劉亮亮 李雨錦

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美國中小學(xué)STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)研究*——以辛辛那提市STEM學(xué)習(xí)共同體為例

劉亮亮1,2李雨錦3

（1．河北大學(xué) 教育學(xué)院，河北保定 071002；2．河北工藝美術(shù)職業(yè)學(xué)院 辦公室，河北保定 071051；3．河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院 教務(wù)處，河北保定 071000）

為進(jìn)一步改善和提高STEM教育的質(zhì)量和成效，確保所有學(xué)生獲得學(xué)習(xí)STEM的機(jī)會，為今后能成功升入大學(xué)并在事業(yè)和生活上取得成功而做準(zhǔn)備，美國政府鼓勵各聯(lián)邦機(jī)構(gòu)、州教育機(jī)構(gòu)、地方教育局和私營部門結(jié)成合作伙伴，構(gòu)建有機(jī)融合的STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)，努力采用現(xiàn)代組織方法和手段協(xié)調(diào)配置各類資源，利用多方財政支持，形成卓有成效的、以目標(biāo)導(dǎo)向和問題導(dǎo)向為主的STEM教育策略。辛辛那提市“STEM學(xué)習(xí)共同體”就是地區(qū)性STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的一個成功典范，能夠有效配合該地區(qū)STEM教育政策的實施和教育實踐的創(chuàng)新，提高該地區(qū)中小學(xué)生的STEM學(xué)習(xí)效果。

STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)；學(xué)習(xí)共同體；構(gòu)建策略

為促進(jìn)和實現(xiàn)平等教育機(jī)會的目標(biāo)，培養(yǎng)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展所需人才，美國社會長期關(guān)注和重視科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（Science，Technology，Engineering and Mathematics，STEM）教育，從國家到地方均設(shè)立專門機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)管理和推動STEM教育的發(fā)展。美國聯(lián)邦政府先后出臺了多項STEM教育發(fā)展規(guī)劃和戰(zhàn)略，各州政府也都如火如荼地出臺和開展STEM學(xué)習(xí)項目和教學(xué)實踐，社會各界不斷提高對STEM重要性的認(rèn)識，各地區(qū)逐步建立并形成了STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)。STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)以全新的創(chuàng)造性方式實現(xiàn)跨部門的通力合作，在改善與提升STEM教育質(zhì)量與公平方面取得了顯著成效。其中，辛辛那提市STEM學(xué)習(xí)共同體的構(gòu)建和運行具有較為典型的代表性。

一 辛辛那提市STEM學(xué)習(xí)共同體的構(gòu)建

20世紀(jì)70年代，盡管美國社會尚未明確提出STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)概念，但聯(lián)邦政府指導(dǎo)發(fā)展STEM教育的舉措?yún)s已用生態(tài)系統(tǒng)的理念逐步構(gòu)建國家層面的宏觀STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)。根據(jù)《1976年國家科學(xué)技術(shù)政策、組織和優(yōu)先領(lǐng)域法案》（）建立的聯(lián)邦科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會（The Federal Coordinating Council for Science, Engineering and Technology）作為領(lǐng)導(dǎo)核心[1]，以一個STEM教育項目為抓手，引領(lǐng)和推動全國各地區(qū)的STEM教育發(fā)展行動，創(chuàng)建了由美國教育部、能源部、商務(wù)部、運輸部、國家科學(xué)基金會和環(huán)保署等16個聯(lián)邦政府部門參與的全國首個有關(guān)STEM教育的整體性聯(lián)邦戰(zhàn)略規(guī)劃[2]。該規(guī)劃提供了連接聯(lián)邦政府各部門參與STEM教育改革和公、私立機(jī)構(gòu)實現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新的框架，并在20世紀(jì)90年代初步構(gòu)建了國家層面的宏觀STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)。

