Sachverhalt:
A. Der im Jahr 2000 geborene Z._ besuchte im Schuljahr 2009/2010 die Kleinklasse im Schulhaus A._ (Schulkreis Winterthur-Stadt). Nach verschiedenen Vorkommnissen ordnete die Kreisschulpflege Oberwinterthur am 23. September 2009 die sofortige Dispensation von Z._ vom Unterricht an bis zur Klärung des weiteren Vorgehens; für die Zeit nach den Herbstferien stellte sie Einzelunterricht in Aussicht, sofern sich bis dahin keine längerfristige Lösung ergebe.
B. Am 5. Oktober 2009 erhob der Vater von Z._, X._, Rekurs beim Bezirksrat Winterthur. Er beantragte, es sei die Nichtigkeit des Entscheids vom 23. September festzustellen bzw. dieser aufzuheben und es seien eine Untersuchung über die Vorfälle in der Kleinklasse von Z._ seit Beginn des Schuljahres 2009/2010 vorzunehmen und geeignete Massnahmen zu treffen.
Mit Präsidialverfügung vom 21. Oktober 2009 ordnete die Kreisschulpflege Oberwinterthur für Z._ ab dem 26. Oktober 2009 als Übergangslösung Einzelunterricht in der "Individuellen Erfolgsschule" in Winterthur an.
Am 16. Dezember 2009 schrieb der Präsident des Bezirksrates Winterthur das bei diesem hängige Rekursverfahren als gegenstandslos ab und verweigerte aufsichtsrechtliche Vorkehren.
C. X._ führte dagegen Beschwerde beim Verwaltungsgericht des Kantons Zürich. Er beantragte erneut, die Nichtigkeit der Verfügung vom 23. September 2009 festzustellen und diese aufzuheben. Eventuell sei die Sache an den Bezirksrat zurückzuweisen. Überdies sei dieser anzuweisen, eine Untersuchung über die Vorfälle der Kleinklasse von Z._ seit Beginn des Schuljahres 2009/2010 vorzunehmen und entsprechende Massnahmen zu ergreifen. Mit Entscheid vom 7. April 2010 wies das Verwaltungsgericht, 4. Kammer, die Beschwerde im Sinne der Erwägungen ab, soweit es darauf eintrat. Dabei trat das Verwaltungsgericht insoweit auf die Beschwerde nicht ein, als X._ eine Untersuchung über die Vorfälle beantragte, da sein entsprechendes Begehren nicht vom Streitgegenstand erfasst werde und deshalb nicht Prozessthema sei. Im Übrigen habe der Bezirksrat den bei ihm eingereichten Rekurs zwar zu Unrecht als gegenstandslos abgeschrieben, die Verfügungen vom 23. September und vom 21. Oktober 2009, die gemeinsam zu prüfen seien, erwiesen sich aber als rechtmässig. Unter diesen Umständen und angesichts der Dringlichkeit des Verfahrens und des Grundsatzes der Prozessökonomie rechtfertige es sich nicht, die Sache an den Bezirksrat zurückzuweisen.
D. Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten vom 18. Mai 2010 an das Bundesgericht stellt X._ die folgenden Anträge:
"1. Die Nichtigkeit der Verfügung ist festzustellen und damit aufzuheben.
2. Es ist der Bezirksrat Winterthur anzuweisen, eine Untersuchung über die Vorfälle in der Kleinklasse im Schulhaus Geiselweid seit Schulbeginn 09/10 vorzunehmen und geeignete, darauf aufbauende Massnahmen einzuleiten, damit möglichst rasch der geordnete Schulbetrieb wieder aufgenommen werden kann.
3. Eventualiter ist die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zu überweisen.
4. Es ist eine konkrete Normenkontrolle ... vorzunehmen.
5. Die Kosten für das Verfahren bei der Vorinstanz sind unverhältnismässig hoch und deshalb auf einen angemessenen Betrag zu reduzieren.
..."
Zur Begründung wird insbesondere eine Verletzung des Anspruchs auf ausreichenden Grundschulunterricht nach <ref-law> geltend gemacht.
