——读《美国STEM教育政策进展》一书有感

从1983年到2015年，关于STEM教育，美国国会、教育部、总统科技顾问委员会、国家科学技术委员会、美国州长协会等部门和机构，先后出台了26项政策、法规和研究报告，强调社会各界重视STEM教育，并全力推进STEM教育在美国的实施。为什么会有如此大的力度，这件事情意味着什么？相信读了《美国STEM教育政策进展》一书，你会对此有更多的了解和认识。

从某种意义上说，这是一本值得收藏和研究的书，其中选编的政策、政策出台的背景、政策文稿的呈现方式、对国家前途和命运的关注、学校教育的关切等等，都很值得我们学习和研究。

一、STEM是什么

最近三四年，我们国家才开始关注美国的STEM教育。2012年4月上海教育杂志刊登的STEM专栏，是我国各类教育媒体中第一次较为全面地介绍STEM的媒体。在上海，已经有很多学校在借鉴美国STEM的理念，探索自身的STEM教育。

STEM是科学、技术、工程、数学等四门学科的简称。其中：

科学是对自然界的研究，包括与物理、化学、生物有关的自然法则，以及与这些学科相关的事实、原则、概念或习俗的处理与利用。科学是伴随时间而积累起来的知识，以及通过科学探索过程而产生的新知识。科学知识可为工程设计过程提供信息。

技术，从严格意义上来讲，并不是一门学科，它由创造和运行技术产品的人力、组织、知识、程序、设备等整个系统组成，包括技术产品本身。在历史上，人们创造技术以满足其欲望和需要，大多数现代技术是科学和工程的产物，技术工具在科学和工程这两个领域被应用。

工程既是大量关于设计和创造人工产品的知识，也是解决问题的程序。这个程序在约束条件下被设计。工程设计的制约条件之一是自然法则，或者科学。其他制约条件包括时间、财力、可用的材料、工效、环境法则、可制造性、可修复性等。工程学利用科学和数学概念以及技术工具。

数学研究量、数和空间的模式以及相互关系。它不像科学那样需要寻找实证性数据去证明或推翻论点，数学中的论点通过基于基本假设的逻辑论证予以证明。逻辑论证本身和论点是数学的一部分。与科学一样，数学中的知识也会增长，但不同于科学的是，数学中的知识不会被推翻，除非基本假设被改变。K-12年级数学的具体概念范畴包括算术、代数、函数、几何、统计和概率。数学被广泛运用于科学、工程和技术领域。

由上述的这些界定不难看出，STEM有如下几个特征：

首先，STEM是分科的，它代表着科学、技术、工程和数学四个独立的学科领域。重视STEM教育，首先就体现在在这四门学科的重视上。OECD举行的PISA测试，每一次都能触动美国公众的痛点，是因为这项测试包括三方面的内容，分别是阅读、数学、科学，后面的两项测试内容，直接反映一个国家或者地区在STEM教育方面的成就，而阅读本身，又融合了上述四个学科的内容在其中。

其次，STEM又是整合的，这也是今天包括美国在内的世界各国在重视STEM教育时所看重的。今天的社会，今天的科学进展，有一个非常明显的趋势，就是学科的交叉和知识的融合，一项发明或者发现，像过去那样凭借某个人的天才发挥已经很难实现，往往都需要众多不同科目、不同类型的学科的合力公关，才有可能实现。而STEM教育，在促进学科整合方面又独具特色的作用。

再次，STEM还是延伸和扩展的。就如上述对四门学科的介绍所说的那样，数学和科学的知识在不断地扩展，由此而延伸到工程和技术领域的应用也在不断地扩大。由于计算机技术以及互联网的飞速发展，使得上述这些知识和技能的延伸和拓展有了更为广阔的空间。

二、美国为何如此关注STEM?

美国如此关注STEM，是处于对自身国家利益的考虑。

如前所述，在OECD组织的几次PISA测试中，美国学生在阅读、数学、科学三个领域的表现，都仅出于参与测试国家的平均水平，有的还低于这些国家的平均水平，引起了他们对国家未来发展的担忧。他们认为，从人类基因组的描绘，到火星上水的发现，再到互联网的发展，众多的研究都离不开技能出众和有创造力的STEM人才。新的技术和新的STEM知识在多个方面起着核心作用：如生产更为优良和更加灵巧的产品、改善医疗保健、保护环境和维护国家安全。

美国全体人们的思想和技能，是国家最重要的资本，而这种资本在很大程度上依赖于STEM教育。为了能在信息化和高度科技化的社会中取得成功，所有的学生就必须发展STEM能力，而且要远远超出过去所认可的高度。为了全方位和积极地参与日益基于科技的民主政治，所有公民必须具备基本的STEM素养。只有具备相应素养，才能对错综复杂的社会问题，如气候变化、医疗技术应用、替代能源等，做出批判性的评估。

