美国STEM教育在公共图书馆领域的发展及启示

张蔚然 吴宇琳 叶 丹 吴俊乐

（杭州图书馆 浙江杭州 310016）

1 引言

STEM是科学（Science）、技术（Technique）、工程（Engineer）和数学（Math）四门学科英文首字母的缩写。1986年，美国国家科学委员会（National Science Board）发表《本科的科学、数学和工程教育》报告，提出“科学、数学、工程和技术教育集成”的纲领性建议，STEM教育兴起[1]。随后，STEM越来越多地出现在美国联邦政府的各种教育改革政策和项目中。2007年，美国国会通过《美国竞争力法》，将STEM教育写入该法，从而在国家层面和法律层面上提升了STEM教育的重要地位和作用[2]。2011年，前罗德岛设计学院的约翰前田博士第一次在研究综合教育时提出将“A”（Art，艺术）纳入进来。这个“A”，广义上包括美术、音乐、社会、语言等人文艺术，因此STEM延伸出STEAM[3]。虽然STEAM教育讨论度高，但美国官方主推的还是STEM教育。鉴于此，本文中所讨论的案例中虽有涉及到STEAM，但研究重点还是STEM。

2 公共图书馆与STEM教育

虽然STEM教育不是起源于公共图书馆领域，但是公共图书馆与STEM教育存在天然的关联且由来已久。2016年，美国教育部发布的《STEM 2026》报告中，公共图书馆被视为STEM学习的协作网络中的一员[4]，使得公共图书馆在开展STEM教育时，能够不仅着眼于当前，还要放眼未来十年，更具备方向性和预见性。2018年，由美国白宫和STEM教育委员会（The Committee on STEM Education）联合发布的《制定成功路线：美国STEM教育战略》报告明确将公共图书馆列为开展STEM教育的重要战略伙伴，为公共图书馆开展STEM教育提供了可供参考的国家级的战略规划[5]。

2010年，一项名为“被科学环绕：在非正式的环境下学习科学”（Surrounded by Science: Learning Science in Informal Environments）的报告显示，非正式学习情境可以分为三大类，即日常学习机会、为独立学习专门设计的空间，以及有计划的活动。这三类情境在鼓励和促进学习方面有着五点共性，即学习可以由学习者的兴趣驱动；学习体验是多层面的、动态的；体验建立在之前的知识和兴趣之上；学习者能从物质上、情感上以及认知上参与；学习者能够把握如何学习、什么时候学习[6]，而公共图书馆能满足以上所有的学习需求。

2013年，皮尤研究中心发起了一项面向6 200名美国人的关于如何使用公共图书馆服务的调查。结果显示，有91%的年龄在16岁及以上的美国人认为，公共图书馆对社区而言很重要，是重要的教育资源[7]。很多图书馆尽管没有足够的资金支持，也开展了一些针对青少年的STEM领域的活动。图书馆通过提供一些有趣的项目，融入STEM的理念，激发青少年读者的探索兴趣，让社区民众意识到图书馆助力青少年成为21世纪公民的重要作用。

值得一提的是，公共图书馆参与STEM教育，为弱势群体提供了更多的机会，促进了教育机会的均等和教育公平。2013年，《正在关闭的机会差距：美国一定要做什么来让每一个孩子有平等的机会》（Closing the Opportunity Gap: What America Must DO to Give Every Child an Even Chance）一书的作者Prudence Carter和Kevin Welner指出，“美国，甚至是世界范围内无法回避的现实是，高收入的家庭是足够幸运能有足够资源来供养他们的孩子接触人文艺术、科学、历史方面的教育，并拥有昂贵的学习体验。而低收入家庭的孩子通常缺乏这种机会。当他们的学校变得日益专注于考试，他们想要有前述的充盈且至关重要的体验，几乎无处可寻”[8]。基于此，公共图书馆为社区内的低收入家庭的子女在放学后参与STEM学习提供了机会，有效弥合了他们在放学后因无法接触到STEM教育造成的学业差距。当图书馆、学校和放学后项目一起合作时，课程之间的衔接更加紧密，助力学生在学校有更好的学业表现，也使得家长为子女营造了轻松愉快的学习氛围。图书馆可以利用放学后和周末、假期的时段，开展有别于学校的STEM教育项目，有效实现STEM教育校园内外的衔接和时间、空间上的延续。针对社区中的女孩、少数族裔家庭的子女，公共图书馆也有相应的STEM项目，帮助其获得教育的机会。