辛辛那提市“STEM學(xué)習(xí)共同體”（Greater Cincinnati Stem Community，GCSC）成立于2011年，是地區(qū)性STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的一個成功典范。辛辛那提市的STEM職業(yè)發(fā)展有諸多優(yōu)勢，未來十年80%地區(qū)的工作需要數(shù)學(xué)和科學(xué)技能，STEM工作數(shù)量的增長速度比非STEM工作快2倍，STEM工作的工資水平為該地區(qū)平均工資的70%以上[3]。目前，加入GCSC的學(xué)校有90多所，合作伙伴有130多個，主要分布在跨越美國3個州和9個城市的辛辛那提大都會區(qū)[4]。作為一個非營利性系統(tǒng)，GCSC旨在發(fā)展STEM教育與勞動力需求的伙伴關(guān)系，主要任務(wù)是創(chuàng)建一個強(qiáng)大的STEM人才培養(yǎng)渠道，以滿足本地區(qū)對STEM工作和勞動力日益增長的需求。此外，通過相互貫通和強(qiáng)有力的學(xué)習(xí)路徑，GCSC推動當(dāng)?shù)亟逃龣C(jī)構(gòu)、社區(qū)和商業(yè)伙伴共同行動，為中小學(xué)生創(chuàng)造關(guān)注動手能力和現(xiàn)實生活的STEM學(xué)習(xí)經(jīng)驗，增強(qiáng)學(xué)生追求STEM職業(yè)的興趣和信心。GCSC的發(fā)展愿景是通過學(xué)習(xí)共同體的努力，將該地區(qū)的適齡勞動力人口培養(yǎng)成富有才干的STEM勞動力隊伍。為保證本地區(qū)STEM教育機(jī)會的公平，GCSC優(yōu)先服務(wù)于少數(shù)民族學(xué)生和處于弱勢地位群體學(xué)生，采用直接或間接的支持措施，為他們提供有效的STEM學(xué)習(xí)機(jī)會。

1 構(gòu)建辛辛那提市STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的背景

辛辛那提地區(qū)的STEM人才供求差距較大，目前仍有大量STEM崗位空缺，將近一半的STEM專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)前轉(zhuǎn)專業(yè)或放棄學(xué)習(xí)。為此，辛辛那提教育系統(tǒng)努力創(chuàng)新STEM教育形式并提高STEM課程畢業(yè)率，盡早開展STEM學(xué)習(xí)的準(zhǔn)備工作，以提高中小學(xué)生的STEM學(xué)習(xí)興趣。該系統(tǒng)借助一些與現(xiàn)實世界聯(lián)系緊密且需較強(qiáng)動手能力的實驗活動，幫助學(xué)生重新認(rèn)識STEM科目，進(jìn)而引發(fā)學(xué)生對STEM職業(yè)的興趣。作為該系統(tǒng)重要資助者的寶潔公司，由于較早意識到辛辛那提勞動力市場需要大量STEM人才的情況，所以慷慨提供了GCSC建立的種子資金。GCSC作為一個學(xué)習(xí)共同體，其創(chuàng)建使命就是應(yīng)對STEM教育薄弱和人才短缺的挑戰(zhàn)，改善本地區(qū)STEM人才的培養(yǎng)渠道，促進(jìn)所有合作伙伴同心協(xié)力提高STEM教育質(zhì)量。

2 GCSC的運行機(jī)制

GCSC通過組織大量的STEM教育項目，建立了穩(wěn)固的區(qū)域合作機(jī)制，并嘗試從跨領(lǐng)域協(xié)作中積累經(jīng)驗和創(chuàng)新發(fā)展模式。

