世界主要國家的STEM教育及實(shí)施策略

陳 強(qiáng)，趙一青，常旭華

(1.同濟(jì)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，上海 200092；2.同濟(jì)大學(xué)知識產(chǎn)權(quán)學(xué)院，上海 200092)

世界主要國家的STEM教育及實(shí)施策略

陳 強(qiáng)1，趙一青1，常旭華2

(1.同濟(jì)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，上海 200092；2.同濟(jì)大學(xué)知識產(chǎn)權(quán)學(xué)院，上海 200092)

通過對美國、德國、英國、澳大利亞、日本、韓國及馬來西亞開展STEM教育的動(dòng)因及實(shí)現(xiàn)途徑進(jìn)行分析，從政策保障、社會(huì)參與、資源整合及人才培養(yǎng)四個(gè)方面梳理其實(shí)施策略，并從中得出對中國STEM教育的若干啟示，包括強(qiáng)化STEM教育戰(zhàn)略地位和政策保障；倡導(dǎo)全社會(huì)參與，加強(qiáng)協(xié)同合作；整合各類資源，動(dòng)員多方力量；優(yōu)化人才培養(yǎng)模式，重視人才引進(jìn)。

世界主要國家；STEM教育；實(shí)現(xiàn)途徑；實(shí)施策略

科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)、數(shù)學(xué)(Mathematics)(以下簡稱STEM)這四門彼此獨(dú)立更彼此關(guān)聯(lián)的“元學(xué)科”，在現(xiàn)代科技競爭中具有主導(dǎo)和引領(lǐng)作用。近年來，越來越多的國家開始重視STEM教育，將加強(qiáng)STEM教育作為人才戰(zhàn)略的重要實(shí)施途徑。盡管各國推進(jìn)STEM教育的原因各異，著力點(diǎn)不同，但均希望透過STEM教育培養(yǎng)符合時(shí)代要求的復(fù)合型人才，提升國際競爭力。

在創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略指導(dǎo)下，中國為實(shí)施人才戰(zhàn)略，推動(dòng)大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動(dòng)力，開展高水平的STEM教育是重要戰(zhàn)略舉措之一；然而，從1989年錢學(xué)森提出“大成教育”設(shè)想至今，中國STEM教育仍發(fā)展緩慢，重視科學(xué)和數(shù)學(xué)教育，忽視工程和技術(shù)教育。目前，國內(nèi)關(guān)于STEM教育的研究還處于起步階段，對如何順利高效地推進(jìn)STEM教育也缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)[1]。為此，亟需開展對域外國家STEM教育的政策措施和具體實(shí)踐的研究，為中國探索有效加強(qiáng)STEM教育的實(shí)現(xiàn)途徑及科學(xué)制定實(shí)施策略的方法提供經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

本文基于美國、德國、英國、澳大利亞、日本、韓國及馬來西亞的STEM教育，分析了各國開展STEM教育的動(dòng)機(jī)、需求及實(shí)現(xiàn)途徑，并梳理其實(shí)施策略以期形成對中國STEM教育的若干啟示。

1 域外國家的STEM教育

STEM教育起源于美國。1986年，美國首次提出“科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)教育集成”的綱領(lǐng)性建議，至20世紀(jì)90年代后期，美國國家科學(xué)基金會(huì)開始使用“SMET”這一專業(yè)術(shù)語，含義是“科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)”，但并未整合聯(lián)系各學(xué)科領(lǐng)域[2]。2007年美國國家科學(xué)基金會(huì)發(fā)布報(bào)告，正式將這四門學(xué)科改稱為“STEM”，四門學(xué)科順序的調(diào)整反映了一種“傾向于應(yīng)用”的教育哲學(xué)理念[3]。此后，STEM這個(gè)集合詞才逐步為各國所知并采用?！癝TEM教育”是一個(gè)偏理工科的多學(xué)科交融的概念。其中，科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)學(xué)科被稱為“元學(xué)科”，其教育過程不是將四門學(xué)科的知識進(jìn)行簡單疊加，而是強(qiáng)調(diào)將原本分散的四門學(xué)科內(nèi)容自然組合形成整體[4]。STEM教育的本質(zhì)是一種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方法，在眾多孤立的學(xué)科中建立新的橋梁，把零碎知識變成一個(gè)互相聯(lián)系的統(tǒng)一整體，消除這四門學(xué)科中傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)障礙，為學(xué)生提供認(rèn)識整體世界的機(jī)會(huì)[5]。

1.1 美國

美國作為STEM教育的發(fā)源地，其推進(jìn)STEM教育的政策和實(shí)踐舉措在世界各國中最為清晰和系統(tǒng)化，無疑成為多國借鑒的模板。美國歷來重視科技人力資源的開發(fā)和使用，通過加強(qiáng)國家工程科技能力和創(chuàng)新能力提升全球競爭力，其堅(jiān)信強(qiáng)大的STEM能力是美國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的引擎。面對新興后發(fā)國家的競爭壓力、信息技術(shù)發(fā)展對STEM的輻射和聯(lián)結(jié)、中小學(xué)教育質(zhì)量不理想以及STEM勞動(dòng)力缺口增大等原因，美國政府從20世紀(jì)60年代初就開始逐步開展STEM教育。進(jìn)入21世紀(jì)后，基礎(chǔ)和高等教育階段的STEM教育也得到了布什和奧巴馬政府的更多重視，現(xiàn)已成為美國一項(xiàng)重要的國家戰(zhàn)略。

