国际STEM教育六大发展趋势

为了提升学生的科学素养，美国国家科学委员会在1986年发表的《本科的科学、数学和工程教育》报告中，提出了“科学、数学、工程和技术教育集成”的建议，由此揭开了STEM教育的序幕。STEM教育指的是将科学、技术、工程和数学进行跨学科整合，以问题解决为导向，通过跨学科整合与实践学习的方式，培养具有科学探究能力、创新意识、批判性思维的复合型科技人才。进入21世纪以来，特别是随着人工智能技术的发展，STEM教育理念在全球范围内越来越受到重视，其实践方式也越来越多样化。当今社会，全球范围内的STEM教育呈现出以下六种发展趋势——

STEM教育成为全球重要的政策议题。近二十年来，STEM教育在全球范围内呈现井喷式发展。究其原因，一方面是回应现代社会一系列重大问题的解决，特别是气候变化、能源危机、可持续发展等全球性挑战；另一方面是适应现代社会知识生产模式的转型，即从单一学科的研究转变为“学术界—产业界—政府—社会”协同合作的跨学科、超学科知识生产机制。随着美国、芬兰、经济合作与发展组织、欧盟等国家和国际组织纷纷将“核心素养”作为教育改革的最新目标，旨在培养学生关键能力与必备品格的“核心素养”也成了STEM教育的价值导向。STEM教育不再仅仅着眼于培养专业的科学工程人才，而是旨在培养具有创造性问题解决能力的复合型人才。STEM教育成了不同国家与国际组织教育改革的重要组成部分，被视为提高学生科学素养与国家竞争力的重要战略支撑。2023年11月9日，联合国教科文组织第42届大会决议在中国上海设立国际STEM教育研究所，这充分表明相关国际组织不断加强STEM教育在全球的发展与推广，尤其注重STEM教育在工业4.0升级与数字产业革命转型中的先发引领作用。同时，这也为中国大力发展STEM教育提供了重要的战略机遇。

STEM教育发展战略进入“政策密集期”。全球主要国际组织与发达国家都将STEM教育作为重要的政策改革议题，在各种政bnv7Rk+ABv60I9sJIWiUwQ==策报告与白皮书中频繁提及。2023年6月15日，经济合作与发展组织（OECD）发布了“PISA2025科学素养测评框架”。这一框架关注学生是否具有“像科学家一样思考”的能力，是否能够应用复杂的科学思想和概念解决真实生活中的问题，为科学教育提供了指南针与脚手架。美国早在2006年的《美国竞争力计划》中，就提出了培养具有STEM素养的人才，并将其作为提升美国全球竞争力的关键。2018年12月，美国发布了《绘制成功之路：美国STEM教育战略》，以此提升美国国民的STEM素养及STEM教育的多样性、公平性和包容性，为社会发展提供具备STEM素养的劳动力。2024年5月，美国STEMM机会联盟在与美国白宫科技政策办公室联合举办的“白宫STEMM公平与卓越峰会2024”上，正式发布《STEMM公平与卓越2050：国家进步与繁荣战略》。该战略的总体目标是帮助历史上被排斥和处于边缘化社区的2000万人进入科学、技术、工程、数学和医学领域并取得成功。澳大利亚课程、评估和报告管理局也于2015年发布了《国家STEM学校教育战略》报告，确保所有澳大利亚年轻人都具备成功所需的STEM技能和知识。

STEM教育的内涵与边界不断扩展。虽然STEM教育的最初内涵是对科学、技术、工程和数学进行融合式教育，但随着跨学科与超学科等教育理念被广泛接受，STEM教育与艺术、人工智能、计算思维、设计思维、量子思维、创客思维、全球胜任力等一系列前沿概念不断交叉，进而出现了STEAM、STEMx、STEM+等新的内涵。STEM教育逐渐打破了理工科的局限，不断与人文社会科学、艺术类学科进行融合，使得其内涵变得更加多元、更具有扩展性。“STEM+”教育是当下与未来STEM教育发展的重要趋势，它可以与一系列重要的领域、思维和技能相碰撞，衍生出叠加的STEM教育领域。在教育数字化转型的背景下，STEM教育中的“T”（技术）越来越突出，其不仅包括完成某项具体任务的硬性技能，还包括一系列软性技能，如沟通能力、交流能力、合作能力，以及数字素养。越来越多的国际教育学者与政策制定者认为，STEM教育是培养以批判性思维、创新能力、沟通与合作能力为标志的21世纪素养的重要教育范式。

