美國STEM教育政策發展及其啟示

郭耀紅

摘要：為提升全國競爭力，增加創新型科技人才，美國提出科學、技術、工程和數學教育，即STEM教育。美國STEM教育政策對于推動STEM教育的迅速發展起著極其重要的作用。該文從美國STEM教育政策發展出發，梳理了美國STEM教育政策的發展進程，總結了美國STEM教育政策的內容，借鑒其成功之處，為我國STEM教育改革提供一定的反思借鑒，以促進我國STEM教育的發展。

關鍵詞：STEM教育教育政策政策分析美國教育

中圖分類號：G649文獻標識碼：A ? 文章編號：1672-3791（2021）11（c）-0000-00

Abstract： In order to enhance the national competitiveness and increase the number of innovative scientific and technological talents， America proposes science， technology， engineering and mathematics education， that is， STEM education.American STEM education policy plays an extremely important role in promoting the rapid development of STEM education.Based on the development of STEM education policy in the United States，this paper summarizes the contents of STEM education policy in the United States，draws lessons from its success，provides some reference for China's STEM education reform，and promotes the development of STEM education in China.

Key Words：STEM Education;Educational policy;Policy analysis; American education

近年來，STEM教育因其培養學生創新能力的有效方式受到廣泛的關注。STEM指科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）四門課程的簡稱。面臨著全球經濟競爭及理工教育滑坡的巨大壓力，STEM教育政策誕生于美國急需具備科學、技術和數學知識方面的人才。從美國推出的眾多政策、報告來看，STEM教育已成為美國應對國家挑戰的利器，是培養創新科技人才資源的重要組成部分。而STEM教育政策的實施，有效地推動STEM教育在全國的發展。

1 美國STEM教育政策的發展

STEM教育發展至今，美國各個組織對STEM教育的重視程度依然有增無減。自1986年起，從美國頒布的一系列STEM教育政策中，便可看出美國將STEM教育視為教育發展的重中之重。

早在1986年，美國國家科學委員（NSB）會發布了關于STEM的報告《本科的科學、數學和工程教育》，該報告明確指出了關于STEM教育發展的政策性意見，并引導了美國此后數十年的STEM教育整體的發展方向，可以說，它是STEM教育發展的開端[1]。隨后，一系列的STEM教育相關政策陸續出臺。

1996年，國家科學基金會（NSF）發表了報告《塑造未來：透視科學、數學、工程和技術的本科教育》[2]。該報告旨在快速實現本科教育目標，并制定可實施的科學、數學、工程和技術本科教育戰略。另外，報告還重點指出K-12階段的STEM教育，并且需大力加強K-12教育系統中，STEM教育師資力量的培養。

2006年1月，美國布什政府頒布報告《美國競爭力計劃：在創新中領導世界》。該報告的核心在于加大對科學研究和教育領域的投資，以促進科技、教育發展而提升國際競爭力。而此項計劃提出，提高全國競爭力的關鍵在于培養具有STEM素養的人才。此報告便使得美國對STEM教師的重視和培養推上了一個高峰，此后，美國的STEM教育進入了快速發展階段，也是2007年法案的基礎。

2007年8月9日，為了加強對STEM教師的培養，美國國會一致通過了《美國競爭法》。法案關于STEM教育這一部分，明確對STEM教師的培養做出了規定，并鼓勵招募更多的本科生以及研究生學習科學、技術、工程和數學，培養其為中小學STEM教師，并規定STEM教師與學生的比例不低于1：100[3]。另外，法案還強調，創新活動的順利進行需要大量科研投資以及STEM教育計劃的有效實行，因此聯邦政府批準2008年到2010年間投資433億用于STEM教育和研究，其中，包括教師及學生的獎學金、津貼計劃和中小企業STEM研發資金[4]。該法案還強調把國家科學基金增加至220億美元，重點用于獎學金、支持計劃、K-12的STEM教師培養以及大學層面的STEM研究計劃[5]。

2007年10月，美國國家科學委員會（NSB）再次發布了一份報告《應對美國科學、技術、工程和數學教育體系重大需求的國家行動計劃》。該報告明確指出，所有利益相關者應當采取優先行動并通力合作，以取得國家STEM教育的重大進展。而構建一個強大且協調的STEM教育體系，美國主要面臨著兩大挑戰：一是確保STEM學習的連貫性;二是確保有足夠數量的受過良好培訓且高效的STEM教師[6]。該報告是第一個提及注重K-12與本科教育銜接問題的政策，是K-12教育與本科教育協調發展的一個起始點。