美國分別從政策保障、社會(huì)參與、資源整合及人才培養(yǎng)等方面給予STEM教育強(qiáng)力的支持，極大推進(jìn)了其發(fā)展。

(1)政策保障。美國政府對于STEM的學(xué)校教育、財(cái)政支持、社會(huì)參與及人才引進(jìn)等都制定了一系列具體的政策措施，如表1所示。

(2)社會(huì)參與。PTC-MIT聯(lián)合體是美國的一個(gè)頗具代表性的倡導(dǎo)STEM學(xué)科集成并積極參與的團(tuán)體，成員包括遍及全美的公司、專業(yè)協(xié)會(huì)、高等學(xué)校、社區(qū)教育組織等80多個(gè)組織[6]。其成立的目的在于通過與聯(lián)邦政府合作，開展包括實(shí)際投資在內(nèi)的各項(xiàng)行動(dòng)，以幫助美國構(gòu)建一條有效且可靠的培養(yǎng)STEM人力資源的渠道。

(3)資源整合。美國對STEM教育的財(cái)政支持頻頻出現(xiàn)在其政府報(bào)告及法案中，且數(shù)額巨大。同時(shí)，聯(lián)邦政府額外撥款加大對STEM教育基礎(chǔ)設(shè)施的投入。另外，整合多方資源，美國政府于2009年11月23日實(shí)施的“為創(chuàng)新而教計(jì)劃”注重吸納民間力量以推動(dòng)STEM教育的發(fā)展[7]。為此，一個(gè)主要由美國科技領(lǐng)域的杰出人士組成的民間聯(lián)盟成立，英特爾公司、比爾·蓋茨基金會(huì)、卡內(nèi)基公司、時(shí)代華納、麥克阿瑟基金會(huì)及其他民間團(tuán)體均通過物質(zhì)投入、多方動(dòng)員、廣泛宣傳等各種途徑大力支持STEM教育。

(4)人才培養(yǎng)?！白鹬仨?xiàng)目”由美國政府于2012年啟動(dòng)，旨在打造一支全新的STEM精英教師隊(duì)伍[8]。實(shí)施的具體措施包括：挑選最好的數(shù)學(xué)和科學(xué)教師；要求其成員為學(xué)校和其他STEM教育者提供服務(wù)；政府認(rèn)可和獎(jiǎng)勵(lì)其成員，包括對他們進(jìn)行專業(yè)補(bǔ)償，使他們的職業(yè)更具競爭力。

“新科技教育十年計(jì)劃”于2012年被提出，計(jì)劃培養(yǎng)10萬名STEM專業(yè)教師，以實(shí)現(xiàn)在未來10年培養(yǎng)100萬名STEM專業(yè)畢業(yè)生的目標(biāo)[9]。該計(jì)劃實(shí)施策略包括：財(cái)政優(yōu)先支持STEM教育改革；提出新教育方案；吸納民間力量增強(qiáng)STEM教育；聯(lián)邦政府額外提供資金招聘、支持、保留和激勵(lì)STEM專業(yè)優(yōu)秀教師；慈善組織和私人機(jī)構(gòu)將協(xié)助聯(lián)邦政府完成此計(jì)劃，并提供資金支持。

美國還專門針對STEM領(lǐng)域制定了吸引外國人才的人才引進(jìn)及移民政策，詳細(xì)內(nèi)容見表1[16]。

表1 美國加強(qiáng)STEM教育的政策和舉措

1.2 歐洲

(1)德國。德國歷來以其完善的職業(yè)教育體系著稱，而增加STEM勞動(dòng)力是STEM教育的核心目標(biāo)之一，因此有必要關(guān)注其開展STEM教育的實(shí)現(xiàn)途徑。德國的STEM教育縮寫為MINT(Mathematik，Informatik，Naturwissenschaft und Technik)[17]，即數(shù)學(xué)、信息學(xué)、自然科學(xué)和技術(shù)。德國開展MINT教育的主要?jiǎng)右蛟谟谌狈Ω哔|(zhì)量的MINT勞動(dòng)力，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年德國僅工程師的缺口就高達(dá)10萬人。因此，德國開展的MINT教育與職業(yè)教育緊密掛鉤，主要目標(biāo)是吸引優(yōu)秀的學(xué)生從事數(shù)學(xué)、信息、自然科學(xué)和技術(shù)類等相關(guān)專業(yè)的深造，進(jìn)而在相關(guān)崗位就業(yè)。

德國在政策層面推出一系列措施為MINT教育的順利開展提供保障，并在人才培養(yǎng)方面對學(xué)校教育進(jìn)行大膽創(chuàng)新，通過課程整合增加課外校園實(shí)驗(yàn)室(School-Lab)環(huán)節(jié)，并對其實(shí)施效果進(jìn)行評價(jià)評估，值得學(xué)習(xí)和借鑒。

