讓所有年輕人具備必要的STEM技能和知識

唐科莉

繼2015年12月7日澳大利亞聯(lián)邦政府正式發(fā)布新的《國家創(chuàng)新與科學進程》（National Innovation and Science Agenda），承諾未來將新增撥款6460萬澳元，實施“提高所有人的數(shù)字化素養(yǎng)與STEM一攬子計劃”（Inspiring all Australians in Digital Literacy and STEM package），幫助學生擁抱數(shù)字化時代，同時為未來職業(yè)做準備之后，在12月11日召開的澳大利亞教育委員會今年最后一次大會上，聯(lián)邦及各州和地區(qū)教育部長們簽署了《STEM學校教育國家戰(zhàn)略2016—2026》（National STEM School EducationStrategy 2016—2026），展示了澳大利亞國家層面重新關注STEM學校教育的決心。

一、戰(zhàn)略提出的背景

1.墨爾本宣言目標的指引。當2008年澳大利亞聯(lián)邦教育部長及各州和地區(qū)教育部長們簽署《墨爾本宣言：澳大利亞青年人之教育目標》（Melbourne Declaration on Educational Goalsfor Young Australians）時，部長們一致認同：讀寫與數(shù)學及關鍵學科的知識是年輕人教育的基石。同時也認識到，教育應該支持跨學科、批判性及創(chuàng)新思維、問題解決與數(shù)字技術技能的培養(yǎng)，這些技能在21世紀所有職業(yè)中都非常重要。墨爾本宣言中明確了基礎教育目標新戰(zhàn)略的核心。

2.經濟發(fā)展的需要。聯(lián)邦政府發(fā)布的《產業(yè)就業(yè)預測：2015年報告》中指出，未來五年，在專業(yè)性的、科技服務方面的就業(yè)預期將提高14%，醫(yī)療保健方面的就業(yè)預期將提高20%；澳大利亞統(tǒng)計局報告《教育與培訓視角：澳大利亞STEM資格證書》中也指出，最近幾年，一些與STEM相關的崗位，如ICT專業(yè)人士和工程師，其增長速度是其他崗位的1.5倍；澳大利亞的產業(yè)調查顯示，STEM素養(yǎng)日益成為澳大利亞雇主所需的核心能力的一部分。此外，國際相關研究顯示，增強人們的STEM能力對于促進創(chuàng)新和提高生產力而言非常關鍵。而普華永道的最新報告《一項明智舉措：培養(yǎng)STEM技能，打造永不過時的澳大利亞人才隊伍》中預測：澳大利亞與STEM相關的人才隊伍增長1%，將帶來GDP574億澳元的增長。

3.澳大利亞STEM教育現(xiàn)狀的驅使。澳大利亞首席科學家的一份報告——《科學、技術、工程學與數(shù)學：澳大利亞的未來》（Science， Technology，Engineering and Mathematics： Australia’s Future）為推動國家層面重新關注STEM教育提供了新的動力。該報告突顯了各級教育系統(tǒng)正在努力克服的共同趨勢：澳大利亞學生數(shù)學與科學的國際評估成績處于停滯不前或下滑，同時高中生的科學和高級數(shù)學的參與度也趨于下滑。

另外，澳大利亞統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，STEM教育目前存在不公平現(xiàn)象。女生、來自低社會經濟地位家庭的學生、原住民和托雷斯海峽島民的學生以及來自非大都市地區(qū)的學生，他們有較少的可能參與STEM教育。所以，這些群體更可能錯過STEM相關職業(yè)能夠提供的更大機會。

當前，澳大利亞各級政府都正在投資于STEM教育。全國的學校教育系統(tǒng)都在開展一系列由產業(yè)和大學推動的，旨在提升學生STEM參與度與成就，并支持教師提高學生結果的行動。國家戰(zhàn)略就是建立在大量已經實施的改革與活動基礎上，目的是更好地協(xié)調和聚焦這些努力，并將關注點放在通過國家層面的協(xié)調行動能夠帶來STEM教育改進的關鍵領域。

二、 戰(zhàn)略中提出的學校STEM教育目標

1.學校中的STEM學習。STEM教學是一個術語，指在科學、技術、工程學與數(shù)學學科的教學，也指增強學生STEM相關領域興趣，以及提高學生解決問題和批判分析技能的跨學科教學方法。它雖然重要，但僅是一個平衡的學習課程計劃的一部分。STEM國家戰(zhàn)略關注提升STEM學習領域基本技能方面的行動，培養(yǎng)學生的數(shù)學、科學和技術素養(yǎng)，促進21世紀技能——問題解決、批判分析和創(chuàng)造性思維的發(fā)展。同時明確在兒童早期以及整個教育進程中始終關注STEM的重要性。

