奧巴馬任期內(nèi)K12 STEM教育改革研究

白瑞 陳堅(jiān)

[摘要]經(jīng)濟(jì)全球化加速了國(guó)家對(duì)創(chuàng)新發(fā)展的需求，使美國(guó)將STEM教育提升到國(guó)家戰(zhàn)略的位置。奧巴馬任期內(nèi)對(duì)STEM教育進(jìn)行大刀闊斧的改革，通過(guò)STEM教育培養(yǎng)尖端科技人才。K12階段是STEM教育的基礎(chǔ)階段，是提升美國(guó)創(chuàng)新力、競(jìng)爭(zhēng)力的重要環(huán)節(jié)。美國(guó)的STEM教育實(shí)施在政策立法、教師培養(yǎng)、經(jīng)費(fèi)投入、關(guān)注弱勢(shì)群體等方面對(duì)中國(guó)的STEM教育發(fā)展具有借鑒意義。借鑒美國(guó)STEM教育的成功經(jīng)驗(yàn)，使中國(guó)在STEM教育發(fā)展上避免走彎路具有導(dǎo)向作用。

[關(guān)鍵詞]奧巴馬任期；K12；STEM教育；教育改革

[中圖分類號(hào)] G423[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)]1005-5843（2018）04-0145-06

[DOI]1013980/jcnkixdjykx201804027美國(guó)前任總統(tǒng)奧巴馬曾說(shuō)過(guò)：“我們國(guó)家的成功取決于美國(guó)在世界創(chuàng)新中發(fā)揮的巨大作用。所有的首席執(zhí)行官都清楚地知道公司的未來(lái)取決于下一代員工的活力、洞悉力和創(chuàng)造力。而這又取決于今天我們?cè)鯓咏逃龑W(xué)生——尤其是在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)方面?！笨茖W(xué)[1]（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科構(gòu)成STEM學(xué)科。STEM教育不是簡(jiǎn)單地把四門學(xué)科疊加，而是將四門學(xué)科的內(nèi)容加以整合，來(lái)培養(yǎng)學(xué)生將零碎的知識(shí)整合成一個(gè)相對(duì)完整的系統(tǒng)去解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、科學(xué)研究能力、批判性思維等未來(lái)社會(huì)所需要的能力。國(guó)家的社會(huì)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)都依賴于科技的水平，而科技水平的提高又需要教育的支持與培養(yǎng)?；A(chǔ)教育是一個(gè)國(guó)家教育體制的根基，是教育體制中重要的、不可或缺的一部分。因此，基礎(chǔ)教育就承擔(dān)著培養(yǎng)STEM教育人才的責(zé)任。美國(guó)K12（即基礎(chǔ)教育階段）STEM教育起步早，效果顯著，其發(fā)展經(jīng)驗(yàn)對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)教育階段的STEM教育具有一定的啟示意義。

一、STEM教育的產(chǎn)生背景

（一）教育背景

1957年，蘇聯(lián)成功發(fā)射人造地球衛(wèi)星，成功完成了載人飛天任務(wù)，這讓一直處于科技頂尖水平的美國(guó)深感震驚，使美國(guó)政府清楚地認(rèn)識(shí)到長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)教育的忽視，作為培養(yǎng)人才的教育系統(tǒng)自然就成為大家反思的對(duì)象。在這樣的背景下，美國(guó)開(kāi)始對(duì)教育進(jìn)行改革，在課本中加入科學(xué)內(nèi)容，大幅度增加理科內(nèi)容的深度，制定了一系列的教育政策與法案，在當(dāng)時(shí)的教育界掀起了一場(chǎng)浩浩蕩蕩的教育改革運(yùn)動(dòng)。

1983年，美國(guó)聯(lián)邦政府頒布了《國(guó)家處在危險(xiǎn)中：教育改革勢(shì)在必行》，該報(bào)告的出發(fā)點(diǎn)在于如何使美國(guó)在世界經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)中繼續(xù)立于不敗之地。該報(bào)告的面世，“使得美國(guó)從教育政策到教育實(shí)踐，從聯(lián)邦政府到州政府，再到學(xué)校辦學(xué)、教師教育等諸多方面引發(fā)了一系列改革”[2]，也拉開(kāi)了美國(guó)教育改革運(yùn)動(dòng)的帷幕。同時(shí)，面對(duì)日益激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，該報(bào)告中增大了數(shù)學(xué)、理科、計(jì)算機(jī)等學(xué)科的要求與難度。這次教育改革的持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)、影響范圍之廣、參與階層之多、社會(huì)影響程度之深，在美國(guó)教育史上是前所未有的。