3 美国公共图书馆开展STEM教育实践的特点及现状

STEM教育源于美国，在有关STEM教育的研究和实践领域，美国领先于世界。有研究表明，按STEM教育论文的产出量统计，排名世界前15位的研究机构全部来自美国；有关STEM教育的研究者，在高产和影响力两方面排名前15位研究者中，有9位来自美国[9]。与此同时，美国公共图书馆也较早开始在STEM教育领域进行探索，并已经深耕十余年。以美国公共图书馆开展的诸多STEM实践作为探讨非正式STEM教育的对象成为必然。通过查阅和分析公开出版的报告和论文，总结出美国公共图书馆开展的STEM教育实践呈现如下几个特点。

3.1 美国公共图书馆深耕STEM教育的意愿强烈，有很强的主观能动性

2019年，美国星图书馆网络（Science Technology Activities and Resources Library Education Network）、美国图书馆协会（American Library Association）、美国医学类图书馆网络（Web Junction）向1 024家图书馆760位参与者发起了一项面向全美的有关公共图书馆是否已经可以开展STEM项目的调查，旨在了解目前在公共图书馆界日益增加的STEM项目的发展现状[10]。问卷回收率达到76.2%。在760位参与者中有524位表示，自己所在的图书馆已经准备好或正在准备好开展STEM项目。该调查结果显示，大部分的图书馆已经准备开始实施STEM项目。当然，这些图书馆因为服务更多的读者、拥有更大的空间，也更容易获得来自外界的资源支持。而即使那些偏远地区的小型图书馆也没有放弃开展STEM项目。比如，据调查，美国华盛顿州林肯县居民在暑假期间存在孩子无人照看而不得不举家迁离的问题。为了留住人口、满足社区民众的需求，2017年当地的图书馆系统联合起来通过开展STEM相关主题的儿童日托夏令营——激活夏天，丰富年轻的头脑（Stimulating Summers, Enriching Young Minds），为当地家庭排忧解难。这个项目始于三个社区：里尔丹（人口为567人）、哈林顿（人口为401人）和林德（人口为550人)，从2017年7月第一个星期持续到8月11日，面向6～12岁的儿童，每日活动从早上八点持续到下午五点，包括STEM相关的手工、阅读、户外活动、游泳等，还提供免费茶点和午餐，受到了家长们的好评[11]。

3.2 有丰富的研究成果和培训项目提供智力支持

一系列有关STEM教育的学术研究和调研报告为公共图书馆开展STEM项目提供了思路。比如，交互学习国家中心（National Center for Interactive Learning）与月球与行星研究所(Lunar and Planetary Institute)合作，并获得美国国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）资助的首个公共图书馆和STEM会议于2015年8月20日至22日在科罗拉多州丹佛市中心举行。会议将150多名图书馆和STEM专业人士及资助者聚集在一起，以建立富有成效的关系；探索如何设计有效的方案；帮助定义公共图书馆对21世纪STEM学习的愿景；为图书馆及其参与STEM教育工作的合作伙伴的未来评估和研究议程奠定基础[12]。2020年，美国图书馆协会下设的儿童图书馆服务协会（Association For Library Service To Children, 简称ALSC）开展的“全面发展：如何通过制造商工具包将科学，技术，工程和数学（STEM）提升到一个新的水平”，是一个面向儿童服务的图书馆员开展的为期六周的课程。参加者将习得有助于跨学科学习方法的书籍和材料；创建STEAM制作工具包，以包括适合各个年龄段的学生的学习文献和活动；说明如何通过提示、提问、讨论和讲述来支持STEAM[13]。

