美国STEM教育政策发展及其启示

郭耀红

摘要：为提升全国竞争力，增加创新型科技人才，美国提出科学、技术、工程和数学教育，即STEM教育。美国STEM教育政策对于推动STEM教育的迅速发展起着极其重要的作用。该文从美国STEM教育政策发展出发，梳理了美国STEM教育政策的发展进程，总结了美国STEM教育政策的内容，借鉴其成功之处，为我国STEM教育改革提供一定的反思借鉴，以促进我国STEM教育的发展。

关键词：STEM教育教育政策政策分析美国教育

中图分类号：G649文献标识码：A   文章编号：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

近年来，STEM教育因其培养学生创新能力的有效方式受到广泛的关注。STEM指科學（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门课程的简称。面临着全球经济竞争及理工教育滑坡的巨大压力，STEM教育政策诞生于美国急需具备科学、技术和数学知识方面的人才。从美国推出的众多政策、报告来看，STEM教育已成为美国应对国家挑战的利器，是培养创新科技人才资源的重要组成部分。而STEM教育政策的实施，有效地推动STEM教育在全国的发展。

1 美国STEM教育政策的发展

STEM教育发展至今，美国各个组织对STEM教育的重视程度依然有增无减。自1986年起，从美国颁布的一系列STEM教育政策中，便可看出美国将STEM教育视为教育发展的重中之重。

早在1986年，美国国家科学委员（NSB）会发布了关于STEM的报告《本科的科学、数学和工程教育》，该报告明确指出了关于STEM教育发展的政策性意见，并引导了美国此后数十年的STEM教育整体的发展方向，可以说，它是STEM教育发展的开端[1]。随后，一系列的STEM教育相关政策陆续出台。

1996年，国家科学基金会（NSF）发表了报告《塑造未来：透视科学、数学、工程和技术的本科教育》[2]。该报告旨在快速实现本科教育目标，并制定可实施的科学、数学、工程和技术本科教育战略。另外，报告还重点指出K-12阶段的STEM教育，并且需大力加强K-12教育系统中，STEM教育师资力量的培养。

2006年1月，美国布什政府颁布报告《美国竞争力计划：在创新中领导世界》。该报告的核心在于加大对科学研究和教育领域的投资，以促进科技、教育发展而提升国际竞争力。而此项计划提出，提高全国竞争力的关键在于培养具有STEM素养的人才。此报告便使得美国对STEM教师的重视和培养推上了一个高峰，此后，美国的STEM教育进入了快速发展阶段，也是2007年法案的基础。

2007年8月9日，为了加强对STEM教师的培养，美国国会一致通过了《美国竞争法》。法案关于STEM教育这一部分，明确对STEM教师的培养做出了规定，并鼓励招募更多的本科生以及研究生学习科学、技术、工程和数学，培养其为中小学STEM教师，并规定STEM教师与学生的比例不低于1：100[3]。另外，法案还强调，创新活动的顺利进行需要大量科研投资以及STEM教育计划的有效实行，因此联邦政府批准2008年到2010年间投资433亿用于STEM教育和研究，其中，包括教师及学生的奖学金、津贴计划和中小企业STEM研发资金[4]。该法案还强调把国家科学基金增加至220亿美元，重点用于奖学金、支持计划、K-12的STEM教师培养以及大学层面的STEM研究计划[5]。

2007年10月，美国国家科学委员会（NSB）再次发布了一份报告《应对美国科学、技术、工程和数学教育体系重大需求的国家行动计划》。该报告明确指出，所有利益相关者应当采取优先行动并通力合作，以取得国家STEM教育的重大进展。而构建一个强大且协调的STEM教育体系，美国主要面临着两大挑战：一是确保STEM学习的连贯性;二是确保有足够数量的受过良好培训且高效的STEM教师[6]。该报告是第一个提及注重K-12与本科教育衔接问题的政策，是K-12教育与本科教育协调发展的一个起始点。

2010年，对2007年首次通过的《美国竞争法》，修订为《美国竞争再授权法》。其第五章“STEM支持计划”分为A、B两个篇章。其中B篇章主要是经费资助的规定，为STEM教育的实施提供保障[7]。同年，美国科技总统委员会发布了一个报告《培养与激励：为美国的未来实施K-12年级STEM教育》，决定首先重视K-12年级。该报告总结了两项重要结论：一是改进STEM教育，要注重培养与激励;为了满足对精通STEM的专家的需求，必须培养所有的学生，包括女孩以及少数族裔。二是联邦政府在K-12年级STEM教育中缺乏连贯性策略和足够的领导力[8]。