2.STEM教育目標。國家戰(zhàn)略中提出了兩個目標。一是所有學生完成學校教育時擁有較強的STEM基礎知識和相關技能。今天的學生需要獲得核心學科知識以及合作、批判與創(chuàng)新性思維、問題解決等技能，STEM教育對于實現(xiàn)這一目標起著關鍵性作用。學校系統(tǒng)有責任確保所有學生擁有基本的STEM素養(yǎng)水平，使其能夠參與跨出校門外的世界并獲得成功。構建STEM基礎知識需要從學前開始，并持續(xù)整個小學和中學教育階段。學校需要重新關注提升STEM學科（尤其是數(shù)學）成績，以及有效的跨學科課程和增強學生對STEM興趣和提高成績的教學方法。二是激勵學生學習更具挑戰(zhàn)性的STEM學科。

盡管國家戰(zhàn)略的首要目標是支持所有年輕人更具備STEM能力，但還有一個補充的目標是增加高中生學習更具挑戰(zhàn)性的STEM學科的數(shù)量。學校系統(tǒng)需要與高等教育部門和產業(yè)合作，鼓勵學生培養(yǎng)更高層次的STEM能力，樹立進入大學后繼續(xù)學習STEM以及畢業(yè)后從事STEM相關職業(yè)的抱負。

三、戰(zhàn)略中提出的國家五個行動領域

學校是廣泛的“STEM教育生態(tài)系統(tǒng)”（包含學前教育、職業(yè)教育與培訓和高等教育及職場培訓與發(fā)展）的一個關鍵構成部分。國家戰(zhàn)略明確了五個通過學校教育能夠發(fā)揮最大影響力的國家關鍵行動領域。同時，在明確國家合作行動和地區(qū)優(yōu)先行動領域中，國家戰(zhàn)略承認各地區(qū)有不同的起點，允許各州和地區(qū)有不同的戰(zhàn)略優(yōu)先任務。此外，盡管國家戰(zhàn)略關注學校環(huán)境中的STEM教學，但增強并保持學生對于STEM的興趣與抱負不能僅僅依靠學校來實現(xiàn)，家長、社會、產業(yè)及高等教育部門都是重要的STEM教育實現(xiàn)伙伴。

1.提高學生的STEM能力、投入程度、參與程度和抱負水平。當前，澳大利亞學生在早期形成的對于STEM的興趣并沒有轉換為持續(xù)的STEM教育參與。證據(jù)顯示，盡管學生對于科學有天然的興趣，但他們不一定理解STEM教育（尤其是數(shù)學）的重要性。此外，學生對于STEM職業(yè)向往與其STEM學科的參與程度存在相關。數(shù)學思維是奠定STEM學習基礎的基本技能。數(shù)學學習的連續(xù)性意味著那些早期數(shù)學落后的學生，可能很難達到足夠的數(shù)學素養(yǎng)水平。

在該領域國家層面的合作行動包括：研究所有學生在離開學校時需要達到的最低數(shù)學成就水平備選方案；加大對學生學習高級STEM學科的認可，鼓勵學生學習高級課程，如可以實施大學入學獎勵分計劃。

在該領域地區(qū)層面的優(yōu)先行動包括：支持在早期教育中加大對STEM的關注；明確小學和中學是學生形成并鞏固其STEM抱負及自信的關鍵階段；通過《澳大利亞國家課程：技術》的全面推廣，關注培養(yǎng)學生高層次計算、問題解決和創(chuàng)造性思維技能；鼓勵吸收一些結合課堂實踐的在線學習資料，以培養(yǎng)學生的問題解決和推理技能。

2.提高教師能力和STEM教學質量。高質量教學是提升學生STEM參與程度及成績的關鍵。教師需要具備支持學生STEM學習的技能和自信心。而技術的變革以及強調真實世界科學教育方法的重要性使教師面臨更大的挑戰(zhàn)。

澳大利亞的相關研究顯示，一些小學教師缺乏教科學和數(shù)學學科的自信，尤其是當他們在這些學科領域的專業(yè)知識有限時。各州和地區(qū)都在開展支持STEM教學的重要活動，而國家戰(zhàn)略將關注點放在分享最佳做法，以及實施國家職前教師教育標準，以努力吸引更多的STEM畢業(yè)生進入教師隊伍。

在該領域國家層面的合作行動包括：與大學和產業(yè)合作，收集并開發(fā)在線示范性教學模塊，幫助最佳STEM教學實踐的實施，重點關注通過編碼教學培養(yǎng)學生數(shù)學思維和解決實際世界問題的能力，應對從“國家評估計劃——閱讀與數(shù)學”（NAPLIA）評估結果中出現(xiàn)的數(shù)學方面的弱點，實施基于項目的STEM學習，支持在幼兒園階段引入STEM概念；與大學和產業(yè)合作，建立一個STEM職業(yè)學習交流平臺，支持學校與教育系統(tǒng)通過分享最佳實踐，找到能夠有效幫助提高小學和中學教師STEM學科內容、數(shù)據(jù)分析和編程方面自信和能力的方法；提升職前教師教育質量，提高教師對STEM教育的自信和STEM內容專業(yè)知識，通過統(tǒng)一的國家課程標準實施，強制要求職前教師教育學生參加國家統(tǒng)一的閱讀和數(shù)學測試，以及與大學簽署財政協(xié)議，進一步提升職前教師教育質量；與大學合作，改進STEM畢業(yè)生進入教學隊伍的路徑，如通過財政激勵以及將教學方法教學納入STEM相關學位中等。

