本报告分析了美国50个州及华盛顿哥伦比亚特区整个K-12学年的科学课程标准，目的是使评价内容清晰、完整和科学准确。分析报告不涉及各州考试评价是否恰当、各校执行情况以及对学生成绩的改进意见等方面。建立清楚、全面和严谨的标准是进行评估的关键所在，也是各州评估、教育和问责系统的依据基础。
该报告严谨的分析结论绘制出一幅既新鲜又黯淡的图画，大多数州立课程标准的水平仍旧平庸甚至可称为糟糕（图1）。事实上，美国境内各州教育标准的平均级别基本为C级（实际的水平低于C）；27个地区的标准级别被评为D或者F；有2个地区（加利福尼亚州和华盛顿哥伦比亚特区）的标准完全符合A级；有4个州（印第安纳、马萨诸塞、南卡罗来纳和维吉尼亚）评级为A-。我们的评价与美国全国教育进展评价（NAEP）机构的结论相同。另外的7个州排在B级行列。这就意味着仅有13个州或地区――少于全国的25%――的标准能够获得B级或B级以上的评价，且这一比率要少于2005年的统计结果。可以说大部分州没能成功制定出更为合适、清楚、严谨和具体的标准。
州立课程标准的问题所在
我们早期进行的评估以及其他有关部门作出的评估结论，已经清楚表明许多地区的科学课程标准为中到差，特别是在4个方面有多数州未能达标。
问题1：进化论比重被逐渐削弱
著名的生物学家Theodosius Dobzhansky指出：“世上再没有其他物种，能够在物竞天择中像人类这样进化出来。”但是争论持续笼罩在美国学校课堂教学中，反对进化论学说的压力仍然威胁着州立科学课程标准。例如2008年6月，路易斯安那州通过的著名的《科学教育法案》，表面上这是一部“学术自由法案”，给予教师和学生对科学理论的价值和真实性辩论的法律保护，实际上，这项措施推进了赞同创世论者的进程，为寻求教授智能设计论（译者注：一种新形式的创世论）提供了合理借口。
路易斯安那州不是唯一以通过立法动摇进化论教学的州，仅在2011年就有6个州接收了反对进化论的议案（谢天谢地，这些议案都没有在立法层面被通过）。另外还有两个相似的议案已经于2012年在新罕布什尔州、印第安纳州立法机构备案。
当然，大多数反进化论观点的努力目标直接指向科学课程标准。密苏里州在所有标准中，用星号注明进化论“有争议”，自愿学习，不考试。田纳西州把进化论设为高中阶段的选修课。其他的州，如密西西比、科罗拉多、蒙大拿和西维吉尼亚直接指导学生学习中的“重点”和“非重点”。更多的州在科学标准中不提及人类起源――暗示生物的进化原理与人类生命无关。只有佛罗里达、新罕布什尔、爱荷华和罗德岛等4个州在现行的科学标准中公开涉及人类起源内容。
问题2：文字导向模糊
教育工作者不应该面对模糊不清以至无意义的课程标准，然而依据当前的情况分析，许多州正是把这样的内容强加给当地教师。事实上只有7个州的标准能够到达3分分值的满分，即达到“清晰和具体”的标准；29个州只获得分值的0分或者1分。
新罕布什尔州的中学教师要应付如下问题：将能量作为一种许多物质的特性加以描述。宾夕法尼亚州的问题同样地让人困惑：解释新陈代谢的化学性。如此空洞的陈述几乎无助于了解课程展开或者进行教学，也无法指导评价活动参与者。
新泽西州的学生（4年级）被问到类似问题：对物理、生命与地球系统科学中的基础概念的交叉与相互联系加以理解，以调查的结果提出并设计问题、模型，并予以说明。
这些预期目标实际上无具体内容，教师不可能测定学生真正掌握或者能够做什么。相似的模糊不清、无意义的陈述在许多州立课程标准中普遍存在。
不过有的标准的确达到K-12科学课程的要求，如加利福尼亚州在其标准（4年级）中写道：
电与磁是联系密切的物理现象并在当今世界得到广泛应用。对这一概念的理解应该达到以下水平：
学生知道如何用电线、电池与灯泡设计并建立简单的并联和串联电路；
学生知道如何制作简单的指南针并用其探测包括地球磁场在内的磁效应；
学生知道电流能够产生磁场并制作简单的电磁铁；
学生知道电磁铁在制造电动机、发电机以及如电门铃和耳机等简单设备中的作用；
学生知道带电物体间相互吸引或排斥；
学生知道磁体有两极（南极与北极）以及同级相斥异极相吸；
学生知道电能可转化为热能、光能与动能。
问题3：科学探究的整合性差
