李 慧，王全喜，張民選

(1.上海師范大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，上海 200234；2.上海師范大學(xué) 國際與比較教育研究院，上海 200234)

在世界多極化、經(jīng)濟(jì)全球化背景下，科技創(chuàng)新成為驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵動(dòng)力，科技人才是國家科技實(shí)力、創(chuàng)新實(shí)力和國家競爭力的重要體現(xiàn)，因此，培養(yǎng)科技人才、提升創(chuàng)新能力成為各國教育的重要內(nèi)容。近年來，STEM教育被視為培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力的有效方式受到世界各國的廣泛關(guān)注。STEM，即科學(xué)(Science)，技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)和數(shù)學(xué)(Mathematics)四門學(xué)科的簡稱，于20世紀(jì)80年代末由美國科學(xué)基金會(huì)聯(lián)合科學(xué)家、技術(shù)家、工程師和數(shù)學(xué)家共同提出，但STEM教育并非上述四門學(xué)科的簡單組合，而是一種貫通學(xué)科知識(shí)、聯(lián)系真實(shí)世界、以問題為導(dǎo)向、形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮拖到y(tǒng)化學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)方式，[1][2]通過訓(xùn)練解決問題所需的技能和素養(yǎng)，培養(yǎng)職業(yè)興趣以提升個(gè)體的競爭力。[3]

STEM教育誕生于美國，在近30年的發(fā)展歷程中逐漸完善與成熟。中國對(duì)STEM教育的研究主要以美國為范式，通過介紹美國STEM戰(zhàn)略的相關(guān)政策、法案，剖析了美國推行STEM教育的動(dòng)機(jī)、STEM教育的內(nèi)涵及其實(shí)施的組織保障等。[4][5]隨著對(duì)STEM教育的研究不斷深化，國內(nèi)學(xué)者逐漸將美國STEM教育與中國教育相結(jié)合，分析STEM課程建設(shè)、[6]教學(xué)實(shí)施與評(píng)價(jià)、[7]K-12與高等教育的銜接、[8]大學(xué)STEM教育[9]等問題，得出對(duì)中國科學(xué)教育、創(chuàng)新人才培養(yǎng)的啟示。另有學(xué)者從信息技術(shù)課程變革、[10]跨學(xué)科整合模式[11][12]等角度研究STEM教育理念在課程整合方面的價(jià)值。本文從教育現(xiàn)狀、教育公平和教育形式等方面梳理美國STEM教育的演進(jìn)歷程，分析STEM教育對(duì)美國的教育改革、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)及影響，從教育發(fā)展與人才戰(zhàn)略的關(guān)系視角提煉美國STEM戰(zhàn)略落實(shí)的成功經(jīng)驗(yàn)，為中國教育發(fā)展以及人才政策提供啟示與借鑒。

一、STEM教育的產(chǎn)生背景與演進(jìn)

自蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射成功，美國就深刻意識(shí)到科技人才是國家競爭力的核心要素，在整個(gè)20世紀(jì)，美國通過發(fā)展教育提升科學(xué)、技術(shù)和工程領(lǐng)域的創(chuàng)造力，推動(dòng)了本國的經(jīng)濟(jì)增長與繁榮，一躍成為全球科技創(chuàng)新大國，奠定了其作為世界經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國的領(lǐng)導(dǎo)者地位。隨著自由市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與沖擊，經(jīng)濟(jì)全球化勢(shì)不可擋，科技創(chuàng)新變得日益重要，幾乎所有的創(chuàng)新領(lǐng)域和職業(yè)都離不開STEM知識(shí)與技能，[13]相比以往，美國聯(lián)邦、各州和地方政府需要更多的STEM領(lǐng)域?qū)＜襾眚?qū)動(dòng)創(chuàng)新以維持國家在全球經(jīng)濟(jì)中的競爭地位，[1]于是提出實(shí)施STEM教育、培養(yǎng)STEM人才，以應(yīng)對(duì)21世紀(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)。[14]