①政策層面。主要措施包括：將資優(yōu)教育納入科教政策；設(shè)立特殊課程；為資優(yōu)學(xué)生設(shè)立特殊學(xué)校；為優(yōu)秀學(xué)生提供特殊項(xiàng)目；為優(yōu)秀大學(xué)生建立支持網(wǎng)絡(luò)；設(shè)立公共基金和獎(jiǎng)學(xué)金；培養(yǎng)資優(yōu)學(xué)生和年輕人的私人組織；舉辦國際和國內(nèi)MINT比賽；設(shè)立德國學(xué)生科學(xué)院等。②人才培養(yǎng)方面。重點(diǎn)通過課外校園實(shí)驗(yàn)室建設(shè)促進(jìn)MINT教育。以DRL School Lab為例，該實(shí)驗(yàn)室于2000年建立，由德國航天中心(German Aerospace Center)承辦，截至2012年共建成9個(gè)課外科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，為9～12年級學(xué)生提供13項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。課外實(shí)驗(yàn)室的活動(dòng)分為兩種：常規(guī)活動(dòng)(Regular Visits)和特殊項(xiàng)目(Special Projects)。常規(guī)活動(dòng)的時(shí)間通常為一天，每個(gè)學(xué)生在一天內(nèi)一般可以參與兩個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，4～5人一個(gè)小組，由大學(xué)生指導(dǎo)，教師不干涉實(shí)驗(yàn)操作，自2003—2012年共18000名學(xué)生參與了該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；特殊項(xiàng)目針對具有極高天賦的學(xué)生開設(shè)，選題由航天中心的研究計(jì)劃衍生而來，并配備專門指導(dǎo)老師，由學(xué)生自主負(fù)責(zé)特定任務(wù)和目標(biāo)，持續(xù)時(shí)間一般為數(shù)月，完成項(xiàng)目后由學(xué)生對成果進(jìn)行公開展示。

對于課外校園實(shí)驗(yàn)室的評價(jià)評估，德國目前尚無官方評估，僅有一些獨(dú)立調(diào)查。例如，針對DRL School Lab的評價(jià)主要由Pawek完成[18-19]，Hector Seminar主要由Heller[20]等人完成。從評價(jià)結(jié)果看：95%的學(xué)生是第一次參觀校外實(shí)驗(yàn)室；85%的學(xué)生表示滿意；96%贊同長期參觀；沒有學(xué)生批評指導(dǎo)人員；98%的學(xué)生認(rèn)為選擇的實(shí)驗(yàn)很好；65%的學(xué)生表示活動(dòng)增加了他們對MINT的興趣；93%的學(xué)生愿意向家長或朋友談及活動(dòng)；81%的學(xué)生想再次參觀；94%的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獲得樂趣；93%的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容貼近生活；65%的學(xué)生計(jì)劃選擇MINT相關(guān)職業(yè)。可見課外校園實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)確實(shí)對德國學(xué)生的MINT教育產(chǎn)生了積極影響。

(2)英國?？茖W(xué)與數(shù)學(xué)教育一直處于世界領(lǐng)先水平的英國所實(shí)施的STEM教育值得關(guān)注。在STEM教育越來越受到世界各國普遍重視的背景下，為繼續(xù)保持研究與技術(shù)領(lǐng)先地位，英國采取一系列政策和實(shí)踐舉措推進(jìn)STEM教育。目前，為鼓勵(lì)英國的下一代熱衷并擅長科學(xué)、技術(shù)、工程及數(shù)學(xué)學(xué)科，政府已通過一系列政策支持學(xué)生學(xué)習(xí)STEM課程。同時(shí)，英國在人才培養(yǎng)方面開展的STEM相關(guān)項(xiàng)目和活動(dòng)堪稱亮點(diǎn)，有借鑒意義。

①政策層面。政府已通過一系列政策支持學(xué)生學(xué)習(xí)STEM課程。例如，2006年的科學(xué)和創(chuàng)新投資框架中提出要增加A level考試中物理、化學(xué)和數(shù)學(xué)的學(xué)生參與人數(shù)。英國商業(yè)、創(chuàng)新和技能部2012年12月發(fā)布的《2010—2015年國家政策：公眾對科學(xué)和技術(shù)的理解》[21]中也提到，要鼓勵(lì)學(xué)校中的科學(xué)教育并資助支持學(xué)生學(xué)習(xí)STEM課程的項(xiàng)目和活動(dòng)。②人才培養(yǎng)方面。英國在人才培養(yǎng)方面開展的STEM相關(guān)項(xiàng)目和活動(dòng)內(nèi)容豐富，歸納起來，目前主要包括：

“Your Life”。這是一個(gè)三年計(jì)劃，旨在幫助英國青年人獲取數(shù)學(xué)和科學(xué)知識，以便在全球競爭日趨激烈的環(huán)境下獲得成功。該計(jì)劃的具體目標(biāo)包括：讓年輕人意識到學(xué)習(xí)了這門課程可以有更多工作選擇，改變他們對數(shù)學(xué)和科學(xué)的看法；增加16歲及以上年輕人的數(shù)學(xué)和科學(xué)學(xué)科參與度，希望在3年內(nèi)實(shí)現(xiàn)A level考試中選擇數(shù)學(xué)和物理的學(xué)生增加50%；增加所有人尤其是女性在STEM相關(guān)領(lǐng)域的就業(yè)機(jī)會(huì)。