2010年，對2007年首次通過的《美國競爭法》，修訂為《美國競爭再授權法》。其第五章“STEM支持計劃”分為A、B兩個篇章。其中B篇章主要是經費資助的規定，為STEM教育的實施提供保障[7]。同年，美國科技總統委員會發布了一個報告《培養與激勵：為美國的未來實施K-12年級STEM教育》，決定首先重視K-12年級。該報告總結了兩項重要結論：一是改進STEM教育，要注重培養與激勵;為了滿足對精通STEM的專家的需求，必須培養所有的學生，包括女孩以及少數族裔。二是聯邦政府在K-12年級STEM教育中缺乏連貫性策略和足夠的領導力[8]。

2013年5月，美國聯邦政府為響應奧巴馬政府對STEM教育的規劃，頒布了《五年STEM教育戰略計劃》。該計劃確定了五個優先投資的STEM教育關鍵領域：K-12年級教育、本科教育、研究生教育、提高STEM教育和職業領域中婦女和少數族裔等弱勢群體的參與度[9]。該計劃爭取在未來十年STEM專業本科生畢業人數增加100萬;同時，計劃到2020年培養出10萬優秀中小學STEM教師。此外，增加少數族裔中STEM的人數，并提高婦女參與STEM項目的積極性。

STEM教育最為矚目的變化是在2018年底頒布實施的《為成功規劃路線：美國STEM教育行動方略》。該方略呼吁全美學校、家庭、社區、公司和行業協會盡快聯合起來，共同將美國打造成全球STEM領域的“北極星”，因此又稱“北極星計劃”[10]。該方略首次將數字素養和培養學生的計算思維能力作為核心內容。該方略旨在調動聯邦政府、社會和學校的積極性以及增強學校和企業之間緊密合作。最終目的是希望提升全國的數學教育素養。

2 美國STEM教育政策內容

通過對美國STEM教育政策、報告的梳理，了解了美國STEM教育政策的發展脈絡。從美國STEM教育政策的發展中發現，師資問題是長期的、固定的解決項目。在STEM教育的發展過程中，奧巴馬總統非常注重參與度的提升，并鼓勵所有學生參與STEM項目。而教育經費研究投入一直處于重要地位。美國STEM教育政策的主要內容包括各階段STEM教育目標、STEM教師培養、投資經費、全民參與度提升這4個方面。

2.1 各階段STEM教育目標

美國對STEM教育的重視，從開始的本科STEM教育逐漸轉向K-12階段的STEM教育，并且強調構建一個完整的STEM教育系統，對每一階段都提出相應的STEM教育目標。

K-12階段STEM教育的目標主要有兩個。目標一：擴大學生數量;目標二：擴充精于STEM的勞動力[11]。美國要提高國家競爭力，其必然要培養多數精于科技和富有創造力的人才。

本科階段的STEM教育目標是：豐富本科生的STEM經驗，在未來的10年里，增加100萬名STEM領域的畢業生。在美國的高等院校，攻讀STEM專業的本科生的保持率低是一個長期以來重大的問題。

研究生階段的STEM教育目標是：提高該階段學生對STEM項目的參與程度，為從業于相關領域做鋪墊。

2.2 教師培養政策

從美國頒布的一系列STEM教育政策來看，師資問題一直作為一個重要部分給予高度重視。師資力量可謂是提升STEM教育的一個短板。為此，美國政府為解決該短板問題，對教師培養提出了兩個目標：一是提升STEM教師的數量;二是提升STEM教師的質量。

2.2.1 提升STEM教師的數量

美國為提升STEM教師的數量，其挑戰在于教師的招聘與留任，政府采取了一系列措施。首先采用財政激勵來招聘和留任教師。其次提供實踐培訓及專業發展支持來招聘和留任教師。最后創立和批準國家STEM教師資格指南。開發一個機制來創建并認可全國性的、嚴謹的STEM教師資格認證指南，以供教師在不同州之間流動時，對他們繼續從事教學工作有所幫助。

2.2.2 提高STEM教師的質量

對于STEM教師質量的提升，美國做了兩方面的舉措。第一，注重職前STEM教師實習及培訓。美國對于教師的選聘有著嚴格的要求，在《不讓一個孩子掉隊》中就要求必須聘用高質量的教師。第二，提升在職STEM教師專業素質。國家科學基金會設立了不少項目為提升在職STEM教師的專業素質，例如學習和教學中心項目，對STEM教師提供高級培訓，提高教師的專業水平以及專業素養。