（1）GCSC的組織模式

GCSC擁有數(shù)量眾多的合作伙伴，包括辛辛那提市和北肯塔基州學(xué)校系統(tǒng)的正規(guī)教育機(jī)構(gòu)、辛辛那提大學(xué)、本地博物館和科學(xué)項目的非正規(guī)教育機(jī)構(gòu)，以及對STEM感興趣的美國銀行基金會等商業(yè)合作伙伴。GCSC采用小型化、扁平化的“協(xié)作圈”組織模型，專注于完成工作，在抓住機(jī)遇的同時保持組織架構(gòu)的靈活性，根據(jù)優(yōu)先發(fā)展策略協(xié)作發(fā)展。

（2）GCSC的工作機(jī)制

GCSC的運行是一個每年都根據(jù)工作經(jīng)驗和實際情況不斷調(diào)整的動態(tài)適配過程，通常始于有意愿資助STEM教育項目的投資者發(fā)起撥款倡議，激發(fā)社會各界對STEM教育的興趣。GCSC項目通常先在一所學(xué)校基于有限的資助進(jìn)行小規(guī)模實踐，經(jīng)不斷調(diào)試直到能證明該項目對學(xué)生掌握STEM技能有積極影響之后才開始適時擴(kuò)大項目的開展比例。它允許學(xué)校申請GCSC資助的項目，鼓勵企業(yè)直接參與項目或通過其它形式支持項目學(xué)?；蛏鐓^(qū)合作伙伴。

（3）GCSC的主要任務(wù)

GCSC的主要任務(wù)是促進(jìn)本地區(qū)STEM教育活動的蓬勃發(fā)展，使本地區(qū)擁有一流STEM人才，創(chuàng)造和吸引新興STEM產(chǎn)業(yè)，改善居民生活質(zhì)量，促進(jìn)地方的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，具體包括[5]：①每名學(xué)生需積極構(gòu)建STEM知識和技能體系，為選擇STEM職業(yè)做準(zhǔn)備；②每位教育工作者需努力創(chuàng)建一個使學(xué)生接觸現(xiàn)實世界STEM問題和獲得學(xué)習(xí)機(jī)會的環(huán)境；③每個企業(yè)需意識到深度參與STEM教育將使企業(yè)獲得未來所需的STEM人才，既能滿足企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，又能贏得良好的社會聲譽；④每所學(xué)校聯(lián)合多個合作伙伴，為學(xué)生提供參與STEM活動的真實體驗，提高學(xué)生的STEM學(xué)習(xí)質(zhì)量；⑤每個家長需獲得有關(guān)STEM技能和職業(yè)的信息資源，幫助和支持孩子的STEM職業(yè)探索；⑥每個學(xué)習(xí)共同體成員需意識到STEM教育的重要性，通過密切合作和尋求外援來支持STEM教育。

3 GCSC的優(yōu)勢

GCSC如今已成長為一個多樣化的STEM教育生態(tài)系統(tǒng)，參與者都是從事STEM教育事業(yè)的創(chuàng)新者、藝術(shù)家、設(shè)計師和思想家，以激情創(chuàng)造為動力，以問題探究為導(dǎo)向，側(cè)重STEM經(jīng)驗和專業(yè)知識的傳授[6]。GCSC具有以下優(yōu)勢：

①促進(jìn)了學(xué)生的發(fā)展。GCSC積極引導(dǎo)學(xué)生融入多樣化的學(xué)習(xí)共同體，彌補(bǔ)校內(nèi)STEM學(xué)習(xí)的不足，使學(xué)生在享受STEM學(xué)習(xí)樂趣的同時持續(xù)獲得源于真實生活的STEM經(jīng)驗，在智力、情感和社會交往等方面得到鍛煉，豐富自身的STEM技能，拓展STEM職業(yè)前景。

②推動了利益相關(guān)者的合作。GCSC各方通過相互連接的STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)，改善了學(xué)生的學(xué)習(xí)成果——教育者和家長致力于提高STEM教育的質(zhì)量，商業(yè)和行業(yè)合作伙伴通常是現(xiàn)實世界STEM學(xué)習(xí)經(jīng)驗的最佳來源，社區(qū)組織和機(jī)構(gòu)則為學(xué)生提供大量豐富的STEM學(xué)習(xí)機(jī)會。

