美国年轻人在自然科学和数学方面正趋向落后地位。父母、实业家和教师为此深感忧虑。当今的政治家也严肃地注视着这一事态。
“每一个国家的根基是对青年一代的教育”这一条格言写在高挂于华盛顿的美国国会图书馆大厅的一块匾上。离开此处数百米的、富丽堂皇的美国国会的会议厅里，议员们对早已提出的，在过去两、三年内已逐渐地显示出来的教育质量的严重下降深感不安。受过教育的中层社会确实普遍存在着对中学教育的不满。但是议员们真正关心的不是人们的不满；而是一系列数字表明美国学生在自然科学、数学和外文水平方面已大大落后于日本、苏联和联邦德国的学生。这一情况可能使如何改革大学前教育成为1984年美国总统竞选纲领中的关键问题之一。
二十五年前，曾有过类似的迫切需要改革自然科学教育的声势很大的运动。触发那次运动的原因是由于苏联在设计和发射人造地球卫星方面所取得的成功所带来的震惊。从诸如此类的社会现实中，作出的最明显的反应是鼓励聪明的、有创见的人，不论其出身如何，去从事自然科学和工程学的研究。当时刚成立的国家科学基金会承担了这个任务，并利用他们与大学研究团体之间的联系，编写了新的教材和对自然科学教师进行暑假轮训。美国在科学研究上，尤其是本世纪五十年代后期和六十年代，在空间科学领域里，美国的明显领先地位正反映这场强化教育的成功。
目前，首要关心的是另一个更迫切的问题：一般的学生都不想学习自然科学，或者说根本不想接受高等教育。在过去的二十年中，公立学校的学生在所有自然科学学科和数学上的成绩都已经下降了。题为“八十年代及以后的科学教育和工程教育”的论文导致了当前这场激烈的争论。国家科学基金会和新近建立的美国教育部在全国教育质量普查中，得出下述结论：在自然科学中，物理学的下降较生物学更为明显；在数学上的下降是最明显的，尤其是应用概念解题比起简单的数字计算情况更糟。
在1980年，引起这些下降的原因似乎是很清楚的。美国大学招生委员会根据1963 ~ 1970年间教育质量普查图表的比较而发现了教育质量的下降状况，导致这一下降的原因被认为是由于参加普查人员的成分有了变化，并估计普查对象的变化在2/3 ~ 3/4之间。但是，该委员会认为，从1970年起教育质量的下降，用这个因素来解释就不能令人信服。真正的原因应是“在学习过程中忽视理论的重要性，班级人数的过多，以及普遍的低标准和学生的学习动力的不足”。
美国学生能力的明显下降
近年来美国大学所招生的新生的平均能力已经下降——这也许是增加了女学生和少数民族学生的原因。那些完成中学学业的学生中掌握微积分课程的低于百分之三十，完成中学物理课程的学生不到百分之二十五。而——真正危险——日本的学生超过美国和欧洲的同一程度的学生。美国人还担忧苏联制定的普及和强化自然科学的计划。
这一令人不安的事态是怎样发生的呢？美国的各州法律通常都规定：实行免费的公众教育。并由州政府提供该项教育费用的最大份额——49%。政府对学校规定了原则性的方针。例如：确定教师的标准（在一个州获得的证书在另一个州常常是不予承认的），并制定中学毕业的最低要求。至于学校的日常工作——课程的设置、教职员工的雇佣和辞退、学期的长短，以及作息制度——是由当地的校务委员会决定的。目前，这样的机构大约有71，000个。
按校务委员会标准由当地负责进一步提供学校费用的42%。学校行政管理的最好形式是竞选，由选举产生3 ~ 15名组成教育委员会，该委员会的成员是义务性质的，任期为2 ~ 4年之间，并按常规由该委员会聘请一位专职负责人处理日常工作。
在美国边远地区仍然存在着强力反对来自外界对当地事务的干涉，学校也是如此。这样做有许多优点，它使学校能符合当地的需要和期望，并给家长提供对教育产生影响的机会。另方面，贫困地区难以为公共事务提供额外的需要。这种情况可由联邦政府来补足大学前教育的全部费用中所不足的9%。提供这笔资金的目的是为这些贫困地区的公民能享受同其他地区公民一样的受教育的权利。
一般来说，学校对学生和家长都没有很严格的要求。在小学，一天的学习时间为五小时，平均每天数学课为45分钟，自然科学课为20分钟。对于不太聪明的孩子来说进入中学时，他们对自然科学和数学已无兴趣可言，中学通常开设一系列广泛的课程，包括电影、运动、驾驶、公民的权利和义务，其他一些常识课；而自然科学和数学大都是选修课。