20世紀(jì)末期，美國(guó)基礎(chǔ)教育階段出現(xiàn)STEM教育的專業(yè)教師數(shù)量不足問(wèn)題。據(jù)學(xué)校與員工調(diào)查（The Schools and Staffing Survey，簡(jiǎn)稱SASS）數(shù)據(jù)顯示[3]：“在1999—2000學(xué)年，公立學(xué)校的5-9年級(jí)中，非專業(yè)教師出身的數(shù)學(xué)教師占515%，科學(xué)教師占40%。9-12年級(jí)非專業(yè)教師出身的數(shù)學(xué)教師占145%，科學(xué)教師占112%。”專業(yè)教師數(shù)量不足的問(wèn)題一直困擾著美國(guó)基礎(chǔ)教育階段STEM教育。從事STEM教育的教師中，一部分是專業(yè)教師數(shù)量不足，還有一部分是未取得教師資格證。

進(jìn)入21世紀(jì)之后，隨著世界經(jīng)濟(jì)全球化、一體化時(shí)代的到來(lái)，國(guó)際社會(huì)中的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)日益劇烈，經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)說(shuō)到底是人才的競(jìng)爭(zhēng)。人才的競(jìng)爭(zhēng)說(shuō)到底便是教育的競(jìng)爭(zhēng)。而STEM課程有利于培養(yǎng)學(xué)生形成縝密的邏輯思維并提高學(xué)生的思維判斷力，因此，科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)學(xué)科就顯得格外重要。據(jù)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（Organization for Economic Cooperation and Development，簡(jiǎn)稱OECD）2013年底發(fā)布的國(guó)際學(xué)生評(píng)估項(xiàng)目（Program for International Student Assessment，簡(jiǎn)稱PISA）測(cè)試數(shù)據(jù)顯示[4]：“在2012年的PISA對(duì)于15歲的學(xué)生測(cè)試中，美國(guó)在34個(gè)OECD國(guó)家中，科學(xué)排名第21位，數(shù)學(xué)排名第26位，閱讀排名第17位。”二戰(zhàn)后的美國(guó)一直是世界科學(xué)和教育的領(lǐng)頭羊，但近年來(lái)由于STEM教育的教師專業(yè)水平不足，使得美國(guó)中小學(xué)學(xué)生的數(shù)學(xué)、科學(xué)等成績(jī)落后于其他發(fā)達(dá)國(guó)家，這樣的成績(jī)與其地位嚴(yán)重不符。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)的各屆政府都在致力于加強(qiáng)STEM教育，美國(guó)聯(lián)邦政府意識(shí)到STEM教育的落后，所以無(wú)論是從經(jīng)費(fèi)支持、教師專業(yè)水平提高還是課程內(nèi)容等方面都進(jìn)行了革新，以培養(yǎng)更多的STEM人才服務(wù)社會(huì)、服務(wù)國(guó)家。

（二）經(jīng)濟(jì)背景

“1895年，美國(guó)的生產(chǎn)力已經(jīng)是1860年的三倍以上（1860年生產(chǎn)力不足英國(guó)的二分之一），到19世紀(jì)末，美國(guó)工業(yè)總產(chǎn)值約占世界工業(yè)總產(chǎn)值的30%，1900年，美國(guó)制造業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)值已兩倍于農(nóng)產(chǎn)品。[5]”由此可見(jiàn)，其經(jīng)濟(jì)發(fā)展已非常迅速。在經(jīng)歷了大蕭條時(shí)期的美國(guó)，其經(jīng)濟(jì)危機(jī)對(duì)世界產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，造成全球性經(jīng)濟(jì)的大衰退。而在第二次世界大戰(zhàn)之后，美國(guó)的政治局面相對(duì)穩(wěn)定，沒(méi)有經(jīng)濟(jì)危機(jī)發(fā)生，使得美國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展又一次騰飛。戰(zhàn)后的美國(guó)也利用其優(yōu)勢(shì)地位，擴(kuò)大商品輸出，充分利用國(guó)外廉價(jià)資源、剝奪廉價(jià)勞動(dòng)力、壟斷商品市場(chǎng)以獲取高額利潤(rùn)。

1983年，美國(guó)高質(zhì)量教育委員會(huì)發(fā)表的《國(guó)家處在危險(xiǎn)中：教育改革勢(shì)在必行》，揭示出了美國(guó)在各方面出現(xiàn)的危機(jī)，引起了美國(guó)民眾的震驚與反思。該報(bào)告指出“美國(guó)出現(xiàn)的危機(jī)在于日本的汽車生產(chǎn)效率比美國(guó)高；朝鮮最近建造了世界上最有效率的鋼鐵廠；一度引為世界驕傲的美國(guó)機(jī)床被德國(guó)產(chǎn)品所取代”[6]。這些發(fā)明說(shuō)到底是科學(xué)、技術(shù)的產(chǎn)物，科學(xué)、技術(shù)又是由教育服務(wù)的，因此美國(guó)政府及民眾意識(shí)到必須改革教育，這種對(duì)危機(jī)產(chǎn)生的恐懼感使得民眾對(duì)教育改革的熱情高漲。