E. Das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich hat auf eine Vernehmlassung verzichtet. Die Kreisschulpflege Oberwinterthur hat innert Frist keine Stellungnahme eingereicht.

Erwägungen:
1. 1.1 Angefochten ist ein kantonal letztinstanzlicher Endentscheid im Bereich des öffentlichen Schulwesens, gegen den die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten gemäss <ref-law> erhoben werden kann. Der Ausnahmetatbestand von Art. 83 lit. t BGG, wonach die Beschwerde gegen Entscheide über das Ergebnis von Prüfungen und anderen Fähigkeitsbewertungen ausgeschlossen ist, greift vorliegend nicht, wo es um die Anordnung eines vorübergehenden Schulausschlusses und der Erteilung von Einzelunterricht geht.
1.2 Der Beschwerdeführer ist als Vater des von der schulrechtlichen Massnahme betroffenen Schülers grundsätzlich zur Beschwerde legitimiert. Wie bereits die Vorinstanz kann auch das Bundesgericht ausnahmsweise vom Erfordernis des aktuellen Interesses abweichen, da sich die mit der Beschwerde aufgeworfene Frage jederzeit und unter gleichen oder ähnlichen Umständen wieder stellen könnte, an ihrer Beantwortung wegen ihrer grundsätzlichen Bedeutung ein hinreichendes öffentliches Interesse besteht und eine rechtzeitige bundesgerichtliche Prüfung im Einzelfall kaum je möglich wäre (vgl. <ref-ruling> E. 1.1 S. 81 mit Hinweis).
1.3 Mit der Beschwerde kann, von hier nicht interessierenden Ausnahmen abgesehen, lediglich die Verletzung von Bundesrecht unter Einschluss des Bundesverfassungsrechts gerügt werden (vgl. <ref-law>). Unter rechtlichen Gesichtspunkten macht der Beschwerdeführer denn auch einzig einen Verstoss gegen Bundesverfassungsrecht geltend.
1.4 Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, wie ihn die Vorinstanz festgestellt hat (<ref-law>). Es kann diesen bloss berichtigen oder ergänzen, wenn er offensichtlich unrichtig, unvollständig oder in Verletzung wesentlicher Verfahrensrechte ermittelt wurde (vgl. Art. 97 Abs. 1 und Art. 105 Abs. 2 BGG). Der Betroffene hat darzulegen, dass und inwiefern dies klar und eindeutig der Fall ist (Art. 42 Abs. 2 und Art. 106 Abs. 2 BGG; vgl. <ref-ruling> E. 1.4.3; <ref-ruling> E. 1.3, 393 E. 7.1, 462 E. 2.4).
2. 2.1 Es kann hier offen bleiben, ob der Beschwerdeführer ein schutzwürdiges Interesse auf Feststellung der allfälligen Nichtigkeit der Verfügung der Kreisschulpflege Oberwinterthur hat (vgl. das Rechtsbegehren Nr. 1). Jedenfalls ist vor dem Bundesgericht lediglich das kantonal letztinstanzliche Urteil des Verwaltungsgerichts anfechtbar (vgl. <ref-law>), das die unterinstanzlichen Entscheide ersetzt (sog. Devolutiveffekt); immerhin gelten diese als inhaltlich mitangefochten (vgl. <ref-ruling> E. 1.4 S. 144; <ref-ruling> E. 1 S. 441), so dass mit einer eventuellen Aufhebung des Gerichtsurteils dem Anliegen des Beschwerdeführers Genüge getan wäre.