“STEMNET”。這是英國為提高年輕人對科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)興趣而設(shè)立的組織，旨在幫助年輕人學(xué)習(xí)STEM課程，開拓他們的創(chuàng)造力、問題解決能力和技術(shù)能力。STEMNET的基金來源于英國商業(yè)、創(chuàng)新和技能部及教育部。該基金也為老師和學(xué)校提供了資源，以幫助他們更好地開展STEM教育。

“國家科學(xué)與工程競賽”。對英國全日制11—18歲學(xué)生開放，尋找并獎(jiǎng)勵(lì)在STEM學(xué)科取得優(yōu)異成績的學(xué)生。英國科學(xué)協(xié)會(huì)將這項(xiàng)競賽和“The Big Bang Fair”及“Young Engineers”結(jié)合在一起，其中“The Big Bang Fair”是英國年輕人最大的STEM盛會(huì)，旨在向7—19歲的年輕人展示對STEM的興趣會(huì)帶來豐厚的收益。

1.3 大洋洲

澳大利亞STEM教育處于世界中上水平，其推進(jìn)STEM教育的一系列政策和實(shí)踐舉措值得中國學(xué)習(xí)。澳大利亞政府認(rèn)為，STEM教育可幫助澳大利亞年輕人獲得STEM技能和知識，豐富他們的跨學(xué)科知識，培養(yǎng)批判和想象思維，提高問題的解決能力和數(shù)字化技能。產(chǎn)業(yè)調(diào)研也顯示STEM能力越來越成為澳大利亞的核心能力之一，如果把澳大利亞1%的勞動(dòng)力轉(zhuǎn)為從事STEM相關(guān)工作，國家GDP將增加574億美元[22]；另一方面，澳大利亞官方數(shù)據(jù)顯示女性以及欠發(fā)達(dá)地區(qū)人群的STEM教育機(jī)會(huì)不均等，阻礙了他們獲得STEM相關(guān)工作的機(jī)會(huì)。因此，國家層面的STEM教育戰(zhàn)略對澳大利亞學(xué)生掌握STEM知識并獲得成功意義重大[23]。

澳大利亞分別從國家政策、社會(huì)參與、資源整合及教師培養(yǎng)四個(gè)方面開展STEM教育，取得了較好的效果。①國家政策方面。2015年12月7日，澳大利亞聯(lián)邦政府發(fā)布了新的《國家創(chuàng)新與科學(xué)進(jìn)程》(National Innovation and Science Agenda)[24]，其中的“提高所有人的數(shù)字化素養(yǎng)與STEM一攬子計(jì)劃”[25](Inspiring all Australians in Digital Literacy and STEM package)涉及經(jīng)費(fèi)總額為1.12億美元。該計(jì)劃提出一系列舉措鼓勵(lì)學(xué)生和社區(qū)在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的參與度，提高數(shù)字化素質(zhì)。同月，澳大利亞教育委員會(huì)通過了《科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)學(xué)校教育國家戰(zhàn)略2016—2026》(National Science，Technology，Engineering and Mathematics(STEM)School Education Strategy 2016—2026)[26]。該戰(zhàn)略提出了一系列長期計(jì)劃，意在改善STEM教育基礎(chǔ)，并鼓勵(lì)學(xué)生更多地參與STEM課程。②社會(huì)參與方面。政府通過與大學(xué)和產(chǎn)業(yè)合作，收集和開發(fā)在線示范性教學(xué)模塊，支持最佳STEM教學(xué)實(shí)踐的實(shí)施，建立STEM職業(yè)學(xué)習(xí)交流平臺(tái)，幫助小學(xué)和中學(xué)教師學(xué)習(xí)STEM學(xué)科內(nèi)容，提高數(shù)據(jù)分析和編程方面的能力；通過與大學(xué)合作，提高STEM畢業(yè)生進(jìn)入教學(xué)隊(duì)伍的便捷性。③資源整合方面。國家層面進(jìn)一步提高全社會(huì)對STEM在知識經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)揮的關(guān)鍵作用的理解，通過大量合作項(xiàng)目整合學(xué)校、產(chǎn)業(yè)資源，共同支持學(xué)生參與STEM教育；與此同時(shí)，由國家建立STEM合作平臺(tái)，促進(jìn)學(xué)校、產(chǎn)業(yè)和高等教育部門之間更有效和更高效的合作，支持教師增強(qiáng)學(xué)生(尤其是弱勢群體學(xué)生)的STEM能力。④教師培養(yǎng)方面。教學(xué)質(zhì)量決定著學(xué)生參與STEM課程的程度及成績表現(xiàn)。澳大利亞的相關(guān)研究顯示，當(dāng)一些小學(xué)教師欠缺STEM學(xué)科專業(yè)知識時(shí)，可能缺乏教科學(xué)和數(shù)學(xué)學(xué)科的自信。因此，在國家戰(zhàn)略中提出支持STEM教學(xué)活動(dòng)，實(shí)施國家職前教師教育標(biāo)準(zhǔn)，將有助于分享最佳實(shí)踐，吸引更多的STEM畢業(yè)生進(jìn)入教師隊(duì)伍。

