美國STEM教育政策發(fā)展及其啟示

郭耀紅

摘要：為提升全國競爭力，增加創(chuàng)新型科技人才，美國提出科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育，即STEM教育。美國STEM教育政策對于推動STEM教育的迅速發(fā)展起著極其重要的作用。該文從美國STEM教育政策發(fā)展出發(fā)，梳理了美國STEM教育政策的發(fā)展進(jìn)程，總結(jié)了美國STEM教育政策的內(nèi)容，借鑒其成功之處，為我國STEM教育改革提供一定的反思借鑒，以促進(jìn)我國STEM教育的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：STEM教育教育政策政策分析美國教育

中圖分類號：G649文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? 文章編號：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

近年來，STEM教育因其培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效方式受到廣泛的關(guān)注。STEM指科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四門課程的簡稱。面臨著全球經(jīng)濟(jì)競爭及理工教育滑坡的巨大壓力，STEM教育政策誕生于美國急需具備科學(xué)、技術(shù)和數(shù)學(xué)知識方面的人才。從美國推出的眾多政策、報告來看，STEM教育已成為美國應(yīng)對國家挑戰(zhàn)的利器，是培養(yǎng)創(chuàng)新科技人才資源的重要組成部分。而STEM教育政策的實施，有效地推動STEM教育在全國的發(fā)展。

1 美國STEM教育政策的發(fā)展

STEM教育發(fā)展至今，美國各個組織對STEM教育的重視程度依然有增無減。自1986年起，從美國頒布的一系列STEM教育政策中，便可看出美國將STEM教育視為教育發(fā)展的重中之重。

早在1986年，美國國家科學(xué)委員（NSB）會發(fā)布了關(guān)于STEM的報告《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》，該報告明確指出了關(guān)于STEM教育發(fā)展的政策性意見，并引導(dǎo)了美國此后數(shù)十年的STEM教育整體的發(fā)展方向，可以說，它是STEM教育發(fā)展的開端[1]。隨后，一系列的STEM教育相關(guān)政策陸續(xù)出臺。

1996年，國家科學(xué)基金會（NSF）發(fā)表了報告《塑造未來：透視科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)的本科教育》[2]。該報告旨在快速實現(xiàn)本科教育目標(biāo)，并制定可實施的科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)本科教育戰(zhàn)略。另外，報告還重點指出K-12階段的STEM教育，并且需大力加強K-12教育系統(tǒng)中，STEM教育師資力量的培養(yǎng)。

2006年1月，美國布什政府頒布報告《美國競爭力計劃：在創(chuàng)新中領(lǐng)導(dǎo)世界》。該報告的核心在于加大對科學(xué)研究和教育領(lǐng)域的投資，以促進(jìn)科技、教育發(fā)展而提升國際競爭力。而此項計劃提出，提高全國競爭力的關(guān)鍵在于培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的人才。此報告便使得美國對STEM教師的重視和培養(yǎng)推上了一個高峰，此后，美國的STEM教育進(jìn)入了快速發(fā)展階段，也是2007年法案的基礎(chǔ)。

2007年8月9日，為了加強對STEM教師的培養(yǎng)，美國國會一致通過了《美國競爭法》。法案關(guān)于STEM教育這一部分，明確對STEM教師的培養(yǎng)做出了規(guī)定，并鼓勵招募更多的本科生以及研究生學(xué)習(xí)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)，培養(yǎng)其為中小學(xué)STEM教師，并規(guī)定STEM教師與學(xué)生的比例不低于1：100[3]。另外，法案還強調(diào)，創(chuàng)新活動的順利進(jìn)行需要大量科研投資以及STEM教育計劃的有效實行，因此聯(lián)邦政府批準(zhǔn)2008年到2010年間投資433億用于STEM教育和研究，其中，包括教師及學(xué)生的獎學(xué)金、津貼計劃和中小企業(yè)STEM研發(fā)資金[4]。該法案還強調(diào)把國家科學(xué)基金增加至220億美元，重點用于獎學(xué)金、支持計劃、K-12的STEM教師培養(yǎng)以及大學(xué)層面的STEM研究計劃[5]。