2.2 Mit Beschwerde angefochten werden kann vor Bundesgericht nur, was bereits Streitgegenstand vor der Vorinstanz war. Dies trifft vorliegend nicht zu, soweit der Beschwerdeführer (mit dem Rechtsbegehren Nr. 2) beantragt, es sei der Bezirksrat Winterthur anzuweisen, eine Untersuchung über die Vorfälle in der Kleinklasse seines Sohnes seit Schulbeginn 2009/2010 vorzunehmen und geeignete, darauf aufbauende Massnahmen einzuleiten, damit möglichst rasch der geordnete Schulbetrieb wieder aufgenommen werden könne. Bereits das Verwaltungsgericht ist auf das entsprechende Begehren des Beschwerdeführers nicht eingetreten, und dieser macht nicht geltend und legt nicht dar, dass dadurch Bundesrecht verletzt worden sei. Damit fehlt es am Streitgegenstand bzw. an einer einzig zulässigen prozessualen Rüge, weshalb auch vor Bundesgericht auf den Antrag auf Einleitung einer Untersuchung nicht einzutreten ist. Im Übrigen bleibt es dem Beschwerdeführer unbenommen, bei der zuständigen Behörde eine entsprechende Aufsichtsbeschwerde einzureichen, worauf ihn bereits das Verwaltungsgericht in angemessener Weise hingewiesen hat.
2.3 Das Verwaltungsgericht erachtete sowohl als Streitgegenstand, dass der Sohn des Beschwerdeführers am 23. September 2009 vorübergehend von der Schule weggewiesen, als auch dass damals eine Sonderschulung in Aussicht gestellt und am 21. Oktober 2009 angeordnet worden war. Genau genommen liess die Vorinstanz damit die Beschwerde gegen beide Entscheide der Kreisschulpflege Oberwinterthur (denjenigen vom 23. September sowie denjenigen vom 21. Oktober 2009) zu. Dies wird von keiner Seite in Frage gestellt, weshalb auch die Beschwerde an das Bundesgericht in diesem Sinne offen steht.
2.4 Der Beschwerdeführer verlangt in seinem Eventualantrag (Rechtsbegehren Nr. 3), die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zu überweisen. Er begründet das damit, diese sei mit der kantonalen Schulgesetzgebung besser (wohl als das Bundesgericht) vertraut und daher besser geeignet, eine kostengünstige Beurteilung zu gewähren. Das Bundesgericht kann jedoch seine Zuständigkeit nicht abtreten, schon gar nicht durch Rückweisung an die Instanz, deren Entscheid bei ihm angefochten ist. Zudem handelt es sich nicht um eine im vorliegenden Verfahren einzig zulässige Rüge der Verletzung von Bundesrecht. Der Antrag ist mithin offensichtlich unzulässig, weshalb darauf nicht eingetreten werden kann.
2.5 Soweit der Beschwerdeführer die Vornahme einer konkreten Normenkontrolle beantragt (Rechtsbegehren Nr. 4), betrifft dies eine Frage der rechtlichen Beurteilung des vorliegenden Falles, die nicht Gegenstand eines selbständigen Begehrens darstellen, sondern Bestandteil der inhaltlichen Überprüfung der Rechtmässigkeit des angefochtenen Entscheides bildet. Formell kann daher auf den fraglichen Antrag nicht eingetreten werden, doch ist darauf bei der materiellen Behandlung der Beschwerde zurückzukommen.
2.6 Soweit der Beschwerdeführer schliesslich (im Rechtsbegehren Nr. 5) geltend macht, die Kosten für das Verfahren seien unverhältnismässig hoch und deshalb auf einen angemessenen Betrag zu reduzieren, legt er nicht dar, inwiefern er in schutzwürdigen Interessen betroffen sein sollte. Die Vorinstanz hat ihm für das verwaltungsgerichtliche Verfahren Kostenfreiheit gewährt und die Gerichtskosten auf die Gerichtskasse genommen. Dass der Beschwerdeführer dadurch beschwert sein sollte, ist nicht ohne weiteres ersichtlich. Im Übrigen genügen seine entsprechenden Vorbringen in der Sache auch nicht den Anforderungen an eine rechtsgültige Beschwerdebegründung. Auch insoweit kann daher auf die Beschwerde nicht eingetreten werden.
3. Der Beschwerdeführer schildert ausführlich den Sachverhalt aus seiner Sicht. Es ist aber nicht ersichtlich, dass die tatsächlichen Feststellungen der Vorinstanz an einem massgeblichen Mangel (gemäss <ref-law>; vgl. E. 1.4) leiden würden. Diese sind daher für das Bundesgericht verbindlich.
