劉黨生

● 與STEM國際趨勢的同步（美國篇）

1.STEM究竟始于何時

大陸媒體和業(yè)界都公認(rèn)STEM始于美國。最常見的提法援引2009年1月11日，美國國家科學(xué)委員會（National Science Board）代表NSF（美國國家科學(xué)基金會National Science Foundation的縮寫）發(fā)布致美國當(dāng)選總統(tǒng)奧巴馬的一封公開信，其主題即是《改善所有美國學(xué)生的科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（以下簡稱STEM教育）。明確指出：國家的經(jīng)濟繁榮和安全要求美國保持科學(xué)和技術(shù)的世界領(lǐng)先和指導(dǎo)地位。大學(xué)前的STEM教育是建立領(lǐng)導(dǎo)地位的基礎(chǔ)，而且應(yīng)當(dāng)是國家最重要的任務(wù)之一。委員會敦促新政府抓住這個特殊的歷史時刻，并動員全國力量支持所有的美國學(xué)生發(fā)展高水平的STEM知識和技能。

然而，就目前學(xué)術(shù)追溯的結(jié)果來看，STEM的起因遠(yuǎn)比這個時期要早得多，甚至可以回溯到上世紀(jì)的80年代，而真正從法律文獻(xiàn)層面來認(rèn)定STEM教育，卻又遲至2011年。

早在1986年，美國國家科學(xué)委員會就發(fā)表過《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》報告，該報告首次明確提出“科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)”教育的綱領(lǐng)性建議，從而被視為STEM教育的開端。

1996年，美國國家科學(xué)基金會發(fā)表了題為《塑造未來：透視科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)的本科教育》報告，并提出今后的“行動指南”。報告針對新的形勢和問題，對學(xué)校、地方政府、工商業(yè)界和基金會提出了明確的政策建議，包括大力“培養(yǎng)K-12教育系統(tǒng)中STEM教育的師資問題”。

2006年1月31日，美國總統(tǒng)布什在其國情咨文中公布一項重要計劃——《美國競爭力計劃》（American Competitiveness Initiative，ACI），提出知識經(jīng)濟時代教育目標(biāo)之一是培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的人才，并稱其為全球競爭力的關(guān)鍵。

2007年8月2日，美國參眾兩院一致通過了《美國創(chuàng)造機會以有意義地促進(jìn)技術(shù)、教育和科學(xué)之卓越法》（又稱作《美國競爭法》）?！睹绹偁幏ā芬还舶?個部分，其中第六部分的標(biāo)題即為“教育”，主要涉及教師教育、STEM教育、外語教育和本科生研究生獎學(xué)金等4個方面。美國對STEM教育的重視，極大程度上反映了美國社會的一種共同關(guān)注趨勢。

2007年10月30日，美國國家科學(xué)委員會發(fā)表《國家行動計劃：應(yīng)對美國科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育系統(tǒng)的緊急需要》報告，提出的行動計劃主要包括兩個方面的措施：一是要求增強國家層面對K-12階段和本科階段的STEM教育的主導(dǎo)作用，在橫向和縱向上進(jìn)行協(xié)調(diào);二是要提高教師的水平和增加相應(yīng)的研究投入。這一報告顯示了STEM教育從本科階段延伸到中小學(xué)教育階段，希望從中小學(xué)就開始實施STEM教育。

在2009年NSB代表NSF發(fā)布致美國當(dāng)選總統(tǒng)奧巴馬的一封公開信以后，美國教育部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，美國生產(chǎn)的科學(xué)與工程方面的博士數(shù)量的全球份額正從20世紀(jì)70年代高于50%的水平下降到2010年的15%。正是中國、印度、韓國等國家加大在教育、技術(shù)和研發(fā)方面的投資，使得美國感到自己已經(jīng)不再是世界創(chuàng)新的產(chǎn)權(quán)絕對擁有者，直接導(dǎo)致美國經(jīng)濟的領(lǐng)袖地位受到挑戰(zhàn)。

2011年，奧巴馬總統(tǒng)推出了旨在確保經(jīng)濟增長與繁榮的新版的《美國創(chuàng)新戰(zhàn)略》指出，美國未來的經(jīng)濟增長和國際競爭力取決于其創(chuàng)新能力?！皠?chuàng)新教育運動”指引著公共和私營部門聯(lián)合，以加強科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）教育。