③創(chuàng)新了活動形式。GCSC在原有STEM活動基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新形式，例如2017年夏季推出新型工具——“學(xué)生STEM護(hù)照”（Student STEM Passports），使學(xué)生更充分地參與STEM教育活動。主要包括完整記錄每個學(xué)生的STEM經(jīng)歷和成績、幫助他們參加首次面試或根據(jù)STEM學(xué)習(xí)成績獲得獎勵等，使學(xué)生更充分地參與STEM教育活動。另外值得一提的是，GCSC關(guān)注女孩的STEM教育，專門設(shè)置了STEM女孩項目（Girls in STEM）。

4 GCSC組織的STEM項目

GCSC自成立以來就實施了大量基于真實STEM體驗的校外項目，近年來參與項目的師生和合作伙伴數(shù)量穩(wěn)步增加，有效激發(fā)了中小學(xué)生的STEM學(xué)習(xí)興趣。

（1）STEM夏季項目（Summer of STEM）

STEM夏季項目旨在增強(qiáng)學(xué)生的STEM意識、學(xué)習(xí)興趣和自信心，提高他們的STEM技能和團(tuán)隊建設(shè)能力，利用暑期幫助更多的學(xué)生探索STEM知識、了解STEM職業(yè)，尤其關(guān)注貧困學(xué)生和處于弱勢地位群體學(xué)生。2017年5～9月，在GCSC的資助下，學(xué)習(xí)共同體（主要包括K-12教育工作者、圖書館和中小學(xué)生發(fā)展組織）先后組織2100名學(xué)生參加了29個STEM夏季項目；北卡塔基大學(xué)和辛辛那提大學(xué)還聯(lián)合舉辦“2017年K-12教育工作者STEM論壇”，并出版了一系列與STEM學(xué)習(xí)相關(guān)的書籍。其中，參加2017年夏季項目的女生占參加學(xué)生總數(shù)的74%，少數(shù)族裔學(xué)生占比為62%，10～12歲學(xué)生占比為52%[7]。

（2）特色俱樂部項目

特色俱樂部項目包含多種類型的子項目，由國家和本地區(qū)STEM領(lǐng)域?qū)＜以谶^去已獲得成功的STEM項目基礎(chǔ)上設(shè)計開發(fā)，注重學(xué)生動手能力的培養(yǎng)和對STEM問題的探究。如STEM自行車俱樂部（STEM Bicycle Club）主要輔導(dǎo)學(xué)生在課后拆卸、重裝自己的低成本自行車，3D打印機(jī)俱樂部（3D Printers Club）則注重引導(dǎo)學(xué)生將解決實際問題的設(shè)計方案在教室里打印出來。

（3）網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)項目

網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)項目是通過網(wǎng)上電子輔導(dǎo)課程，提高學(xué)生的自我意識、自信心和STEM職業(yè)興趣。如電子輔導(dǎo)（IBM e-Mentoring）項目是由IBM公司為學(xué)生提供STEM課程在線學(xué)術(shù)指導(dǎo)和職業(yè)咨詢，尤其注重與后進(jìn)生建立STEM學(xué)習(xí)的技術(shù)指導(dǎo)關(guān)系；降落區(qū)（Drop Zone）項目通過真實場景學(xué)習(xí)，為學(xué)生提供STEM研究所需的信息，指導(dǎo)學(xué)生研發(fā)產(chǎn)品；分享IT項目則旨在創(chuàng)建功能性的資源應(yīng)用程序，連接行業(yè)、師生和家長，找到與IT技能開發(fā)和職業(yè)追求有關(guān)的方案、資金、設(shè)備、導(dǎo)師及其它資源。