3.3 行业内外有强大的组织网络牵头，形成合力

专业的图书馆协会和组织已经将STEM视为其发挥教育属性的重点内容。目前美国公共图书馆联合开展的长期性且有影响力的STEM项目有青少年图书馆服务协会项目、联合夏季图书馆项目（The Collaborative Summer Library Program，简称CSLP）和星图书馆网络项目（STAR Library Network or STAR Net）。

全国青少年图书馆服务协会（The Young Adult Library Services Association，简称YALSA）是一家非营利组织。其使命是支持图书馆员工解决青少年面对的挑战，帮助所有的青少年，尤其是那些亟需帮助的青少年，收获成功，拥有充实的生活。2016年，YALSA发布了更新版的STEAM项目工具包，旨在为从事青少年工作的图书馆的专业人士和工作人员提供材料和资源，便于他们成功地将STEAM项目和图书馆服务相融合。工具包主要包括STEAM的界定、启动项目、合作方、市场与营销、项目评估、STEAM故事解析、最佳案例、STEAM和创客空间、STEAM项目模板、STEAM策划试水等十个方面的内容[14]。

联合夏季图书馆项目是一个跨州性联盟，致力于用尽可能低的成本共同为公共图书馆提供面向青少年的高质量的夏季阅读材料。该联盟分别在2014年、2017年、2019年，通过其分布各州的图书馆成员及其体系，为共计16 000家图书馆的夏季阅读项目挑选科学、工程类选题。

始于2010年的星图书馆网络项目，全称“科学技术活动与资源：图书馆教育网络”（Science Technology Activities and Resources Library Education Network），是一个全国性的面向图书馆的推广科学与技术的项目，致力于通过公共图书馆的教育活动提高社会民众的科学素养。该网络拥有7 500名会员，覆盖几乎全美所有州的图书馆[15]。在其开展的众多项目中，NASA@ My Library项目是与美国的公共图书馆界合作展开以提升图书馆读者，尤其注重缺乏服务和关注的地区民众的STEM素养。公共图书馆通过向美国图书馆协会提交申请，经过竞争性的筛选获得参加项目的机会[16]。2017年日食之际，该项目向美国4 000家图书馆发放210万观测眼镜、安全使用说明书和项目策划建议书。日食前夕及发生时，参与的图书馆共计举办了35 000场科学项目，覆盖175万人[17]。2019年夏，为庆祝美国宇航局成就60周年和阿波罗11号登月50周年，星图书馆网络项目携手联合夏季图书馆项目在全美16 000家图书馆，通过开展夏季阅读项目庆祝太空探索。项目的口号是“全宇宙的故事”，旨在激发各年龄层的图书馆少儿读者立下雄心壮志、相信自己，并创造属于他们自己的故事。通过这种合作，星图书馆网络项目和联合夏季图书馆项目共享STEM资源[18]。

3.4 有专门的项目经费支持，社会力量积极参与

美国公共图书馆开展STEM教育实践，能获取的资金赞助来源丰富，主要分为政府机构资助以及私人基金会（见表1）。

表1 美国非正式STEM教育项目赞助来源

以美国国家科学基金会为例，其下设的推进非正式STEM学习（Advancing Informal STEM Learing，AISL）计划旨在为非正式环境中公众的STEM学习机会的设计和开发提供新方法和循证理解；提供多种途径，以扩大获得和参与STEM学习经历的机会；促进非正式环境中STEM学习的创新研究和评估；并吸引各个年龄段的公众在非正式环境中学习STEM。非正式科学教育促进中心（The Center for Advancement of Informal Science Education，CAISE）是国家科学基金会资助的资源中心，支持AISL计划。CAISE与NSF计划主管合作，筹备可帮助团队制定项目提案的资源。2020年，获得美国国家科学基金会推进非正式STEM学习计划的赞助的图书馆项目是“通过利用数字媒体，移动技术和城乡社区中的图书馆设置，促进父母与孩子共同参与学龄前计算思维训练”，WGBH教育基金会（总部位于美国波士顿的公共广播组织）将与美国图书馆协会等在内的合作伙伴一起致力于评估新媒体资源和移动技术如何与图书馆虚拟实施模型相结合，以及他们在虚拟环境中就计算思维来支持来馆的父母所产生的自我效能感[19]。该项目日期自2020年8月1日持续到2023年7月31日，获得1 692 606美元赞助经费。2019年，美国图书馆协会申报的“协作研究-星图书馆网络第3阶段：增强STEAM公平性和图书馆及其农村社区的学习机会”项目获得AISL的54 359美元的赞助[20]。图书馆可以为农村青年和社区提供独特的机会。星图书馆网络的第三阶段将与拉丁裔社区中的12个农村学区合作，以应对农村青年，尤其是英语学习者所面临的挑战。该项目将使用经过协调和测试的策略在公共图书馆中建立三种学习途径：带展览的科学学习空间、图书馆计划和科学工具包。这些资源将为学习者提供丰富的STEM学习机会。项目将从2020年1月1日起持续四年。