當(dāng)今美國仍處于世界創(chuàng)新的領(lǐng)先地位，美國國內(nèi)對(duì)STEM領(lǐng)域的職業(yè)崗位需求頗大，但卻面臨公民中缺少合格求職者的困境，導(dǎo)致美國不得不雇用其他國家的求職者，[1]這顯然不利于維護(hù)美國公民的利益和社會(huì)穩(wěn)定。同時(shí)，其他國家的科技騰飛與趕超致使美國在科技創(chuàng)新領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)不再突出。更令人擔(dān)憂的是，近年來美國K-12年級(jí)學(xué)生對(duì)STEM學(xué)科知識(shí)掌握的熟練程度沒有明顯進(jìn)步，[15]美國中小學(xué)學(xué)生在數(shù)學(xué)和科學(xué)方面的表現(xiàn)處于國際中等偏下水平，在34個(gè)國家中數(shù)學(xué)和科學(xué)成績分別排名第26位和第21位，閱讀能力位居第17位。[14]全國不同群體學(xué)生對(duì)STEM的興趣及取得的相關(guān)成就存在較大差異，[14]美國高等院校STEM專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)情況與重要的國際競爭者間也存在著一定的差距。[16][17]數(shù)據(jù)顯示，美國學(xué)士學(xué)位獲得者中約30%畢業(yè)于科學(xué)和工程領(lǐng)域，而在日本和中國相應(yīng)學(xué)位獲得者的比例超過50%。[18]從世界范圍看，美國對(duì)每一位學(xué)生的投入是最高的，卻未換來較好的表現(xiàn)，特別是在運(yùn)用高階思維解決數(shù)學(xué)問題方面存在明顯弱勢(shì)。[19]據(jù)美國統(tǒng)計(jì)局2013年公布的數(shù)據(jù)顯示，在未來五年STEM領(lǐng)域的就業(yè)機(jī)會(huì)將增長21.4%，而整個(gè)就業(yè)市場(chǎng)增長10.4%，即使不在STEM領(lǐng)域就職的學(xué)生也將被迫參與一些復(fù)雜議題，這些議題需要較高的科學(xué)能力；也就是說，無論是否就職于STEM領(lǐng)域，所有學(xué)生都將成為STEM產(chǎn)品的消費(fèi)者。因此，美國不僅要培養(yǎng)STEM專業(yè)人才，更需要具有STEM知識(shí)和素養(yǎng)、能夠在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中做出明智決策的公民。[1]

從STEM教育誕生至今，美國政府相繼出臺(tái)了多項(xiàng)政策和法案推動(dòng)STEM教育。為了擴(kuò)大STEM教育機(jī)會(huì)，2008年新建了100所包容性STEM高中學(xué)校(inclusive STEM schools)，[20]不以篩選STEM專業(yè)高分學(xué)生或培養(yǎng)精英為目標(biāo)，重在發(fā)展學(xué)生的STEM專業(yè)特長，幫助學(xué)生做好在STEM院校成功學(xué)習(xí)所需的數(shù)學(xué)和科學(xué)經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)備。[21]除在德克薩斯州(Texas)、俄亥俄州(Ohio)、北卡萊羅納州(North Carolina)等各州建校外，還建立了多個(gè)州聯(lián)合的STEMx網(wǎng)絡(luò)。[22]奧巴馬總統(tǒng)執(zhí)政后，又發(fā)布增設(shè)1000多所STEM學(xué)校，其中包括200所高中學(xué)校，[23]以提高廣大美國民眾的STEM素養(yǎng)，應(yīng)對(duì)未來國家面臨的能源、健康、環(huán)境和安全的挑戰(zhàn)。2015年第一部有關(guān)STEM教育的法案正式落地，《2015STEM教育法》(STEM Education Act of 2015)對(duì)STEM教育的概念做了明確說明，指出STEM教育是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科的教育，還包括計(jì)算機(jī)科學(xué)的教育。2016年，奧巴馬政府已獲得超過10億美元的私人投資用于提升STEM教育，有30億美元的總統(tǒng)預(yù)算用于STEM專項(xiàng)，相比于2008年，美國每年新增工程師達(dá)25000名，同時(shí)，高等院校也做出350多項(xiàng)承諾用于幫助女性、少數(shù)族裔等弱勢(shì)群體學(xué)生獲得STEM學(xué)位。[24]2017年將重點(diǎn)提升STEM教育質(zhì)量，增加獲取嚴(yán)格STEM課程的機(jī)會(huì)，消除歧視，為弱勢(shì)群體學(xué)生提供STEM學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。此外，美國還制定了2022年新增100萬STEM畢業(yè)生的目標(biāo)，鼓勵(lì)所有學(xué)生參與STEM教育，以滿足國家對(duì)STEM勞動(dòng)力的需求和培養(yǎng)出具有STEM素養(yǎng)的公民。[24]

STEM教育的內(nèi)容和形式不斷更新。STEM教育先后整合了計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程學(xué)、生物醫(yī)藥科學(xué)、農(nóng)學(xué)、建筑學(xué)、信息技術(shù)、數(shù)字媒體、社會(huì)學(xué)、世界語言、藝術(shù)等學(xué)科，[23][25]成為課程、教學(xué)和生活的組成部分。有專家認(rèn)為現(xiàn)有的STEM教育在學(xué)科之間、學(xué)科與現(xiàn)實(shí)世界之間的關(guān)聯(lián)性不夠緊密，學(xué)生缺乏對(duì)STEM的興趣。[26]為了使教育者重視幫助學(xué)生建立學(xué)科間聯(lián)系，針對(duì)K-12年級(jí)的《共同核心標(biāo)準(zhǔn)》(the Common Core State Standards)[27]和《下一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》(the Next Generation Science Standards)[28]相繼于2010年和2013年頒布，為教學(xué)提供了嚴(yán)謹(jǐn)且系統(tǒng)化的標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系。2015年，美國又提出STEM整合教育，[29]其理論起源于20世紀(jì)早期的進(jìn)步教育運(yùn)動(dòng)[30]和社會(huì)認(rèn)知研究運(yùn)動(dòng)，[31]根據(jù)不同的學(xué)習(xí)目的，把STEM整合教育分為文本整合和內(nèi)容整合，[32]便于實(shí)施靈活的教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)業(yè)成績和學(xué)習(xí)毅力，目前，STEM整合教育已在K-12年級(jí)、?？茖W(xué)校和本科生教育中開始實(shí)施。