4. Der Beschwerdeführer rügt, er habe keine Gelegenheit gehabt, sich vor Anordnung des vorübergehenden Schulausschlusses dazu zu äussern, womit sein Anspruch auf rechtliches Gehör nach <ref-law> verletzt worden sei. Dies trifft in der Sache an sich zu. Vor einem Schulausschluss ist grundsätzlich auch das rechtliche Gehör zu gewähren (so schon <ref-ruling> E. 4a S. 339 f.). Unter welchen Voraussetzungen davon aus Dringlichkeitsgründen allenfalls abgewichen werden darf und ob solche Voraussetzungen hier erfüllt wären, kann offen bleiben. Jedenfalls hatte der Beschwerdeführer vor dem Verwaltungsgericht, dem insofern volle Kognition zukommt, Gelegenheit, sich umfassend zur Sache zu äussern, womit eine allfällige Verletzung seines Anspruchs auf rechtliches Gehör als geheilt gelten kann.
5. 5.1 Zu prüfen sind hier zwei Massnahmen, nämlich erstens ob der vorübergehende Schulausschluss des Sohnes des Beschwerdeführers vor der Bundesverfassung standhält, und zweitens wie es sich insoweit mit der daran anschliessenden Anordnung einer Sonderschulung in Form von Einzelunterricht verhält, der die Dispensation ablöste.
5.2 <ref-law> gewährleistet im Kapitel Grundrechte einen Anspruch auf ausreichenden und unentgeltlichen Grundschulunterricht. Dieses soziale Grundrecht verleiht einen individuellen subjektiven Anspruch auf eine staatliche Leistung, nämlich auf eine grundlegende Ausbildung. Es dient insbesondere der Verwirklichung der Chancengleichheit, indem in der Schweiz alle Menschen ein Mindestmass an Bildung erhalten, das nicht nur für ihre Entfaltung, sondern auch für die Wahrnehmung der Grundrechte unabdingbar ist. Nach <ref-law> sorgen die für das Schulwesen zuständigen Kantone für den ausreichenden, allen Kindern offen stehenden, und an öffentlichen Schulen unentgeltlichen obligatorischen Grundschulunterricht (dazu <ref-ruling> E. 4.1 S. 16). Die Anforderungen, die <ref-law> an den obligatorischen Grundschulunterricht stellt ("ausreichend"), belässt den Kantonen bei der Regelung des Grundschulwesens einen erheblichen Gestaltungsspielraum. Aus <ref-law> ergibt sich kein Anspruch auf optimale bzw. geeignetste Schulung eines Kindes (Urteile des Bundesgerichts 2P.216/2002 vom 5. Februar 2003, E. 5.4, in ZBl 108/2007 S. 162 sowie 2C_187/2007 vom 16. August 2007, E. 2.4.2). Es besteht jedoch ein solcher auf eine den individuellen Fähigkeiten des Kindes und seiner Persönlichkeitsentwicklung entsprechende, unentgeltliche Grundschulausbildung. Dieser wird verletzt, wenn die Ausbildung des Kindes in einem Masse eingeschränkt wird, dass die Chancengleichheit nicht mehr gewahrt ist, bzw. wenn es Lehrinhalte nicht vermittelt erhält, die in der hiesigen Wertordnung als unverzichtbar gelten (<ref-ruling> E. 3.2 S. 354; <ref-ruling> E. 4.2 S. 16 f.; je mit Hinweisen; dazu auch RAHEL ROHR, Der disziplinarische Schulausschluss, 2010, S. 99 ff.).