在該領域地區(qū)層面的優(yōu)先行動是繼續(xù)支持學校獲得數(shù)學、科學和技術方面的專家型教師。

3.支持學校系統(tǒng)內的STEM教育機會。學校和教育系統(tǒng)需要通過有效的課程、教學方法和評估資源，促進學生STEM的參與，并改進課堂學習結果。盡管現(xiàn)在有大量課程資源可以獲得，但國家戰(zhàn)略關注增強國家課程及評估，以提升學生核心STEM學科知識及問題解決和批判思維基礎技能水平。

在該領域國家層面的合作行動包括：更好地幫助教師甄別并解決學生的個體需求；開發(fā)在線形成性評估工具，幫助教師收集和使用與學生學習需求相關的數(shù)據(jù)；擴大針對六年級和十年級學生的國家科學與ICT評估范圍，并根據(jù)國際最高標準調整評估指標，確保學生達到較高的科學與數(shù)字化素養(yǎng)水平。

在該領域地區(qū)層面的優(yōu)先行動包括：將統(tǒng)計概念、數(shù)據(jù)分析和問題解決技能整合進學校課程中，重視技術和大數(shù)據(jù)對于學生STEM素養(yǎng)的影響；拓寬學生STEM學習機會，如通過虛擬課堂，拓展課程以及盡早接觸大學課程等。

4.促進學校與高等教育提供者、企業(yè)和產業(yè)的有效合作。需要國家層面作出努力，以提高全社會對于STEM技能在知識經濟社會發(fā)揮的關鍵作用的理解。目前已經有大量合作項目集合了學校、產業(yè)和大學的努力，支持學生的STEM參與。但是，國家還需要加大協(xié)調力度以及擴大這些計劃的覆蓋面（尤其是代表不足群體的學生的參與）。

在該領域國家層面的合作行動是建立一個STEM合作平臺，促進學校、產業(yè)和高等教育部門之間更有效和更高效的合作，支持教師增強學生（尤其是代表不足群體的學生）的STEM抱負和能力。具體行動包括：制定有關最佳合作模式的指南和支持性材料；促進產業(yè)參與基于學校的合作；提高所有人對STEM教育重要性的認識；職業(yè)顧問應該對學生和家長強調STEM技能的重要性和相關性；促進產業(yè)和STEM教師之間的更大合作，如加大職前教師的產業(yè)工作實習及相關課程學習。

在該領域地區(qū)層面的優(yōu)先行動包括：與高等教育部門合作，改進指向中學生的溝通渠道，促進學生在大學和職業(yè)教育與培訓中成功完成STEM相關課程。

5.構建一個強大的證據(jù)庫。需要對學校和教師進行更好的指導，幫助他們決定針對不同目的和不同學生群體的最有效的方法。國家戰(zhàn)略將重點放在構建一個強大的數(shù)據(jù)和證據(jù)庫，以長時間跟蹤國家趨勢，從而了解那些措施在澳大利亞背景下起著什么作用。

在該領域國家層面的合作行動包括：發(fā)布國家報告，其中列出大量國家層面STEM教育成績指標的變化情況，如STEM參與度與成就（包括關注女生、低社會經濟地位、原住民學生）、大學入學和畢業(yè)情況及就業(yè)結果等；分享并合作研究與評估相關發(fā)現(xiàn)，甄別那些成功的STEM干預措施，并影響學校實踐。

在該領域地區(qū)層面的優(yōu)先行動包括：開發(fā)評估項目并制定計劃，構建一個在澳大利亞背景下，哪些實踐能夠有效改進學生，尤其是特定亞群體學生的STEM結果的證據(jù)庫。

四、指導學校支持STEM教育的基本原則

戰(zhàn)略中制定了以下指導學校領導在學校環(huán)境中關注STEM教育并實現(xiàn)變革的基本原則。

第一，營造一種學校文化氛圍，認識到STEM教育的重要性并重視STEM教育，期望所有學生都參與STEM學習；第二，盡早讓學生（和教師）獲得大量職業(yè)選擇方案及信息，以提高學生的SETM抱負水平和參與程度，理想時期是小學階段，并持續(xù)到高中，盡可能讓家長、學校和社區(qū)參與；第三，通過身邊的、基于調查的合作與個體學習，增強學生好奇心，幫助其將STEM學習與解決真實世界問題聯(lián)系起來；第四，認識到只有整個學校合作努力時，STEM教育方法才最有效；第五，由于科技變革迅速，因此鼓勵教師在決定他們的專業(yè)學習需求時，優(yōu)先考慮STEM內容知識的更新；第六，利用學校的人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)和地方背景信息指導合作及拓展項目的選擇，要考慮如何最佳針對那些較少可能選擇STEM學科或者很少看到STEM相關技能重要性的學生群體；第七，作為課程設計的一部分，要考慮如何評估新的合作與學習方法，從而評定學生對于STEM的態(tài)度是否發(fā)生變化，以及這一變化是否轉化為學生更高的STEM成績。

（責任編輯 張慧籽）