STEM教育不僅是教育界的一場(chǎng)革命，更在全美引起廣泛關(guān)注。STEM教育在美國聯(lián)邦政府和各州、地方政府的支持下，有來自政界、學(xué)界、企業(yè)界、學(xué)校、社區(qū)和家庭的利益相關(guān)群體共同參與，[33]通過法律、政策和持續(xù)的經(jīng)費(fèi)投入確保STEM教育的連貫性。[34]如今，在各方的協(xié)作下，大量有關(guān)STEM教育的新教材、新項(xiàng)目和STEM學(xué)校不斷涌現(xiàn)，STEM教育在幫助廣大學(xué)生做好升學(xué)和就業(yè)準(zhǔn)備的同時(shí)，也在為美國的科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)繁榮儲(chǔ)備人力資源。

二、STEM教育的貢獻(xiàn)與影響

1.對(duì)教育的貢獻(xiàn)

首先，STEM教育的教學(xué)過程具有跨學(xué)科與高階思維、情境真實(shí)性、體驗(yàn)協(xié)作性、技藝融合性的特色，為師生提供了全新的教學(xué)方式與學(xué)習(xí)體驗(yàn)。STEM教育克服分科教育的弊端，秉承跨學(xué)科思維，從教材編制到教學(xué)組織都是圍繞某個(gè)特定的主題展開，該主題衍生出一系列問題，這些問題涉及一個(gè)或多個(gè)學(xué)科，要求學(xué)習(xí)者超越學(xué)科界限理解和識(shí)別問題的本質(zhì)，進(jìn)行批判性思考和創(chuàng)新性思考，綜合運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程或數(shù)學(xué)等學(xué)科的知識(shí)，做出科學(xué)決策，將問題逐個(gè)突破，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)概念和原理等知識(shí)準(zhǔn)確而深刻的理解，習(xí)得規(guī)范化的學(xué)科技能，提升高階思維能力。STEM教育不再局限于教室，由教師孤立抽象地灌輸知識(shí)，而是強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的主體功能和學(xué)習(xí)環(huán)境的真實(shí)性，在教室、實(shí)驗(yàn)室、工作坊、戶外等處開展學(xué)習(xí)，由學(xué)習(xí)者通過與學(xué)習(xí)情境互動(dòng)建構(gòu)知識(shí)體系。因此，STEM教育著力為學(xué)生打造一個(gè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境。一方面，從現(xiàn)實(shí)世界中尋找題材、設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)項(xiàng)目更加貼近學(xué)生的實(shí)際生活，更富趣味性，從而調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性；另一方面，將所要教授的知識(shí)嵌入具體的問題和情境之中，培養(yǎng)學(xué)生理解和辨識(shí)不同情境下的知識(shí)表現(xiàn)，靈活運(yùn)用技能，學(xué)生在與真實(shí)世界交互的過程中既獲得了陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)，又能實(shí)現(xiàn)社會(huì)性成長。與傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)不同，STEM教育不僅支持學(xué)生通過自學(xué)或教師講授來獲取知識(shí)，更強(qiáng)調(diào)通過動(dòng)手實(shí)踐、群體協(xié)作來參與學(xué)習(xí)過程，在體驗(yàn)中建構(gòu)知識(shí)。由于STEM教育的學(xué)習(xí)問題來源于實(shí)際生活，具有開放性特點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)情境也是真實(shí)的，因此，學(xué)習(xí)本身就是體驗(yàn)生活的過程，而生活恰恰是一種社會(huì)性活動(dòng)，需要學(xué)生打破閉門造車的狀態(tài)，主動(dòng)融入群體。值得注意的是，STEM教育評(píng)價(jià)體系不僅評(píng)價(jià)個(gè)人，也評(píng)價(jià)合作組，個(gè)人的貢獻(xiàn)和價(jià)值與合作組的共同表現(xiàn)密切相關(guān)。所以，在STEM教育中，學(xué)生主動(dòng)尋求合作、依靠群體協(xié)作是解決問題、完成學(xué)習(xí)的必經(jīng)之路，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生開放、包容的性格和快速融入社會(huì)的能力至關(guān)重要。此外，STEM教育的課程形式多樣，重視文理交融，給學(xué)生提供了多視域下跨學(xué)科學(xué)習(xí)和思考的機(jī)會(huì)。