進(jìn)入21世紀(jì)之后，經(jīng)濟(jì)全球化趨勢(shì)迅猛發(fā)展，人類社會(huì)也逐漸進(jìn)入了信息時(shí)代和知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，全球化已勢(shì)不可擋。全球化推動(dòng)了科學(xué)、技術(shù)等各方面的跨國(guó)流通，促進(jìn)優(yōu)化資源配置，全球化的發(fā)展也帶動(dòng)了教育的全球化，增加了國(guó)與國(guó)之間的教育文化交流。在這樣的背景下，美國(guó)意識(shí)到了新興經(jīng)濟(jì)體對(duì)本國(guó)地位的威脅，所以才真正開(kāi)始發(fā)展STEM教育，以此面對(duì)未來(lái)國(guó)際社會(huì)的各種挑戰(zhàn)。

二、奧巴馬任期內(nèi)K12 主要STEM教育改革

1986年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)（National Science Board，簡(jiǎn)稱NSB）發(fā)表了《科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程本科生教育》（Undergraduate Science，Mathematics and Engineering Education）的報(bào)告，報(bào)告中強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)大學(xué)教育并追求卓越，使美國(guó)下一代的孩子成為世界科學(xué)和技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。STEM教育最初的英文縮寫為SME&T，這是美國(guó)最早的STEM教育指導(dǎo)性文件，也是美國(guó)STEM教育發(fā)展的開(kāi)端。

雖然自STEM教育出現(xiàn)以來(lái)，美國(guó)各屆政府均對(duì)STEM教育做出了很大努力，但對(duì)STEM教育影響最大的應(yīng)該是在奧巴馬政府任期內(nèi)。提高教育質(zhì)量最根本的措施就是通過(guò)教育改革，而教育政策的制定是使教育改革得到有效實(shí)施的保證。在奧巴馬任期內(nèi)，聯(lián)邦政府頒布了諸多旨在提升STEM教育質(zhì)量的政策。最具代表性的有如下幾個(gè)：2010年發(fā)布的《培養(yǎng)與激勵(lì)：為美國(guó)的未來(lái)實(shí)施K12階段STEM教育》、2013年頒布的《STEM教育五年戰(zhàn)略規(guī)劃》、2016年《STEM 2026：STEM教育創(chuàng)新愿景》，之所以選擇這幾個(gè)具有代表性的政策，是因?yàn)樗麄冊(cè)诓煌瑫r(shí)期都深深影響著美國(guó)K12 STEM教育的發(fā)展。

（一）《培養(yǎng)與激勵(lì)：為美國(guó)的未來(lái)實(shí)施K12階段STEM教育》

2010年9月，由美國(guó)總統(tǒng)科技顧問(wèn)委員會(huì)發(fā)布的《培養(yǎng)與激勵(lì)：為美國(guó)的未來(lái)實(shí)施K12階段STEM教育》（Prepare and Inspire：K12 Science，Technology，Engineering，and Math（STEM）Education for Americas Future）報(bào)告，該報(bào)告旨在改善K12 STEM教育策略，以應(yīng)對(duì)國(guó)家面臨的巨大挑戰(zhàn)和歷史機(jī)遇。美國(guó)教育系統(tǒng)在整個(gè)20世紀(jì)推動(dòng)了美國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與繁榮?；A(chǔ)教育的發(fā)展為日后的高等教育騰飛奠定了基礎(chǔ)，培養(yǎng)了大批的高水準(zhǔn)的技術(shù)工人，降低了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不均衡。雖然曾有過(guò)輝煌的過(guò)去，但報(bào)告中列舉了一些令人擔(dān)憂的事情[7]：首先，在STEM教育中，美國(guó)的基礎(chǔ)教育階段學(xué)生成績(jī)落后于其他國(guó)家；其次，非洲裔美國(guó)人和女性等在STEM教育領(lǐng)域通常被忽視；第三，美國(guó)缺少對(duì)STEM教育感興趣的學(xué)生；第四，學(xué)校缺乏有效率講授科學(xué)和數(shù)學(xué)的教師。因此，許多美國(guó)學(xué)生都過(guò)早地推斷STEM教育課程太過(guò)無(wú)聊，太難，不受歡迎，使他們?cè)诿鎸?duì)同齡人、國(guó)家和世界的挑戰(zhàn)時(shí)準(zhǔn)備不足。