2011年，美國國家科學(xué)院研究委員會發(fā)布了《成功的K-12階段STEM教育：確認(rèn)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的有效途徑》的報告，報告認(rèn)為在中小學(xué)實施STEM教育的目標(biāo)主要有三個：一是擴大最終會在STEM領(lǐng)域修讀高級學(xué)位和從業(yè)的學(xué)生人數(shù)，并擴大STEM領(lǐng)域中女性和少數(shù)族裔的參與度;二是擴大具有STEM素養(yǎng)的勞動力隊伍并擴大這一隊伍中女性和少數(shù)族裔的參與度;三是增強所有學(xué)生的STEM素養(yǎng)，包括那些并不從事與STEM職業(yè)相關(guān)工作的學(xué)生或繼續(xù)修讀STEM學(xué)科的學(xué)生。

美國州長協(xié)會在2011年12月又針對STEM教育行動發(fā)布了《制定科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育議程：州級行動之更新》報告，分析了該協(xié)會2007年提出的行動議程中的弱勢之處，重新提出“實施州級STEM議程”的各項具體措施。

近些年來，美國國家年度教師獎似乎對STEM教師格外“偏愛”。2008～2013年間，6位獲獎?wù)弋?dāng)中有一半是STEM教師。今年5月的教師紀(jì)念周里，美國教育部部長阿恩·鄧肯接見的5名教師代表中，亦有3位是科學(xué)教師。美國總統(tǒng)奧巴馬在2013年的國情咨文中提出的兩個教育目標(biāo)，其中之一即為“培育新一代的STEM人才”。確實，近年來，STEM教育已是美國教育的重中之重，其受重視的程度有目共睹。

2013年4月9日，美國下一代科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的最終版在歷經(jīng)兩年時間的編撰、通過兩輪的征求公眾意見稿后，終于如期發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)的顯著特點就是將科學(xué)和工程的實踐部分提到顯要位置，主張減少K-12科學(xué)教育理論知識的覆蓋面，增加學(xué)生動手操作的機會，以利于科學(xué)探究和工程設(shè)計的融會貫通。

2.STEM在美國的教育實施側(cè)重點

◇NSB旨在促進(jìn)科技進(jìn)步，增進(jìn)國民健康、國家繁榮和民眾福祉。NSB確定的STEM教育系統(tǒng)的基本要素包括：

——民眾、學(xué)生及家長的積極參與。新的行政系統(tǒng)為復(fù)蘇美國STEM教育開啟了一扇窗。它需要國家領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)注。這包括總統(tǒng)及其管理部門應(yīng)該盡早并時常向公眾強調(diào)夯實教育基礎(chǔ)的重要性，尤其是STEM教育對所有學(xué)生的重要性。必須要喚起公眾的意識;家長的理解尤其重要?？偨y(tǒng)應(yīng)該號召所有家長運用他們在各個層面的影響力——家庭、學(xué)校和社區(qū)，帶來我們所期望的變化;家長、政府、商業(yè)和企業(yè)、私人和公共基金會、社會名人、科學(xué)家和工程師、媒體和其他利益相關(guān)者之間應(yīng)組成各種聯(lián)盟，共同關(guān)注這一需求，并在當(dāng)?shù)睾献鞑扇∠嚓P(guān)策略，為所有學(xué)生提供高質(zhì)量的STEM教育。

——明確的教育目標(biāo)和評估機制。美國教育系統(tǒng)分散管理的特征導(dǎo)致學(xué)區(qū)課程呈現(xiàn)易變性。盡管這是美國教育系統(tǒng)的優(yōu)勢，但缺乏一致性也會導(dǎo)致地區(qū)間嚴(yán)重不平衡，給那些經(jīng)常在學(xué)區(qū)間流動的學(xué)生帶來不便;因此，管理部門應(yīng)明確指出學(xué)生應(yīng)該掌握的核心概念和技能，并對個體在學(xué)習(xí)上的差異做出反應(yīng)。州和地方學(xué)區(qū)在確保本學(xué)期學(xué)生掌握了核心技能和概念的前提下，可以改編具體的課程，以便更好地反映出地區(qū)背景和個體學(xué)生需求。聯(lián)邦政府應(yīng)該幫助開發(fā)評估機制，促進(jìn)學(xué)生在STEM領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的批判思維、溝通以及解決問題的能力。同時應(yīng)該設(shè)計一些有挑戰(zhàn)性的問題，甄選出能力較強的學(xué)生。

——高素質(zhì)的教師。具有奉獻(xiàn)精神的高素質(zhì)師資隊伍是確保所有學(xué)生接受高質(zhì)量STEM教育的核心因素。管理部門必須發(fā)展創(chuàng)新機制，與國會和州政府進(jìn)行合作，分配財源，給STEM教師支付合適的酬勞，以應(yīng)對勞動力市場的競爭。繼續(xù)給某些項目提供穩(wěn)定的資助，如NSF的“羅伯特·諾伊斯教師獎學(xué)金項目”，幫助STEM本科專業(yè)的學(xué)生和STEM專家成為基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的科學(xué)和數(shù)學(xué)教師，解決師資短缺的問題。

