21世纪的教育注重培养支撑学生终身发展、适应时代要求的关键能力。分析和比较了中国和美国提出的关键能力内涵及其要素，中国更重视伦理道德规范、职业能力和创新能力，美国对关键能力要素的表达更加具体明确；阐述了科学教育与培养关键能力的关系；解析了我国科学课程标准中与关键能力有关的内容，建议前移科学道德和学术规范教育、强化职业生涯规划及发展教育。提出了科学教育中培养关键能力的四项教学策略：充分利用科学探究与工程实践、合作学习与合作探究、科学理论发展史及联系学生兴趣及生活经历的真实情境。