（4）STEM應(yīng)用項目

GCSC創(chuàng)設(shè)了大量的STEM應(yīng)用項目，通過引導(dǎo)學(xué)生解決具體的STEM問題，展示探究式學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)生的問題分析能力和動手實踐能力，強(qiáng)化研究團(tuán)隊建設(shè)。如市民花園中心綠色學(xué)習(xí)小組（Civic Garden Center Green Learning Team）項目，每次都圍繞一個由當(dāng)?shù)豐TEM專家提議的實踐活動作為主題，設(shè)計城市環(huán)境解決方案；學(xué)生航天實驗項目（Student Spaceflight Experiments Program）和航天任務(wù)（Space Mission）項目屬于國家地球和空間科學(xué)教育中心的子項目，通過模擬太空發(fā)射任務(wù)，使學(xué)生沉浸到宇航員或太空科學(xué)家的角色中，為學(xué)生提供微重力實驗機(jī)會——曾經(jīng)有3個實驗項目獲得全國學(xué)生航天實驗項目委員會的下一步評估機(jī)會，其中一個實驗項目更是通過選拔登上了作為國家實驗室的國際空間站；STEM學(xué)習(xí)日項目由GateWay社區(qū)技術(shù)學(xué)院組織實施，為學(xué)生提供本地區(qū)具有挑戰(zhàn)性的、高薪的STEM職業(yè)機(jī)會。

二 STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢

STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)包括中小學(xué)的STEM教學(xué)、校外活動、夏季課程和科學(xué)中心、博物館、圖書館、高等教育機(jī)構(gòu)、商業(yè)機(jī)構(gòu)及社區(qū)開展的各類非正式STEM學(xué)習(xí)體驗，共同為中小學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)機(jī)會。STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：

1 推動各方創(chuàng)新協(xié)作

STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)擁有豐富的資源優(yōu)勢，為各個生態(tài)因子創(chuàng)造了相互合作的機(jī)會和共生共棲的文化，通過及時有效的信息反饋機(jī)制和適配機(jī)制，不斷聚合和優(yōu)化系統(tǒng)功能。該系統(tǒng)積極連接校內(nèi)外和STEM職業(yè)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)活動，利用跨部門合作，通過科技課程、人文課程和藝術(shù)課程來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合能力。此外，該系統(tǒng)通過及時調(diào)整與STEM勞動力需求變化相匹配的學(xué)習(xí)途徑，能夠促進(jìn)現(xiàn)實物理空間和虛擬學(xué)習(xí)空間的結(jié)合，保證STEM學(xué)習(xí)在不同時空實現(xiàn)無縫連接，有效滿足了未來地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需的STEM人力資源。

2 促進(jìn)教育者整合現(xiàn)代教育技術(shù)和方法

STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)綜合運用多種教育評估方式，通過整合中小學(xué)生的STEM學(xué)習(xí)資源，增強(qiáng)了正規(guī)學(xué)校系統(tǒng)的STEM學(xué)習(xí)效果，同時借助校外體驗式學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)和日常家庭生活的社會性學(xué)習(xí)等非正式學(xué)習(xí)方式進(jìn)行了有益補(bǔ)充。新的評價策略包括使用數(shù)字徽章工具、電子檔案袋或其它基于勝任力的方式，形成了一種綜合性的資歷框架體系，便于教師在不同的學(xué)習(xí)環(huán)境中識別學(xué)生之間的STEM學(xué)習(xí)差異，追蹤和評估學(xué)生的STEM知識和技能以改善教學(xué)設(shè)計。

