国际视域下的STEM众筹式学习行动初探（四）

刘党生

● 与STEM国际趋势的同步（美国篇）

1.STEM究竟始于何时

大陆媒体和业界都公认STEM始于美国。最常见的提法援引2009年1月11日，美国国家科学委员会（National Science Board）代表NSF（美国国家科学基金会National Science Foundation的缩写）发布致美国当选总统奥巴马的一封公开信，其主题即是《改善所有美国学生的科学、技术、工程和数学（以下简称STEM教育）。明确指出：国家的经济繁荣和安全要求美国保持科学和技术的世界领先和指导地位。大学前的STEM教育是建立领导地位的基础，而且应当是国家最重要的任务之一。委员会敦促新政府抓住这个特殊的历史时刻，并动员全国力量支持所有的美国学生发展高水平的STEM知识和技能。

然而，就目前学术追溯的结果来看，STEM的起因远比这个时期要早得多，甚至可以回溯到上世纪的80年代，而真正从法律文献层面来认定STEM教育，却又迟至2011年。

早在1986年，美国国家科学委员会就发表过《本科的科学、数学和工程教育》报告，该报告首次明确提出“科学、数学、工程和技术”教育的纲领性建议，从而被视为STEM教育的开端。

1996年，美国国家科学基金会发表了题为《塑造未来：透视科学、数学、工程和技术的本科教育》报告，并提出今后的“行动指南”。报告针对新的形势和问题，对学校、地方政府、工商业界和基金会提出了明确的政策建议，包括大力“培养K-12教育系统中STEM教育的师资问题”。

2006年1月31日，美国总统布什在其国情咨文中公布一项重要计划——《美国竞争力计划》（American Competitiveness Initiative，ACI），提出知识经济时代教育目标之一是培养具有STEM素养的人才，并称其为全球竞争力的关键。

2007年8月2日，美国参众两院一致通过了《美国创造机会以有意义地促进技术、教育和科学之卓越法》（又称作《美国竞争法》）。《美国竞争法》一共包括8个部分，其中第六部分的标题即为“教育”，主要涉及教师教育、STEM教育、外语教育和本科生研究生奖学金等4个方面。美国对STEM教育的重视，极大程度上反映了美国社会的一种共同关注趋势。

2007年10月30日，美国国家科学委员会发表《国家行动计划：应对美国科学、技术、工程和数学教育系统的紧急需要》报告，提出的行动计划主要包括两个方面的措施：一是要求增强国家层面对K-12阶段和本科阶段的STEM教育的主导作用，在横向和纵向上进行协调;二是要提高教师的水平和增加相应的研究投入。这一报告显示了STEM教育从本科阶段延伸到中小学教育阶段，希望从中小学就开始实施STEM教育。

在2009年NSB代表NSF发布致美国当选总统奥巴马的一封公开信以后，美国教育部统计数据显示，美国生产的科学与工程方面的博士数量的全球份额正从20世纪70年代高于50%的水平下降到2010年的15%。正是中国、印度、韩国等国家加大在教育、技术和研发方面的投资，使得美国感到自己已经不再是世界创新的产权绝对拥有者，直接导致美国经济的领袖地位受到挑战。

2011年，奥巴马总统推出了旨在确保经济增长与繁荣的新版的《美国创新战略》指出，美国未来的经济增长和国际竞争力取决于其创新能力。“创新教育运动”指引着公共和私营部门联合，以加强科学、技术、工程和数学（STEM）教育。

2011年，美国国家科学院研究委员会发布了《成功的K-12阶段STEM教育：确认科学、技术、工程和数学的有效途径》的报告，报告认为在中小学实施STEM教育的目标主要有三个：一是扩大最终会在STEM领域修读高级学位和从业的学生人数，并扩大STEM领域中女性和少数族裔的参与度;二是扩大具有STEM素养的劳动力队伍并扩大这一队伍中女性和少数族裔的参与度;三是增强所有学生的STEM素养，包括那些并不从事与STEM职业相关工作的学生或继续修读STEM学科的学生。

美国州长协会在2011年12月又针对STEM教育行动发布了《制定科学、技术、工程和数学教育议程：州级行动之更新》报告，分析了该协会2007年提出的行动议程中的弱势之处，重新提出“实施州级STEM议程”的各项具体措施。