此外，在評價(jià)評估方面，重點(diǎn)構(gòu)建一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)和證據(jù)庫，以長時(shí)間跟蹤國家趨勢，甄別成功的STEM干預(yù)措施，并了解不同教學(xué)方式所發(fā)揮的作用，以便幫助學(xué)校和教師針對不同目的和不同學(xué)生群體采取有效方法；同時(shí)，定期發(fā)布國家報(bào)告揭示國家層面STEM教育成績指標(biāo)的變化情況。

1.4 亞洲

受儒家文化圈的影響，亞洲國家在傳統(tǒng)文化、教學(xué)理念等方面比較接近，因此亞洲其他國家開展的STEM教育對中國極具啟發(fā)。

日本、韓國、馬來西亞三國開展STEM教育的動(dòng)因不盡相同。日本在STEM領(lǐng)域?qū)I(yè)人才缺口并不十分嚴(yán)重，其加強(qiáng)STEM教育的目的在于提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成績。1998年，日本針對中小學(xué)推行了“寬裕教育”政策，大幅縮減課時(shí)數(shù)、精簡教學(xué)內(nèi)容，力圖營造寬松學(xué)習(xí)環(huán)境培養(yǎng)學(xué)生的“生存能力”，然而這一政策導(dǎo)致日本中小學(xué)生的學(xué)業(yè)成績不斷下降(在PISA測試中，2000年日本學(xué)生在數(shù)學(xué)和科學(xué)排名分別為1和2，到2012年退步為7和4)。因此，加強(qiáng)STEM教育是日本改善學(xué)生學(xué)業(yè)成績的重要舉措。與日本面臨情況類似，2010年12月，韓國教育科學(xué)技術(shù)部發(fā)布了STEAM教育政策，以增強(qiáng)相關(guān)學(xué)科的中小學(xué)教育[27-28]。與其他國家不同，韓國將藝術(shù)(Arts)作為重要組成部分加入了STEM教育項(xiàng)目，提出STEAM教育。而馬來西亞開展STEM教育的目的在于激發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣，促進(jìn)其工業(yè)化國家建設(shè)。

三國在人才培養(yǎng)方面加強(qiáng)STEM教育的途徑和側(cè)重點(diǎn)各不相同。目前，日本的STEM教育尚處于萌芽階段，無STEM教育專項(xiàng)預(yù)算支持，但部分文件已隱隱提及STEM教育理念。日本政府較傾向于通過傳統(tǒng)教育改革與創(chuàng)新和國際合作兩個(gè)層面加強(qiáng)STEM教育：①加強(qiáng)STEM基礎(chǔ)教育質(zhì)量，修改課程大綱增加中小學(xué)階段STEM學(xué)科的課時(shí)和內(nèi)容，其中初中階段增加了約三分之一STEM相關(guān)課程；②鼓勵(lì)STEM教學(xué)創(chuàng)新項(xiàng)目申請；③設(shè)立STEM精英教育專項(xiàng)基金；④加強(qiáng)STEM教育師資隊(duì)伍建設(shè)；⑤支持和鼓勵(lì)女性投身STEM教育及相關(guān)職業(yè)；⑥國際合作方面，日本主要尋求與美國開展STEM教育之間的合作，派遣學(xué)生交流互訪。韓國則是在教師培訓(xùn)方面，與美國合作組建韓美科學(xué)合作中心(Korea-US Science Cooperation Center，KUSCO)培訓(xùn)STEAM領(lǐng)域的杰出教師。而馬來西亞主要在課程設(shè)計(jì)上偏向STEM教育，開發(fā)了基于創(chuàng)新思想戰(zhàn)略和可視化教學(xué)的V-Stops方法[29]；此外，網(wǎng)絡(luò)探索(WebQuest)、基于問題的學(xué)習(xí)(Problem-Based Learning，PBL)也經(jīng)常被采用。

2 STEM教育實(shí)施策略

世界各國基于本國STEM教育的實(shí)際需求采取了形式各異的政策和實(shí)踐舉措，對其主要實(shí)施策略進(jìn)行分析和梳理，包括政策保障、社會(huì)參與、資源整合與人才培養(yǎng)四方面的內(nèi)容。

2.1 政策保障方面

政策保障是STEM教育推進(jìn)的基礎(chǔ)，世界各國根據(jù)本國STEM教育的實(shí)際需求制定了形式各異的政策。美國作為STEM教育的發(fā)源地，其推進(jìn)STEM教育的政策在世界各國中最為清晰和系統(tǒng)化，從確定STEM教育的重要國家戰(zhàn)略地位，到明確的STEM學(xué)校教育要求，再到強(qiáng)有力的財(cái)政支持，以及廣泛的社會(huì)公眾參與，乃至專門的人才引進(jìn)策略，都有一系列全面的政策保障。正是由于這些政策的保駕護(hù)航，美國的STEM教育才能快速而高效地推進(jìn)，成為多國借鑒的模板。

