《繪制成功之路：美國STEM教育戰(zhàn)略》解讀及啟示

曹東云 熊玲玲 程月青

摘? ?要：2018年12月，美國發(fā)布了《繪制成功之路：美國STEM教育戰(zhàn)略》，目的在于提升美國國民的STEM素養(yǎng);提升STEM教育的多樣性、公平性和包容性;為社會發(fā)展提供具備STEM素養(yǎng)的勞動力。戰(zhàn)略提出了四條實(shí)現(xiàn)路徑：發(fā)展和豐富戰(zhàn)略伙伴關(guān)系;幫助學(xué)習(xí)者參與學(xué)科融合的學(xué)習(xí);提升學(xué)習(xí)者的數(shù)字素養(yǎng);以公開制和問責(zé)制運(yùn)作。啟示我們在制定STEM教育規(guī)劃時應(yīng)注重系統(tǒng)規(guī)劃，持續(xù)發(fā)展;多方聯(lián)動，跨界合作;構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)，注重評估。

關(guān)鍵詞：美國;STEM 教育;戰(zhàn)略;啟示

21世紀(jì)以來，世界各國認(rèn)識到經(jīng)濟(jì)繁榮和國家安全比以往任何時候都更加依賴于科技創(chuàng)新能力，而科技創(chuàng)新能力又取決于能否確保公民終身獲得高質(zhì)量的科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）教育。美國、英國、德國等發(fā)達(dá)國家都從國家戰(zhàn)略高度制定了STEM教育政策。2018年12月4日，美國國家科學(xué)技術(shù)委員會發(fā)布了《繪制成功之路：美國STEM教育戰(zhàn)略》（Charting A Course for Success： Americas Strategy For STEM Education）[1]，描繪了未來5年美國STEM教育的路徑與內(nèi)容，旨在確保所有美國人獲得優(yōu)質(zhì)的STEM教育，以保持美國STEM創(chuàng)新和就業(yè)在全球的領(lǐng)先地位。解讀該戰(zhàn)略的背景和內(nèi)容，可為我國STEM教育政策制定與實(shí)施提供一定參考。

一、背景

（一）現(xiàn)實(shí)背景：美國STEM教育總體水平有待提升

根據(jù)美國國家科學(xué)技術(shù)委員會《2018年科學(xué)和工程指數(shù)報告》，盡管美國國民的STEM基本技能在過去20年中稍有改善，但仍落后于許多國家。2006-2015年，美國15歲青少年在數(shù)學(xué)技能方面的得分總體低于國際平均水平，在科學(xué)技能方面達(dá)到或略高于國際平均水平[2]。調(diào)查顯示，只有20%的高中生準(zhǔn)備在大學(xué)學(xué)習(xí)STEM專業(yè)課程[3]。美國科學(xué)和工程（S&E）學(xué)士學(xué)位僅占全球總數(shù)的10%，而美國雇主對STEM學(xué)位畢業(yè)生的需求卻持續(xù)增長。此外，并非所有的美國人都能獲得STEM教育[4]。女性、殘障人士、非洲裔、西語拉丁裔、土著印第安裔在S&E教育和就業(yè)方面的比例明顯不足。調(diào)查顯示，盡管女性占人口總數(shù)的一半，但具備STEM素養(yǎng)的女性勞動力占具備STEM素養(yǎng)的勞動力的比例不到30%;少數(shù)族裔占人口總數(shù)的27%，但具備STEM素養(yǎng)的少數(shù)族裔勞動力僅占具備STEM素養(yǎng)的勞動力的11%[5]。此外，不同地理位置的美國人訪問互聯(lián)網(wǎng)的程度也存在差異，在2400萬無法獲得基本互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的美國人中，有83%的人口生活在農(nóng)村或部落社區(qū)。[6]