过去的15年甚至更长时间以来，科学课的教师、课程开发人员以及标准的撰写者都极其关注“基于探究的学习”。在教学实践中，这意味通过探索帮助学生学习科学知识，而不是直接向学生灌输具体内容。探究式学习在科学课堂具有重要的作用。学生应该掌握重要过程的学习和方法技能。这些方法应引入重要的理论概念，这是K-12教育学生的早期前提，还应该学习历史和科学的进化论。很遗憾，在许多州探究标准模糊，几乎无用。例如，爱达荷州只要求学生“观察”或者“运用合作和互动技能”，而爱荷华州的学生被要求：进行适当的个人/生活方式/技术选择，评价、观察、讨论/辩论，从各方面认识并描述公共政策对环境的作用极其相互影响。
如此般的陈述句缺乏可教授的内容，不能指导教师如何在教学中吸收探究的真谛。在密歇根州，一条有名的标准要求一年级学生“进行仔细有目的的观察以便提出问题，调查研究，作出有意义的调查结果”。这样的预期目标中令人苦恼的问题普遍存在：不与内容相结合而提出空洞的华而不实的目标。
另一个常常出现的问题是不能正确演示科学的历史，出现整段的历史缺失。即使有的州立标准中包含了科学历史篇章，内容也是非常宽泛，但缺少真正的实质东西。在马里兰州，学生一直被告知科学的发展是由“不同文化中不同种类的人在不同时间内完成的”，这样一段无意义的句子无法指导教师向学生传授他们应该学习的重要科学历史内容。
问题4：缺少数字计算
数学是构成科学整体的必需部分。只有少数的州能够在数学与科学之间建立清晰连接，许多州似乎最大限度地避开数学公式和等式，通常的结果就是回答造成“条理不清，杂乱无章”――尽管使用计算表达，却是很容易理解的。
对四年级的学生来说，这样界定能源较好：“它产生物质转化。”其他州基本上也这样陈述。但是当学生掌握一些代数知识时，最重要的理解是产生量变。哥伦比亚特区的标准如下。
认识到：一个合力F，作用于质量为m的物体上并通过一段距离Δx，初始状态该物体静止，对该物体施加功W，W=FΔx，该物体获得速度v和动能，K=½mv2=W=FΔx。（高中物理）
只有这样的表述学生才能理解重要的定理，如能量守恒定律。因为根据两次的数字对比，表明它们的作用是相等的，使学生理解能量守恒的意义。
而个别州仅以单纯的数量变化的观点来解释科学现象，最典型的如伊利诺斯州：
了解能源，定义它的循环过程，它是“能够变化的物质”，或者“能够做功”。通过度量或数量来理解能源定义。了解潜在的和运动的能源之间的不同。（11年级）
这样局限性的定义不可能为学生在大学阶段的学习提供准备。
物理学是与数学联系极为密切的科学，而真正理解化学也要依靠数学运算的能力（如力平衡、离子浓度等关键的概念）。没有任何人可以不用数量方法而能够深刻理解高中的其他科学课程。
K-12科学课程标准评价说明
我们寻求简单、明确和严谨地完成对4个方面的内容标准的评价：物理科学、生命科学、地球与太空科学以及科学调查和科学方法学。此份报告只关注各州立标准本身的质量问题。这是我们第三次对各州的科学标准展开评价，第一次的评价于1998年进行，第二次为2005年。Fordham研究所的工作人员在2011年冬季重新核查了所选用的文件材料，保证这些资料无任何修改变动。据我们所知，所有的标准截至2011年12月仍在执行。
每个州的分值以各州标准包含的两个方面内容为基数，综合计算得出：1）内容和严谨；2）清晰和具体。最后的分值换算成字母级别（表1）。
一个行之有效的K-12科学标准文件应当在每个年级时间段所执行的内容中适时逐渐增加难度和抽象练习。
事先没有经过精心设计，不具备内容相匹配的实验室以及活动现场添加的文字说明，这样的科学课教学是无效的。学生对科学进程的理解与科学探究的进行依赖于这些基本形式。实验室应配备可使用的仪器和工具，或根据学生对所执行任务能够掌握的程度定制实验需要的设备，这对理解科学与技术两者之间的关系来说是不可分割的。但是该标准本身不必列明与具体的实验室工作相关的每个理念，这项工作可以放在有关的课程中进行。
不可能在K-12学年教育期间就所有内容规定一个绝对的、最小限度的“必须具备的”全套项目内容。物理、化学、生物、地理、天文和其他学科内容在外在形式上分类清晰，但是它们事实上又都是既独立又交叉的。勤于思考、解决问题是学习的关键所在，为中小学挑选的科学学习内容应该包括基本的和独特的课题。
（译文/蔚蓝）