2007年10月，美國國家科學(xué)委員會（NSB）再次發(fā)布了一份報告《應(yīng)對美國科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育體系重大需求的國家行動計劃》。該報告明確指出，所有利益相關(guān)者應(yīng)當(dāng)采取優(yōu)先行動并通力合作，以取得國家STEM教育的重大進(jìn)展。而構(gòu)建一個強大且協(xié)調(diào)的STEM教育體系，美國主要面臨著兩大挑戰(zhàn)：一是確保STEM學(xué)習(xí)的連貫性;二是確保有足夠數(shù)量的受過良好培訓(xùn)且高效的STEM教師[6]。該報告是第一個提及注重K-12與本科教育銜接問題的政策，是K-12教育與本科教育協(xié)調(diào)發(fā)展的一個起始點。

2010年，對2007年首次通過的《美國競爭法》，修訂為《美國競爭再授權(quán)法》。其第五章“STEM支持計劃”分為A、B兩個篇章。其中B篇章主要是經(jīng)費資助的規(guī)定，為STEM教育的實施提供保障[7]。同年，美國科技總統(tǒng)委員會發(fā)布了一個報告《培養(yǎng)與激勵：為美國的未來實施K-12年級STEM教育》，決定首先重視K-12年級。該報告總結(jié)了兩項重要結(jié)論：一是改進(jìn)STEM教育，要注重培養(yǎng)與激勵;為了滿足對精通STEM的專家的需求，必須培養(yǎng)所有的學(xué)生，包括女孩以及少數(shù)族裔。二是聯(lián)邦政府在K-12年級STEM教育中缺乏連貫性策略和足夠的領(lǐng)導(dǎo)力[8]。

2013年5月，美國聯(lián)邦政府為響應(yīng)奧巴馬政府對STEM教育的規(guī)劃，頒布了《五年STEM教育戰(zhàn)略計劃》。該計劃確定了五個優(yōu)先投資的STEM教育關(guān)鍵領(lǐng)域：K-12年級教育、本科教育、研究生教育、提高STEM教育和職業(yè)領(lǐng)域中婦女和少數(shù)族裔等弱勢群體的參與度[9]。該計劃爭取在未來十年STEM專業(yè)本科生畢業(yè)人數(shù)增加100萬;同時，計劃到2020年培養(yǎng)出10萬優(yōu)秀中小學(xué)STEM教師。此外，增加少數(shù)族裔中STEM的人數(shù)，并提高婦女參與STEM項目的積極性。

STEM教育最為矚目的變化是在2018年底頒布實施的《為成功規(guī)劃路線：美國STEM教育行動方略》。該方略呼吁全美學(xué)校、家庭、社區(qū)、公司和行業(yè)協(xié)會盡快聯(lián)合起來，共同將美國打造成全球STEM領(lǐng)域的“北極星”，因此又稱“北極星計劃”[10]。該方略首次將數(shù)字素養(yǎng)和培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力作為核心內(nèi)容。該方略旨在調(diào)動聯(lián)邦政府、社會和學(xué)校的積極性以及增強學(xué)校和企業(yè)之間緊密合作。最終目的是希望提升全國的數(shù)學(xué)教育素養(yǎng)。

2 美國STEM教育政策內(nèi)容

通過對美國STEM教育政策、報告的梳理，了解了美國STEM教育政策的發(fā)展脈絡(luò)。從美國STEM教育政策的發(fā)展中發(fā)現(xiàn)，師資問題是長期的、固定的解決項目。在STEM教育的發(fā)展過程中，奧巴馬總統(tǒng)非常注重參與度的提升，并鼓勵所有學(xué)生參與STEM項目。而教育經(jīng)費研究投入一直處于重要地位。美國STEM教育政策的主要內(nèi)容包括各階段STEM教育目標(biāo)、STEM教師培養(yǎng)、投資經(jīng)費、全民參與度提升這4個方面。