——給教師提供世界一流的資源和支持。即使是最好的教師也需要教學(xué)材料、技術(shù)和資源專家的支持。聯(lián)邦政府應(yīng)采取行動來檢測在教育中應(yīng)用技術(shù)的最佳方式。應(yīng)建立由在職和退休的專業(yè)人員組成的“科學(xué)團隊”，在課堂、學(xué)校和社區(qū)等各個層面幫助教師。強化課堂學(xué)習(xí)的暑期和校外項目也可以利用這種支持性的科學(xué)團隊。應(yīng)開發(fā)經(jīng)同行評估的有關(guān)STEM教材和最佳實踐方式的網(wǎng)絡(luò)資源，甄別出經(jīng)證實是有價值的、高效率的教學(xué)材料和實踐方式。這種資源可以包括其他國家開發(fā)的、被證明是有效的材料和實踐方式。應(yīng)開發(fā)讓教育者和政策決策者都了解的網(wǎng)絡(luò)資源，該網(wǎng)絡(luò)資源應(yīng)匯集與教育實踐相關(guān)的認(rèn)知科學(xué)研究和STEM教育領(lǐng)域的研究。同時，應(yīng)該提高對同行評審的資助經(jīng)費，并且必須提高對學(xué)習(xí)問題和STEM教學(xué)研究的資助經(jīng)費。

——盡早接觸科學(xué)。兒童接觸STEM概念越早，他們在今后的生活中越能游刃有余。STEM的核心理念和思想應(yīng)該包含在（提前教育）和其他各種早期教育計劃中。應(yīng)該優(yōu)先考慮提高小學(xué)STEM教育的范圍和質(zhì)量。總統(tǒng)應(yīng)該經(jīng)常運用他的領(lǐng)導(dǎo)力，積極鼓勵家長和社區(qū)成員支持這些目標(biāo)。

——交流、協(xié)作和合作。地區(qū)的卓越、國家的和諧以及STEM教育的全球相關(guān)性只有在所有利益相關(guān)者的共同參與下才能實現(xiàn)，家長是其中最重要的成員。各類組織應(yīng)該推動基礎(chǔ)教育學(xué)校體系、2年制和4年制高校、非正式的科學(xué)教育組織、工業(yè)和商業(yè)界之間的交互活動，推進(jìn)21世紀(jì)所需的STEM技能的發(fā)展。應(yīng)該加強和推廣相應(yīng)機制，讓聯(lián)邦政府協(xié)調(diào)STEM教育研究和大規(guī)模的教育活動，并向國家和地方教育機構(gòu)進(jìn)行宣傳。

◇STEM教育是一種“后設(shè)學(xué)科”，即這一學(xué)科的建立是基于不同學(xué)科之間的融合然后形成一個新的整體，將原本分散的學(xué)科形成一個整體，由此形成當(dāng)今日趨受到重視的、跨領(lǐng)域的STEM教育。

◇美國各地推進(jìn)STEM的行動，落實在操作層面上，有兩個方面的特點非常明顯：

——STEM學(xué)校打造數(shù)字校園。美國華盛頓州的華盛頓湖學(xué)區(qū)STEM學(xué)校聯(lián)合地方高校，共同推出了幾個以項目為基礎(chǔ)、以STEM課程為重點的合作計劃，旨在為本學(xué)區(qū)的高中生提供數(shù)字化的、相當(dāng)于大學(xué)水平的STEM課程。在維吉尼亞州亞歷山大市的托馬斯·杰弗遜科技高中，學(xué)生們在13個細(xì)分科目的、擁有一流數(shù)字化實驗器材和設(shè)備的實驗室中進(jìn)行原創(chuàng)性研究，跟蹤STEM領(lǐng)域的前沿動態(tài)。

——注重在真實情境中學(xué)習(xí)。美國的STEM學(xué)校，注重實踐、實習(xí)、項目教學(xué)法等有效教育策略的踐行。美國新一代科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)將焦點對準(zhǔn)工程和技術(shù)等實踐領(lǐng)域，有意識地將學(xué)生置于問題解決的真實情境之中，引導(dǎo)他們通過持續(xù)的動手操作，增進(jìn)對科學(xué)概念的深層理解，是把準(zhǔn)了21世紀(jì)科學(xué)課堂的脈搏。