2013年5月，美国联邦政府为响应奥巴马政府对STEM教育的规划，颁布了《五年STEM教育战略计划》。该计划确定了五个优先投资的STEM教育关键领域：K-12年级教育、本科教育、研究生教育、提高STEM教育和职业领域中妇女和少数族裔等弱势群体的参与度[9]。该计划争取在未来十年STEM专业本科生毕业人数增加100万;同时，计划到2020年培养出10万优秀中小学STEM教师。此外，增加少数族裔中STEM的人数，并提高妇女参与STEM项目的积极性。

STEM教育最为瞩目的变化是在2018年底颁布实施的《为成功规划路线：美国STEM教育行动方略》。该方略呼吁全美学校、家庭、社区、公司和行业协会尽快联合起来，共同将美国打造成全球STEM领域的“北极星”，因此又称“北极星计划”[10]。该方略首次将数字素养和培养学生的计算思维能力作为核心内容。该方略旨在调动联邦政府、社会和学校的积极性以及增强学校和企业之间紧密合作。最终目的是希望提升全国的数学教育素养。

2 美国STEM教育政策内容

通过对美国STEM教育政策、报告的梳理，了解了美国STEM教育政策的发展脉络。从美国STEM教育政策的发展中发现，师资问题是长期的、固定的解决项目。在STEM教育的发展过程中，奥巴马总统非常注重参与度的提升，并鼓励所有学生参与STEM项目。而教育经费研究投入一直处于重要地位。美国STEM教育政策的主要内容包括各阶段STEM教育目标、STEM教师培养、投资经费、全民参与度提升这4个方面。

2.1 各阶段STEM教育目标

美国对STEM教育的重视，从开始的本科STEM教育逐渐转向K-12阶段的STEM教育，并且强调构建一个完整的STEM教育系统，对每一阶段都提出相应的STEM教育目标。

K-12阶段STEM教育的目标主要有两个。目标一：扩大学生数量;目标二：扩充精于STEM的劳动力[11]。美国要提高国家竞争力，其必然要培养多数精于科技和富有创造力的人才。

本科阶段的STEM教育目标是：丰富本科生的STEM经验，在未来的10年里，增加100万名STEM领域的毕业生。在美国的高等院校，攻读STEM专业的本科生的保持率低是一个长期以来重大的问题。

研究生阶段的STEM教育目标是：提高该阶段学生对STEM项目的参与程度，为从业于相关领域做铺垫。

2.2 教师培养政策

从美国颁布的一系列STEM教育政策来看，师资问题一直作为一个重要部分给予高度重视。师资力量可谓是提升STEM教育的一个短板。为此，美国政府为解决该短板问题，对教师培养提出了两个目标：一是提升STEM教师的数量;二是提升STEM教师的质量。

2.2.1 提升STEM教师的数量

美国为提升STEM教师的数量，其挑战在于教师的招聘与留任，政府采取了一系列措施。首先采用财政激励来招聘和留任教师。其次提供实践培训及专业发展支持来招聘和留任教师。最后创立和批准国家STEM教师资格指南。开发一个机制来创建并认可全国性的、严谨的STEM教师资格认证指南，以供教师在不同州之间流动时，对他们继续从事教学工作有所帮助。

2.2.2 提高STEM教师的质量

对于STEM教师質量的提升，美国做了两方面的举措。第一，注重职前STEM教师实习及培训。美国对于教师的选聘有着严格的要求，在《不让一个孩子掉队》中就要求必须聘用高质量的教师。第二，提升在职STEM教师专业素质。国家科学基金会设立了不少项目为提升在职STEM教师的专业素质，例如学习和教学中心项目，对STEM教师提供高级培训，提高教师的专业水平以及专业素养。

2.3 投资经费政策

美国对STEM教育经费的不断投入，为美国STEM人才培养以及STEM项目的实施提供了有力保障。以联邦政府为主导，鼓励及带领州政府投入大量资金用于STEM教育。STEM教育作为联邦研究支出的一个部分，其每年的支出都处于上升趋势。在2015年，总统在财政预算中投资29亿美元用于整个联邦政府的STEM教育，比2014同比增长3.7%。在2016年，教育研发经费预算中，计划STEM教育中投入31亿美元，较2015年增加了3.6%。除此之外，还投入大量资金建立教师及学生奖学金，调动教师与学生从事STEM教育领域的积极性。