基于以上的擔(dān)憂以及出現(xiàn)的問(wèn)題，為了改善K12 STEM教育策略，報(bào)告提出了幾條措施：（1）標(biāo)準(zhǔn)：支持政府關(guān)于數(shù)學(xué)和科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)共享行動(dòng)。聯(lián)邦政府要大力支持地方政府制定STEM教育共同標(biāo)準(zhǔn)，并為其提供經(jīng)費(fèi)及技術(shù)支持。（2）教師：在未來(lái)10年，招聘并培訓(xùn)10萬(wàn)名優(yōu)秀的STEM教師，使他們有能力培養(yǎng)與激勵(lì)學(xué)生。這些教師要具有深厚的STEM教育學(xué)科的知識(shí)，并能夠掌握良好的教學(xué)技能。（3）教師：通過(guò)建立杰出的STEM師資隊(duì)伍，獎(jiǎng)勵(lì)國(guó)家最杰出的（5%）STEM教師。吸引和留住優(yōu)秀的STEM教師，獎(jiǎng)勵(lì)是重要的條件，確認(rèn)、獎(jiǎng)勵(lì)和吸收優(yōu)秀的STEM教師，并提升教師的職業(yè)地位，使得優(yōu)秀的STEM教師能夠全心全意進(jìn)行教學(xué)。（4）教育技術(shù)：運(yùn)用技術(shù)推動(dòng)創(chuàng)新，建立先進(jìn)的教育研究中心。信息技術(shù)是創(chuàng)新的巨大推動(dòng)力，輔助教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試，為教師及學(xué)校提供教學(xué)反饋，讓教師針對(duì)不同學(xué)生的接受狀況做出適當(dāng)調(diào)整，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)步。（5）學(xué)生：通過(guò)課堂外的個(gè)人及團(tuán)隊(duì)經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)造機(jī)會(huì)、尋找靈感。聯(lián)邦政府應(yīng)該支持學(xué)校并主動(dòng)開(kāi)展高質(zhì)量的STEM課外活動(dòng)（例如：STEM競(jìng)賽、創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室以及課外活動(dòng)等）。（6）學(xué)校：在未來(lái)10年，建立1 000所專注STEM教育的新學(xué)校。聯(lián)邦政府應(yīng)采取措施確保所有學(xué)校都可以接受STEM教育知識(shí)，包括貧困人群及少數(shù)族裔學(xué)校等。（7）確保強(qiáng)大的以及戰(zhàn)略的國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)力。為了使國(guó)家更具領(lǐng)導(dǎo)力，聯(lián)邦政府應(yīng)該創(chuàng)建一種新的部門，負(fù)責(zé)STEM教育策略。

作為奧巴馬上任后的第一個(gè)專門針對(duì)美國(guó)基礎(chǔ)教育階段的STEM教育報(bào)告，引發(fā)了全美的廣泛關(guān)注，從其中所列舉的擔(dān)憂事情，可以看出美國(guó)是極具危機(jī)意識(shí)和危機(jī)感的。通過(guò)令人擔(dān)憂的事情，對(duì)STEM教育進(jìn)行徹底改革，從建立標(biāo)準(zhǔn)、教師隊(duì)伍建設(shè)、學(xué)生培養(yǎng)、信息技術(shù)的運(yùn)用、設(shè)立STEM教育的新學(xué)校等可以看出，該報(bào)告是有計(jì)劃、有針對(duì)性地對(duì)基礎(chǔ)教育階段的STEM教育進(jìn)行改革。為了改進(jìn)STEM教育，為了使STEM教育能夠?yàn)槊绹?guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更大的幫助，美國(guó)致力于培養(yǎng)優(yōu)秀的STEM教師，將教師的教學(xué)技能及知識(shí)水平進(jìn)行提升，才能讓這些教師更好的教導(dǎo)學(xué)生，培養(yǎng)更加出色的人才。STEM教育將會(huì)為美國(guó)創(chuàng)造更多的繁榮，并解決其面臨的諸多挑戰(zhàn)。

（二）《STEM教育五年戰(zhàn)略規(guī)劃》

2013年5月31日，美國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)聯(lián)合教育部等十余部門發(fā)布了聯(lián)邦政府開(kāi)展《STEM教育五年戰(zhàn)略規(guī)劃》（Federal Science，Technology，Engineering，and Mathematics（STEM）Education 5Year Strategic Plan ），這是奧巴馬第二任期內(nèi)發(fā)布的首個(gè)關(guān)于STEM教育的政策，可以看出STEM教育在奧巴馬政府任期內(nèi)的受重視程度。

《STEM教育五年戰(zhàn)略規(guī)劃》計(jì)劃完成以下目標(biāo)[8]：（1）重新調(diào)整STEM教育政策以便適應(yīng)傳授STEM教育的各方（學(xué)區(qū)、州政府、學(xué)院和大學(xué)）需要，這有助于聯(lián)邦政府開(kāi)展STEM教育工作，也可以更有效率地惠及越來(lái)越多的學(xué)生和教師；（2）通過(guò)定義更清晰地優(yōu)先事項(xiàng)，有助于和負(fù)責(zé)的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)重新組織工作和重新定向資源；（3）為聯(lián)邦政府的STEM教育項(xiàng)目提供嚴(yán)格的評(píng)價(jià)和立證策略；（4）將增加政府在重要領(lǐng)域投資的影響，例如在研究生教育階段通過(guò)縮減項(xiàng)目數(shù)量來(lái)擴(kuò)大資源，同時(shí)意識(shí)到在重點(diǎn)學(xué)科和專業(yè)的不足；（5）提供額外的資源以實(shí)現(xiàn)特定國(guó)家目標(biāo)，例如培養(yǎng)和招聘10萬(wàn)名高質(zhì)量的基礎(chǔ)教育階段STEM教師，認(rèn)定并獎(jiǎng)勵(lì)杰出的STEM教育課程，強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)施以支持STEM教育的教學(xué)，在未來(lái)10年增加100萬(wàn)名STEM學(xué)位的本科生，提高弱勢(shì)群體在STEM教育領(lǐng)域的參與度。