2.2 社會(huì)參與方面

(1)全面的政府組織保障。政府在整個(gè)STEM教育推進(jìn)過程中起著關(guān)鍵的作用，政府組織保障是STEM教育順利開展的基礎(chǔ)。美國的STEM教育之所以成為世界其他各國爭相效仿的典范，是因?yàn)樵诿绹琒TEM教育是一項(xiàng)由聯(lián)邦政府、國會(huì)、社會(huì)團(tuán)體、公眾共同參與、共同努力的系統(tǒng)工程，表現(xiàn)出高度的統(tǒng)一[30]。同時(shí)，美國將STEM教育視為一項(xiàng)可持續(xù)的科技人力資源戰(zhàn)略進(jìn)行推進(jìn)，要求各個(gè)組織有機(jī)結(jié)合和密切配合，形成了堅(jiān)強(qiáng)的組織保障。

(2)校企合作，民間團(tuán)體與政府協(xié)同實(shí)施。澳大利亞聯(lián)邦政府通過學(xué)校與企業(yè)間的合作支持最佳STEM教學(xué)實(shí)踐的順利實(shí)施，同時(shí)建立STEM職業(yè)學(xué)習(xí)交流平臺(tái)。美國政府鼓勵(lì)學(xué)校與企業(yè)之間加強(qiáng)溝通，以市場需求為STEM教育培養(yǎng)人才的導(dǎo)向，并出臺(tái)了一系列相關(guān)的支持政策。如《為了美國的未來——?jiǎng)趧?dòng)技能行動(dòng)計(jì)劃》就是一項(xiàng)促進(jìn)教育與產(chǎn)業(yè)部門開展合作的行動(dòng)計(jì)劃，旨在強(qiáng)調(diào)以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向培養(yǎng)美國勞動(dòng)力[31]。此外，民間團(tuán)體擁有眾多來自社會(huì)各行各業(yè)的成員，如美國的PTC-MIT聯(lián)合體，其與政府協(xié)同實(shí)施STEM教育將會(huì)有效促進(jìn)STEM教育的順利開展。

2.3 資源整合方面

(1)財(cái)政撥款資助，增加基礎(chǔ)設(shè)施投入。資金支持基本是所有國家推進(jìn)STEM教育的必選策略之一。美國作為STEM教育的倡導(dǎo)者，對STEM教育的財(cái)政支持頻頻出現(xiàn)在其政府報(bào)告及法案中，且數(shù)額巨大；德國設(shè)立公共基金和獎(jiǎng)學(xué)金促進(jìn)MINT教育；英國鼓勵(lì)學(xué)校中的科學(xué)教育并資助支持學(xué)生學(xué)習(xí)STEM課程的項(xiàng)目和活動(dòng)；澳大利亞2015年12月7日發(fā)布的《國家創(chuàng)新與科學(xué)進(jìn)程》中的“提高所有人的數(shù)字化素養(yǎng)與STEM一攬子計(jì)劃”涉及經(jīng)費(fèi)總額1.12億美元。同時(shí)，電腦、無線網(wǎng)絡(luò)等設(shè)施是信息化教學(xué)的基礎(chǔ)，是STEM教育開展的基本條件，完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是STEM教育順利推進(jìn)的根本保證。2007年金融危機(jī)導(dǎo)致美國各州的教育經(jīng)費(fèi)緊張，全美超過10萬所公立學(xué)校的教育經(jīng)費(fèi)被削減，地方性學(xué)校裁員23.5萬人[32]；同時(shí)，龐大的校舍維修和空調(diào)費(fèi)用開支擠占了STEM設(shè)備購置費(fèi)用[33]。對此，聯(lián)邦政府額外撥款加大對STEM教育基礎(chǔ)設(shè)施的投入。

(2)吸納民間力量，整合多方資源。在經(jīng)濟(jì)低迷的情況下，民間力量，包括各大公司及基金會(huì)在內(nèi)的資助能夠?yàn)镾TEM教育活動(dòng)籌集到大量的資金。美國政府于2009年11月23日實(shí)施的“為創(chuàng)新而教計(jì)劃”就注重吸納民間力量的參與以推動(dòng)STEM教育的發(fā)展[34]。盡管民間力量的做法無法替代學(xué)校的科學(xué)教育，但號召各界支持學(xué)生的STEM能力提升必定有利于學(xué)校教育的發(fā)展。澳大利亞通過大量合作項(xiàng)目整合學(xué)校、產(chǎn)業(yè)資源，共同支持學(xué)生參與STEM教育；與此同時(shí)，由國家建立STEM合作平臺(tái)，促進(jìn)學(xué)校、產(chǎn)業(yè)和高等教育部門之間開展更為有效和高效的合作。

