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青少年有丰富的想象力和求知探索的好奇心。他们中资赋优异者，不满足学校的课堂教学而谋求多方面的发展。许多中学生渴望投入当今科技的潮流，攀登一个又一个新的高峰。
美国的高中教育，近年来适应了这种直接参与新科技的发展要求，并掀起了美国高中科学教育的革命。
美国的中学为高、初中分校，全国约有19000所高中学校。1995年，全美高中注册人数为1401.1万人，应届毕业生有265.2万人（其中男生131.1万人，女生134.1万人）。美国高中教育为4年制。他们着重抓两头，一是职能培训，一是选拔、培育资赋优异的学生。他们还强调高中教育与大学教育的衔接，如加利福尼亚州洛杉矶在未来5年教育计划中，就要求高中生选修3门以上的大学预备课程，创造被录取高等院校的机会，计划还要求高中生做好升学或就业的准备。
美国高中生没有全国联考升大学的压力，只要有升学要求和经济能力，都可能就读各种层次的大学或社区学院（专科）；或者在就业后，在适当时机，再升入大专院校学习、获取学位。
当然，美国也有不少学生，由于各种不同原因，在高中毕业后，到社会上去工作。1995年3月19日，美国国会通过克林顿提议的“从学校创造工作机会”的法案，鼓励高中学校开设职业技能培训计划，凡是参加这项计划活动的学校，可获得联邦政府提供的25万至75万美元的经费。接受培训的学生，为高中11及12年级的学生（即高三与高四）。学习的专业技术，包括环境保护、应用电子技术、园林技术、运动教育、商业、旅游和工程技术业务等。这些学习不影响正常的文化课程，到高中毕业时，至少可以获得高中毕业文凭和符合全美职工技术标准的技术证书这两项证书，从而为工业雇主接受。
在整个高中阶段，加强科学教育，提高教育品质，并在科学教育的基础上，选拔少数出类拔萃、成绩特优的学生，由学校设立具有大学程度的科学资优班，这是为那些不满足于传统课程教材的学生开设的。学校配备资深的专职教师，开设的课程相当于大学程度，一般称为AP（Advanced Placement）课程。指导老师必须舍弃高中课本，而找寻大学的题材，以适应资赋优异学生的强烈求知欲。在这种班学习一年后，可参加一项全国性的考试，获得高分的课程可在上大学后免学，以节省读大学时的时间。
除课堂教学，科学资优班还鼓励学生进图书馆研习和参加“动手学”的科学试验。目前，美国流行“动手学”的教学观念。过去中学生杀几只青蛙、鱼、老鼠作解剖试验的时代已成为历史，代之以直接参与国家及世界发展中的真正的科技研究，这就是美国正在兴起的高中科学教育的革命。教师采用新的上课方式，如带学生到海边观察实际的海洋生理，到森林去研究热带雨林，潜入海底观察珊瑚的生态，观看潮汐，看海象以及培育鳞鱼蛋等等。
1994年，加州圣若孟之加利福尼亚高中两位华裔学生洪裕峰和何理恒，在科学资优班的研究中，发现人类染色体中可能致癌的三个基因，而成为美国历史上最年轻的基因工程科学家，全美国39个以上电视台、数十家报刊对他们进行报道，全欧电视台也专程前往访问，从而成为全球瞩目的新星。加利福尼亚高中，由彭斯所教授的大学程度科学资优班，共有18名精选出的学生。报名参加资优班的学生，必须修过基本的生物和化学课程，每年往往在第一次考试后，淘汰近1／3学生，没有特殊天份的学生也会对所学课程知难而退，最后只留下10多名天赋特异的学生，其中，2／3以上是亚裔，甚至一半以上是华裔（包括在美国出生）。1995年，全美最著名的西屋科学奖得主，也是一位华裔女生，就读圣地牙哥一所高中的程艾伦。
一年一度全美各种中学生科学竞赛，是美国开展科学教育的重要支持力量。如为发掘年轻科学天才的西屋科学奖，每年由全国1600名参与者中，筛选10名对科学有贡献的高中学生，给予他们巨额奖学金（通常有4～11万美元）。据统计，曾有5名西屋奖得主，后来成为诺贝尔科学奖获得者；有47名西屋奖得主后来得到数学界最高荣誉——费尔德奖；有27名西屋奖得主当选为美国科学院院士。“全美科学碗”知识大赛，也有较大成就，这一大赛是1995年由联邦政府能源部主办，以培养青少年学习科学兴趣和选拔人才为宗旨，来自全美56个州的劲旅，会师华盛顿进行决赛，内容涵盖数学、物理、化学、天文、宇航、生物、电子、电脑、气象、统计、材料、环境、地球、工程、植物等学科，部分试题还涉及当代某些前沿科学的发展。这次大赛由加州洛杉矶郡的范奈司高中代表队勇夺冠军，队中惟一华裔学生朱皓为学校赢得第三届“全美科学碗”大赛冠军立下了大功。“全美高中10项全能大赛”也是一项重要的科学竞赛。1995年竞赛时加州马歇尔高中代表队在9年之后再次登上全国冠军宝座。该队主力也是一名华裔女生——年仅17岁的文素英，她一人还独揽艺术、演讲、科学三项金牌。
有些州，也举办中学生科学工程竞赛，如1995年加州第44届科学工程竞赛，设17个项目，包括应用机械、行为科学、生物化学和分子生物学、化学、地球与星球科学、电力与电子、环境工程与生态学、流体力学与航空动力学、数学与软件、微生物学、社会科学、动物学等，分初、高中两组进行，总奖金为4万美元。总冠军获奖作品是《两种新基因的形态与作用》，一等奖作品是《绿色效应的相似研究》、《棉花脱叶剂对肌肉收缩的影响》等。
美国工业界也是支持高中科学教育的重要力量。美国一家最大的化学公司，1995年暑假期间邀请100名高中科学教师研习一周，赠送每位教师一台苹果牌笔记电脑与印表机，并参加全国电脑联网。有些公司还采取参观方式，帮助高中科学教师了解当代科技动态，或提供资料与信息。
许多大学，尤其是一望著名大学，更支持高中科学教育的发展与提高。哈佛、斯坦福等全美著名大学还提供奖学金，让作为全美科学奖得主的那些资优高中毕业生，能进入该校就读深造。
国家试验室，也积极协助那些在高中科学教育方面很卓有成效的学校，从事科学技术研究。当今全美国仅存的过去从事国防研究（如导弹、核子武器等）的8所国家级研究室，现已重视协助企业界、学术界、教育界的升级，从仪器供应、实际指导，提供机会等方面给予支持，包括对高中科学教育的支持。
现今，世界科技研究的潮流逐渐转至高中生。有的教育家认为，重视高中生研究潜力，让他们参与与正在发展中的科学研究，将是美国科学教育的主流。一位大学物理系教授认为，美国真的潜力来自高中许多秉赋特殊的数学和科学资优生，如果让他们插手正在发展的科技研究，并把这种观念传输到全国高中，将会大大推动科学技术的发展。
美国正在加速进行电脑及资讯高速公路的科技革命。据调查，目前全美国约有3000万人的电脑参与联网，他们平均年龄26岁；预测到2000年前，美国参与电脑联网者的平均年龄，会降到15岁以下。这也就为美国高中科学教育进一步发展提供了强有力的物质技术基础。