STEM教育的中美发展对比

李欢

摘 要：随着社会对人才需求的不断提高，基于STEM教育的创新人才培养模式正在被越来越多的国家所接受。文章首先定义的什么是STEM教育，中美STEM教育的发展，以及我国STEM教育存在的问题，解决策略，并对STEM教育中问题的进行了思考。

关键词：STEM教育；创新教育；发展

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）12-0015-02

Abstract： With the continuous improvement of social demand for talents， the innovative talent training model based on STEM education is being accepted by more and more countries. This paper firstly defines what STEM education is， then the development of STEM education in China and the United States， and points out the problems of STEM education in China and their solutions. Finally， it reflects on the STEM Education.

Keywords： STEM education； innovation education； development

一、概述

STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和數学（Mathematics）四门学科的简称，强调多学科的交叉融合。STEM 教育并不是科学、技术、工程和数学教育的简单叠加，而是要将四门学科内容组合形成有机整体，以更好地培养学生的创新精神与实践能力。

STEM中四门学科必须紧密相连，以整合的方式培养学生全方位的能力，并能灵活解决真实世界的问题。跨学科性是STEM最重要的核心特征，意味着教师在STEM教育中，不再将重点放在某一个学科，而是注重问题的本质，联合利用科学、技术、工程或数学等知识解决问题，实现跨学科的来提高学生解决问题的能力。

二、中美STEM教育发展的异同

（一）美国STEM教育

1. 起源

STEM教育源于世界各国对国际人才培养和经济下行压力下对人才培养的反思，目的是加大科技人才的培养。

2. 发展过程

纵观STEM的发展阶段，是自上而下的开展和普及的过程。

（1）开端，1986，美国国家科学委员会（NSB）发表报告：《本科的科学、数学和工程教育》（又称《尼尔报告》），报告指出美国STEM学科为美国的教育指明了一个新方向，此后经过实践，对美国大学教育改革提供了经济和财政上的支持。并提出了“科学、数学、工程和技术教育相结合”的指导性意见。

（2）中期，1996年，美国国家科学基金会的《塑造未来：透视科学、数学、工程和技术的本科教育》报告，针对美国社会与经济发展问题，对学校、地方政府、商业、社区提出了明确的政策建议，包括大力“培养STEM教育的企事业相关人员和教师”。

（3）全面铺开，2007年，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，报告中将STEM教育从中小学教育阶段延伸到本科阶段，中小学以及大学全面铺开实施STEM教育。

3. 问题与对策

由于昂贵的大学教育成本和基础教育阶段学术准备不足，美国STEM教育（宏观）存在STEM毕业生的实际培养与经济发展需求不符、顶尖美国大学的STEM 毕业生较少、性别及种族差异显著等现状。针对这些情况，美国联邦政府的应对措施有：一是将幼儿园到小学年级的STEM教育的评估标准与中学的教育要求相对应；二是加强各独立州在STEM教育管理上的一致性，以提高全民STEM教育的教与学的能力；三是支持STEM教育的创新实践，鼓励各个阶层开展STEM教育优秀项目并加以推广，大力发展职业教育。

（二）中国STEM教育

如果将STEM教育视为一个学科，那么STEM教育在我国基础教育阶段刚刚起步；数学、物理、科学、通用技术、信息技术等学科的融合可以称之为“中国的STEM教育”。但与STEM教育所体现的真实问题、项目引领、学科交叉、注重解决实际问题的特点来看，我国的STEM教育仍有不小的差异。

1. 起缘

中国STEM教育源于对现有教育的缺陷造成创新型人才缺失的反思。“李约瑟难题”“钱学森之问”折射出我国教育存在问题。2009年教育国际评估组织调查结果发现我国想象力和创造力相对落后。我国STEM教育的目的是培养掌握现代科技的创新型人才。

2. 发展过程

（1）中国创新教育、科技教育相关实践：机器人竞赛、科技创新大赛。

（2）引进。国内关于STEM文献最早见于2008年，自2012年，第二届STEM教育应用国际会议在北京召开，我国学者对STEM教育的课程、整合路径等进行了研究，并进行了实践。