5.3 Nach der bundesgerichtlichen Rechtsprechung sind einschränkende Konkretisierungen durch den Gesetzgeber daran zu messen, ob sie mit dem verfassungsrechtlich garantierten Minimalgehalt noch zu vereinbaren sind. Bei der Bestimmung dieses Gehalts können in sinngemässer (Teil-)Anwendung von <ref-law> die Erfordernisse des überwiegenden öffentlichen oder privaten Interesses (Abs. 2) sowie der Verhältnismässigkeit (Abs. 3) herangezogen werden, wobei - analog zu den Freiheitsrechten - der Kernbereich des Verfassungsanspruches in jedem Fall gewahrt bleiben muss. Ist in solchem Zusammenhang eine Abwägung zwischen den in Frage stehenden öffentlichen Interessen und den Individualinteressen vorzunehmen, kann dem Grundsatz der Verhältnismässigkeit mitunter die Funktion eines Untermassverbotes zukommen (<ref-ruling> E. 6.4 S. 20). Dieser Ansatz wird in der Lehre teilweise kritisiert. So wird einerseits vorgeschlagen, dass <ref-law> auch unmittelbar auf Leistungsrechte wie das Recht auf Grundschulunterricht anwendbar sei (JÖRG PAUL MÜLLER/MARKUS SCHEFER, Grundrechte in der Schweiz, 4. Aufl., 2008, S. 799; MARKUS SCHEFER, Die Beeinträchtigung von Grundrechten: zur Dogmatik von <ref-law>, 2006, S. 9 ff. und 100 ff.); andererseits besteht die Auffassung, dass sich die Zulässigkeit von Beschränkungen des Anspruchs auf Grundschulunterricht nicht nach dem auf die Freiheitsrechte zugeschnittenen <ref-law>, sondern nach den für staatliches Handeln allgemein geltenden Grundsätzen der Rechtsstaatlichkeit gemäss <ref-law> richten soll (ROHR, a.a.O., S. 117 ff.). Die Unterschiede zwischen den verschiedenen Ansätzen sind in ihrer rechtlichen Auswirkung allerdings marginal (vgl. ROHR, a.a.O., S. 121). So oder so müssen Einschränkungen auf einer gesetzlichen Grundlage beruhen, im öffentlichen Interesse liegen und verhältnismässig sein. Die sozialen Grundrechte dürfen jedenfalls nicht ihres Gehalts beraubt werden, weshalb Einschränkungen nur begrenzt und ausnahmsweise in Frage kommen (RENÉ RHINOW/MARKUS SCHEFER, Schweizerisches Verfassungsrecht, 2. Aufl., 2009, Rz. 3446).
5.4 In Anwendung dieser Grundsätze kann ein vorübergehender, verhältnismässiger Ausschluss eines Schülers vom Unterricht verfassungsmässig sein. Vorausgesetzt ist, dass sich sonst ein geordneter und effizienter Schulbetrieb nicht mehr aufrechterhalten lässt und dadurch der Ausbildungsauftrag der Schule in Frage gestellt wird (<ref-ruling> E. 8.4 S. 23; RHINOW/SCHEFER, a.a.O., Rz. 3476). Das Bundesgericht hat in diesem Sinne einen Ausschluss bis zu 12 Wochen als verfassungskonform beurteilt (<ref-ruling>). Die Störung des Unterrichts muss allerdings andauern und kann insbesondere in einer Gefahr für die Sicherheit der Lehrkräfte oder für die Sicherheit, den Unterricht und Erziehung der anderen Schüler bestehen (vgl. DANIEL KETTIGER/MARIANNE SCHWANDER, Disziplinarischer Schulausschluss im Kanton Bern - Nachlese zu einem Bundesgerichtsurteil, in: Jusletter vom 27. Januar 2003, Rz. 9). Die für den Ausschluss erforderliche gesetzliche Regelung im schulischen Disziplinarrecht muss, abgesehen von der Begründung des Sonderstatusverhältnisses, nicht bis ins letzte Detail gehen, sondern darf der Natur dieses Rechtsverhältnisses entsprechend weit gefasst sein (<ref-ruling> E. 8.5 S. 24). Dem Schulausschluss hat grundsätzlich eine vorherige Verwarnung (Androhung der Suspension) voranzugehen, es sei denn, der Disziplinarverstoss sei so schwer, dass der Schüler für die Schule unmittelbar nicht mehr tragbar ist (vgl. <ref-ruling> E. 4b S. 340 ff.; ROHR, a.a.O., S. 155 ff.). Im Übrigen wird <ref-law> verletzt, wenn sich die Schulbehörde mit dem Ausschluss begnügt, ohne dafür zu sorgen, dass dem Schüler im Sinne einer Ersatzmassnahme der ihm zustehende Unterricht in einer anderen geeigneten Form erteilt wird (vgl. Urteil des Bundesgerichts 2P.27/2006 vom 31. Mai 2006, E. 2.5.5, in ZBl 108/2007 S. 146; ROHR, a.a.O., S. 176 ff.). In Fällen schweren Fehlverhaltens kann einer sofortigen Wegweisung insoweit auch der Charakter einer provisorischen Vorkehr bis zum definitiven Entscheid über die zu ergreifenden pädagogischen Massnahmen zukommen (vgl. ROHR, a.a.O., S. 187).