现在的孩子，也许相信“攻”较难的数理化与选读较容易的有关学科（很明显选择后者的学生所占的比例不少）没有多少差别，因为这些课程的学分是相同的。而且各州已放宽了对中学毕业生的要求。在这次辩论中的重大事件之一是1982年5月由美国全国科学和工程学会召集的一次会议。会上提到了“三分之一的学校只要求学一年的自然科学和数学就可毕业”，“在每年大致三百万的中学毕业生中，大约只有三分之一的学生读完三年的数学课，五分之一左右的学生学完三年的自然科学课”。
因此，在“困难”学科上成绩下降是不足为奇的。在美国四年制大学中，数学课的25%的时间用在进行补习中学的内容。这一反常现象根本就没有引起人们的注意。而在学制为二年的社会职业学校中，补习数学的时间占全部数学课时的42%。
各所大学已经在降低入学标准上交换了意见，通过了更灵活的入学方针。有关教育危机的最新报告《一个国家的危险》。这份报告是由里根任命的提高教育质量全国委员会汇编，并于1983年4月出版的。该报告中提到“美国四年制的国立大学，五分之一学生必须是本州的中学毕业生，而不管他们学的课程及成绩”。而且，提高教育质量全国委员会发现“所调查的大学中有23%的学校。在七十年代，总的水平已有下降，有29%的大学减少了入学考试的科目”。
这件事应该怎样看呢？很清楚，上述的这些变化肯定是为了使社会上更多的人获得高等教育。国家科学基金会的前任主任约翰 · B. 斯劳特（John B. Slaughter）说：“在数学、自然科学和技术教育的质量和数量上的恶化迹象……无疑是一个征兆，表明在少数科学技术上的杰出人员与在科学技术上未受教育或教育不良的平庸百姓之间，将存在着不断扩大的差距。”在科技问题上公民应该能够获得知识和对科学技术的事情作出判断是非常重要的。
对很多实业家来说，他们感到问题越来越严重的是，缺乏具有基本技能的工作人员，而在工业、护理和商业岗位上愈来愈多的工作又确实需要这些基本技能。站在学生的角度来看，在自然科学和数学上有良好基础的人，他们的就职机会就多。正如在1980年国家科学院和全国工程学会的会议上工矿企业方面的首席代表理查特 · 赫克塔（Richard Heckect）所说的“我们不仅需要具有经营管理才能的雇员、工程师和研究人员：还需要善于思考、能够严密地推理的，不怕数学，不怕自然科学的工作人员”。
现在以地区为单位，工业界已同校方在提供人员、设施和设备方面进行合作，国家也制定了全国性的帮助学校的计划。到目前为止，其中最大的一项计划是俄亥俄州给学校一百六十万美元的投资，尤其是为初级中学提供购置自然科学教学方面的器材设备的经费。开发人才的国家商业财团正在为特别有前途的学生提供5000美元用于进一步的培养。该财团准备将它提供的资助增加到数百万美元。
现在各州也积极行动起来。许多州正在采取措施鼓励学生学习更多的自然科学课程。最简单的方法是在自然科学和数学方面对毕业生提出更多的要求。更多的州打算到1985年改变现状，其中有十个州准备提高对数学的要求，有二个州准备提高对自然科学的要求。而在威斯康星州人们强烈建议在自然科学和数学上都要提高要求。总共已有二十多个州都在研究这方面的改变；其中加利福尼亚州和佛罗里达州已详细地研究了他们州的中等教育体制。
美国自然科学师资不足
1982年的一项调查中指出：在美国不称职的自然科学和数学新教师的具体数字。在一定程度上这是由于那些称职的教师在数量上的减少而引起的结果。更应引起注意的另一个重要因素是不管称职还是不称职的自然科学教师其薪金是一样的。
全国自然科学教育协会的执行理事比尔 · 奥尔德里奇（Bill Aidridge）查看了自然科学教师的人员统计资料，并对广泛报道的美国各地对自然科学教师的需求大大地超过了供补能力一事作了进一步的调查研究。奥尔德里奇与位于衣阿华的衣阿华大学的詹姆斯 · 夏伊曼斯克（James Shymansky）共同进行了研究，他们发现在1971 ~ 1980年期间，在培训成为自然科学教师的人数上已大大下降了。其中，数学培训人员下降79%，自然科学培训人员下降64%。而合格的人中也只有少数愿意担任教学工作。
那么，又是哪些人在教自然科学呢？奥尔德里奇和夏伊曼斯克发现在1980 ~ 1981年中退休的自然科学和数学教师占总数的1%，而辞去教学工作的自然科学和数学教师却占4%；而且作为临时雇佣的这些教师的人员中，有一半以上是不称职的，他们还发现在职的自然科学和数学教师存在一个基础不佳的当务之急。根据奥尔德里奇的计算认为现在在职的自然科学和数学教师中有30%不是做教育工作的合适人选。