2.1 各階段STEM教育目標(biāo)

美國對STEM教育的重視，從開始的本科STEM教育逐漸轉(zhuǎn)向K-12階段的STEM教育，并且強調(diào)構(gòu)建一個完整的STEM教育系統(tǒng)，對每一階段都提出相應(yīng)的STEM教育目標(biāo)。

K-12階段STEM教育的目標(biāo)主要有兩個。目標(biāo)一：擴大學(xué)生數(shù)量;目標(biāo)二：擴充精于STEM的勞動力[11]。美國要提高國家競爭力，其必然要培養(yǎng)多數(shù)精于科技和富有創(chuàng)造力的人才。

本科階段的STEM教育目標(biāo)是：豐富本科生的STEM經(jīng)驗，在未來的10年里，增加100萬名STEM領(lǐng)域的畢業(yè)生。在美國的高等院校，攻讀STEM專業(yè)的本科生的保持率低是一個長期以來重大的問題。

研究生階段的STEM教育目標(biāo)是：提高該階段學(xué)生對STEM項目的參與程度，為從業(yè)于相關(guān)領(lǐng)域做鋪墊。

2.2 教師培養(yǎng)政策

從美國頒布的一系列STEM教育政策來看，師資問題一直作為一個重要部分給予高度重視。師資力量可謂是提升STEM教育的一個短板。為此，美國政府為解決該短板問題，對教師培養(yǎng)提出了兩個目標(biāo)：一是提升STEM教師的數(shù)量;二是提升STEM教師的質(zhì)量。

2.2.1 提升STEM教師的數(shù)量

美國為提升STEM教師的數(shù)量，其挑戰(zhàn)在于教師的招聘與留任，政府采取了一系列措施。首先采用財政激勵來招聘和留任教師。其次提供實踐培訓(xùn)及專業(yè)發(fā)展支持來招聘和留任教師。最后創(chuàng)立和批準(zhǔn)國家STEM教師資格指南。開發(fā)一個機制來創(chuàng)建并認(rèn)可全國性的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腟TEM教師資格認(rèn)證指南，以供教師在不同州之間流動時，對他們繼續(xù)從事教學(xué)工作有所幫助。

2.2.2 提高STEM教師的質(zhì)量

對于STEM教師質(zhì)量的提升，美國做了兩方面的舉措。第一，注重職前STEM教師實習(xí)及培訓(xùn)。美國對于教師的選聘有著嚴(yán)格的要求，在《不讓一個孩子掉隊》中就要求必須聘用高質(zhì)量的教師。第二，提升在職STEM教師專業(yè)素質(zhì)。國家科學(xué)基金會設(shè)立了不少項目為提升在職STEM教師的專業(yè)素質(zhì)，例如學(xué)習(xí)和教學(xué)中心項目，對STEM教師提供高級培訓(xùn)，提高教師的專業(yè)水平以及專業(yè)素養(yǎng)。

2.3 投資經(jīng)費政策

美國對STEM教育經(jīng)費的不斷投入，為美國STEM人才培養(yǎng)以及STEM項目的實施提供了有力保障。以聯(lián)邦政府為主導(dǎo)，鼓勵及帶領(lǐng)州政府投入大量資金用于STEM教育。STEM教育作為聯(lián)邦研究支出的一個部分，其每年的支出都處于上升趨勢。在2015年，總統(tǒng)在財政預(yù)算中投資29億美元用于整個聯(lián)邦政府的STEM教育，比2014同比增長3.7%。在2016年，教育研發(fā)經(jīng)費預(yù)算中，計劃STEM教育中投入31億美元，較2015年增加了3.6%。除此之外，還投入大量資金建立教師及學(xué)生獎學(xué)金，調(diào)動教師與學(xué)生從事STEM教育領(lǐng)域的積極性。