（3）实践。结合创客教育理念，利用Scratch编程工具，帮助学生开发电脑游戏、互动故事、图形艺术作品、电脑动画等，利用Little Bits增加学生对技术的工程设计与开发过程的理解。

3. 问题与对策

结合教育实际，我国开展STEM教育（宏观）存在以下问题：一是现有STEM教育依旧是按照传统分科教学，不能突破学科壁垒实现整合；二是现有教育理念和考核重视知识点的掌握而不是解决真实问题的能力和知识并重；基础教育与高等教育阶段的科技创新教育衔接程度不够。

有学者指出我国开展STEM教育存在阻力是由于缺乏师资、缺乏社会联动机制。为适应我国国情，可以已有学科课程为载体，开发整合与不同学科内容相关的课程设计；整合教学资源，将项目教学与实践动手操作相结合；组成项目合作团队，针对特定项目内容开发设计即复合型整合课程。

（三）中美STEM教育发展的异同

1. STEM教育目的不同

美国为培养掌握STEM素养的人才，中国为了提升科技创新教育。

2. 推进的路线不同

美国进行“自上而下”的STEM教育推广，由政府牵头，提供财政、师资培训、物质的支持。美国将K-12项目与STEM对接，实现基础教育到高等教育的对接。中国STEM教育推广是“自下而上”，通过专家引进、试点实践进行推广。现有实践有省市级别的创新科技实验项目，试点学校的校本课程建设，科学技术为主题的学校课程的实施。

3. 面临问题不同

美国面临的是毕业生的实际培养与经济发展需求不符、顶尖美国大学的STEM 毕业生较少、性别及种族差异显著等问题。我国面临的是教育学科壁垒、教育理念滞后、基础教育与高等教育阶段的科技创新教育衔接程度不够等问题。

三、STEM教育发展趋势

从STEM到STEAM（Science、Technology、Engineering、Mat

hematics、Art），再到STEM+X，STEM教育的内涵越来越丰富，它囊括了人文、艺术、科学、创造，成为包容性更强的跨学科素养教育。

1. STEAM

STEM包含科学、技术、工程、数学。STEAM教育就是在目前流行的STEM教育的基础上加入艺术与设计（Art and Design），促进全脑的发展。STEAM课程板块涉及数学、物理、化学、通用技术、信息技术、语言、音乐、美术等。其中数学和工程发挥着基础性的作用。

2. 创客

创客教育相当于在科学、技术、工程、数学的基础上，加入商业、经济因素，强调培养学生针对生活中的需求，根据科学原理，借助数学方法建模分析，选择工程技术手段通过工程的路径，在真实世界创造出有经济价值的实体的能力。

四、STEM教育与教育技术之间的区别和联系

STEM教育与教育技术从根本上来讲利用科学技术推动教育进步，以培养适应新时代的才人。所不同的是STEM教育是自基础教育到高等教育的一项人才培养方略，而教育技术是一门方法论性质的学科。STEM课程的设计和开展可参考教育技术中学习科学、教学设计的理论，例如戴尔做中学的理论，情景学习理论，协作学习理论等进行实践。

随着STEM的进一步实践，其中关于（1）STEM教师培训经验、（2）学生信息技术应用能力培训经验、（3）基于真实情境、跨学科、协作的教与学过程的设计、实施、评价的经验，可吸收归纳为新的教育技术理论，促进下一轮教学实践。

五、问题与反思

实际上STEM教育在美国首先不是一个单独的学科，而是作为一个跨学科教学方式的存在，除了人文学科之外，几乎所有的都可以囊括进STEM教育里。更有甚者，将人文（Art）也加入进来，变成STEAM教育。这样就自然对老师本身的综合素养有了极高的要求。

國内STEM教育除了师资，本身对于这种跨学科的教学方式还需要很长时间的适应，而过去那种应试、分科的做法已经很久，惯性很大，一时半会儿很难大改。即便是现在，很多学校的STEM教育课都是用通用技术或者选修课的课时来上，更别说专门的STEM教室了。

我国的STEM教育目前空白太多，需要全社会的共同努力，有人犯错了，有人探索出一条不错的路子。无论是从国家和政府层面进行教育资源的优化配置，还是推行多元考试评价机制改革，都旨在提升学生的科学综合素养，这些都是一个不断探索的共创互动的过程。

参考文献

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