3.STEM戰(zhàn)略迄今的成效度量

美國州長協(xié)會（NGA）提出的就美國各州如何推動STEM教育的發(fā)展在“創(chuàng)新美國：擬定科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)議程”的共同綱領(lǐng)中達(dá)成了共識。各州需要建立一系列STEM教育的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)、評估體系、教師培養(yǎng)與認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，并開發(fā)出新模型以支持K-12學(xué)校有效的STEM教育。NGA的STEM議程提出各州主要從三個方面建立一套STEM教育體系。

◇將各州K-12學(xué)校STEM教育的評估標(biāo)準(zhǔn)與中學(xué)后的教育與工作要求加以對應(yīng)。包括各州通過參與國際學(xué)生評測項目（PISA）和國際數(shù)學(xué)與科學(xué)趨勢評測研究（TIMSS），實現(xiàn)STEM教育評估標(biāo)準(zhǔn)與國際接軌。將STEM教育要求與知識經(jīng)濟時代學(xué)生中學(xué)后的各種發(fā)展出路（postsecondary ?pathways）加以對應(yīng)。對小學(xué)、初中、高中層次的STEM教育計劃進(jìn)行整合，以期為K-12學(xué)校創(chuàng)建一個有機結(jié)合的STEM教育體制。

◇增強各州在STEM教育體制上的一致性以提高各州STEM教育的教與學(xué)能力：對各州K-12學(xué)校的STEM教學(xué)的有效性進(jìn)行評估，為學(xué)生的發(fā)展做好準(zhǔn)備。支持各州K-12學(xué)校數(shù)據(jù)系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展以跟蹤學(xué)生的STEM教育狀況，從而為教育工作者提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持以提高STEM教育質(zhì)量。支持有效的招聘和培養(yǎng)STEM教師模型的建立。通過拓展STEM課外學(xué)習(xí)機會提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以支持他們課外的STEM課程學(xué)習(xí)。對STEM師資預(yù)備和培訓(xùn)機構(gòu)建立問責(zé)制（accountability system）進(jìn)行評估。支持對教師實施基于市場的和績效多元化互補式培訓(xùn)。各州建立STEM教育中心并通過一系列政策實現(xiàn)州內(nèi)和州與州之間STEM教學(xué)質(zhì)量的提高。

◇支持STEM教育的創(chuàng)新實踐模型以發(fā)現(xiàn)STEM教育實踐中的優(yōu)秀示范項目并加以推廣：建立或擴大STEM教育的專業(yè)中學(xué)典范，包括大學(xué)預(yù)科學(xué)校、特許學(xué)校、學(xué)區(qū)特許學(xué)校等多種K-12學(xué)校。支持STEM教育，特別是有關(guān)技術(shù)與工程教育的各種標(biāo)準(zhǔn)、評估體系以及課程的設(shè)計與開發(fā)工作。根據(jù)各州STEM教育的各項標(biāo)準(zhǔn)和評估指標(biāo)，支持高質(zhì)量STEM課程的開發(fā)，各學(xué)區(qū)自愿使用。復(fù)興職業(yè)技術(shù)教育使之成為所有學(xué)生中學(xué)后發(fā)展出路的又一選擇，特別是加強STEM教育中的高薪、高技能（high-wages and high-skills）職業(yè)培訓(xùn)。

美國政府對STEM教育的重視再次反映了實用主義教育傳統(tǒng)在美國的深厚根基。對科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)教育重視的根本是要確保美國在全球科技領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。美國教育對STEM教育重視的另一個重要依據(jù)就是許多STEM教育有關(guān)的評估報告揭示出許多嚴(yán)峻的現(xiàn)實問題。盡管美國的教育在全世界位居前列，但其強烈的危機意識確實令人嘆服。美國的教育界歷來危機意識很強，對自身教育問題的審視和批判從來沒有間斷過。強烈的危機意識對于一個國家教育的改革和競爭力的提高無疑具有重要的作用，一旦將這種危機意識轉(zhuǎn)化成一種變革教育的動力和創(chuàng)新能力，那就可以說危機意識其實是一筆財富。最后，從美國政府對STEM教育進(jìn)行的戰(zhàn)略調(diào)整來看，美國的教育政策具有濃厚的時代色彩，不同歷史時期，政府會出臺與當(dāng)時全球經(jīng)濟發(fā)展形勢和時代要求相適應(yīng)的教育政策，具有一定的動態(tài)性和穩(wěn)定性。深厚的教育哲學(xué)傳統(tǒng)、強烈的危機意識和時代感對于一個國家的教育改革都有著重要的影響，如何革故鼎新、與時俱進(jìn)就成為一國實現(xiàn)特定時期教育改革的重要挑戰(zhàn)。

（未完，待續(xù)）