（二）政策背景：美國政府對STEM教育的重視由來已久

美國對STEM教育的重視應(yīng)該可以追溯到蘇聯(lián)發(fā)射第一顆巨星之后。從1983年的《國家處于危機(jī)之中：教育改革勢在必行》到21世紀(jì)發(fā)布的一系列法律、報告，這些政策從愿景、內(nèi)容、主體、實(shí)施路徑、經(jīng)費(fèi)保障等不同方面引導(dǎo)著美國STEM教育的發(fā)展。尤其是2010年的《美國競爭再授權(quán)法》，以法律的形式明確了支持STEM教育的機(jī)構(gòu)及其職責(zé)。為回應(yīng)該法律要求，美國于2011年成立了國家科學(xué)技術(shù)委員會STEM教育委員會（Committee on STEM Education，CoSTEM）。該機(jī)構(gòu)在時任總統(tǒng)奧巴馬的支持下，牽頭組織跨部門合作，起草國家STEM教育推進(jìn)策略，于2013年發(fā)布《聯(lián)邦STEM教育五年戰(zhàn)略規(guī)劃》。該規(guī)劃闡述了聯(lián)邦STEM教育的進(jìn)展，描述了五個STEM教育重點(diǎn)投資領(lǐng)域的初步實(shí)施路線圖，以及可能有助于聯(lián)邦機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的短期、中期和長期策略。

2018年，特朗普政府發(fā)布的《繪制成功之路：美國STEM教育戰(zhàn)略》可視為2013年《聯(lián)邦STEM教育五年戰(zhàn)略規(guī)劃》的延續(xù)與發(fā)展。這兩個規(guī)劃既有相似之處，如都強(qiáng)調(diào)伙伴關(guān)系以及成員對STEM的重視程度，又具有值得關(guān)注的獨(dú)特之處。[7]

二、內(nèi)容

《繪制成功之路：美國STEM教育戰(zhàn)略》主要由五部分構(gòu)成：美國STEM教育的愿景、目標(biāo)、管理行動、實(shí)現(xiàn)路徑、國家內(nèi)部合作戰(zhàn)略。以下將介紹目標(biāo)及實(shí)現(xiàn)路徑部分。

（一）目標(biāo)

美國政府認(rèn)為，國家的成功需要一支具備STEM素養(yǎng)的現(xiàn)代化勞動力隊伍，以及擅長駕馭高科技、數(shù)字化工具和互聯(lián)網(wǎng)世界的美國公民。STEM技能是美國繁榮與安全的引擎;計算思維、問題解決能力、創(chuàng)新等STEM素養(yǎng)對于制造智能產(chǎn)品、改善醫(yī)療保健水平、保護(hù)國家安全至關(guān)重要。美國STEM教育的愿景是讓所有美國人都可以終身獲得高質(zhì)量的STEM教育，使美國成為全球STEM素養(yǎng)、創(chuàng)新和就業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。基于這一愿景，《繪制成功之路：美國STEM教育戰(zhàn)略》設(shè)定了以下三個具體目標(biāo)。

1.打造堅實(shí)的公民STEM素養(yǎng)

確保每個美國人都有機(jī)會掌握基本的STEM概念，為提升自身STEM素養(yǎng)構(gòu)筑堅實(shí)的基礎(chǔ)。優(yōu)質(zhì)的STEM教育可以幫助公民在與STEM相關(guān)的職業(yè)生涯中取得成功。對于未從事STEM領(lǐng)域相關(guān)工作的人來說，STEM素養(yǎng)也是其充分參與現(xiàn)代社會的先決條件。例如，STEM教育所教授的思維方法和問題解決技能可以被遷移應(yīng)用到其他領(lǐng)域; STEM素養(yǎng)能幫助個體在健康和營養(yǎng)、娛樂、交通、網(wǎng)絡(luò)安全、財務(wù)管理等方面做出明智的選擇;STEM素養(yǎng)能夠幫助公民更好地進(jìn)行批判性分析，提出創(chuàng)新的解決方案，應(yīng)對瞬息萬變的技術(shù)變革。

