美国在国际性学生评价项目PISA测试中连续3次处于中等偏下成绩，其15岁以下学生在阅读、数学、科学等方面所表现出来的成绩不尽如人意。在2003年开始增加的科学兴趣一项测试中，美国学生表现出来的科学兴趣则处于比较高的位置。也就是说，美国学生在PISA测试中所表现出的科学成绩令人失望，但是他们的科学兴趣却排在世界前列。本文从PISA测试中美国中小学生的科学成绩入手，详细阐述美国科学教育的相关情况，分析美国科学教育理念层面和实践层面中各个环节因素的表现以及由此而带来的相关问题，探究美国由来已久的能力主义与知识主义之争的原因，并且阐述美国近期开始的科学教育改革，分析其为什么会出现这样的改革，以及能力主义和知识主义之间能否协调发展。 美国自20世纪以来经历了多次科学教育改革，仔细分析这些科学教育改革的具体措施可以看出，美国的科学教育是从培养精英到大冢普及，这也在一定程度上反映了美国科学教育的迅速推广。从20世纪60年代以来美国的科学课程内容就在不断地进行整合，在一定程度上科学课程的时间被缩短了。进入20世纪90年代以后，美国开始反思美国学生相继在一些国际性评价项目中失利的原因，并对这些原因提出改革措施。这一趋势在20世纪90年代后期到进入21世纪更加明显。美国政府颁布了《美国国家科学教育标准》、《提高国家竞争力》、《不让一个孩子掉队法》等一系列相关法案，强调科学教育基础知识的重要性，增加科学教育的授课时间，加强科学教育师资培训，加大联邦政府对科学教育的资金投入，改革科学课堂教学策略，重视科学教育评价。 本论文的引言部分阐述了问题的提出、研究价值、研究设计和国内外的相关研究现状。第一章主要是详细阐述了历次PISA测试中美国学生的表现，包括科学成绩和科学兴趣的情况，并且介绍了美国对于这一现状的反应。第二章主要是分析美国中小学生科学教育的理念，首先分析了PISA测试中所体现和反映出来的科学素养要求，然后分析美国科学教育中的理念，分别从综合课程观、学生中心主义、课堂教学策略、能力主义的评价观等几个方面来阐述。第三章分析了美国中小学科学教育实践层面的问题，主要从美国科学教育课程、教育内容、教育实施、教育评价、教育管理几个方面来详细阐述。第四张重点介绍了美国当前实施的中小学科学教育改革相关措施，以及分析这些措施产生的背景和影响，在此基础上，提出自己的看法，如何更好地解决能力主义和知识主义之间的矛盾，是否能够使这两者协调平衡发展。