近些年来，美国国家年度教师奖似乎对STEM教师格外“偏爱”。2008～2013年间，6位获奖者当中有一半是STEM教师。今年5月的教师纪念周里，美国教育部部长阿恩·邓肯接见的5名教师代表中，亦有3位是科学教师。美国总统奥巴马在2013年的国情咨文中提出的两个教育目标，其中之一即为“培育新一代的STEM人才”。确实，近年来，STEM教育已是美国教育的重中之重，其受重视的程度有目共睹。

2013年4月9日，美国下一代科学课程标准的最终版在历经两年时间的编撰、通过两轮的征求公众意见稿后，终于如期发布。该标准的显著特点就是将科学和工程的实践部分提到显要位置，主张减少K-12科学教育理论知识的覆盖面，增加学生动手操作的机会，以利于科学探究和工程设计的融会贯通。

2.STEM在美国的教育实施侧重点

◇NSB旨在促进科技进步，增进国民健康、国家繁荣和民众福祉。NSB确定的STEM教育系统的基本要素包括：

——民众、学生及家长的积极参与。新的行政系统为复苏美国STEM教育开启了一扇窗。它需要国家领导的关注。这包括总统及其管理部门应该尽早并时常向公众强调夯实教育基础的重要性，尤其是STEM教育对所有学生的重要性。必须要唤起公众的意识;家长的理解尤其重要。总统应该号召所有家长运用他们在各个层面的影响力——家庭、学校和社区，带来我们所期望的变化;家长、政府、商业和企业、私人和公共基金会、社会名人、科学家和工程师、媒体和其他利益相关者之间应组成各种联盟，共同关注这一需求，并在当地合作采取相关策略，为所有学生提供高质量的STEM教育。

——明确的教育目标和评估机制。美国教育系统分散管理的特征导致学区课程呈现易变性。尽管这是美国教育系统的优势，但缺乏一致性也会导致地区间严重不平衡，给那些经常在学区间流动的学生带来不便;因此，管理部门应明确指出学生应该掌握的核心概念和技能，并对个体在学习上的差异做出反应。州和地方学区在确保本学期学生掌握了核心技能和概念的前提下，可以改编具体的课程，以便更好地反映出地区背景和个体学生需求。联邦政府应该帮助开发评估机制，促进学生在STEM领域的学习，培养学生的批判思维、沟通以及解决问题的能力。同时应该设计一些有挑战性的问题，甄选出能力较强的学生。

——高素质的教师。具有奉献精神的高素质师资队伍是确保所有学生接受高质量STEM教育的核心因素。管理部门必须发展创新机制，与国会和州政府进行合作，分配财源，给STEM教师支付合适的酬劳，以应对劳动力市场的竞争。继续给某些项目提供稳定的资助，如NSF的“罗伯特·诺伊斯教师奖学金项目”，帮助STEM本科专业的学生和STEM专家成为基础教育领域的科学和数学教师，解决师资短缺的问题。

——给教师提供世界一流的资源和支持。即使是最好的教师也需要教学材料、技术和资源专家的支持。联邦政府应采取行动来检测在教育中应用技术的最佳方式。应建立由在职和退休的专业人员组成的“科学团队”，在课堂、学校和社区等各个层面帮助教师。强化课堂学习的暑期和校外项目也可以利用这种支持性的科学团队。应开发经同行评估的有关STEM教材和最佳实践方式的网络资源，甄别出经证实是有价值的、高效率的教学材料和实践方式。这种资源可以包括其他国家开发的、被证明是有效的材料和实践方式。应开发让教育者和政策决策者都了解的网络资源，该网络资源应汇集与教育实践相关的认知科学研究和STEM教育领域的研究。同时，应该提高对同行评审的资助经费，并且必须提高对学习问题和STEM教学研究的资助经费。

——尽早接触科学。儿童接触STEM概念越早，他们在今后的生活中越能游刃有余。STEM的核心理念和思想应该包含在（提前教育）和其他各种早期教育计划中。应该优先考虑提高小学STEM教育的范围和质量。总统应该经常运用他的领导力，积极鼓励家长和社区成员支持这些目标。

——交流、协作和合作。地区的卓越、国家的和谐以及STEM教育的全球相关性只有在所有利益相关者的共同参与下才能实现，家长是其中最重要的成员。各类组织应该推动基础教育学校体系、2年制和4年制高校、非正式的科学教育组织、工业和商业界之间的交互活动，推进21世纪所需的STEM技能的发展。应该加强和推广相应机制，让联邦政府协调STEM教育研究和大规模的教育活动，并向国家和地方教育机构进行宣传。