其次，STEM教育豐富了教育資源，延伸了學(xué)校教育。為了更好地開展STEM教育，諸如STEM特需學(xué)校(STEM charter school)、磁石學(xué)校(magnet school)、周轉(zhuǎn)學(xué)校(turnaround school)等包容性STEM學(xué)校紛紛成立。[22]包容性STEM學(xué)校擁有自己優(yōu)勢(shì)的大學(xué)預(yù)修課程，比本州強(qiáng)制性課程種類更多，課程與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系密切，教師具備良好的STEM教育背景和STEM經(jīng)驗(yàn)；學(xué)校也鼓勵(lì)老師將自己的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)融入課堂教學(xué)，并積極與社區(qū)、大學(xué)合作，例如，由大學(xué)幫助設(shè)計(jì)工程課的課程，大學(xué)教師和研究生承擔(dān)相關(guān)課程的授課，為不同年級(jí)的學(xué)生提供到大學(xué)參觀和實(shí)踐的機(jī)會(huì)。[22]為了培養(yǎng)和儲(chǔ)備STEM勞動(dòng)力，學(xué)校也通過STEM學(xué)習(xí)項(xiàng)目激發(fā)學(xué)生的職業(yè)興趣，教授職業(yè)技能，如啟動(dòng)的職業(yè)技術(shù)教育(career and technical education, CTE)類似于職業(yè)教育(vocational education)，重在培養(yǎng)學(xué)生的STEM技能，以滿足雇用市場(chǎng)和全球勞動(dòng)力市場(chǎng)持續(xù)變化的需求。[35]2010至2015年期間，參與職業(yè)技術(shù)教育的學(xué)生人數(shù)、學(xué)校數(shù)目和各州的項(xiàng)目數(shù)均持續(xù)激增。[36]相似的教育模式還有2000年發(fā)起的工學(xué)結(jié)合項(xiàng)目(work-based learning，WBL)，聚焦于項(xiàng)目和基于問題的教學(xué)，幫助學(xué)生了解自己的興趣和職業(yè)期望，培訓(xùn)學(xué)生掌握職業(yè)技能。2012年國家職業(yè)技術(shù)教育研究中心(National Research Center for Career and Technical Education，NRCCTE)建立了高質(zhì)量的WBL項(xiàng)目，進(jìn)一步將在校學(xué)習(xí)與工作場(chǎng)所學(xué)習(xí)相聯(lián)系，提升教學(xué)成效。[37]

最后，STEM教育推動(dòng)了教育改革的發(fā)展。研究表明，近九成的科學(xué)課的授課模式是由教師向?qū)W生解釋科學(xué)概念，實(shí)踐性學(xué)習(xí)(hands-on learning)的開設(shè)率在高中僅為39%，在初中和小學(xué)分別為50%和52%，[38]絕大多數(shù)的教材也都是直接羅列定義，而不是在科學(xué)史或科學(xué)事件中體現(xiàn)重點(diǎn)知識(shí)與概念，[39]這樣的教學(xué)方式和教材顯然與STEM教育所倡導(dǎo)的教學(xué)理念和模式相違背。為此，《下一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》開始聚焦科學(xué)教育，通過制定課程標(biāo)準(zhǔn)，明確哪些教材內(nèi)容與課標(biāo)一致，如何實(shí)現(xiàn)三維學(xué)習(xí)方法，即明白新信息的意義，來解釋現(xiàn)象和解決問題，做出科學(xué)決策。目前，已有11個(gè)州和哥倫比亞特區(qū)使用新的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，正有更多的州也開始采用。[40]STEM教育還促進(jìn)了教師教育發(fā)展。美國越來越意識(shí)到，STEM教師的數(shù)量不足且質(zhì)量堪憂是制約STEM教育發(fā)展的瓶頸之一，建設(shè)合格的STEM師資隊(duì)伍將是一項(xiàng)刻不容緩的任務(wù)。為此，奧巴馬政府提出要培養(yǎng)10萬名合格的STEM教師，聯(lián)邦預(yù)算投資10億美元用于創(chuàng)建STEM高級(jí)教師團(tuán)隊(duì)，教育部投入8000萬美元用于提升STEM教師培訓(xùn)項(xiàng)目，[41]美國國家自然科學(xué)基金會(huì)也投入1100萬美元用于本科生的STEM教育、支持先進(jìn)技術(shù)教育、增加女性參與科學(xué)和工程領(lǐng)域的機(jī)會(huì)。[42]一些學(xué)校諸如東北阿拉巴馬社區(qū)學(xué)院(Northeast Alabama Community College, NACC)在STEM教育取得顯著成效后，開設(shè)了專為K-12年級(jí)教師提供的STEM培訓(xùn)。[43]越來越多的企業(yè)也投入到STEM教育中，比如洛克希德·馬丁(Lockheed Martin)、本田(Honda)、科寧(Corning)等公司一直資助CTE和STEM教師培訓(xùn)項(xiàng)目。[42]

