從課內到課后：美國著力構建STEM學習生態系統

美國科學、技術、工程和數學教育（簡稱STEM教育）是美國聯邦政府自上而下推動的一項國家長期戰略規劃，分別于2007年、2010年以立法形式加以推進，帶有明顯的國家意志。美國科學教育界認識到，在培養學生STEM學習興趣方面，課后與校內具有同樣重要的作用，因此，在課后服務中不斷增加學習機會。

美國課后STEM教育的緣起

20世紀后半葉以來，美國中小學教育明顯加強了對數學、科學等科目的重視，但STEM教育的概念形成于21世紀，真正以立法形式正式確立是在2007年的布什政府執政時期。2010年奧巴馬政府繼續以立法形式對STEM教育提供了各類保障與支持，其間各種報告、政策和具有法律效力的文件密集出臺。美國政府已切實將STEM教育上升到國家戰略高度，并將其與美國國際領導力和競爭力緊密聯結。

2007年，美國國會頒布《為有意義地促進一流的技術、教育與科學創造機會法》（America Creating Opportunities to Meaningfully Promote Excellence in Technology，Education，and Science Act），因縮寫為英語“競爭”一詞，又稱《美國競爭法》，這是關于STEM教育的第一部正式法案。法案批準2008—2010年為STEM教育投資433億美元，重點用于獎學金、支持計劃、K-12（基礎教育階段）的STEM師資培養和大學STEM研究計劃。法案還對STEM師資培養問題進行了明確規定，鼓勵招收科學、技術、工程和數學的本科生和研究生，將其培養為小學和中學的STEM教師，并規定STEM教師與學生的比例不得低于1∶100，以確保STEM教師的充足供給。同年，美國教育部發布《學術競爭力委員會報告》，該報告劃分了STEM教育層次，并提出了STEM教育各階段的具體培養目標和評估標準。

2010年，美國總統科技顧問委員會提交《準備與激勵：為了美國未來的K-12科學、技術、工程和數學教育》報告，討論了基礎教育階段STEM教育的重要性、聯邦政府的責任、培養目標與評估指標、教師隊伍建設、信息技術平臺等問題，明確提出學生的STEM教育除課內學習外，還可以在課外體驗學習，通過非正式教育環境讓學生創建計劃和尋找靈感，聯邦政府支持開發一系列高質量的STEM課后活動和拓展性學習。

2013年，由美國國家科技委員會牽頭，并聯合聯邦教育部、國防部、能源部等十余家部門和機構發布《聯邦政府STEM教育五年戰略計劃》，明確指出優先發展STEM教育，并確定STEM教育的合作協調戰略，由國會、國家科學基金會、教育部、學校、協會及聯盟等社會多方通力合作，共同推動教育政策的具體實施和有效落實。在基礎教育階段，STEM教育的培養目標是培養學生STEM技能，為其在21世紀科技經濟中獲得成功做準備，提高學生STEM教育參與度，使學生認識到STEM教育對生活的價值。同時，相關研究報告指出，越來越多的工作需要STEM素養，未來STEM領域的工作機會是非STEM領域的3倍，教育應該努力培養學生STEM素養，以便他們能夠更好地理解和應對未來生活的復雜問題。

美國課后STEM學習機會與需求不斷增長

隨著美國對STEM教育的重視和普及，越來越多的學校和機構提供課后STEM學習機會。2012年，美國課后聯盟（After school Alliance）發布《課后作為STEM教育合作伙伴的政策建議》，認為課后服務可以并且應該為國家STEM勞動力培養發揮關鍵作用，應該在基礎教育階段STEM教育倡議和立法中明確支持課后STEM項目。同時，聯邦和州的課外項目資金應該支持課后STEM學習項目。

美國課后服務提供的學習內容隨著社會和家長需求而不斷變化，從美國課后聯盟開展的歷次全國調查中可以看到，課后STEM學習機會在不斷增長。據美國課后聯盟2009年調查結果，課后服務排名前五的學習活動分別是學業和作業輔導（98%）、娛樂和運動（93%）、健康教育（88%）、生活技能（88%）、藝術（84%）。2014年排名前五的課后活動變化為體育鍛煉（80%）、家庭作業輔導（77%）、閱讀寫作（72%）、STEM學習（69%）、學術指導（65%）。其中，閱讀寫作與STEM學習增長較快。2020年排名前五的課后活動則為社交技能（90%）、體育鍛煉（85%）、STEM學習（73%）、作業幫助（73%）和決策能力（73%）。三次全國調查數據比較來看，美國課后服務提供的學習內容逐漸由知識型向技能型轉變，從家庭作業輔導、體育鍛煉發展到閱讀寫作支持，再到STEM學習，從單純地解決學生課后無人看管的問題發展到培養學生核心素養，課后服務的價值得到更深層次的挖掘和進一步體現。

