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科学教育（かがくきょういく、英: science education）とは、伝統的な科学者コミュニティに属さない人々に対して科学的知見および科学的方法を伝える教育分野。
概要

児童、生徒、大学生、一般成人のいずれも科学教育の対象となり得る。科学教育を構成する分野には、自然科学、科学のプロセス（科学的方法）、一部の社会科学、一部の教育学理論がある。学校教育の課程において学習者に何をどこまで理解させるかは、日本の学習指導要領や米国のNGSSなどの教育基準に規定されている。伝統的に教育基準に含まれる科学科目は物理学、生命科学、地球科学、宇宙科学、人間科学である。

本項では主として日本以外の国の科学教育について扱う。日本の学校教育における科学教育については、「理科」および「理科教育」を参照のこと。
歴史的背景

英国のパブリックスクールで初めて科学教師の身分を得たとされるのはウィリアム・シャープ（英語版）である。シャープは1850年までラグビー校に勤め、そのカリキュラムに科学を取り入れた。シャープは英国のあらゆるパブリックスクールにおける科学教育の雛形を確立したと言われている[1]。

次の進展をもたらしたのは、「科学振興のための英国アカデミー」[注 1]（BAAS）が1867年に発行した報告書であった[2]。BAASは「科学的な気質」を養うことと「純粋な科学」を教えることの両者を奨励していた。前者は知的訓練のための科学学習というイデオロギーに基づいており、当時の進歩主義教育に支持された。一方でBAASは後者の専門準備教育をも重視していた。こちらも将来のBAASメンバーを養成するためには欠かせなかった。

当初、水準の高い教師が不足していたため科学教育の発展は遅々として進まなかった。大きな進展となったのは、学校カリキュラムについて審議するロンドン教育委員会（英語版）が1870年に初めて設立されたことと、訓練された科学教師を全国に供給する養成課程が創設されたことであった。これらの動きはトマス・ヘンリー・ハクスリーから決定的な影響を受けていた（詳細は別項を参照）。また、ジョン・ティンダルも物理科学の教育に影響を与えた[3]。

同時期のアメリカ合衆国では散発的にいくつかの科学科目が教えられているのみであったが、1890年代になって科学教育の標準化が行われ始めた[4]。科学カリキュラムは市民科学と専門準備教育という2つのイデオロギーの間の大々的な討論を経て徐々に具体化していった。フロリダの中等・高等教育を主導する30名の教育者によって会議が持たれた結果、1892年に全米教育協会（英語版）[注 2]（NEA）は10人の男性教育者からなる「十人委員会」[注 3]を設置し、将来の教育会議を開催する権限と、中等教育の主要教科の内容を協議する委員会を設置する権限を与えた。委員長を務めたのはハーバード大学のチャールズ・W・エリオットであった。十人委員会は9つの協議委員会の招集および任命を行った。それぞれの担当教科はラテン語、ギリシア語、英語、その他の現代語、数学、公民（歴史・民政・政治経済学）、そして科学に関する以下の3分野であった。
物理科学（物理学・天文学・化学）

博物学（生物学（植物学・動物学・生理学を含む））

地理学（自然地理学・地質学・気象学）

それぞれの協議委員会は大学、教員養成機関、および中等学校から選ばれた10人の専門家で構成されていた。アメリカ各地で個々に協議委員会の会合が持たれ、それらの報告書を受けた十人委員会は4日間の会合を経て包括的な報告書を作成した[5]。NEAは1894年に協議の結果を公刊した[5]。

当時の高校カリキュラムはアカデミックなものと実学中心のものに二極化しており、それらは往々にして経済的・社会的・人種的な格差を反映していた[6]。十人委員会は中等教育の「リベラル化」を図り、科学を始めとする共通科目をすべてのカリキュラムに含めるよう提言した[6]。十人委員会が考える中等教育の目標とは、将来専門教育を受ける一部生徒のための準備教育というだけでなく、すべての生徒が健全な生活を送り、社会に貢献できるようになるための基盤づくりであった[6]。

十人委員会は知的訓練に重点を置く市民科学のアプローチを支持し、大学入学基準から科学の成績を除外した[7]。それ以前から英国でBAASが展開していたモデルも手本となった[訳語疑問点][8]。最終的に採用されたカリキュラムの特徴は以下の通りである[5]。

初等教育では、野外実験を通じて単純な自然現象を学ぶことを重視する（Nature study）。

中等教育では、委員会がリストアップする実験に関する実習に重点を置く。

科学的事実と原理を教える。

大学教育のための準備

一般市民のための知的訓練と専門家養成教育とを両立させることが、当時から今日まで米国の科学教育カリキュラムの骨子であり続けている。しかし、20世紀末にはSTSE（Science, technology, society and environment）教育のように人道主義的な[訳語疑問点]アプローチを取り入れようとする動きが起こり、広く実施された[9]。アメリカ科学振興協会 [注 4][10]や「科学教育基準及び評価に関する全米委員会」[注 5]が発刊した報告書では、学校で学ぶ科学と、実用的な技術や社会的含意とを関連付けた教育目標が述べられている。
科学教育の分野
物理教育斜面上の物体にはたらく力。

アメリカ物理教師協会[注 6]が推奨するプログラムにフィジクス・ファースト（Physics First、「初年度物理」）がある。米国の後期中等教育では3 - 4年間で自然科学3科目（化学、生物、物理）を履修するカリキュラムが一般的だが、初年度に学ぶ教科を物理とすることで、物理への理解を深め、物理の課程選択者を増やすとともに、化学や生物を学ぶための基礎を身につけさせようというものである[11]。

現在米国の多くの州において、ハイスクールの科学カリキュラムでは3科目が必修と定められているのみである。つまり物理を選択せず、生物学・化学・「地学および物理科学[注 7]」を履修するだけで済ませることができる。過去20年間、米国の物理教育はこれによって痛手を受けてきた。多くの大学生にとって、高校で物理を履修しなかったことが自然科学を学ぶ上で障害になっている。

大学レベルでは、適正技術に関する授業課題を与えることが、物理専攻ではない学生に物理への学習意欲を持たせるという点で効果的だと示されている[12]。