6. 6.1 Gegen den vorübergehenden Schulausschluss macht der Beschwerdeführer insbesondere geltend, er beruhe nicht auf einer genügenden gesetzlichen Grundlage und sei unverhältnismässig.
6.2 Nach § 52 Abs. 1 lit. b Ziff. 2 des zürcherischen Volksschulgesetzes vom 7. Februar 2005 (VSG; LS 412.100) kann die Schulpflege einen Schüler bis höchstens vier Wochen vorübergehend vom obligatorischen Unterricht wegweisen, wenn sich disziplinarische Schwierigkeiten nicht durch die Lehrperson in der Klasse lösen lassen. Zwar haben der Wegweisung in der Regel mildere Massnahmen voranzugehen; bei einer schweren Disziplinarverfehlung kann darauf aber verzichtet werden. Dabei sind das Alter und die Umstände des Einzelfalles zu berücksichtigen (vgl. § 56 der Volksschulverordnung vom 28. Juni 2006, VSV; LS 412.101). Bei der Festlegung von Dauer und Zeitpunkt der vorübergehenden Wegweisung ist unter anderem in Rechnung zu stellen, ob der Schüler angemessen betreut oder beschäftigt werden kann (§ 57 Abs. 1 VSV), wobei die Verantwortung dafür bei den Eltern liegt (§ 58 Abs. 1 VSV). Der vorübergehende Ausschluss vom Schulunterricht wird weiter konkretisiert in einem Merkblatt der Bildungsdirektion des Kantons Zürich (Merkblatt "Schulpflicht, Disziplinarmassnahmen und Elternpflichten").
6.3 Diese Bestimmungen sind genügend klar. Der Sohn des Beschwerdeführers besuchte eine Kleinklasse, bei der es sich um eine sonderpädagogische Unterrichtsform handelt, die auf Schüler mit besonders hohem Förderbedarf ausgerichtet ist (vgl. § 34 Abs. 5 VSG sowie das Merkblatt "Handreichung Kleinklasse" der Bildungsdirektion des Kantons Zürich). Am 10. September 2009 schlug er einen Mitschüler blutig und wurde gegenüber einem Lehrer gewalttätig. Am 17. September schlug er einer Lehrperson zehn Mal auf den Oberarm. Obwohl die Anordnung des sofortigen vorübergehenden Schulausschlusses durch eine angebliche Selbstgefährdung am 22. September 2009 ausgelöst wurde, deren Umstände umstritten sind, durfte die Vorinstanz die Frage offen lassen, wie es sich damit verhält. Selbst wenn an das Verhalten von Schülern von Kleinklassen ein milderer Massstab anzulegen ist als an dasjenige von Schülern von Regelklassen, erfüllt die gezeigte Gewaltbereitschaft des Sohnes des Beschwerdeführers die gesetzlichen Voraussetzungen eines sofortigen vorübergehenden Schulausschlusses. Dass ein solches Verhalten disziplinarische Folgen zeitigen kann, musste auch dem neunjährigen Schüler klar gewesen sein. Der vorläufige Schulausschluss ist im formellen Gesetz vorgesehen und beruht mithin auf einer genügenden und ausreichend bestimmten Gesetzesgrundlage.