《STEM教育五年戰(zhàn)略規(guī)劃》為美國(guó)的STEM教育提供了發(fā)展藍(lán)圖，明確了政府的角色定位以及各部門、機(jī)構(gòu)的分工與合作，最有效地發(fā)揮各部門的最大作用。該規(guī)劃細(xì)化了STEM教育實(shí)施的具體過(guò)程，是聯(lián)邦政府較為系統(tǒng)、全面的STEM教育發(fā)展規(guī)劃藍(lán)圖。在奧巴馬總統(tǒng)任期內(nèi)，STEM教育仍處于國(guó)家教育的最優(yōu)先發(fā)展地位。聯(lián)邦政府期望通過(guò)這份規(guī)劃促進(jìn)STEM教育更好地發(fā)展，培養(yǎng)出更多的STEM教師及學(xué)生，為社會(huì)和國(guó)家的發(fā)展服務(wù)。

（三）《STEM 2026：STEM教育創(chuàng)新愿景》

2016年9月14日《STEM 2026：STEM教育創(chuàng)新愿景》（STEM 2026：A Vision for Innovation in STEM Education）發(fā)布。該報(bào)告主要從以下幾個(gè)方面確定未來(lái)10年美國(guó)的STEM教育發(fā)展方向及存在的挑戰(zhàn)：實(shí)踐共同體、設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)、教育經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)空間、學(xué)習(xí)評(píng)估、社會(huì)文化環(huán)境等六個(gè)方向。該報(bào)告是奧巴馬政府任期內(nèi)最后的一個(gè)關(guān)于STEM教育的全面的報(bào)告，是對(duì)之前頒布的諸多法案、政策等的補(bǔ)充說(shuō)明與內(nèi)容拓展，也闡述了截止到報(bào)告發(fā)布前STEM教育的最新研究情況。該報(bào)告對(duì)如何使教師和學(xué)生有效教學(xué)、如何使國(guó)家的K12階段學(xué)生有效參與STEM教育并取得成功做了分析與闡述。這份報(bào)告為未來(lái)10年美國(guó)STEM教育的發(fā)展提供可資參考的建議，具有指導(dǎo)意義，也必將對(duì)美國(guó)未來(lái)K12 STEM教育的發(fā)展產(chǎn)生重要影響。

（1）構(gòu)建參與度高且網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)踐共同體。這是報(bào)告指出的第一大愿景，通過(guò)設(shè)立網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)踐共同體，將STEM教育帶到學(xué)習(xí)者的身邊，使教師、學(xué)生、領(lǐng)導(dǎo)者、教育者等與學(xué)校、圖書館、博物館等資源整合，共同構(gòu)成一種資源共享式開(kāi)放共同體。這種方式在匹茲堡就有應(yīng)用?！捌テ澅さ摹貥?gòu)學(xué)習(xí)項(xiàng)目，是一種專業(yè)的將教育者和創(chuàng)新者聯(lián)系在一起的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)資源共享，使得在這個(gè)項(xiàng)目中的每個(gè)人的教學(xué)和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)都有提高。”[9]這是一個(gè)集大家的智慧與共享的資源，形成的網(wǎng)絡(luò)化與參與度高的實(shí)踐共同體，它將使得STEM教育更加生活化，使學(xué)生、教師等各行各業(yè)的教育者都能參與到STEM教育領(lǐng)域中，這在擴(kuò)大STEM教育領(lǐng)域方面具有重要作用。

（2）學(xué)習(xí)活動(dòng)。加入有意設(shè)計(jì)的游戲。在學(xué)校學(xué)習(xí)中，加入這種有意設(shè)計(jì)的游戲可以激發(fā)K12年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)STEM教育的好奇心，這種游戲和活動(dòng)對(duì)人群沒(méi)有限制，無(wú)論是特殊人群（殘疾人等）還是中小學(xué)生，他們都可以運(yùn)用自己的想法設(shè)計(jì)更復(fù)雜的游戲，他們會(huì)從中收獲經(jīng)驗(yàn)，改變他們的思維方式。通過(guò)游戲，學(xué)生們不僅會(huì)變得更聰明，還會(huì)更有毅力去完成困難的事情。