3.5 注重STEM项目从服务对象到服务内容的精耕细作

近年来，国内公共图书馆STEM教育实践主要在科普阅读推广服务方面进行探索与尝试，多以青少年为服务对象。比如杭州图书馆和低碳科技馆联合来自英国的顶科教育开展了三场由英国老师亲自指导的沉浸式体验的公益STEAM课程[21]。广州市海珠区图书馆启动的“STEM科学系列活动”项目包括科普亲子活动、科普讲座、科普展览等[22]。经过十几年的发展，美国公共图书馆开展的STEM教育实践已经从服务对象到服务内容上实现精耕细作。服务对象不局限于未成年人。比如，普林斯顿（新泽西州）公共图书馆和菲尔普斯（纽约州）社区纪念图书馆就展开了成年读者的STEM编程创建技巧的活动。菲尔普斯（纽约州）社区纪念图书馆是一个每年预算很小的农村图书馆，它创造性地设计和集成了800平方英尺的社区空间，致力于STEM教育。在这个空间中，图书馆具有成人STEAM编程功能，在主题和教学方面几乎都是社区驱动的。2016年春季，普林斯顿（新泽西州）公共图书馆推出了主题广泛的科学史计划系列，其中包括当地知名人士进行的公开讲座，比如邀请普林斯顿大学教师开展书评和推荐读物。该系列的亮点活动之一是与世界著名物理学家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）的对话[23]。服务内容上不是单一的科普，而有专门鼓励女性和少数族裔在理工科领域寻求事业发展机会的项目。比如，星图书馆网络第三阶段的项目就专门考虑到拉丁族裔移民子女可以通过图书馆培训的STEM相关技能以更好地融入社区[19]。

4 对我国的启示

笔者以“STEM教育”+“公共图书馆”为关键词在中国知网进行检索发现，目前国内对公共图书馆开展STEM教育的探索和研究才刚刚起步。朱静、潘健就金陵图书馆开展STEM教育实践从背景、教育过程、内容与模式、成效等方面进行介绍而分析，并提出馆员向课程导师转变；积极参与STEM教育平台的构建等建议[24]。针对美国公共图书馆的经验，周佳贵是较早开始关注美国STEM教育的学者，详细介绍了“星网络”项目[25]。刘杰、许春漫以爱达荷州图书馆委员会STEM教育项目为例[26]，韩汶臻、许春漫以美国《图书馆杂志》（Library Journal）2018年发布的五星级公共图书馆开展STEAM教育情况的调查入手，分别进行了介绍和分析[27]。基于我国的国情，虽然不能照搬美国经验，但美国公共图书馆立足本馆而不局限于本馆的视角，值得我们思考。

4.1 加强顶层设计，建立自上而下的推广机制

纵观当前我国公共图书馆开展的STEM相关活动，普遍存在的问题是缺乏来自政府、行业层面的指导和支持，而仅仅依靠单个或几个图书馆的自行摸索，不利于公共图书馆在STEM教育领域的可持续发展。公共图书馆开展的STEM教育作为非正式的STEM教育，应该隶属于整个国家的STEM教育战略的大背景之下，得到自上而下的制度支持，使得其发展有机构设置、行业规划等层面的多重保障。