在美国州长协会出台的《拟定STEM教育议程：州际行动之更新（2011）》文本中，有很多比较研究，所得出的结论也让美国人注目。比如说：本科专业中工资最高的十大职业全都属于STEM领域。在同等学历水平中，STEM从业者都比其他职业从业者工资高出11%，一个受过STEM教育的人，即便不从事STEM领域的工作，同样也在收入上体现出一定的优势。另外，STEM技能具有高迁移性，能为个人提供更多职业选择。STEM职业的失业者比其他领域的失业者失业率更低。

他们的研究还表明，自二战以来，半数以上的经济增长均来自于技术创新。STEM劳动力是创新渠道的有力组成部分，对创新中心的建设大有裨益，是创新经济的关键要素，也是创造新企业集群和新工作岗位的关键要素。要培养新一代的创新人员，国家就必须向广大学生提供对STEM形成基本了解的机会。大量的事例表明，STEM研发有助于驱动新理念的提出和新产品的发明，并刺激经济增长。

书中还罗列了很多因素，限于篇幅这里就不再一一介绍了。基于上述各种因素，美国人得出一个结论：如果不认真考虑STEM教育改革，国家现在的一代及未来一代会将处在衰落的危险中。于是，美国也提出了一句与我们国家非常类似的口号：“将STEM置于教育工作的优先地位。”而且特别强调，为保持美国的世界领先地位，国家必须成为STEM的领头羊。奥巴马总统在2015年的财政预算中拿出专项资金29亿美元，用于整个联邦政府的STEM教育。

为了将STEM教育推向深入，美国的相关部门纷纷行动，一起来研究当前教育面临的问题，寻找解决问题的办法和对策，并动员社会各界的力量，都来关心和支持STEM教育的开展，并成立协调委员会，让各个方面的力量得到有效的整合，已形成工作的合力。

在具体的实践中，重点关注以下几个方面的改革和探索：

一是确保国家STEM教育体系的连贯性。针对美国各州课程标准不一致，教学内容千差万别的现状，提出STEM科目所教授的内容、教授的时间与教授的对象是一致的。在横向上，在各州之间是一致的；在纵向上，从学前教育到大学教育的各个年级也是一致的。为此，他们采用更为严格的数学和科学标准与改良的评价，还为STEM学生提供更加严格的培训，鼓励他们运用非正式学习在课外拓展数学和科学的学习。

二是确保学生是由受过良好培训且高效的教师教授。越来越多的STEM课堂研究表明，学生的智力并不是固定不变的，而是能够通过努力和他人的帮助得以开发的。因此，教师至关重要。各种通过提供额外的津贴等不同的方式，招聘和留任更多合格的一线教师参与STEN教学，美国还制定了国家计划，拟在未来十年培养10万名优秀的STEM教师。

三是提高所有学生的STEM精熟度。包括运用批判性思维来认识问题；运用STEM概念来评估问题；正确地识别解决一个问题所需的步骤；等等。

四是增加未来从事STEM职业和在STEM领域深造的学生数量。美国人坚信，STEM教育能为个体发展和社会经济取得成功打下坚实基础。于是他们为高等教育机构设定目标，要求高等教育要满足STEM的工作需求，并在未来十年中增加100万名合格的STEM领域的本科和研究生。

三、给我们的几点启示

第一，我们正在构建核心素养体系，相关的专家要关注这些发达国家当下关注的热点，将他们在教育政策方面的有益部分借鉴过来，纳入到我国的核心素养体系之中。在我看来，STEM素养，就是今后公民必须具备的公民素养之一。无论是在参与民主政治建设还是促进经济发展，或者是提升公众的科学素养等方面，都有很重要的价值和意义。

第二，建设创新型的国家，关键在教育，在基础教育，在高中教育。我们不能急功近利，忙着将钱投给一些企业或者科研院所，希望他们通过3-5年的努力，开发研制出一批新的成果，就算推进了创新型国家的建设。应该有长远的规划，真正树立教育优先发展的思想和理念，加大在教育领域的投入，特别关注STEM素养的培育以及相关课程的开发与建设，让学校成为整个社会创新的源泉。

第三，教育系统也不能静观其变。要站在世界教育改革和发展的制高点上，时刻关注世界各国教育的新动向、新发展，将最先进的教育理念和本系统的教育实践紧密结合，让教育真正发挥引领社会发展的职责，而不是被社会发展倒逼着改革。

教育综合改革，任重而道远！

《美国STEM教育政策进展》  赵中建/选编  上海科技教育出版社  2015.11