留下的那些合格的教师又不得不面临着教学设施的不足和难以使教学设施现代化的问题。在450名教师的抽样调查中，奥尔德里奇和夏伊曼斯克发现60%的教师叙述了他们教学经费被削减了。四分之三以上的教师在十多年中没有参加过10小时的听课或专题讨论会；69%的教师从来没有参加过一次计算机的专题讨论会；而有4%的教师根本没有得到过进修一十六年来专业水平一直维持在一般水平而得不到进修；有24%以上的教师打算在以后的五年中辞去教学工作。
奥尔德里奇和夏伊曼斯克预言“美国中学的自然科学和数学的课堂教育质量将继续恶化。我们不能光等待补充或让供求法则来纠正这些问题，而让时间白白地流逝。”
全国自然科学教师协会对什么是科学文盲，以及教师应该向全体学生提供怎样的科学知识有一个明确的意见。例如，全国自然科学教师协会建议三年级前，每周的自然科学教学时间不得少于一个半小时；四到六年级一周不少于二个半小时；七到九年级期间至少两个整年的时间中一天须有一小时；在十年级到十二年级之间也应同前者一样。这一建议也十分强调实验室教学和现场教学的作用，以及教师带职培训的重要性。
全国自然科学教师协会指望当地的行政机构和州政府能像历来做的那样在调整教师薪金，提供教育经费和设备上发挥他们的作用。现已有迹象表明正在采取行动。在得克萨斯州的休斯敦、弗吉尼亚州的里士满和俄克拉何马城的学校当局为了使教师收入增加，已提供了超过工业部门人员的津贴。
全国自然科学教师协会认为：某些问题应该由联邦政府来解决。所以它恳求国会和总统给国家科学基金会拨款，为教师提供新的器材设备和培训——正如国家科学基金会在1965 ~ 1972年之间在这方面曾取得了巨大的成功。
现在看来1984年国家科学基金会将得到大约1亿美元，用于提高数学和自然科学的教育质量；而教育部将得到3亿多美元。国家科学基金会打算将这笔钱用于为学校自然科学和数学教育的发展购买器材设备和推广新的教育思想以及研究教育方法，而教育部将它所得的钱分配给各州。
当前，真正的政治家都跳出了政治的圈圈，并一起支持联邦政府参与数学和自然科学的教育工作。甚至以前曾忽视教育或指责政府干预教育的右翼激进分子也已加入了这一潮流。尽管在主要职位上有几位老顽固指责当前教育质量的下降，但在此时，联邦政府已着手考虑教育工作的情况，因此这两者不能说没有关系的。里根总统，在他任职的头两年中对教育极无兴趣，而且削减了用于新教育计划的经费，因此给国家科学基金会开展学校教育工作造成了巨大的心理上的打击。然而现在他已经做出一副完全向后转的面孔。他最近说“我打算把学校问题放在首位”并“在任职期间尽力将教育质量问题列入政府的议事日程”。其中包括：从教师的工资上反映尊重教师的神圣工作；提高中学毕业生的标准，特别是数学和自然科学的标准；以及努力给教育界补充这方面的教师。全国自然科学教师协会正在每个州评选一名优秀的自然科学或数学教师，或同时教这两门课程的教师——里根将在十一月向选中者发奖，同时每人还将得5000美元为其所在的学校购买教学器材。这种奖励活动以后将每年举行一次。
现在几乎没有一个人怀疑：提高教育质量必须重视智力和财力两个方面的投资。国家的大多数科学和教育组织都以这样或那样的方式参与提高教育质量的工作。在这种情况下，教师在数学和自然科学课中应该使学生接受什么呢？以及教师应采取怎样的教学方法？
以国家科学基金会的科学和工程人事及教育处的艾尔 · 布西辛诺（Al Buccino）为代表的一个学派，不赞成“教学出现危机”，这一种“十分吸引人心理”的说法。还说重要的是“为每一个人制定高标准严要求……我们必须树立好的榜样和远大目标”，也就是说，他希望看到一个像历来那样的按部就班地学习数学和自然科学。他说避免在技术人员和其余人之间出现鸿沟的最好办法是在科学上给予每人以同样的教育。同时，使大家知道数理化这些学是不比其他学科难学的。
全国自然科学教师协会的奥尔德里奇却有不同的想法，他认为，现在人们的注意力正集中在科学教育上，这为我们提供了一个极好的机会，可以重新审定学校的全部课程，以突出科学的应用及其对社会的作用。他相信这样的做法并不用降低原来的标准，就可使更多学生发生兴趣。对于中学毕业后不从事科学工作的学生来说，他们打下了很扎实的基础，而又不会影响高才生进入大学，获得进一步深造的机会。
现在，全国自然科学教师协会建议，在小学阶段自然科学教育上应有不低于5%的基本课时讲述“与科学相关的社会问题”。对初、高中年级这方面的课时应分别不低于15%和20%。
不管这场争论的结果如何、但提高教育质量问题至少在1984年的总统大选前将会始终存在。
[New Scientist，1983年7月]