3 形成以學(xué)生為中心的STEM學(xué)習(xí)文化

在STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)中，中小學(xué)生的“STEM認(rèn)同感”和STEM領(lǐng)域的自我感知能力得到了培養(yǎng)，家庭、學(xué)校和社區(qū)等組織的聯(lián)系得到了加強(qiáng)，形成了以學(xué)生為中心的STEM學(xué)習(xí)文化——通過鼓勵中小學(xué)生體驗STEM學(xué)習(xí)的樂趣，來探究、學(xué)習(xí)STEM領(lǐng)域的知識；通過讓學(xué)生參與自己所關(guān)心的富有挑戰(zhàn)性的問題解決方案，來實現(xiàn)自我認(rèn)同的目標(biāo)；通過一個個STEM特色項目，為學(xué)生提供多方面的STEM學(xué)習(xí)經(jīng)驗，使他們能夠掌握復(fù)雜的STEM技能，嘗試設(shè)計和測試現(xiàn)實生活中STEM問題的解決方案，并在與同伴合作中形成良好的社會交往能力。此外，STEM教育者幫助學(xué)生父母或監(jiān)護(hù)人支持學(xué)生對STEM的追求和興趣，為他們持續(xù)提供指導(dǎo)和便于獲得的資源，鼓勵學(xué)生未來在大學(xué)選擇STEM專業(yè)并從事相關(guān)的STEM職業(yè)。

三 STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計原則

每一個STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)在實踐中都是獨一無二的，由于生態(tài)系統(tǒng)中各生態(tài)因子不斷地進(jìn)行動態(tài)調(diào)整和修復(fù)，所以目前尚沒有可以遵循的固定模式。根據(jù)近年來美國各地區(qū)的STEM教育實踐和經(jīng)驗教訓(xùn)，可以總結(jié)出以下設(shè)計原則來指導(dǎo)STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建[8]：

1 動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)的伙伴關(guān)系

STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的運行特征是不斷動態(tài)調(diào)整該系統(tǒng)的伙伴關(guān)系，在系統(tǒng)中一個可信的領(lǐng)導(dǎo)組織帶領(lǐng)下，各合作伙伴之間由于臨時任務(wù)而結(jié)成聯(lián)盟，秉持“開明利己”（Enlightened Self-interest）的原則致力于合作，能夠彼此認(rèn)同和尊重各自在系統(tǒng)中的角色和地位，通過反思各自的行為、與同伴進(jìn)行經(jīng)驗交流，在實施跨部門的戰(zhàn)略中有效發(fā)揮系統(tǒng)的功能。STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建者應(yīng)擁有共同的價值、信仰、利益，并代表他們所服務(wù)地區(qū)的多元文化，也歡迎非傳統(tǒng)合作伙伴加入，重視各項活動的公開透明和各類數(shù)據(jù)的共享，基于數(shù)據(jù)分析做出重要決策。

2 提供開放、靈活和個性化的學(xué)習(xí)資源

學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)因子之間的關(guān)系復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)不一定是線性的。構(gòu)建STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵驅(qū)動力是確定并消除所有中小學(xué)生平等獲得高質(zhì)量STEM教育的障礙，但生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的目標(biāo)不是為所有中小學(xué)生設(shè)計相同的STEM學(xué)習(xí)路徑，而是動態(tài)地按需分配資源，最大限度地為每個學(xué)生提供各類STEM學(xué)習(xí)的機(jī)會，以便所有學(xué)生都能結(jié)合自己的興趣開展個性化學(xué)習(xí)。

3 形成循序漸進(jìn)的多元通道學(xué)習(xí)

利用正式和非正式的學(xué)習(xí)環(huán)境，STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)為學(xué)生提供了循序漸進(jìn)的多元通道學(xué)習(xí)，旨在推動中小學(xué)生逐步進(jìn)行主動探究式學(xué)習(xí)——首先，提高學(xué)生在STEM領(lǐng)域的能力和自我效能感；然后，加深學(xué)生對當(dāng)前和未來解決復(fù)雜問題所需能力的認(rèn)識；最后，培養(yǎng)學(xué)生的社會情感技能，包括堅持不懈的意志品質(zhì)、創(chuàng)造性解決問題的能力和協(xié)同合作能力。為此，該系統(tǒng)以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)平臺，提供平等的學(xué)習(xí)資源和與STEM學(xué)習(xí)文化相關(guān)的教學(xué)機(jī)會，構(gòu)建更加靈活的教育模式，打造一個以實驗教學(xué)為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)環(huán)境[9]。