（3）教育經(jīng)驗(yàn)：用跨學(xué)科的方法解決“重大挑戰(zhàn)”?！爸卮筇魬?zhàn)”是指社會(huì)、住房、交通、環(huán)境、安全等世界上還未解決的問(wèn)題。美國(guó)政府將“重大挑戰(zhàn)”引入學(xué)校教育，通過(guò)跨學(xué)科的方法，對(duì)STEM教育進(jìn)行整合與利用，以期解決這些“重大挑戰(zhàn)”。

（4）靈活且包容的學(xué)習(xí)空間。學(xué)習(xí)空間是指教師和學(xué)生能夠靈活組織、裝備、獲取材料的地方，包括教室、創(chuàng)客空間以及虛擬技術(shù)平臺(tái)，這有助于增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的STEM教育經(jīng)驗(yàn)。靈活且包容的學(xué)習(xí)空間可以幫助學(xué)生在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)其學(xué)會(huì)合作。這種新的學(xué)習(xí)空間有助于促進(jìn)STEM教育的發(fā)展并對(duì)其進(jìn)行深入探索。

（5）具有創(chuàng)新性和可操作性的學(xué)習(xí)評(píng)估。簡(jiǎn)單地說(shuō)，可操作性是指不會(huì)占用過(guò)多的教師上課時(shí)間，會(huì)及時(shí)反饋給教師學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)情況，對(duì)教學(xué)和教師有極大幫助。此外，隨著未來(lái)科技的發(fā)展，學(xué)習(xí)評(píng)估的方式會(huì)更具創(chuàng)新性。創(chuàng)新性是指通過(guò)游戲或動(dòng)態(tài)評(píng)估，實(shí)時(shí)幫助教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，以便教師根據(jù)情況做出教學(xué)變化。這有利于學(xué)生的全方位發(fā)展與進(jìn)步，也能夠促進(jìn)STEM教育的發(fā)展。

（6）在STEM教育領(lǐng)域建立多元化和多機(jī)遇發(fā)展的社會(huì)文化環(huán)境。在種族、性別等方面，減少偏見(jiàn)，多些包容，促進(jìn)多元文化發(fā)展；在媒體等方面，宣揚(yáng)積極向上的STEM教育，消除人們的誤解，促進(jìn)其更好的發(fā)展。

《STEM 2026：STEM教育創(chuàng)新愿景》是美國(guó)聯(lián)邦政府對(duì)STEM教育的發(fā)展愿景，也是未來(lái)10年美國(guó)STEM教育發(fā)展的指導(dǎo)性文件。這份愿景也強(qiáng)調(diào)了要吸納更多的社會(huì)力量參與STEM教育，促進(jìn)STEM教育創(chuàng)新，同時(shí)希望STEM教育能夠惠及全體學(xué)生，包括特殊群體等，使得STEM教育在學(xué)生人數(shù)、教師素質(zhì)等方面都有顯著提高，以此為國(guó)家和社會(huì)培養(yǎng)更多的STEM教育人才，使美國(guó)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中處于優(yōu)勢(shì)地位，提高其競(jìng)爭(zhēng)力。這份報(bào)告，指明了美國(guó)STEM教育的發(fā)展方向，對(duì)未來(lái)的STEM教育具有良好的指導(dǎo)作用。

三、奧巴馬任期內(nèi)K12 STEM教育改革特征

（一）強(qiáng)化STEM教育危機(jī)意識(shí)

奧巴馬總統(tǒng)高度重視STEM教育發(fā)展，兩屆任期內(nèi)對(duì)STEM教育進(jìn)行了大刀闊斧的改革。他始終把發(fā)展STEM教育作為最優(yōu)先方向，加速美國(guó)的STEM教育發(fā)展。在發(fā)展過(guò)程中，始終注意強(qiáng)化危機(jī)意識(shí)。政府用“危機(jī)”喚醒民眾對(duì)STEM教育的重視，習(xí)慣把STEM教育與未來(lái)國(guó)家在國(guó)際舞臺(tái)的發(fā)展聯(lián)系起來(lái)。政府通過(guò)對(duì)STEM教育的不斷變革，促進(jìn)STEM教育不斷發(fā)展，使民眾擺脫這種“危機(jī)意識(shí)”的困擾，以達(dá)到國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目的。世界上三分之一的科研技術(shù)人員都在美國(guó)，美國(guó)培養(yǎng)了350多位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，是世界上專利和版權(quán)擁有最多的國(guó)家。這樣強(qiáng)大的美國(guó)，也保持著對(duì)國(guó)家發(fā)展的“危機(jī)意識(shí)”，保持著對(duì)STEM教育發(fā)展的警惕，這是十分難得的。

（二）設(shè)立STEM教育機(jī)構(gòu)