STEM教育需要多组织协同参与。越来越多的发达国家意识到，STEM教育不可能仅仅依靠学校来完成，而需要政府、企业、社会组织、社会公众等核心利益相关者协同参与。在美国，国家科学基金会、联邦教育部、智库、学校、社区、公司等共同参与STEM教育。Scientix是在欧盟委员会的倡议下于2010年启动的一个STEM教育项目联盟，旨在促进和支持STEM教师、教育研究人员、政策制定者和其他教育利益相关者在全欧洲范围内的合作，鼓励学生从事STEM领域相关职业。目前，该项目正处于发展的第四阶段。同时，欧洲还成立了“科学挑战”（SciChallenge）项目平台，用以提高学生学习STEM并从事STEM相关职业的兴趣。欧洲的伊拉斯谟计划项目“AutoSTEM”也致力运用自动设备使青少年学习STEM。新加坡科技研究局、科学中心与新加坡教育部协同开展STEM教育，于2013年在新加坡中小学设立了应用性学习项目。2014年，新加坡科学中心通过与企业界建立的产业伙伴关系，专门设置了STEM教育单元，鼓励中小学通过实验性学习开展STEM教育。到2023年，该项目已经覆盖了全国。

STEM教育的实践模式凸显创新性。STEM教育蕴含跨学科性、跨主题性与实践性，不仅可以在学校中开展，也可以在科学馆、博物馆、海洋馆、实验室等多种场所开展。未来，STEM教育的一个趋势是打破学校的围墙，展现出无边界的特征，充分利用社会上的各类相关教学资源开展。例如，加拿大充分利用科技夏令营、童子军、暑期学校等方式，为学生开展STEM教育。国际上开展STEM教育的具体教学模式，目前主要包括项目化学习、基于案例的学习、问题解决式学习、深度学习、小组合作学习、基于设计的教学、追求理解的教学设计、翻转课堂教学模式、逆向教学设计、+1教学法、沉浸式教学法、论辩式学习等。近年来，虚拟仿真实验、增强现实、生成式人工智能、3D打印等不断融入STEM教育。STEM教育的评价与传统的总结性纸笔测验不同，更多体现为表现性、任务性评价，注重过程体验而非单一的成绩。所以，国外STEM教育者特别关注学生STEM学习的动机、兴趣、体验、成就感与身份认同等一系列内在的学习品质。国外一直认为，STEM教育的最终效果体现在教师的教学成效上，因此，为了保证STEM教育的有效实施，教育界非常注重提升教师教学的效能感。

STEM教育中的公平性备受关注。在实施STEM教育的过程中，欧美发达国家比较关注机会均等、性别平等议题。他们认为，接受STEM教育不仅是一项基本的教育权利，更是实现未来发展的重要机遇。在种族多元化的美国、加拿大与澳大利亚等国家，STEM研究者通常基于多样、平等与包容的立场，关注少数族裔与低收入家庭的子女是否有机会获得高质量的STEM教育。在北美内城区的薄弱学校中，STEM学科的教师由于流失比较严重而成为急需人才。为此，北美慈善基金会、智库等投入了大量资金用以培养STEM领域的教师。在欧美发达国家中，教育政策制定者也格外关注如何疏通从STEM学习到就业的渠道等议题，以减少STEM相关人才的流失。2023年，美国州教育委员会发布了一份《学前到五年级STEAM教育作为公平引擎》的政策报告，旨在为学前班到五年级学生提供有效的STEAM教育策略。此外，其他一些STEM教育快速发展的国家，也开始关注STEM教育中的性别平等议题。虽然印度女性在STEM毕业生中所占比例高达43%，然而，其在STEM相关工作人员中只占14%。为此，印度政府开始致力于提升STEM工作中的性别平等。

（作者单位：华东师范大学教育学部）