第一，文化和旅游部可联合教育部等多部门，通过不定期举办论坛、会议等方式，展开有关STEM教育合作的对话和交流，从而促进STEM教育相关的科学教育从校园走进图书馆和社区。第二，在经济、文化发达的城市展开试点，由市政府牵头成立科学、技术、工程和数学教育委员会旨在协调地方政府的计划和活动，以支持STEM教育。该委员会的主席可邀请来自市科学技术协会的专业人士担任。组织成员可来自市文化广电旅游局、市教育局、能源局、生态环境局等部门。通过总结分析试点城市的经验，将机构设置的经验从发达地区向不发达地区推广。第三，科学、技术、工程和数学教育委员会可下设STEM教育咨询小组，制定在公共图书馆领域开展STEM教育活动的相关标准和评估机制。STEM教育咨询小组从学术机构、非营利组织和行业中选出小组成员，包括在校、校外和非正式教育从业人员；这些人将提供有关STEM教育研究、开发、培训、实施、干预、专业发展、劳动力需求等方面的建议和信息。第四，中国图书馆学会可参照国际图书馆协会与机构联合会的组织架构模式，建立STEM教育相关的专业委员会或者特别兴趣小组，通过发布总纲性的战略文件，激发地方各级公共图书馆协会的参与热情；通过牵头举办STEM相关的项目，为地方组织机构提供指导意见和资源支持，推动STEM教育在各级公共图书馆的落地实施。

4.2 构建STEM教育生态圈，实现资源的共享和优化配置

虽然当前我国公共图书馆已普遍举办有关STEM教育实践，但是较少有公共图书馆已经打造出在行业内外有持续影响力和较高社会美誉度的有关STEM教育的图书馆服务品牌。比照美国的经验，国内公共图书馆应该扩大STEM教育实践在全社会的影响力，而不能仅仅停留在图书馆业内，这就需要充分发动图书馆外的社会力量。公共图书馆及其利益相关者共同开展STEM教育实践，形成协同效应，构建起包含学校、企业、科研机构等主体相互密切关联的STEM教育生态圈，实现资源的共享和优化配置。

首先，公共图书馆通过向科研院所、民间独立调研机构、非政府组织主动营销，引导他们积极关注在公共图书馆领域开展的STEM教育实践并直接参与其中，从而为自己赢得强大的智力支持。一方面，国内公共图书馆可以通过结盟、办会等方式，引发全社会对公共图书馆领域的STEM教育实践的兴趣，集思广益，群策群力；另一方面，密切联系企业、学校、科研院所等非营利机构，邀请他们走进图书馆，以第三方调研机构的视角，全面展现图书馆如何设计和实施STEM教育实践。以社区为单位，根据就近原则，图书馆和当地学校共同开发STEM实践内容以更好地衔接课堂知识、提升科学素养，并就来自社区师生的反馈进行持续精进。此外，公共图书馆在立足公益性的前提下，积极寻求来自政府、非政府组织的赞助经费和项目资金，保障和激励STEM项目的顺利实施。简言之，公共图书馆要汇集来自社会的人力、物力、财力、智力，互通有无，优势互补，在全社会范围内打造互利共赢的STEM教育生态圈。

5 结语

美国公共图书馆开展的STEM教育实践，有深厚的理论、实践积累，有强大的组织网络支持，有丰富的资金来源和社会化合作，有多元的服务对象和服务内容。我国公共图书馆不能只停留在对这些经验的借鉴利用，更应该基于国情和行业发展现状进行思考：当务之急是从制度层面自上而下地推动STEM实践，打造包括公共图书馆在内的互利共生的STEM教育生态圈。可以说，STEM教育实践是时代和社会发展对公共图书馆提出的新挑战，需要图书馆人强化主人翁意识，从图书馆人开展STEM实践到充分调动全社会来合力开展；提升服务意识，从传统的借还书服务到设计出满足当前读者和社会发展需求的STEM服务。这些是后续研究中需要继续探讨的。