6.4 Der Schuldispens liegt auch im öffentlichen Interesse eines geordneten und effizienten Schulbetriebs. Der Beschwerdeführer stellt allerdings die Verhältnismässigkeit der Massnahme in Frage. Sein Sohn habe während rund anderthalb Jahren in der Kleinklasse nie vom Unterricht dispensiert werden müssen. Die aufgetretenen Probleme gingen in erster Linie auf Unterlassungen der Schule und Unvermögen des Lehrpersonals zurück, die das Verhalten seines Sohnes massgeblich beeinflusst hätten. Angeblich seien denn auch zwischenzeitlich bis zur Hälfte der Schüler der Kleinklasse gleichzeitig suspendiert gewesen, habe die Lehrerin den Gewaltausbruch durch Festhalten des Schülers mitverursacht und sei die Klasse nach den Vorfällen völlig neu organisiert worden. Das Verwaltungsgericht hielt dazu fest, dieser Standpunkt sei nicht gänzlich von der Hand zu weisen, die Verfehlungen des Sohnes des Beschwerdeführers liessen sich jedoch nicht allein mit Fehlern auf Seiten der Schulbehörden erklären. Insbesondere sei er schon früher, vor seiner Einweisung in die Kleinklasse, in Streitereien mit handfesten Auseinandersetzungen verwickelt gewesen.
6.5 Angesichts der zunehmenden Gewaltintensität, die in einem tätlichen Angriff auf eine Lehrperson gipfelte, erweist sich der sofortige Schulausschluss des Sohnes des Beschwerdeführers ohne vorherige Verwarnung als geeignet und erforderlich zur Gewährleistung eines geordneten Schulbetriebs; dies gilt selbst dann, wenn die Vorkommnisse - wie das häufig zutrifft (vgl. ROHR, a.a.O., S. 86 ff.) - allenfalls zusätzlich auf weiteren, vom Schüler nicht direkt selbst zu verantwortenden Ursachen beruhen mögen. Organisatorische Massnahmen zur Verbesserung des Unterrichts in Kleinklassen wurden von der Schulleitung im Übrigen in der Folge auch ergriffen, was immerhin als Anzeichen für einen entsprechenden Bedarf gelten kann. So oder so rechtfertigte sich aber ein sofortiges Handeln gegenüber dem Sohn des Beschwerdeführers. Der Schulausschluss dauerte vom 23. September bis zum 26. Oktober 2009, wobei die Zeit vom 5. bis zum 16. Oktober 2009 wegen Herbstferien ohnehin schulfrei war. Vom 26. Oktober 2009 an boten die Schulbehörden eine Anschlusslösung durch Einzelunterricht an. Wieweit diese Unterrichtsform verfassungsrechtlich zulässig war, ist separat zu prüfen (vgl. E. 7). Jedenfalls musste der Sohn des Beschwerdeführers dermassen lediglich während rund zweieinhalb Wochen der Schulzeit privat betreut werden, und die Betreuung war, wenn auch möglicherweise nicht einfach, so gemäss den verbindlichen Feststellungen der Vorinstanz doch gesichert. Der Schulausschluss erscheint daher weder übermässig lange noch unzumutbar, und er wurde durch eine von vornherein in Aussicht genommene Ersatzmassnahme abgelöst, womit er sich als verhältnismässig erweist.
6.6 Der sofortige vorübergehende Schulausschluss des Sohnes des Beschwerdeführers für vier Wochen hält demnach vor der Bundesverfassung stand.
7. 7.1 Zu prüfen bleibt die Verfassungsmässigkeit der Anordnung einer Sonderschulung durch Einzelunterricht. Gemäss § 53 Abs. 3 VSG kann die Schulpflege in dringenden Fällen einen sofortigen Schulausschluss beschliessen und vorsorgliche Massnahmen, insbesondere eine Heimeinweisung, veranlassen.
