1994年，美国国家研究理事会通过了一个研究和制订美国科学教育标准的计划，该计划的成果于1995年颁布，即一份《国家科学教育标准》的详尽报告。该报告包括科学教学、专业进修、评价、科学内容、科学教育大纲、科学教育系统、面向未来七个方面的标准，为美国科学教育提供了一份目标明确、内容全面、极富改革意义的教育标准（美国国家研究理事会，1999）。该报告与“2061计划”（1990）、《中学科学的范围、程序和协调方案》（1992）一起，并称美国20世纪90年代三大国家级科学教育改革方案（魏冰，2000）。
在这份报告中，关于科学内容的标准，共包括八类：科学的统一概念和过程、作为探究过程之科学、物质科学、生命科学、地球与空间科学、科学与技术、从个人和社会视角所见的科学、科学的历史与本质（美国国家研究理事会，1999）。其中，“科学的历史与本质”作为重要的科学内容要求，直接被列为内容标准中一项，体现了美国在基础科学教育改革中对科学史、科学哲学以及相应的科学观素养的重视与强调。另外，从本章第二节得到的结论来看，科学史对于科学教学中理解“科学知识的整体性和自然的内在统一性”“科学是一种探究过程”“科学技术与社会的关系”以及科学观的形成，都有重要意义。具体就这份《国家科学教育标准》来说，除了“科学的历史与本质”这一内容标准直接涉及科学史以外，有关其他的科学教育目标，特别是内容标准中的“科学的统一概念和过程”“作为探究过程之科学”“从个人和社会视角所见的科学”，也与科学史有着密切的关系。以下分别从不同的教育阶段，着重以“科学的历史与本质”这一科学内容标准来分析科学史在美国《国家科学教育标准》（以下简称《标准》）中的渗透与影响。
2.3.1.1 幼儿园至4年级科学内容标准与科学史
幼儿园至4年级“科学的历史与本质”内容标准，首先提出了两个基本目标，分别是让学生理解科学是整个人类奋斗的目标，以及培养学生对科学的理解能力。《标准》指出，在这一阶段的教学中，教师应该培养学生“提出问题和研究世界”的兴趣和习惯，并提供了具体的教学方法，“让学生分组进行调查研究，首先提出问题，然后将问题的答案交流给别人”，即“强调调查研究的经验和对解释的思考，而不过分强调科学术语和信息的记忆”。《标准》接下来明确指出了科学史在其中的作用：“学生可以通过历史学习一些科学探究方面的重要事情和著名人物，这些知识可以为接受后来将介绍的科学的历史和本质方面的复杂概念奠定基础。”《标准》为这一阶段教学将科学史融入科学教学提供了一个切实可行的方案，即通过各种形式的科学家传记来了解科学研究的过程与方式：“可以借助短篇小说、电影、录像和其他例子介绍一些对科学作出贡献的历史名人的有趣例子。要求学生通过这些故事理解科学家是如何工作的，注意他们提出的问题、他们采用的研究程序和众多个人对科学技术的贡献。”（美国国家研究理事会，1999）
在具体的内容要求上，《标准》对这一阶段的教学中学生关于“科学的历史与本质”的理解做了四个方面的要求：
（1）科学是有历史的，并且历史悠久（“人类从事科学和技术已有很久很久”）；
（2）男性和女性都对科学有所贡献（“男人和女人同样在科学技术史上作出了各种贡献”）；
（3）自然界中仍有许多未知等待科学去探索，科学是一项永恒的事业（“尽管人类通过科学探究已经学到了许多关于自然界中的物体、事件和现象的知识，但是仍然有更多未知的领域等待人类去了解，科学事业永远不会有终结”）；
（4）科学是一项有富有魅力的事业，值得为之付出和努力（“许多人选择了科学作为自己的事业并且把他们的整个生命贡献给科学研究，许多人从科学研究中获得了极大的乐趣”）。（美国国家研究理事会，1999）
2.3.1.2 5～8年级科学内容标准与科学史(www.xing528.com)
5～8年级“科学的历史与本质”内容标准提出的基本目标，除了延续幼儿园～4年级阶段的“理解科学是人类奋斗目标”和“培养学生对科学的理解能力”以外，还增加了两项，即明确提出对“科学的本质”和“科学史”的目标要求。
《标准》接下来介绍了学生达到“科学的本质”和“科学史”这两项教学目标的可能性、意义以及具体教学手段和目的：“学生实际参与科学研究的经验为理解科学探究的本质奠定了基础，也为理解本标准所介绍的科学史奠定了基础”；“历史实例的介绍可以帮助学生看到，科学事业是富有哲理的，是社会性的活动，是充满人性的，由此，学生能够更准确地理解科学探究和科学与社会之间的相互影响”；“为了帮助学生理解科学的本质和历史，科学教师可以运用学生调查研究的实际经验、案例研究和生动的历史花絮，本标准的目的不是要编写一个完整的科学史概论，而是要利用某些科学史事例帮助学生理解科学探究、科学知识的本质和科学与社会之间的相互影响”（美国国家研究理事会，1999）。
在支持该部分内容标准的基本概念和原理中，关于“科学的本质”，《标准》在科学知识的相对真理性和可证伪性、科学争论和同行评议三个方面作出了要求：科学知识科学观念并不是最终真理，原则上要接受变更和改进，当今科学的主要概念都已经过实验和观察检验，但未来仍有变化的可能，历史上曾有过许多这样的先例；科学家内部存在分歧和异议，在理想的情况下，科学家会承认并努力寻找能够消除异议和分歧的证据；科学评议和公开交流是科学研究的一部分，并且有可能通过这种方式消除科学家内部的分歧和异议。《标准》在这三个方面要求的基础上，突出强调了科学的划界问题以及科学的局限性：“学生应该理解科学问题和其他问题的区别，应该理解科学和技术能为社会作出什么样的合理贡献，应该理解哪些是科学和技术无能为力的领域。”（美国国家研究理事会，1999）