2.4 人才培養(yǎng)方面

(1)創(chuàng)新學(xué)校教育模式，優(yōu)化課程設(shè)置。德國在STEM專業(yè)人才培養(yǎng)方面對學(xué)校教育進(jìn)行大膽創(chuàng)新，通過課程整合增加課外校園實(shí)驗(yàn)室環(huán)節(jié)，并對其實(shí)施效果進(jìn)行評價(jià)評估，發(fā)現(xiàn)課外校園實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)確實(shí)促進(jìn)了MINT教育在德國學(xué)生中的有效開展。而英國在這方面開展的STEM相關(guān)項(xiàng)目和活動(dòng)內(nèi)容豐富，讓其下一代在有趣的環(huán)境和輕松的氛圍中增加對STEM內(nèi)涵的認(rèn)識，提高對STEM相關(guān)領(lǐng)域的就業(yè)興趣，并開拓其創(chuàng)造力、問題解決能力和技術(shù)能力。日本政府則較傾向于通過傳統(tǒng)教育改革與派遣學(xué)生赴美交流學(xué)習(xí)兩個(gè)方面加強(qiáng)STEM教育。馬來西亞采取的主要方式是在學(xué)校教育的課程設(shè)計(jì)上偏向STEM教育。

(2)注重專業(yè)教師培養(yǎng)，打造精英教師隊(duì)伍。教學(xué)質(zhì)量決定著學(xué)生參與STEM課程的程度及成績表現(xiàn)，STEM專業(yè)教師在STEM教育過程中扮演著至關(guān)重要的角色。澳大利亞在國家戰(zhàn)略中提出支持STEM教學(xué)活動(dòng)，實(shí)施國家職前教師教育標(biāo)準(zhǔn)，吸引更多的STEM畢業(yè)生進(jìn)入教師隊(duì)伍；美國政府提出的“新科技教育十年計(jì)劃”計(jì)劃培養(yǎng)10萬名STEM專業(yè)教師，以實(shí)現(xiàn)在未來10年培養(yǎng)100萬名STEM專業(yè)畢業(yè)生的目標(biāo)。同時(shí)，培養(yǎng)STEM精英教師已成為STEM教育的實(shí)施策略之一。美國啟動(dòng)的“尊重項(xiàng)目”目標(biāo)就是打造一支全新的STEM精英教師隊(duì)伍；日本設(shè)立STEM精英教育專項(xiàng)基金以強(qiáng)化其精英教育；韓國與美國合作組建韓美科學(xué)合作中心用以培訓(xùn)STEAM領(lǐng)域的杰出教師。

(3)制定專門的人才引進(jìn)及移民政策。美國高度關(guān)注在美學(xué)習(xí)STEM學(xué)科的國際學(xué)生，希望他們能為美國服務(wù)。OPT(Optional Practical Training)是美國移民局授予F-1學(xué)生的校外工作許可，是讓外籍學(xué)生在校外將所學(xué)專業(yè)知識運(yùn)用于實(shí)踐的一種臨時(shí)工作許可。申請OPT首先由學(xué)校批準(zhǔn)，再由美國國土安全局批準(zhǔn)，最終獲得OPT資格。OPT主要有兩種形式：一種是Pre-completion OPT；另一種是Post-completion OPT。2008年，美國國土安全部(DHS)頒布了臨時(shí)法規(guī)：在科學(xué)、技術(shù)、工程及數(shù)學(xué)(即STEM)專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的已經(jīng)處于OPT狀態(tài)的外籍學(xué)生可申請一個(gè)17個(gè)月的延期，依此推斷STEM專業(yè)外國留學(xué)生的OPT時(shí)間可以達(dá)到29個(gè)月；2012年，美國國土安全部又宣布擴(kuò)大科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)特定學(xué)位項(xiàng)目，允許符合條件的持學(xué)生簽證的外國畢業(yè)生申請“自選實(shí)習(xí)”(OPT)，將包括藥物學(xué)、計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)和數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)等STEM專業(yè)的學(xué)生吸引到美國學(xué)習(xí)和工作。簽證方面，美國政府通過了兩項(xiàng)關(guān)于STEM簽證的議案。①科技工程留學(xué)生就業(yè)法案，規(guī)定在美國指定大學(xué)獲得STEM專業(yè)高學(xué)歷的外國人優(yōu)先擁有綠卡；②邊境安全、經(jīng)濟(jì)時(shí)機(jī)、移民現(xiàn)代化法案，提出“美國需要吸收STEM專業(yè)學(xué)歷移民來提高美國科技的發(fā)展，將40%的作業(yè)移民簽證分配給獲STEM高級學(xué)位的外國留學(xué)生”。美國這種專門針對STEM領(lǐng)域制定人才引進(jìn)及移民政策的做法值得學(xué)習(xí)和借鑒。

3 對中國的啟示

3.1 強(qiáng)化STEM教育戰(zhàn)略地位和政策保障

STEM教育已被越來越多的國家放在重要的戰(zhàn)略地位，例如美國已將其作為一項(xiàng)重要的國家戰(zhàn)略，澳大利亞也在推進(jìn)國家層面的STEM教育戰(zhàn)略。中國在創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略指導(dǎo)下，為實(shí)施人才戰(zhàn)略，滿足對STEM復(fù)合型人才的需求，亟需強(qiáng)化STEM教育戰(zhàn)略地位。同時(shí)，選擇適合中國國情的STEM教育發(fā)展戰(zhàn)略，并輔以相關(guān)的政策保障。各國立足自身國情制定了不同的STEM教育發(fā)展戰(zhàn)略，如美國著力大眾教育，日本強(qiáng)化精英教育，而德國聚焦職業(yè)教育。中國應(yīng)結(jié)合具體國情選擇合適的STEM教育發(fā)展戰(zhàn)略，并通過加強(qiáng)立法和不斷完善有關(guān)STEM的學(xué)校教育、財(cái)政支持、社會(huì)參與、人才引進(jìn)等相關(guān)政策體系予以支撐和保障。