為了美國(guó)STEM教育的發(fā)展，2011年奧巴馬政府第一任期內(nèi)，美國(guó)在國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)成立了STEM教育委員會(huì)（The National Science and Technology Councils Committee on STEM Education），委員會(huì)的成員包括美國(guó)教育部、國(guó)防部、商務(wù)部、交通部等14個(gè)部門，這些部門之間相互合作，為的就是一個(gè)目的：協(xié)調(diào)STEM教育的活動(dòng)發(fā)展，通過(guò)眾多部門的通力合作，推動(dòng)STEM教育的探索與發(fā)展。除了這14個(gè)政府部門外，委員會(huì)還會(huì)與學(xué)校、教育機(jī)構(gòu)等合作，委員會(huì)做好財(cái)務(wù)預(yù)算報(bào)告，保障STEM教育活動(dòng)順利開(kāi)展。

（三）完善STEM教育立法保障

奧巴馬當(dāng)選總統(tǒng)時(shí)，經(jīng)濟(jì)危機(jī)已有所緩和，但經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇依然乏力，國(guó)內(nèi)種族歧視等問(wèn)題層出不窮，他擔(dān)負(fù)著巨大壓力，肩負(fù)著民眾的期盼，為了實(shí)現(xiàn)美國(guó)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與繁榮，堅(jiān)持進(jìn)行教育改革。政策立法是保障STEM教育改革的重要環(huán)節(jié)，奧巴馬政府對(duì)STEM教育的改革從政策立法上就可以看出其重視程度，8年時(shí)間，兩屆任期，頒布STEM教育政策、報(bào)告20余個(gè)。《STEM教育五年戰(zhàn)略規(guī)劃》體現(xiàn)了奧巴馬政府對(duì)STEM教育改革的信心，也體現(xiàn)出其對(duì)STEM教育的認(rèn)可與期盼。

（四）提高STEM教師專業(yè)素質(zhì)

教師是一個(gè)國(guó)家教育發(fā)展的動(dòng)力源泉。基于美國(guó)STEM教育出現(xiàn)的教師專業(yè)素質(zhì)不足等問(wèn)題，奧巴馬在2011年的國(guó)情咨文中就提出了“要在10年內(nèi)，培養(yǎng)10萬(wàn)名優(yōu)秀STEM教師”[10]。通過(guò)擴(kuò)展STEM教師來(lái)源、提升教師待遇、對(duì)STEM教師進(jìn)行培訓(xùn)、為教師提供更加廣泛的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)、建立評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等方式去培養(yǎng)STEM教師，以緩解美國(guó)STEM教師匱乏的困境?！敖處煹乃刭|(zhì)對(duì)學(xué)生的素質(zhì)也起著潛移默化的影響，高素質(zhì)教師有利于促進(jìn)學(xué)生的素質(zhì)及品格提升?！盵11]

（五）加大STEM教育經(jīng)費(fèi)投入

教育經(jīng)費(fèi)是支持STEM教育健康發(fā)展的有效保障。在STEM教育經(jīng)費(fèi)投入方面，美國(guó)政府除了通過(guò)財(cái)年預(yù)算案，還通過(guò)社會(huì)、學(xué)校、成功人士的捐贈(zèng)等支持STEM教育發(fā)展。2016年奧巴馬總統(tǒng)發(fā)布的2017財(cái)年預(yù)算案顯示，“2017財(cái)年，政府在STEM教育上的預(yù)算為30億美元”[12]。這一數(shù)據(jù)和2016年大體持平，比2015年多1億美元。從近些年STEM教育經(jīng)費(fèi)逐年上漲可以看出奧巴馬對(duì)STEM教育的重視程度。加大STEM教育經(jīng)費(fèi)，一方面是用于培養(yǎng)優(yōu)秀教師和增加學(xué)生的參與度；另一方面是促進(jìn)STEM教育改革取得良好成果。

四、奧巴馬任期內(nèi)K12 STEM教育改革對(duì)我國(guó)的啟示目前國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)壓力加大，面對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的壓力，美國(guó)對(duì)STEM教育進(jìn)行改革以培養(yǎng)適應(yīng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的人才，幫助美國(guó)提升競(jìng)爭(zhēng)力。美國(guó)的STEM教育不僅是一種教育舉措，還是一種人才戰(zhàn)略。美國(guó)的STEM教育發(fā)展體現(xiàn)了美國(guó)重視人才、培養(yǎng)人才、儲(chǔ)備人才、留用人才的機(jī)制。創(chuàng)新是一個(gè)民族、國(guó)家進(jìn)步的靈魂，也是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。我國(guó)正處于“大眾創(chuàng)業(yè)，萬(wàn)眾創(chuàng)新”的階段，STEM教育是創(chuàng)新的關(guān)鍵，基礎(chǔ)教育階段的STEM教育更是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)。美國(guó)在K12 STEM教育的政策立法、教師培養(yǎng)、經(jīng)費(fèi)投入、關(guān)注弱勢(shì)群體等方面，采取了卓有成效的舉措，為我國(guó)基礎(chǔ)教育階段的STEM教育的發(fā)展提供借鑒。

（一）完善STEM教育政策法規(guī)