支持该部分内容标准的基本概念和原理的另一内容是“科学史”。关于“科学史”，《标准》也提出了三个方面的要求，即科学史家个人的贡献、不同民族和文化背景对科学的贡献和科学创新的困难：“许多个人对科学传统作出了贡献，学习其中的某些典范人物可以进一步理解科学探究，理解作为人类奋斗目标的科学，理解科学的本质及科学与社会之间的关系”；“从历史的观点看来，科学是不同文化背景的不同个人的实践活动，纵观诸多民族的历史就可以发现，那些成就斐然的科学家和工程师都被看成是对本民族的文化作出最杰出贡献的人”；“跟随科学史的足迹可以发现，科学创新人物要打破当时被普遍接受的观念得出我们今天认为理所当然的结论是多么的困难”（美国国家研究理事会，1999）。
2.3.1.3 9～12年级科学内容标准与科学史
9～12年级“科学的历史与本质”内容标准中的基本目标，仍然延续了5～8年级对于科学的本质和科学史的要求，但是将表述变为“科学知识的本质”和“历史的观点”。这是一种更高的要求，因为这意味着不仅要求学生认识到影响科学的外部因素及其本质，更要认识到科学知识本身的属性及其本质；“历史的观点”也比“科学史”更进一步，不仅要认识到科学是有历史的，在历史的案例中学习科学，更要学会一种用历史和文化的视角来看待科学及其发展的方法。正如《标准》中提到的，这一阶段“有关‘科学的历史与本质’的标准与美国科学促进会制定的《科学素养的衡量基准》中的‘科学的本质和历史篇章’是完全一致的”，“目的是让学生逐步了解科学对人类的价值、科学知识的本质和社会中的科学事业，而不是侧重对历史的广泛了解”（美国国家研究理事会，1999）。
《标准》在这一阶段“科学的历史与本质”的内容标准中，还专门提到学习科学史的意义、困难和应该注意的问题：“学习科学史可以帮助学生改善他们对科学的一般理解。教师应该敏锐地意识到，学生在步入历史研究时缺乏必要的知识，缺乏时间、持续时间和先后相继等视点。高中学生对于理解历史人物的观点可能会有一定的困难。例如，学生们可能会把历史人物看成是比较差劲的，因为这些人不懂我们现今已懂得的东西。有些学生对于那些其理论已经被取代的往昔科学家们似乎也持有这一种‘今人必定胜古人’的看法。”（美国国家研究理事会，1999）
在支持该部分内容标准的基本概念和原理中，就“科学知识的本质”，《标准》提出了三个方面的要求：分别是科学研究的基本方法、原则，科学理论的基本标准，科学知识的不完备性。在科学研究的基本方法和原则问题上，《标准》这样指出：“科学有别于其他认知方式和其他知识体系，它采用实证标准、逻辑论证和怀疑精神，因为科学家的任务是努力以最好的方式解释自然界。”关于科学理论的基本标准，《标准》这样谈道：“科学解释必须满足一定的标准。首先而且最重要的是，它们必须与实验证据和从观察自然中所获得的证据一致，而且在可能的条件下必须对所研究的系统作出精确的预测。它们还应该符合逻辑，尊重证据法则，公开接受批评，报告所采用的方法和过程并且将知识公开。”在科学知识的不完备性问题上，《标准》这样解释：“由于所有的科学概念均赖于实验和观察的证实，所以从原则上讲，当出现新的证据时，一切科学知识都可能发生变化。能量守恒定律和运动定律等科学核心概念已经经过了广泛的证实，因而在它们被检验过的那些领域似乎不大容易发生变化。在那些数据尚不完整、理解尚不充分的领域（例如人类进化的细节和全球变暖问题），新的证据一旦出现很可能要导致现有概念的变化或当前冲突的解决。在信息依然支离破碎的情况下，科学概念不完整是一种正常现象，不过这也是取得重大突破的机会之所在。”（美国国家研究理事会，1999）
支持该部分内容标准的基本概念和原理的另一内容“历史的观点”中，《标准》提出了两个方面的要求：分别是不同民族和文化对科学史的贡献和常规科学与科学革命的关系问题。关于第一个方面，《标准》指出：“在历史上，形形色色的文化都对科学知识和技术发明作出了贡献。数百年前，现代科学开始在欧洲迅速发展。在过去的200年间，科学对西方和非西方的工业化作出了巨大的贡献。然而，其他非欧洲文化也发展了科学概念，也通过技术解决了人类的许多问题。”关于第二个方面，《标准》首先谈了常规科学的意义：“通常，科学中的变革是作为对现有知识的微小修改出现的。科学和工程的日常工作导致了我们对世界的理解和我们满足人类需要和抱负的能力的渐进式进步。通过研究科学家个体，研究他们的日常工作和他们在自己的研究领域推动科学知识进步的努力，可以学到许多关于科学内部运作和科学本质的知识。”《标准》然后列举了历史上引发了科学理论变革乃至革命的科学史案例，包括哥白尼革命、牛顿力学、相对论、原子理论、生物进化论、量子理论等。最后，《标准》强调指出：“科学解释的历史观点说明，科学知识如何随时间的推移发生变化，而且几乎始终是建立在先前知识的基础上。”（美国国家研究理事会，1999）
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