2.4 全民參與度提升政策

《五年STEM教育戰(zhàn)略計劃》中不僅注重提高和維持青少年及公眾對STEM的參與度，還鼓勵過去較少參與STEM領(lǐng)域的群體如少數(shù)族裔和婦女更多地參與到STEM領(lǐng)域中去。同時，聯(lián)邦政府也致力于開展一批非營利的私立學(xué)術(shù)部門的協(xié)同合作，其目的是增加較少參與STEM領(lǐng)域的公眾的學(xué)習(xí)機會。

3美國STEM教育政策的啟示

美國政府意識到STEM人才對于一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，便開始加大對STEM教育的重視機關(guān)駐，將STEM教育推向了戰(zhàn)略高度。先后制定了頗有影響力的政策?？v觀美國STEM教育政策歷程，美國制定的是一套完整的制度，對STEM教育做出了統(tǒng)籌計劃，具有強烈的國家行動意識和完整的行動框架，由政府、國會為主導(dǎo)，企業(yè)和公眾團(tuán)體共同參與，各相關(guān)部門大量的資金投入，多部門協(xié)同合作，這些對我國的STEM教育發(fā)展有一定的借鑒之處。

3.1 STEM教育應(yīng)提到國家戰(zhàn)略發(fā)展高度

美國STEM教育計劃是以聯(lián)邦政府為主體，是聯(lián)邦政府自上而下的推動?？梢奡TEM教育是一場全國性的戰(zhàn)略規(guī)劃，與我們的自下而上的教育改革不同，它是從國家利益出發(fā)，帶有政治色彩。美國注重其他利益相關(guān)者參與其中，除了政府機構(gòu)的領(lǐng)導(dǎo)外，還加入與協(xié)會、學(xué)校、基金會、咨詢部等機構(gòu)的合作，將STEM教育發(fā)展與個人、機構(gòu)和國家緊密結(jié)合起來，培養(yǎng)協(xié)同合作的意識，樹立共同發(fā)展的觀念。總之，促進(jìn)STEM教育的發(fā)展需要政府機構(gòu)發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用，因此，建議我國應(yīng)以政府牽頭，建立各部門之間的穩(wěn)定的合作關(guān)系，共同推進(jìn)STEM教育的發(fā)展。

3.2注重師資培養(yǎng)

在美國STEM教育政策中，師資問題一直是其關(guān)注的重點。教育質(zhì)量的提升，與學(xué)生的創(chuàng)造性有關(guān)，但更依賴于教師的教學(xué)。我國應(yīng)關(guān)注STEM師資力量，培養(yǎng)更多的具有STEM專業(yè)知識的人才。不僅是加強職前的實習(xí)、培訓(xùn)，以及在職教師專業(yè)水平的提升，還要擴充教師來源，壯大師資隊伍，為我國培養(yǎng)優(yōu)秀的創(chuàng)新型人才提供保障。

3.3提升STEM教育參與度，建立STEM教育體系

提高國家競爭力，各種高素質(zhì)創(chuàng)新型人才是必需品。近年來，美國為了壯大STEM教育群體，鼓勵更多的學(xué)生參與STEM領(lǐng)域?qū)W習(xí)，讓更多的畢業(yè)生選擇從事STEM領(lǐng)域工作。在增加學(xué)生數(shù)量的基礎(chǔ)之上，美國還注重各階段STEM教育之間的銜接，形成了一體化的STEM教育體系，各階段STEM教育協(xié)調(diào)發(fā)展。我國可借鑒美國的做法，擴充創(chuàng)新型人才。首先要激發(fā)學(xué)生對STEM的興趣，運用非正式學(xué)習(xí)在課外拓展STEM學(xué)習(xí)，例如一些課外項目、虛擬學(xué)習(xí)體驗，鼓勵公眾參與STEM項目學(xué)習(xí);其次，提供學(xué)生于企業(yè)實踐的機會，學(xué)生有更多的STEM真實體驗，不僅增強STEM專業(yè)知識，更有利于畢業(yè)后為從事于STEM領(lǐng)域做鋪墊。

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