3.2 倡導(dǎo)全社會(huì)參與，加強(qiáng)協(xié)同合作

在美國，STEM教育是一項(xiàng)由聯(lián)邦政府、國會(huì)、社會(huì)團(tuán)體、公眾共同參與、共同努力的系統(tǒng)工程。全社會(huì)參與無疑會(huì)大大提高STEM教育推進(jìn)的速度和效率，中國應(yīng)倡導(dǎo)全民參與STEM教育的文化，在全社會(huì)營造良好的學(xué)習(xí)與交流氛圍。同時(shí)，充分發(fā)揮政府的組織保障作用，使各個(gè)組織有機(jī)結(jié)合和密切配合，形成堅(jiān)強(qiáng)的組織保障。此外，加強(qiáng)學(xué)校與企業(yè)合作，支持最佳STEM教學(xué)實(shí)踐的實(shí)施，建立STEM職業(yè)學(xué)習(xí)交流平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)校與企業(yè)之間就STEM人才培養(yǎng)方向加強(qiáng)溝通，共同推進(jìn)STEM教育；號召民間團(tuán)體與政府協(xié)同實(shí)施STEM教育。

3.3 整合各類資源，動(dòng)員多方力量

資源支持是推進(jìn)STEM教育的根本保證，也是各國最常用的策略。美國通過制定計(jì)劃額外撥款資助STEM教育、增加STEM教育的基礎(chǔ)設(shè)施投入、吸納民間力量共同參與，推進(jìn)STEM教育成效顯著；德國設(shè)立公共基金和獎(jiǎng)學(xué)金促進(jìn)MINT教育；英國鼓勵(lì)學(xué)校中的科學(xué)教育并資助支持學(xué)生學(xué)習(xí)STEM課程的項(xiàng)目和活動(dòng)；澳大利亞通過加大資金投入、建立STEM合作平臺(tái)等支持STEM教育，并開展大量合作項(xiàng)目以整合多方資源。中國也應(yīng)積極落實(shí)對STEM教育的資金和實(shí)物支持，整合學(xué)校、產(chǎn)業(yè)各類資源，動(dòng)員企業(yè)、民間團(tuán)體等多方力量共同推進(jìn)STEM教育。

3.4 優(yōu)化人才培養(yǎng)模式，重視人才引進(jìn)

人才在創(chuàng)新資源中居于首位，而STEM專業(yè)人才是中國實(shí)施創(chuàng)新型國家建設(shè)人才戰(zhàn)略不可或缺的資源。在人才培養(yǎng)上，創(chuàng)新學(xué)校教育模式，優(yōu)化課程設(shè)置，并通過課程整合增加STEM相關(guān)內(nèi)容。同時(shí)積極開展STEM相關(guān)項(xiàng)目與活動(dòng)，加強(qiáng)交流合作。STEM專業(yè)教師作為STEM教育的直接引導(dǎo)者和推廣者，是培養(yǎng)STEM專業(yè)人才的靈魂人物。為此，美國、日本、韓國、澳大利亞等加強(qiáng)STEM專業(yè)教師培養(yǎng)，注重STEM精英教師隊(duì)伍建設(shè)。此外，美國還專門針對STEM領(lǐng)域制定了人才引進(jìn)與移民政策。中國也應(yīng)積極學(xué)習(xí)與借鑒這些STEM專業(yè)人才培養(yǎng)及引進(jìn)的做法，以更好地服務(wù)于國家的發(fā)展戰(zhàn)略，推動(dòng)大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動(dòng)力。

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(責(zé)任編輯 劉傳忠)

STEMEducationandtheImplementationStrategiesinMajorCountriesoftheWorld

Chen Qiang1，Zhao Yiqing1，Chang Xuhua2

(1.School of Economics and Management，Tongji University，Shanghai 200092，China；2.Intellectual Property Institute ofTongji University，Shanghai 200092，China)

Motivations and realization approaches for STEM education of the United States，Germany，UK，Australia，Japan，South Korea and Malaysia are analyzed to sort out the implementation strategies from the four aspects of policy support，social participation，resource integration and talent cultivation.On this basis，some implications for STEM education in China are concluded，including strengthening the strategic position of STEM education and policy support，promoting the whole society to participate and reinforcing collaboration，integrating various types of resources and mobilizing many partners involved，optimizing the mode of training talents and emphasizing the introduction of talents.

Major countries；STEM education；Realization approach；Implementation strategy

上海市軟科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目(16692100900)。

2016-12-29

陳強(qiáng)(1969-)，男，浙江余姚人，同濟(jì)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師；研究方向：科技發(fā)展與管理。

G511

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