2.3 投資經費政策

美國對STEM教育經費的不斷投入，為美國STEM人才培養以及STEM項目的實施提供了有力保障。以聯邦政府為主導，鼓勵及帶領州政府投入大量資金用于STEM教育。STEM教育作為聯邦研究支出的一個部分，其每年的支出都處于上升趨勢。在2015年，總統在財政預算中投資29億美元用于整個聯邦政府的STEM教育，比2014同比增長3.7%。在2016年，教育研發經費預算中，計劃STEM教育中投入31億美元，較2015年增加了3.6%。除此之外，還投入大量資金建立教師及學生獎學金，調動教師與學生從事STEM教育領域的積極性。

2.4 全民參與度提升政策

《五年STEM教育戰略計劃》中不僅注重提高和維持青少年及公眾對STEM的參與度，還鼓勵過去較少參與STEM領域的群體如少數族裔和婦女更多地參與到STEM領域中去。同時，聯邦政府也致力于開展一批非營利的私立學術部門的協同合作，其目的是增加較少參與STEM領域的公眾的學習機會。

3美國STEM教育政策的啟示

美國政府意識到STEM人才對于一個國家的經濟發展起著至關重要的作用，便開始加大對STEM教育的重視機關駐，將STEM教育推向了戰略高度。先后制定了頗有影響力的政策。縱觀美國STEM教育政策歷程，美國制定的是一套完整的制度，對STEM教育做出了統籌計劃，具有強烈的國家行動意識和完整的行動框架，由政府、國會為主導，企業和公眾團體共同參與，各相關部門大量的資金投入，多部門協同合作，這些對我國的STEM教育發展有一定的借鑒之處。

3.1 STEM教育應提到國家戰略發展高度

美國STEM教育計劃是以聯邦政府為主體，是聯邦政府自上而下的推動。可見STEM教育是一場全國性的戰略規劃，與我們的自下而上的教育改革不同，它是從國家利益出發，帶有政治色彩。美國注重其他利益相關者參與其中，除了政府機構的領導外，還加入與協會、學校、基金會、咨詢部等機構的合作，將STEM教育發展與個人、機構和國家緊密結合起來，培養協同合作的意識，樹立共同發展的觀念。總之，促進STEM教育的發展需要政府機構發揮領導作用，因此，建議我國應以政府牽頭，建立各部門之間的穩定的合作關系，共同推進STEM教育的發展。

3.2注重師資培養

在美國STEM教育政策中，師資問題一直是其關注的重點。教育質量的提升，與學生的創造性有關，但更依賴于教師的教學。我國應關注STEM師資力量，培養更多的具有STEM專業知識的人才。不僅是加強職前的實習、培訓，以及在職教師專業水平的提升，還要擴充教師來源，壯大師資隊伍，為我國培養優秀的創新型人才提供保障。

3.3提升STEM教育參與度，建立STEM教育體系

提高國家競爭力，各種高素質創新型人才是必需品。近年來，美國為了壯大STEM教育群體，鼓勵更多的學生參與STEM領域學習，讓更多的畢業生選擇從事STEM領域工作。在增加學生數量的基礎之上，美國還注重各階段STEM教育之間的銜接，形成了一體化的STEM教育體系，各階段STEM教育協調發展。我國可借鑒美國的做法，擴充創新型人才。首先要激發學生對STEM的興趣，運用非正式學習在課外拓展STEM學習，例如一些課外項目、虛擬學習體驗，鼓勵公眾參與STEM項目學習;其次，提供學生于企業實踐的機會，學生有更多的STEM真實體驗，不僅增強STEM專業知識，更有利于畢業后為從事于STEM領域做鋪墊。

參考文獻

[1] 朱學彥，孔寒冰.科技人力資源開發探究——美國 STEM 學科集成戰略解讀[J].高等教育工程研究，2008（2）：21-25.

[2] 李天露.美國科學、技術、工程和數學（STEM）教育政策解讀及其啟示[D].長沙：湖南師范大學.2015.

[3] 武小鵬.國家政策視角下國際STEM教育發展路徑、價值取向和啟示[J].當代教育論壇，2020（2）：55.

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[5] 丁明磊.美國STEM教育計劃對我國科技創新人才培養的啟示及建議[J].全球科技經濟瞭望，2015（7）：17-21.

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[9] 國際與比較教育研究所.美國聯邦政府促進STEM教育的新動向[N].光明日報.2021-04-29（14）.