美國的STEM教育不斷地豐富與發(fā)展，其教育成效也是多樣而復(fù)雜的。一方面，STEM教育的發(fā)展促進(jìn)了教育事業(yè)的良性循環(huán)，比如NACC推行的一系列STEM項(xiàng)目促進(jìn)本地近1000名學(xué)生順利進(jìn)入大學(xué)，帶動(dòng)了近一半的地方學(xué)校加入STEM教育，也吸引了地方非營利組織的投資，對(duì)于幫助在校學(xué)生接受持續(xù)性的STEM教育非常重要。[43]在STEM教育中，學(xué)生通過項(xiàng)目課程獲取STEM職業(yè)所需的批判性思維、創(chuàng)新能力、合作等技能，提升了就業(yè)競爭力，還提高了表達(dá)技能和就業(yè)技能，對(duì)于適應(yīng)變化中的全球化市場(chǎng)至關(guān)重要。[44]另一方面，也有研究顯示，STEM教育的成效甚微。譬如，在佛羅里達(dá)州、北卡萊羅納州，STEM學(xué)校與非STEM學(xué)校的學(xué)生在數(shù)學(xué)方面并沒有明顯的差異，[45]在STEM學(xué)校就讀的學(xué)生并不比普通學(xué)校的學(xué)生更傾向于選擇STEM職業(yè)；但是，研究發(fā)現(xiàn)，如果學(xué)生在高中參加過高質(zhì)量的STEM教育，比如原創(chuàng)性的科學(xué)調(diào)查和工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，就會(huì)對(duì)STEM保持長久的興趣，也更傾向于選擇STEM專業(yè)和STEM職業(yè)。[46]

2.對(duì)經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)

商業(yè)圓桌會(huì)議與變革方程(Business Roundtable and Change the Equation)組織報(bào)告了STEM技能缺失對(duì)美國經(jīng)濟(jì)的負(fù)面影響。在未來5年，美國急需近100萬具有基本STEM素養(yǎng)的勞動(dòng)力、60萬具有高級(jí)STEM知識(shí)的勞動(dòng)力，而現(xiàn)有的求職者過半數(shù)都缺乏STEM技能，[47]大學(xué)新生在3年內(nèi)獲得大專學(xué)位或在六年內(nèi)獲得學(xué)士學(xué)位的人數(shù)不足一半，能夠勝任技術(shù)工作崗位的合格畢業(yè)生數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。[39]2014年一項(xiàng)STEM指數(shù)報(bào)告顯示，在過去的十多年里，學(xué)生對(duì)STEM的興趣和具備的STEM能力平平，不過近些年有改進(jìn)的跡象。[47]

在高中和大專階段的高質(zhì)量STEM教育能夠培養(yǎng)技術(shù)含量高的勞動(dòng)力，這被視為驅(qū)動(dòng)美國創(chuàng)新競爭力和繁榮經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵。[48]2013年美國布魯斯金學(xué)會(huì)(Brookings Institution)使用了“隱藏在STEM中的經(jīng)濟(jì)(the Hidden STEM Economy)”來說明STEM領(lǐng)域中的就業(yè)崗位、雇用比例、專利數(shù)量、工資收入和出口量普遍較高；而且，相比于非STEM領(lǐng)域的職業(yè)，STEM職業(yè)具有低投入高產(chǎn)出的特征。[48]以美國阿巴拉契亞山一帶為例，當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)主要依賴于紡織工業(yè)，2000年經(jīng)濟(jì)發(fā)展到了頂峰，一個(gè)縣就有8000多人從事襪業(yè)加工；然而到2010年，經(jīng)濟(jì)低迷，整個(gè)織襪行業(yè)僅留下800多名工人。由于預(yù)見到經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變，NACC自2001年起針對(duì)K-12年級(jí)不同學(xué)齡段學(xué)生開設(shè)了13個(gè)職業(yè)技術(shù)教育項(xiàng)目，大多數(shù)與STEM教育相關(guān)，同時(shí)也不斷更新項(xiàng)目內(nèi)容，比如，2011年開設(shè)了增強(qiáng)工程科技機(jī)器人技術(shù)(Boosting Engineering, Science and Technology Robotics)的STEM項(xiàng)目，2013年發(fā)起了暑期STEM體驗(yàn)，2014年借助技術(shù)展覽會(huì)的平臺(tái)增設(shè)通用多媒體技術(shù)、硬件與機(jī)器人技術(shù)、網(wǎng)頁設(shè)計(jì)等內(nèi)容，培養(yǎng)了大批具備STEM技能的勞動(dòng)力，也吸引了許多現(xiàn)代制造業(yè)和高科技產(chǎn)業(yè)，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。[43]