2.在STEM教育中增加多樣性、公平性和包容性

高質(zhì)量的STEM教育還應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注在STEM領(lǐng)域和就業(yè)中未獲得充分服務(wù)和代表性不足的群體。目前，并非所有美國公民都能獲得高質(zhì)量的STEM教育機(jī)會，隱性偏見（implicit bias）阻礙了“所有美國人終身獲得高質(zhì)量STEM教育機(jī)會”這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn);農(nóng)村和城市的人力、物力和財力資源分配差異也不利于目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。然而，無論個體的地理位置、種族、性別、社會經(jīng)濟(jì)地位、父母受教育程度、殘障狀況、學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)如何，其都應(yīng)該有機(jī)會掌握STEM技能和方法。《繪制成功之路：美國STEM教育戰(zhàn)略》明確期望各級STEM教育政策和實(shí)踐機(jī)構(gòu)秉承包容和公平的價值觀，禁止出現(xiàn)任何形式的歧視。

3.為社會發(fā)展培養(yǎng)具備STEM素養(yǎng)的勞動力

構(gòu)建擁有豐富的STEM知識及技能的美國人力資源體系，對于維持與支持國家創(chuàng)新基礎(chǔ)至關(guān)重要，具體領(lǐng)域包括農(nóng)業(yè)、能源、醫(yī)療保健、信息通信技術(shù)、制造業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、國防、人工智能、量子信息科學(xué)等。相關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)創(chuàng)造真實(shí)的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，鼓勵和幫助學(xué)習(xí)者選擇STEM領(lǐng)域的相關(guān)職業(yè)。聯(lián)邦和其他STEM領(lǐng)域的研發(fā)和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)應(yīng)投資支持該領(lǐng)域的本科生、研究生、技術(shù)人員、研究人員，以及潛在的具備STEM素養(yǎng)的勞動力。

（二）實(shí)現(xiàn)路徑

針對以上目標(biāo)，《繪制成功之路：美國STEM教育戰(zhàn)略》提出四條實(shí)現(xiàn)路徑，設(shè)計出配套方法，每種方法設(shè)有一系列具體目標(biāo)和聯(lián)邦為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)而采取的優(yōu)先行動，并附有相應(yīng)的典型案例及資源供參考。這些路徑將為教育者、雇主和社區(qū)賦權(quán)，使各級學(xué)習(xí)者和整個社會受益。

1.發(fā)展和豐富戰(zhàn)略伙伴關(guān)系

該路徑的重點(diǎn)是加強(qiáng)現(xiàn)有的關(guān)系，并在教育機(jī)構(gòu)、雇主和社區(qū)之間建立新的戰(zhàn)略伙伴關(guān)系。這意味著學(xué)校、高校、圖書館、博物館和其他社區(qū)資源將匯集在一起，形成STEM生態(tài)系統(tǒng)。學(xué)習(xí)者將與雇主、實(shí)習(xí)生、學(xué)徒一起獲得基于工作的學(xué)習(xí)體驗及豐富的研究經(jīng)歷。戰(zhàn)略伙伴關(guān)系還意味著教育界將融合正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)，融合核心學(xué)業(yè)課程和應(yīng)用技術(shù)課程，幫助學(xué)習(xí)者為高等教育做準(zhǔn)備。

2.幫助學(xué)習(xí)者參與學(xué)科融合的學(xué)習(xí)

該路徑關(guān)注復(fù)雜的、需要學(xué)習(xí)者付出主動性和創(chuàng)造力的現(xiàn)實(shí)問題與挑戰(zhàn)，旨在使STEM學(xué)習(xí)變得更有意義且鼓舞人心。它通過讓學(xué)習(xí)者參與跨學(xué)科活動來促進(jìn)創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)，如基于項目的學(xué)習(xí)等;要求參與者使用不同學(xué)科的知識和方法識別和解決問題;通過使用創(chuàng)新的、量身定制的教學(xué)方法，幫助學(xué)生解決富有挑戰(zhàn)性的數(shù)學(xué)問題。此外，該路徑還致力于教會學(xué)習(xí)者使用多學(xué)科知識解決現(xiàn)實(shí)問題。

3.提升學(xué)習(xí)者的數(shù)字素養(yǎng)