四 STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建策略

為保持地區(qū)經(jīng)濟(jì)的競爭力和STEM產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，美國在構(gòu)建地區(qū)性的學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)過程中形成了四項策略[10]：

1 構(gòu)建跨部門合作伙伴關(guān)系

基于每一個學(xué)習(xí)共同體的資產(chǎn)、權(quán)益和發(fā)展需要，STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)主要采取以下措施來構(gòu)建強(qiáng)有力的跨部門伙伴關(guān)系[11]：①確定一個致力于協(xié)作實踐的、高度參與的可信領(lǐng)導(dǎo)組織；②評估學(xué)習(xí)共同體動態(tài)，準(zhǔn)備從事協(xié)同工作；③制定一個總的愿景和目標(biāo)，界定各利益相關(guān)者為實現(xiàn)目標(biāo)采取的措施，討論并采用共享檢測標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)建實施可持續(xù)發(fā)展的政策和溝通策略。

2 創(chuàng)建和連接豐富的STEM學(xué)習(xí)環(huán)境

STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)基于2013年美國《下一代的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》（）、其它州級科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)和核心州立標(biāo)準(zhǔn)涉及的正式和非正式學(xué)習(xí)環(huán)境，努力創(chuàng)建貫通校內(nèi)外的STEM學(xué)習(xí)環(huán)境，同時考慮橫向聯(lián)系（如連接校內(nèi)各階段教育與校外活動）和縱向聯(lián)系（如連接從初中到高中的職業(yè)生涯探索教育），探索通過STEM課程、共同的話題與語言、共享教學(xué)與學(xué)習(xí)方法來提升學(xué)習(xí)經(jīng)驗。為兼顧教育公平和質(zhì)量，該系統(tǒng)采用以證據(jù)為基礎(chǔ)的策略，確保幫助處于弱勢地位群體學(xué)生在不同的STEM學(xué)習(xí)環(huán)境中取得成功[12]。

3 配備合格的STEM師資

STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)依托STEM教育專門機(jī)構(gòu)、校外活動、夏季項目、拓展學(xué)習(xí)項目和師資準(zhǔn)備項目，由學(xué)區(qū)的STEM專家提供高質(zhì)量的師資培訓(xùn)，支持不同環(huán)境中的STEM教育者進(jìn)行反思、分享跨部門的教學(xué)經(jīng)驗，并據(jù)此制定持續(xù)改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的方法[13]。

4 支持中小學(xué)生的STEM發(fā)展路徑

在學(xué)生參加STEM校內(nèi)外活動的早期階段，STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)激發(fā)學(xué)生未來從事STEM職業(yè)的意愿，創(chuàng)建符合他們自身實際的STEM學(xué)科發(fā)展路徑，確保家長持續(xù)獲得有助于學(xué)生成功實現(xiàn)STEM職業(yè)理想的信息和指導(dǎo)。此外，該系統(tǒng)注重利用數(shù)字媒體將中小學(xué)生與同伴、成人和社區(qū)的支持聯(lián)系起來，開發(fā)了新的認(rèn)證模式（如證書、徽章、電子檔案袋等），以幫助學(xué)生在不同環(huán)境中理解、掌握STEM相關(guān)的技能和知識[14]。

STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的主要目的是實現(xiàn)生物體和非生物體間的相互作用，通過自我調(diào)適和優(yōu)化配置達(dá)到生態(tài)平衡，在系統(tǒng)環(huán)境中加強(qiáng)物質(zhì)、能量和信息的有效循環(huán)流動，達(dá)到生態(tài)系統(tǒng)在相對穩(wěn)定的同時不斷前進(jìn)和優(yōu)化的目的，實現(xiàn)學(xué)習(xí)共同體和學(xué)習(xí)環(huán)境的有機(jī)統(tǒng)一與可持續(xù)發(fā)展。在一個成熟的STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)中，學(xué)校或?qū)W區(qū)、兒童早期教育項目、課外實踐活動、STEM教育專門機(jī)構(gòu)（如博物館、科學(xué)中心、高等教育機(jī)構(gòu)和STEM專業(yè)協(xié)會）、行業(yè)企業(yè)、私營部門、社區(qū)組織、中小學(xué)生和家庭等各生態(tài)因子會在合作與競爭中共同發(fā)力，通過學(xué)習(xí)共同體的豐富實踐，不斷重塑STEM學(xué)習(xí)文化，并能充分利用學(xué)習(xí)環(huán)境中的多方資源、專業(yè)知識、數(shù)字化工具和網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)STEM學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，從而共同致力于培養(yǎng)中小學(xué)生終身學(xué)習(xí)的意識，并增加他們未來在大學(xué)學(xué)習(xí)STEM學(xué)科或從事STEM相關(guān)職業(yè)的機(jī)會。

[1]94th Congress of the United States. National Science and Technology Policy, Organization, and Priorities Act of 1976[OL].

[2]Federal Coordinating Council for Science, Engineering, and Technology. Pathways to excellence: A federal strategy for science, mathematics, federal coordinating council for science, engineering, and technology[OL].

[3]Greater Cincinnati Stem Community. Why support GCSC[OL].

[4]Greater Cincinnati Stem Community. GCSC reach[OL].

[5]Greater Cincinnati Stem Community. GCSC mandate: Science, technology, engineering & math (STEM) is our collective future[OL].

[6]Greater Cincinnati Stem Community. GCSC mandates and we believe[OL].

[7]Greater Cincinnati Stem Community. Summer of STEM 2017[OL].

[8]STEM Funders Network. Design principles[OL].

[9]U.S. Department of Education. STEM 2026: A vision for innovation in STEM education[OL].

[10]STEM Funders Network. Learn more about these strategies for cultivating STEM ecosystems[OL].

[11]STEM Funders Network. Cultivating cross-sector partnerships[OL].

[12]STEM Funders Network. Creating and connecting STEM-rich learning environments[OL].

[13]STEM Funders Network. Equipping educators[OL].

[14]STEM Funders Network. Supporting youth pathways[OL].

Research on STEM Learning Ecosystem in American Primary and Secondary Schools——Taking the STEM Learning Community of Cincinnati as an Example

LIU Liang-liang1,2LI Yu-jin3

In order to further enhance and improve the quality and effectiveness of STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) education, ensure all students’ access to STEM learning, prepare for the successful entry into university and the successful career and life in future, American government has made a lot of efforts. The federal agencies, state education institutions, local education bureaus and private sectors were encouraged to form partnerships, build an organic STEM learning ecosystem, coordinate various resources through modern organization methods and means, and construct a goal and problem oriented STEM education strategy with the assistance of multipartite finance. Greater Cincinnati Stem Community was a successful example of the regional STEM learning ecosystem, which could effectively cooperate with the implementation of STEM education policy and the innovation of educational practice in the region, and improve the STEM learning effect of primary and secondary school students in the region.

STEM learning ecosystem; learning community; construction strategy

G40-057

A

1009—8097（2018）10—0113—07

10.3969/j.issn.1009-8097.2018.10.017

本文為2018年度河北省社會科學(xué)發(fā)展研究課題“美國中小學(xué)STEM教育對我國科技創(chuàng)新教育的啟示”（項目編號：201803040190）的階段性研究成果。

劉亮亮，河北工藝美術(shù)職業(yè)學(xué)院副教授，河北大學(xué)教育學(xué)院在讀博士，研究方向為教育史，郵箱為liuliang_mx@126.com。

2018年3月22日

編輯：小西