除政府外，一些機(jī)構(gòu)、企業(yè)等團(tuán)體也非常樂意投資STEM教育。例如，變革方程(Change the Equation, CTEq)是一個(gè)非營利組織，負(fù)責(zé)培養(yǎng)學(xué)生的STEM素養(yǎng)，其45個(gè)成員投資了21個(gè)不同的高質(zhì)量項(xiàng)目，包括領(lǐng)英項(xiàng)目(Project Lead the Way)、數(shù)學(xué)和科學(xué)教育等，確保女性和少數(shù)族裔等弱勢(shì)群體都能進(jìn)入STEM領(lǐng)域。在2014年，參與該組織的企業(yè)通過他們?cè)贑TEq投資的STEM項(xiàng)目成功招聘了33萬名年輕勞動(dòng)力。[48]由于能夠得到勞動(dòng)力和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的投資回報(bào)，越來越多的企業(yè)和機(jī)構(gòu)正積極投資支持STEM教育。[48]然而，值得注意的是，目前人們對(duì)STEM職業(yè)的認(rèn)識(shí)較為片面，STEM職業(yè)不僅僅是工程師、計(jì)算機(jī)科學(xué)家、精算師等需要大學(xué)學(xué)歷的工種，也包括制造業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、健康護(hù)理和建筑業(yè)等行業(yè)需要的中等技術(shù)工人和藍(lán)領(lǐng)工人。[49]有報(bào)道稱，近半數(shù)的STEM崗位不需要碩士學(xué)位，對(duì)于環(huán)境衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)科研、護(hù)林綠化等行業(yè)的“綠領(lǐng)”而言，STEM技能也是必備的職業(yè)技能。[50]可見，STEM教育儼然成為解決就業(yè)和提高充分就業(yè)的方式，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展的利器。

3.對(duì)社會(huì)的影響

首先，STEM教育在一定程度上助推了美國國內(nèi)社會(huì)公平。在美國，女性、少數(shù)族裔和貧困家庭出身者在工程等高科技領(lǐng)域就業(yè)人數(shù)較少，成為STEM行業(yè)中的弱勢(shì)群體。[51]美國入學(xué)考試(American College Test, ACT)的年報(bào)數(shù)據(jù)顯示，高中女性學(xué)生比男性學(xué)生表現(xiàn)出更高的STEM職業(yè)興趣，但是進(jìn)入大學(xué)后，女性學(xué)生卻沒有獲得更多的STEM學(xué)位，在科學(xué)和工程領(lǐng)域男性數(shù)量遠(yuǎn)超過女性，在工程專業(yè)獲得學(xué)位的人數(shù)中僅15%是女性。[1]除了性別差異，種族差異也較明顯。盡管非裔美國人、拉丁美洲人組成了龐大的勞動(dòng)力市場(chǎng)，卻是STEM行業(yè)中的弱勢(shì)群體，2010年，他們占據(jù)勞動(dòng)力市場(chǎng)的份額分別為11%和15%，但在STEM行業(yè)中僅分別為6%和7%。[1]在經(jīng)濟(jì)全球化背景下，多元化的創(chuàng)新人才是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵要素，美國卻面臨國內(nèi)就業(yè)崗位充足與合格勞動(dòng)力匱乏的尷尬。[52]2010年，美國的STEM教育開始關(guān)注權(quán)利平等和機(jī)會(huì)平等，為女性、少數(shù)族裔、貧困家庭出身者等弱勢(shì)群體提供平等的STEM教育權(quán)利和STEM就業(yè)機(jī)會(huì)。據(jù)美國勞動(dòng)統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，超過5%的數(shù)學(xué)家和15.6%的化學(xué)工程師是女性，從事醫(yī)生和外科醫(yī)生職業(yè)的女性人數(shù)正在追上男性人數(shù)，截至2013年，在這些領(lǐng)域女性占據(jù)了35.5%。美國國家科學(xué)基金會(huì)也設(shè)置了ADVANCE項(xiàng)目，以增加STEM職業(yè)中女性的參與度和地位，促進(jìn)STEM行業(yè)的性別平等。[33]在俄亥俄州州立大學(xué)哥倫布分校(Ohio State University [Columbus])附近的麥德龍?jiān)缙趯W(xué)院高中(Metro Early College High School)是一所提供嚴(yán)格的大學(xué)預(yù)修課程、以實(shí)現(xiàn)100%畢業(yè)率為目標(biāo)的高中，該校35%的學(xué)生是西班牙裔，26%是黑人，45%的學(xué)生來自低收入家庭，該校連續(xù)7年取得100%高中生被四年制高等院校錄取的好成績，[22]極大地促進(jìn)了當(dāng)?shù)氐慕逃?。起初，俄亥俄州在K9-12年級(jí)實(shí)施STEM教育權(quán)利平等，到2013年秋，擴(kuò)展至七年級(jí)和八年級(jí)，目前已覆蓋到7歲的兒童。[52]此外，美國也重視開展殘疾人士的STEM教育，并認(rèn)為殘疾人中蘊(yùn)藏著富有創(chuàng)新潛力的人才，是美國科技創(chuàng)新與發(fā)展不可忽視的重要力量。[53]