該路徑致力于幫助學(xué)習(xí)者最大限度地適應(yīng)數(shù)字設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)給社會帶來的徹底改變，并利用這一變化。數(shù)字素養(yǎng)賦予人們利用工具查找信息、回答問題和分享觀點(diǎn)的能力，人們需要懂得如何負(fù)責(zé)任地、安全地使用這些工具。該路徑旨在擴(kuò)大數(shù)字平臺在教學(xué)和學(xué)習(xí)中的使用：幫助人們隨時隨地開展學(xué)習(xí);進(jìn)行個性化教學(xué);通過虛擬現(xiàn)實(shí)體驗活動等提高課程吸引力。

4.以公開制和問責(zé)制運(yùn)作

該路徑要求聯(lián)邦政府在STEM項目、投資和活動中開展公開的、以證據(jù)為基礎(chǔ)的實(shí)踐和決策，并通過其他利益攸關(guān)方的補(bǔ)充做法，促進(jìn)整個STEM生態(tài)系統(tǒng)對該項目進(jìn)展情況進(jìn)行集體監(jiān)測，以保證國家目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。該路徑繪制了一份表格，標(biāo)識出參與STEM教育項目、投資和活動的聯(lián)邦部門和獨(dú)立機(jī)構(gòu)，并指出各機(jī)構(gòu)所需達(dá)成的目標(biāo)。公開制和問責(zé)制運(yùn)作旨在實(shí)現(xiàn)以下五個目標(biāo)：在不同的STEM實(shí)踐社區(qū)中促進(jìn)和推廣循證實(shí)踐;報告代表性不足群體的參與率;使用通用度量標(biāo)準(zhǔn)衡量項目進(jìn)度;公開發(fā)布戰(zhàn)略規(guī)劃的績效和成果;制定聯(lián)邦實(shí)施計劃并跟蹤進(jìn)展情況。

三、啟示

（一）系統(tǒng)規(guī)劃，持續(xù)發(fā)展

2010年的《美國競爭再授權(quán)法》明確了負(fù)責(zé)教育撥款的國家科學(xué)基金會及其下屬機(jī)構(gòu)的職責(zé)，約定了項目內(nèi)容及資助經(jīng)費(fèi)規(guī)則，以立法的高度為STEM教育實(shí)施提供保障[8]。受此支持，2011年美國國家科學(xué)技術(shù)委員會發(fā)布《聯(lián)邦STEM教育圖景》。之后，2013年的《聯(lián)邦STEM教育五年戰(zhàn)略規(guī)劃》和2018年的《繪制成功之路：美國STEM教育戰(zhàn)略》直接對應(yīng)教育圖景中的目標(biāo)。我國對STEM教育也極為重視，2016年國務(wù)院發(fā)布的《全民科學(xué)素質(zhì)行動計劃綱要實(shí)施方案（2016-2020 年）》指出，在高中階段要鼓勵探索開展科學(xué)創(chuàng)新與技術(shù)實(shí)踐的跨學(xué)科探究活動;2016年，教育部發(fā)布的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》指出，有條件的地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在“眾創(chuàng)空間”、跨學(xué)科學(xué)習(xí)（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用;2017年，教育部發(fā)布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式，建議教師在教學(xué)實(shí)踐中嘗試STEM 教育。

未來我國仍需站在為國家培養(yǎng)創(chuàng)新人才的戰(zhàn)略高度，在國家層面進(jìn)行STEM教育政策的頂層設(shè)計，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人才培養(yǎng)、各級各類教育職責(zé)的角度統(tǒng)籌規(guī)劃，形成需求、政策、制度、內(nèi)容、項目、評估、師資、經(jīng)費(fèi)相配套的一體化戰(zhàn)略，整合全社會的資源，推動STEM教育的可持續(xù)發(fā)展。

（二）多方聯(lián)動，跨界合作

美國STEM教育委員會由美國聯(lián)邦教育部、國家科學(xué)基金會等14個部門構(gòu)成。其主要職責(zé)是開發(fā)、實(shí)施和更新STEM教育五年戰(zhàn)略規(guī)劃;每年向總統(tǒng)提交STEM教育財務(wù)預(yù)算報告;協(xié)調(diào)STEM教育活動項目，保障相關(guān)項目的順利實(shí)施。在《繪制成功之路：美國STEM教育戰(zhàn)略》發(fā)布當(dāng)天，美國國家科學(xué)基金會宣布向其新成立的數(shù)據(jù)科學(xué)團(tuán)隊提供1000萬美元，該團(tuán)隊將為地方、州和國家層面的現(xiàn)有勞動力提供數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)培訓(xùn)，教授新技能并提供新體驗。[9]