2016年6月7日，我國(guó)教育部印發(fā)了《教育信息化“十三五”規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》），《規(guī)劃》中明確了在“有條件的地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在“眾創(chuàng)空間”、跨學(xué)科學(xué)習(xí)（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用，著力提升學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)習(xí)慣，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，發(fā)揮信息化面向未來(lái)培養(yǎng)高素質(zhì)人才的支撐引領(lǐng)作用”[13]。這說(shuō)明，我國(guó)的STEM教育在政策上受到了重視，但我國(guó)的STEM教育剛剛起步，還需要更多的政府支持。奧巴馬任期內(nèi)的《美國(guó)振興及投資法》《培養(yǎng)與激勵(lì)：為美國(guó)的未來(lái)實(shí)施K12階段STEM教育》等政策都強(qiáng)調(diào)STEM教育的重要性，通過(guò)培養(yǎng)人才，確保美國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)與繁榮。當(dāng)下，完善我國(guó)STEM教育的立法，通過(guò)立法確定STEM教育的目標(biāo)、發(fā)展模式以及各方面的需求等仍是亟需解決的問(wèn)題。

（二）建設(shè)STEM教育高質(zhì)量教師隊(duì)伍

高質(zhì)量的STEM教師隊(duì)伍，是保障STEM教育的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。奧巴馬政府通過(guò)政策法案明確提出了未來(lái)10年要培養(yǎng)10萬(wàn)名STEM教育的優(yōu)秀教師。通過(guò)擴(kuò)大STEM教師來(lái)源，促進(jìn)STEM教師專業(yè)發(fā)展，提高優(yōu)厚待遇等條件吸引更多人才投身STEM教育行業(yè)。STEM教育不是僅僅四門學(xué)科，而是跨學(xué)科、多學(xué)科的整合。所以，STEM教師不能僅僅具備四門學(xué)科知識(shí)，還要能夠融合跨學(xué)科的知識(shí)。盡管目前我國(guó)教育部已印發(fā)《小學(xué)教師專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》和《中學(xué)教師專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》的文件，對(duì)教師的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)做了規(guī)定，但其對(duì)教師的綜合素質(zhì)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力等要求還不太完善。對(duì)我國(guó)而言，目前還沒(méi)有專門針對(duì)STEM教師的教學(xué)培訓(xùn)，而是通過(guò)中小學(xué)的教師理論培訓(xùn)，更新教師的教學(xué)方法與態(tài)度或是針對(duì)所教科目進(jìn)行的培訓(xùn)，無(wú)法滿足STEM跨學(xué)科的需求。我國(guó)要通過(guò)多元化的教師培訓(xùn)，大力培養(yǎng)STEM教師。

（三）加大STEM教育經(jīng)費(fèi)支持力度

教育經(jīng)費(fèi)是保障STEM教育平穩(wěn)健康發(fā)展的重要基礎(chǔ)。奧巴馬近些年持續(xù)加大對(duì)STEM教育的經(jīng)費(fèi)投入。我國(guó)還沒(méi)有明確的數(shù)據(jù)表明STEM教育的經(jīng)費(fèi)投入。2017年5月3日“教育部首次以快報(bào)形式公布了2016年全國(guó)年度教育經(jīng)費(fèi)初步統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。據(jù)公報(bào)顯示，2016年，國(guó)家財(cái)政性教育經(jīng)費(fèi)為31 373億元，比上年增長(zhǎng)736%，占國(guó)家GDP比重約為421%”[14]。這是我國(guó)教育經(jīng)費(fèi)首次突破3萬(wàn)億，看著經(jīng)費(fèi)數(shù)目巨大，但在2008年世界平均水平的教育經(jīng)費(fèi)占國(guó)家GDP比重為45%。這說(shuō)明，我國(guó)的教育經(jīng)費(fèi)還未達(dá)到世界平均水平，而美國(guó)在2017財(cái)年撥給STEM教育的經(jīng)費(fèi)就已有30億美元，占教育總經(jīng)費(fèi)的43%（美國(guó)2017財(cái)年對(duì)教育經(jīng)費(fèi)的預(yù)算為694億美元[15]）。因此，教育經(jīng)費(fèi)投入不足一直制約我國(guó)教育發(fā)展，現(xiàn)階段對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)，加大教育經(jīng)費(fèi)投入仍是重中之重。

（四）關(guān)注STEM教育弱勢(shì)群體

關(guān)注弱勢(shì)群體是確保教育公平的重點(diǎn)。奧巴馬政府出臺(tái)了相關(guān)政策對(duì)弱勢(shì)群體（包括女性、少數(shù)族裔等）進(jìn)行特殊關(guān)注。在頒布的STEM教育政策中，政府增加了弱勢(shì)群體參與STEM教育的比例，尤其是使女性在STEM教育發(fā)揮其作用?！霸黾优约吧贁?shù)族裔在STEM工作中的比例，是當(dāng)前美國(guó)成功的STEM教育目標(biāo)之一”[16]。

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（責(zé)任編輯：劉宇）