其次，STEM教育的發(fā)展將會(huì)加劇美國對(duì)世界其他國家高端人才的吸納與競爭。美國是一個(gè)靠輸入移民發(fā)展起來的國家，二戰(zhàn)后一直重視技術(shù)移民和投資移民，不嚴(yán)重排斥普通移民。盡管移民問題不斷加深，美國曾收緊移民政策，但隨著經(jīng)濟(jì)全球化營造的競爭效應(yīng)不斷提升，科技含量越高的產(chǎn)業(yè)越具有競爭力，對(duì)勞動(dòng)力素質(zhì)的要求也越高。為保持本國的經(jīng)濟(jì)競爭力，美國全面改革移民法案，例如持續(xù)增加技術(shù)和投資移民配額，允許H1B簽證持有者的配偶在等待綠卡審批過程中在美國工作，但僅限于科學(xué)、技術(shù)和工程領(lǐng)域的H1B簽證持有者。[54]除了移民，招收、培養(yǎng)和留用優(yōu)秀的留學(xué)生也是美國儲(chǔ)備人才的重要途徑。美國匯集全世界優(yōu)質(zhì)的高等教育資源，提供高額的獎(jiǎng)學(xué)金，擁有優(yōu)越的創(chuàng)業(yè)環(huán)境，極大地吸引了來自世界各地的優(yōu)秀人才赴美學(xué)習(xí)與創(chuàng)業(yè)。美國政府為留美學(xué)生提供選擇性實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練(Optional Practice Training, OPT)機(jī)會(huì)，可在美國境內(nèi)從事兼職或全職工作，通常OPT的期限是12個(gè)月，而STEM專業(yè)留學(xué)生的OPT期限可延長至29個(gè)月。這一政策不僅能吸引更多的國際留學(xué)生來美從事STEM專業(yè)學(xué)習(xí)，還為STEM專業(yè)學(xué)生積累在美國的工作經(jīng)驗(yàn)提供了便利，更重要的是，為美國篩選和留用STEM領(lǐng)域優(yōu)秀人才提供了契機(jī)。美國將STEM戰(zhàn)略滲透到移民、留學(xué)、就業(yè)等領(lǐng)域，通過實(shí)施優(yōu)惠政策吸引了大量的國際高端人才，從而為美國整體技術(shù)創(chuàng)新、科技人才儲(chǔ)備和人力資源配置做出了貢獻(xiàn)。

三、STEM教育的啟示

美國STEM教育不僅是一項(xiàng)教育措施，更是美國實(shí)施人才戰(zhàn)略的一種重要途徑與策略。STEM教育的發(fā)展歷程體現(xiàn)了美國重才、育才、攬才、儲(chǔ)才、用才和留才的機(jī)制，對(duì)中國的教育改革與發(fā)展、科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)與發(fā)展具有啟示作用。

1.以借鑒促STEM教育的本土化

美國的STEM教育具有非常鮮明的發(fā)展軌跡與特征，這與美國所處的國際局勢(shì)、本國國情和國內(nèi)的教育體制密切相關(guān)，在中國復(fù)制美國經(jīng)驗(yàn)是不可行的，這是由STEM教育的內(nèi)稟生長性和外界發(fā)展形勢(shì)共同決定的。首先，STEM教育是隨著國際和國內(nèi)形勢(shì)變換不斷豐富與發(fā)展，因此，STEM教育本身就具有持續(xù)生長性，從SME&T更名為STEM，到發(fā)展出STEAM、STEMx，再到最新的STEM整合教育，如今的STEM教育遠(yuǎn)非最初的那個(gè)STEM教育，而是與更多的學(xué)科、領(lǐng)域、教育信息技術(shù)、科學(xué)研究前沿、國家需求等融合，從一種獨(dú)立的課程成長為一種教育方式、教育平臺(tái)。其次，美國STEM教育的焦點(diǎn)從最初關(guān)注高等教育逐漸輻射至中小學(xué)的基礎(chǔ)教育和幼兒園的學(xué)前教育，由此造成的STEM教育內(nèi)涵和教育方式都將與以往的STEM教育有所不同，針對(duì)不同學(xué)段的STEM教育既各具獨(dú)特性，又存在承接關(guān)系。最后，STEM教育雖發(fā)端于美國，但是在教育國際化的進(jìn)程中漸漸為世界其他國家所認(rèn)可和接受，正在成為他國教育改革中的重要內(nèi)容。在此過程中，STEM教育必將與國家本土的意識(shí)形態(tài)、文化情境和社會(huì)進(jìn)程發(fā)生碰撞與融合；使STEM教育帶有國家特色，體現(xiàn)國家利益，才能更利于本國的教育事業(yè)發(fā)展。