我國應(yīng)建立高效的社會聯(lián)動機(jī)制，整合各類社會資源，打造一體化STEM教育有機(jī)生態(tài)系統(tǒng)[10]。政府、學(xué)校、企業(yè)、社會組織、家庭等各方力量應(yīng)聯(lián)合起來，發(fā)揮各自優(yōu)勢，多元投入、跨界合作;建立基于地域特色的STEM實(shí)踐社區(qū)，倡導(dǎo)區(qū)域間合作幫帶;鼓勵各級各類學(xué)校、博物館、科技館、青少年宮等社會機(jī)構(gòu)開發(fā)、整合、共享課程資源，幫助不同年齡段的學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)STEM領(lǐng)域的泛在學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)。

（三）構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)，注重評估

在前期多方合作及科學(xué)調(diào)研的基礎(chǔ)上，美國STEM教育規(guī)劃提供了可供后期監(jiān)測、評估與問責(zé)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，這在很大程度上提高了政策落地的實(shí)效性。目前，我國STEM教育的政策、內(nèi)容、項目、課程、教學(xué)、師資等的標(biāo)準(zhǔn)與評估機(jī)制還有待建立。STEM教育規(guī)劃應(yīng)明確參與各方在不同階段的工作目標(biāo)，這些目標(biāo)應(yīng)具備SMART特征——具體的（specific）、可度量的（measurable）、可實(shí)現(xiàn)的（attainable）、相關(guān)的（relevant）、有時限的（time-based），這將為后期的評估奠定有效基礎(chǔ)。此外，應(yīng)明確相應(yīng)的評估機(jī)制，除對應(yīng)具體目標(biāo)外，還應(yīng)確定由誰來評估、何時評估、采用什么方法和工具評估、如何開展元評估等。

參考文獻(xiàn)：

[1]White House. Charting a Course for Success： Americas Strategy for Stem Education[EB/OL].https：//www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2018/12/stem-education-strategic-plan-2018.pdf ，2018-12-20.

[2][5]NSF.2018 Science & Engineering Indicators [EB/OL].https：//www.nsf.gov/statistics/2018/nsb20181/report， 2018-10-11.

[3]ACT. The Condition of College and Career Readiness National 2018[EB/OL]. http：//www.act.org/content/dam/act/unsecured/documents/cccr2018/national-cccr-2018.pdf， 2018-11-06.

[4]NSF. Women， Minorities， and Persons with Disabilities in Science and Engineering[EB/OL].https：//nsf.gov/statistics/2017/nsf17310/digest/introduction，2018-10-23.

[6]Federal Communications Commission. 2018 Broadband Deployment Report[EB/OL].https：//www.fcc.gov/reports-research/reports/bro-adband-progress-reports/2018-broadband-deployment-report， 2018-11-07.

[7]Education Dive.White House Releases Five-Year STEM Education Strategy[EB/OL].https：//www.educationdive.com/news/white-house-releases-five-year-stem-education-strategy/543540/， 2018-12-28.

[8]趙中健.美國STEM教育政策進(jìn)展[M].上海：上海科技教育出版社，2015：40-65.

[9]NSF. NSF， NASA Announce Commitments to Support White House Strategic Plan on STEM Education[EB/OL].https：//www.nsf.gov/news/news_ summ.jsp？cntn_id=297418&org=NSF&from=news，2019-01-16.

[10]中國教育科學(xué)研究院STEM教育研究中心.中國STEM教育白皮書[R].北京：中國教育科學(xué)研究院，2017.

編輯 朱婷婷? ?校對 王亭亭

作者簡介：曹東云，江西師范大學(xué)教育學(xué)院副教授;熊玲玲、程月青，江西師范大學(xué)教育學(xué)院碩士研究生