2014年，美國課后聯盟發布《全面提升STEM教育：課后計劃逐步成為STEM教育的關鍵合作伙伴》調查報告，調查顯示69%的學生在課后服務中接受了STEM學習，其中，數學學習所占比例最高，達60%;其次是科學，占45%;技術與工程只占30%。76%的學生每周至少參加一次STEM學習，農村、郊區和城市學生接受STEM學習的機會存在顯著差異，城市STEM學習的供給數量和頻率都明顯高于農村和郊區。越來越多的家長認為STEM學習非常重要，并且希望提高學習供給和頻率。同時，67%的家長認為課后STEM學習有助于提高孩子的素質和技能，比如團隊合作精神、領導力和批判性思維。

2020年，美國課后聯盟發布《下午三點后的美國：需求增加，機會減少》調查報告。調查結果顯示，家長對課后服務的需求不斷增加，每一個接受課后服務的孩子背后，有三個孩子的課后學習需求未得到滿足。越來越多的家長認識到了課后服務的價值，在回答“課后服務有哪些好處”這一問題時，選擇“為兒童提供了獲得STEM相關興趣和技能”的比例增長較大，從2014年的65%增長到2020年的76%，增加了11個百分點。家長對課外服務項目的期待也更加全面，從最基本的為孩子提供安全的環境發展到特殊需求，STEM成為家長優先選擇的學習內容。認為STEM學習機會是他們選擇課后服務最重要因素的家長，從2014年的53%增長至2020年的72%，是各種考慮因素中增長最快的因素。與2014年相比，家長希望孩子在課后服務中獲得更多的STEM學習機會。實際上，近年來美國中小學生課后STEM學習的機會一直在增加。其中，數學學習機會從2014年的60%增長至2020年的62%，科學學習機會從2014年的46%增長至2020年的49%，技術和工程學習機會也從2014年的30%增長至2020年的39%。課后STEM學習的頻率也越來越高，每周至少參加兩次STEM活動的學生從2014年的52%上升到2020年的59%。同時，家長對課后STEM學習的滿意度也在上升，67%的家長對孩子課后STEM學習感到滿意，其中41%的家長表示非常滿意。

課后服務在STEM學習中發揮重要作用，不僅擴大了STEM學習的教育供給，還為學生提供了不同于校內教學和學習的方式方法，特別是學生可以更多參與科學和工程實踐，如開展科學實驗、分析闡釋數據、工程設計等。

美國的大學，甚至是世界一流大學也積極參與課后STEM學習。例如，美國芝加哥大學普利茲克分子工程學院實施“K-12量子教育推廣計劃”，通過為初中生和高中生提供動手實踐和以學生為中心的學習體驗，培養他們對STEM課程的興趣，學習了解世界前沿科技——量子領域的初步知識，增強解決問題、收集信息和舉證的能力。該計劃還持續多年開展高中STEM教師暑期培訓，指導教師開展STEM課程設計，體現了美國在高端前沿科技領域人才培養“從娃娃抓起”的決心。“科學俱樂部”是芝加哥市課后計劃STEM學習活動之一，中學生每周與西北大學的科學家們合作，開展有趣的科學項目。比如，學生在課內學習醫學知識，作為課程延伸，課后參觀訪問西北大學醫學院，了解如何診斷和治療疾病。芝加哥市學校與哥倫比亞學院合作開展“音樂STEM”項目，為青少年提供設計和制作樂器的機會，并將學到的樂器原理加以實際運用，探索聲音背后的數學和科學問題。學生在課后習得的這些STEM知識與技能，對于他們未來在STEM領域的職業發展至關重要。

課內與課后STEM教育并舉

近年來，提高學生接受STEM教育的質量及機會，成為世界各國優先關注的事項。中美貿易戰將人們的視線引向科技戰、未來戰，STEM教育水平直接關系到一國科技水平和科技人才儲備。它有助于提高年輕人的觀察力和分析解決問題的能力，以滿足復雜多變的未來世界。

美國的教育體制以州政府分權自治為主要運行模式，而STEM教育則是以聯邦政府作為教育行動的主體，是美國教育界一場不多見的、持續時間較長的全國性戰略規劃。連續幾屆美國政府都在不斷強調STEM教育的重要性，以確保通過STEM教育培養的人才能夠為國家在科技領域搶占領先地位作出卓越貢獻。

當前，美國非常重視非正式教育系統對促進STEM教育發展的作用，著力構建包括正規學校教育和非正式教育在內的STEM學習生態系統（STEM Learning Ecosystem），并初步形成了課內正規教育領域與課后非正式教育領域并舉開展STEM教育的局面。倡導通過在真實情境下的項目學習，使學生運用跨學科知識解決復雜問題，提高學生的實踐能力、創新能力和跨界整合能力，進而有效提升學生的這三種核心素養。我國在加強中小學STEM教育的同時，也可以充分合理利用好課后服務，使學生了解STEM對未來職業及生活的影響，培養中小學生對STEM的興趣和愛好，著力提升中小學生STEM素質，努力使STEM教育惠及所有學生。

（楊紅，中國教育科學研究院副研究員。）

（來源：中國教育報）