◇STEM教育是一种“后设学科”，即这一学科的建立是基于不同学科之间的融合然后形成一个新的整体，将原本分散的学科形成一个整体，由此形成当今日趋受到重视的、跨领域的STEM教育。

◇美国各地推进STEM的行动，落实在操作层面上，有两个方面的特点非常明显：

——STEM学校打造数字校园。美国华盛顿州的华盛顿湖学区STEM学校联合地方高校，共同推出了几个以项目为基础、以STEM课程为重点的合作计划，旨在为本学区的高中生提供数字化的、相当于大学水平的STEM课程。在维吉尼亚州亚历山大市的托马斯·杰弗逊科技高中，学生们在13个细分科目的、拥有一流数字化实验器材和设备的实验室中进行原创性研究，跟踪STEM领域的前沿动态。

——注重在真实情境中学习。美国的STEM学校，注重实践、实习、项目教学法等有效教育策略的践行。美国新一代科学课程标准将焦点对准工程和技术等实践领域，有意识地将学生置于问题解决的真实情境之中，引导他们通过持续的动手操作，增进对科学概念的深层理解，是把准了21世纪科学课堂的脉搏。

3.STEM战略迄今的成效度量

美国州长协会（NGA）提出的就美国各州如何推动STEM教育的发展在“创新美国：拟定科学、技术、工程与数学议程”的共同纲领中达成了共识。各州需要建立一系列STEM教育的内容标准、评估体系、教师培养与认证标准，并开发出新模型以支持K-12学校有效的STEM教育。NGA的STEM议程提出各州主要从三个方面建立一套STEM教育体系。

◇将各州K-12学校STEM教育的评估标准与中学后的教育与工作要求加以对应。包括各州通过参与国际学生评测项目（PISA）和国际数学与科学趋势评测研究（TIMSS），实现STEM教育评估标准与国际接轨。将STEM教育要求与知识经济时代学生中学后的各种发展出路（postsecondary  pathways）加以对应。对小学、初中、高中层次的STEM教育计划进行整合，以期为K-12学校创建一个有机结合的STEM教育体制。

◇增强各州在STEM教育体制上的一致性以提高各州STEM教育的教与学能力：对各州K-12学校的STEM教学的有效性进行评估，为学生的发展做好准备。支持各州K-12学校数据系统的持续发展以跟踪学生的STEM教育状况，从而为教育工作者提供相应的数据支持以提高STEM教育质量。支持有效的招聘和培养STEM教师模型的建立。通过拓展STEM课外学习机会提高学生的学习兴趣以支持他们课外的STEM课程学习。对STEM师资预备和培训机构建立问责制（accountability system）进行评估。支持对教师实施基于市场的和绩效多元化互补式培训。各州建立STEM教育中心并通过一系列政策实现州内和州与州之间STEM教学质量的提高。

◇支持STEM教育的创新实践模型以发现STEM教育实践中的优秀示范项目并加以推广：建立或扩大STEM教育的专业中学典范，包括大学预科学校、特许学校、学区特许学校等多种K-12学校。支持STEM教育，特别是有关技术与工程教育的各种标准、评估体系以及课程的设计与开发工作。根据各州STEM教育的各项标准和评估指标，支持高质量STEM课程的开发，各学区自愿使用。复兴职业技术教育使之成为所有学生中学后发展出路的又一选择，特别是加强STEM教育中的高薪、高技能（high-wages and high-skills）职业培训。

美国政府对STEM教育的重视再次反映了实用主义教育传统在美国的深厚根基。对科学、技术、工程与数学教育重视的根本是要确保美国在全球科技领域的领先地位。美国教育对STEM教育重视的另一个重要依据就是许多STEM教育有关的评估报告揭示出许多严峻的现实问题。尽管美国的教育在全世界位居前列，但其强烈的危机意识确实令人叹服。美国的教育界历来危机意识很强，对自身教育问题的审视和批判从来没有间断过。强烈的危机意识对于一个国家教育的改革和竞争力的提高无疑具有重要的作用，一旦将这种危机意识转化成一种变革教育的动力和创新能力，那就可以说危机意识其实是一笔财富。最后，从美国政府对STEM教育进行的战略调整来看，美国的教育政策具有浓厚的时代色彩，不同历史时期，政府会出台与当时全球经济发展形势和时代要求相适应的教育政策，具有一定的动态性和稳定性。深厚的教育哲学传统、强烈的危机意识和时代感对于一个国家的教育改革都有着重要的影响，如何革故鼎新、与时俱进就成为一国实现特定时期教育改革的重要挑战。

（未完，待续）