7.2 Sonderpädagogische Massnahmen dienen der Schulung von Schülern mit besonderen pädagogischen Bedürfnissen (§ 33 Abs. 1 VSG). Sonderschulung ist die Bildung von Kindern, die in der Regel- oder Kleinklassen nicht angemessen gefördert werden können (§ 34 Abs. 6 VSG; § 2 Abs. 1 der zürcherischen Verordnung vom 11. Juli 2007 über die sonderpädagogischen Massnahmen [VSM; LS 412.103]). Ursache kann dabei auch eine auffällige Verhaltensweise sein (§ 2 Abs. 2 VSM). Sonderschulung findet in Sonderschulen, als integrierte Sonderschulung oder als Einzelunterricht statt (§ 36 Abs. 1 VSG; § 20 VSM). Einzelunterricht wird zwar nur in Ausnahmefällen erteilt, Schüler mit Verhaltensschwierigkeiten dürfen aber bis zur Festlegung einer geeigneten Schulung während längstens sechs Monaten einzeln unterrichtet werden (vgl. § 23 VSM; vgl. auch das Merkblatt der zürcherischen Bildungsdirektion "Sonderschulung als Einzelunterricht").
7.3 An sich ist der auf § 36 VSG gestützte Einzelunterricht eine rein pädagogische Massnahme ohne Disziplinarcharakter. § 53 Abs. 1 VSG sieht jedoch auch eine disziplinarische Anordnung der Sonderschulung vor, wenn ein Schüler andere Personen oder den Schulbetrieb in schwerwiegender Weise beeinträchtigt (zur Abgrenzung von Disziplinarmassnahmen und Sonderschulung vgl. ROHR, a.a.O., S. 78 ff.). In dringenden Fällen kann dies vorsorglich erfolgen (vgl. § 53 Abs. 3 VSG). Obwohl der Einzelunterricht in § 53 VSG nicht ausdrücklich als mögliche Disziplinarmassnahme erwähnt wird, ist es aufgrund des Gesamtzusammenhanges nicht unhaltbar, davon auszugehen, dass er als Unterform der Sonderschulung miterfasst wird. Die Bestimmung erklärt überdies ausdrücklich die Heimeinweisung als zulässig (vgl. § 53 Abs. 3 VSG). Mit der Vorinstanz ist zu schliessen, dass es in maiore minus in dringenden Disziplinarfällen zulässig sein muss, vorsorglich weniger einschneidende Massnahmen, insbesondere die Sonderschulung in der Form von Einzelunterricht, anzuordnen, bis die Voraussetzungen einer pädagogisch begründeten Sonderschulung im entsprechenden ordentlichen Verfahren abgeklärt sind. Dass hier ein schwerwiegender Fall vorlag, der ein dringendes Handeln der Schulbehörden rechtfertigte, wurde bereits dargelegt. Zudem erfolgte die Anordnung des Einzelunterrichts als Übergangsmassnahme bis zur Festlegung einer anderen schulischen Lösung nach Vornahme entsprechender umfassender Abklärungen. Daher konnte auch in Kauf genommen werden, dass die Sozialisierung des betroffenen Schülers vorübergehend in Frage gestellt war.
7.4 Die vorläufige Anordnung von Einzelunterricht beruht demnach ebenfalls auf einer genügenden gesetzlichen Grundlage, liegt im öffentlichen Interesse und erweist sich als verhältnismässig. Dass der dabei gebotene Unterricht inhaltlich nicht ausreichend gewesen wäre, ist nicht ersichtlich und wird so auch nicht geltend gemacht. Der angefochtene Entscheid verstösst somit auch in dieser Hinsicht nicht gegen <ref-law>.
8. 8.1 Die Beschwerde erweist sich als unbegründet und ist abzuweisen, soweit darauf eingetreten werden kann.
8.2 Der unterliegende Beschwerdeführer ersucht um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege, wie sie ihm bereits vor der Vorinstanz erteilt wurde. Da seine Bedürftigkeit nachgewiesen ist und die Beschwerde als nicht von vornherein aussichtslos erscheint, ist dem Gesuch stattzugeben (vgl. <ref-law>). Damit sind für das bundesgerichtliche Verfahren keine Kosten zu erheben.

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Dem Beschwerdeführer wird die unentgeltliche Rechtspflege bewilligt.
3. Es werden keine Kosten erhoben.
4. Dieses Urteil wird dem Beschwerdeführer, der Kreisschulpflege Oberwinterthur und dem Verwaltungsgericht des Kantons Zürich, 4. Kammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 16. September 2010
Im Namen der II. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Der Gerichtsschreiber:
Zünd Uebersax