2.4 全民参与度提升政策

《五年STEM教育战略计划》中不仅注重提高和维持青少年及公众对STEM的参与度，还鼓励过去较少参与STEM领域的群体如少数族裔和妇女更多地参与到STEM领域中去。同时，联邦政府也致力于开展一批非营利的私立学术部门的协同合作，其目的是增加较少参与STEM领域的公众的学习机会。

3美国STEM教育政策的启示

美国政府意识到STEM人才对于一个国家的经济发展起着至关重要的作用，便开始加大对STEM教育的重视机关驻，将STEM教育推向了战略高度。先后制定了颇有影响力的政策。纵观美国STEM教育政策历程，美国制定的是一套完整的制度，对STEM教育做出了统筹计划，具有强烈的国家行动意识和完整的行动框架，由政府、国会为主导，企业和公众团体共同参与，各相关部门大量的资金投入，多部门协同合作，这些对我国的STEM教育发展有一定的借鉴之处。

3.1 STEM教育应提到国家战略发展高度

美国STEM教育计划是以联邦政府为主体，是联邦政府自上而下的推动。可见STEM教育是一场全国性的战略规划，与我们的自下而上的教育改革不同，它是从国家利益出发，带有政治色彩。美国注重其他利益相关者参与其中，除了政府机构的领导外，还加入与协会、学校、基金会、咨询部等机构的合作，将STEM教育发展与个人、机构和国家紧密结合起来，培养协同合作的意识，树立共同发展的观念。总之，促进STEM教育的发展需要政府机构发挥领导作用，因此，建议我国应以政府牵头，建立各部门之间的稳定的合作关系，共同推进STEM教育的发展。

3.2注重师资培养

在美国STEM教育政策中，师资问题一直是其关注的重点。教育质量的提升，与学生的创造性有关，但更依赖于教师的教学。我国应关注STEM师资力量，培养更多的具有STEM专业知识的人才。不仅是加强职前的实习、培训，以及在职教师专业水平的提升，还要扩充教师来源，壮大师资队伍，为我国培养优秀的创新型人才提供保障。

3.3提升STEM教育参与度，建立STEM教育体系

提高国家竞争力，各种高素质创新型人才是必需品。近年来，美国为了壮大STEM教育群体，鼓励更多的学生参与STEM领域学习，让更多的毕业生选择从事STEM领域工作。在增加学生数量的基础之上，美国还注重各阶段STEM教育之间的衔接，形成了一体化的STEM教育体系，各阶段STEM教育协调发展。我国可借鉴美国的做法，扩充创新型人才。首先要激发学生对STEM的兴趣，运用非正式学习在课外拓展STEM学习，例如一些课外项目、虚拟学习体验，鼓励公众参与STEM项目学习;其次，提供学生于企业实践的机会，学生有更多的STEM真实体验，不仅增强STEM专业知识，更有利于毕业后为从事于STEM领域做铺垫。

参考文献

[1] 朱学彦，孔寒冰.科技人力资源开发探究——美国 STEM 学科集成战略解读[J].高等教育工程研究，2008（2）：21-25.

[2] 李天露.美國科学、技术、工程和数学（STEM）教育政策解读及其启示[D].长沙：湖南师范大学.2015.

[3] 武小鹏.国家政策视角下国际STEM教育发展路径、价值取向和启示[J].当代教育论坛，2020（2）：55.

[4] 杜文彬.美国STEM教育发展研究—以学校科目社会史为视角[D].武汉：华东师范大学，2020.

[5] 丁明磊.美国STEM教育计划对我国科技创新人才培养的启示及建议[J].全球科技经济瞭望，2015（7）：17-21.

[6] 赵中建.美国中小学STEM教育政策分析[J].中国民族教育，2018（ZI）：3-6.

[7] 赵中建.中小学STEM教育丛书[M].上海：上海科技教育出版社，2015.

[8] 白瑞.奥巴马第二任期内基础教育政策研究[D].长春：东北师范大学， 2018.

[9] 国际与比较教育研究所.美国联邦政府促进STEM教育的新动向[N].光明日报.2021-04-29（14）.