2.確保學(xué)校教育各學(xué)段中科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的連貫性

科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)是一項(xiàng)系統(tǒng)性、長期性的工程，需要根據(jù)國情整體布局，在各學(xué)齡段重點(diǎn)突破、有序推進(jìn)，構(gòu)建起良好的學(xué)校教育生態(tài)鏈，才能真正實(shí)現(xiàn)國家人才建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。美國的STEM教育發(fā)展至今已經(jīng)形成了一體化全覆蓋的STEM教育體系，涵蓋了從幼兒園到研究生教育幾乎所有的學(xué)齡段；此外，還建設(shè)了非正式STEM教育和網(wǎng)絡(luò)教育，為學(xué)校教育實(shí)施連貫性的STEM教育奠定了基礎(chǔ)，也為培養(yǎng)全體公民的STEM素養(yǎng)創(chuàng)設(shè)了環(huán)境。中國《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020)》指出，學(xué)前教育的目標(biāo)是保障幼兒快樂健康成長，義務(wù)教育著重品行培養(yǎng)、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)健康體魄、養(yǎng)成良好習(xí)慣，高中階段教育注重培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自強(qiáng)自立和適應(yīng)社會(huì)能力，職業(yè)教育著力培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德、職業(yè)技能和就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力，高等教育重在培養(yǎng)高素質(zhì)專門人才和拔尖創(chuàng)新人才?？梢姡袊鲗W(xué)段的學(xué)校教育在科技素養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的連貫性欠佳。然而，創(chuàng)新能力和就業(yè)能力是每個(gè)人應(yīng)對(duì)未來變化不可或缺的能力，創(chuàng)新性和就業(yè)能力的教育不應(yīng)分別成為高等教育和職業(yè)教育的專屬，而應(yīng)該在各學(xué)段培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，發(fā)展學(xué)生的職業(yè)興趣和與職業(yè)相關(guān)的實(shí)踐技能，促使STEM教育的課程內(nèi)容、教學(xué)時(shí)間等在各學(xué)段保持連貫性，在全國各地區(qū)之間保持一致性，從而幫助所有學(xué)生做好升學(xué)和就業(yè)準(zhǔn)備。

3.加強(qiáng)政府在教育與人才戰(zhàn)略中的積極導(dǎo)向作用，政策與立法并重

美國把培養(yǎng)創(chuàng)新人才教育作為保持國家領(lǐng)導(dǎo)者地位的核心競爭要素，通過政府立法推進(jìn)STEM教育、頒布具有吸引力的留學(xué)政策和調(diào)整移民法案等措施，將培養(yǎng)本土科技創(chuàng)新人才與留用國際一流人才有機(jī)結(jié)合，從而引導(dǎo)和保障人才戰(zhàn)略順利實(shí)施，體現(xiàn)了美國教育和人才管理的科學(xué)化、民主化和制度化。中國提出教育改革與發(fā)展規(guī)劃的戰(zhàn)略目標(biāo)，即到2020年進(jìn)入人力資源強(qiáng)國行列，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，制定和落實(shí)有效的人才政策至關(guān)重要。與美國的人才教育與培養(yǎng)模式相比，中國現(xiàn)有的人才政策均以黨和政府的政策文件形式頒布實(shí)施，[54]而且偏重國外引進(jìn)成熟型人才而弱化本土培養(yǎng)和潛力型人才，對(duì)在華留學(xué)生的管理與人才戰(zhàn)略相脫節(jié)，外國留學(xué)人才流失嚴(yán)重，這些都不利于我國競爭和儲(chǔ)備人才；鑒于此，應(yīng)當(dāng)發(fā)揮政府的導(dǎo)向作用，將國內(nèi)教育改革、留學(xué)生培養(yǎng)與人才戰(zhàn)略相統(tǒng)一，加快政策規(guī)范向法律規(guī)范轉(zhuǎn)變，為中國實(shí)施人才強(qiáng)國戰(zhàn)略奠定制度保障。

4.教育發(fā)展與人才戰(zhàn)略需要企業(yè)界等社會(huì)單元的支持

在美國STEM教育推進(jìn)過程中，除政府外，企業(yè)界、學(xué)界、社區(qū)及家庭等相關(guān)利益群體的共同參與是一大亮點(diǎn)。這些社會(huì)單元從政策制定、資金投入、課程建設(shè)、師資培訓(xùn)、職業(yè)教育等方面為STEM教育提供多維度支撐，而STEM教育的核心目標(biāo)正是為國家培養(yǎng)高素質(zhì)的勞動(dòng)力，服務(wù)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展。換言之，STEM教育不僅僅是教育領(lǐng)域的改革，而且與社會(huì)各界之間存在支持與反哺的關(guān)系，關(guān)乎全體公民的利益，維系著整個(gè)國家的發(fā)展。中國也應(yīng)當(dāng)主動(dòng)變革，適應(yīng)當(dāng)代教育發(fā)展的模式，充分發(fā)揮企業(yè)界等社會(huì)單元的功能。以企業(yè)界為例，企業(yè)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最具活力的單元，對(duì)科技創(chuàng)新具有強(qiáng)烈的敏感性、自主性和迫切需求性，無疑是檢驗(yàn)人才能力的試金石，也是人才需求的風(fēng)向標(biāo)，故而應(yīng)引導(dǎo)企業(yè)積極參與教育改革，加強(qiáng)企業(yè)與教育的聯(lián)合，發(fā)揮企業(yè)界對(duì)教育發(fā)展的支持作用及對(duì)人才培養(yǎng)的引領(lǐng)作用。

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