調査を含む）、学生-教師-科学者パートナーシップ（STSP）または市民科学プロジェクト、デザインベース学習（DBL）、科学者が使用するWebベースの環境の使用（遺伝子やタンパク質データベース、アライメントツールなどのバイオインフォマティクスツールを使用）、適応型一次文献（APL）を使った学習は、科学コミュニティが知識を伝達する方法にも学生を触れさせます。^[70]これらの例やその他の例は、学校で教えられる科学のさまざまな領域（および学部教育）に適用でき、科学のカリキュラムに科学的実践を含めるという要求に応えることができます。^{[62] [59]}

非公式科学教育とは、博物館、メディア、地域密着型プログラムなど、学校の正式なカリキュラムの外で行われる科学の指導と学習のことです。全米科学教師協会は、さまざまな状況や生涯にわたる科学学習を定義し、奨励するために、非公式科学教育に関する意見表明^[71]を作成しました。米国では、非公式科学教育の研究は国立科学財団によって資金提供されています。^[72]非公式科学教育推進センター（CAISE）^[73]は、非公式科学教育コミュニティにリソースを提供しています。

非公式の科学教育の例には、科学センター、科学博物館、新しいデジタル学習環境（例： グローバルチャレンジアワード）があり、その多くは科学技術センター協会（ASTC）の会員です。^[74]フィラデルフィアのフランクリン研究所とボストンの科学博物館は、米国で最も古いこの種の博物館です。メディアには、NOVA、ニュートンのリンゴ、「ビル・ナイ・ザ・サイエンスガイ」、「ビークマンの世界」、 「マジックスクールバス」 、 「ドラゴンフライTV」などのテレビ番組があります。アメリカのテレビでの科学教育の初期の例としては、ダニエル・Q・ポジンの「ポジン博士の宇宙」、「私たちの周りの宇宙」、「巨人の肩の上」、「この世界の外」などの番組がありました。コミュニティベースのプログラムの例としては、4-H青少年育成プログラム、ハンズオンサイエンスアウトリーチ、NASAと放課後プログラム^[75]、ガールズ・アット・ザ・センターなどがあります。家庭教育は、以前の（1940-1989）Things of Scienceサブスクリプションサービスなどの教育製品を通じて奨励されています。^[76]

2010年に、全米科学アカデミーは、全米研究会議の研究「非公式環境での科学の学習：人々、場所、および追求」 ^[78]に基づいて、「科学に囲まれて：非公式環境での科学の学習」 ^[77 ]を発表しました。「科学に囲まれて」は、非公式科学の環境における科学の学習に関する最新の研究が、非公式科学の実践者間の思考、作業、および議論をどのように導くことができるかを示すリソースブックです。この本は、教育者、博物館の専門家、大学教授、若者のリーダー、メディアの専門家、出版社、放送ジャーナリストなど、非公式科学に携わる人々が貴重な研究にアクセスできるようにします。

• 非公式学習と学校センター
• 物議を醸す科学
• 科学教育における構成主義
• 専門分野に基づく教育研究
• 発見学習
• 教育研究
• K-12学校にサービスを提供する環境団体とリソース
• 認識論（知識と物事の認識方法の研究）
• 大学院
• 探究型科学
• 国家科学教育基準
• 全米理科教師協会
• 教育学
• 物理教育
• 数学教育
• 工学教育
• 科学に対する国民の認識
• 学校科学技術者
• イギリスの科学教育
• 科学、技術、社会、環境教育
• 科学リテラシー
• 科学普及活動
• 科学的モデリング
• YouTube での科学教育

• 「科学は金持ちだけのものか？」ネイチャー.537（7621）：466–470.2016.Bibcode ：2016Natur.537..466..doi ：10.1038  / 537466a.PMID 27652548.S2CID 205090336  .
• エイケンヘッド、GS (1994)。「STS 教育とは何か?」ソロモン、J.、エイケンヘッド、GS (編)。STS教育: 改革に関する国際的視点。ニューヨーク: ティーチャーズ カレッジ プレス。pp. 74–59。ISBN 978-0807733653。
• Dumitru, P.; Joyce, A. (2007). 「数学、科学、技術教育における官民パートナーシップ」(PDF)。Discovery Days カンファレンスの議事録。
• 「ヨーロッパにおける科学教育を促進するための国家およびヨーロッパの取り組み」(PDF)。European Schoolnet。2007 年。
• シャモス、モリス・ハーバート（ 1995年）。『科学リテラシーの神話』ラトガース大学出版局。ISBN 978-0-8135-2196-1。
• ベルーベ、クレア・T. (2008)。『未完の探求：標準化の時代における進歩的科学教育の苦境』シャーロット、ノースカロライナ州：インフォメーション・エイジ。ISBN 978-1-59311-928-7。
• フォーク、ジョン H. (2001)。科学教育: 学校外で科学を学ぶ方法。ニューヨーク: ティーチャーズ カレッジ。ISBN 978-0-8077-4064-4。
• Sheppard, K.; Robbins DM (2007). 「今日の高校生物学: 10 人委員会が実際に言ったこと」CBE: 生命科学教育. 6 (3): 198–202. doi :10.1187/cbe.07-03-0013. PMC  1964524. PMID  17785402 .

Wikiquote には、科学教育に関連する引用があります。

ウィキブックスには「学校科学ハウツー」というテーマの本があります。

• ERIC: 教育関連のオンライン記事
• 国家科学教育基準
• 科学教育の重要性
• 科学教育電子ジャーナル
• 国立科学教育研究所
• 科学リテラシーのベンチマーク
• 理科教師教育協会
• ユーラシア数学・科学・技術教育ジャーナル
• 科学教育に活用できる科学ビデオ
• 欧州生命科学学習研究所 (ELLS)
• 昔の理科の授業 –ライフ誌のスライドショー
• 教室内外で科学的実践を重要視しましょう。
• XVIVO（科学アニメーション）
• 科学コミュニケーション観測所
• Scientix: ヨーロッパの科学と数学の教育に関するポータル
• 国立科学ケーススタディ教育センター (NCCSTS)
• Blossoms (MIT) - 無料の科学教育ビデオ
• 国際科学史哲学連合（IUHPS）の部門間教育委員会（IDTC）
• 国際歴史・哲学・科学教育グループ
• イェール大学科学教育センター
• ウィスコンシン科学教育プログラム
  • ハンデルスマン、ミラー、プフンドによる科学的教育
  • Handelsmanらによる科学政策フォーラム(2004)
• 全米科学アカデミー生物学学部教育夏期講座
• エバート・メイとホッダーによる科学的教育への道
• CBE 生命科学教育のジョー・ハンドルズマン氏へのインタビュー (2009)
• ミラー他による科学教育フォーラム (2008)