《STEM教育—北極星計(jì)劃》的經(jīng)驗(yàn)與啟示

李科震 李維

[摘要]信息時(shí)代正以磅礴的勁頭迅猛發(fā)展，新時(shí)代對(duì)教育輸出的勞動(dòng)力提出了更高的要求，競(jìng)爭(zhēng)能力薄弱或單一的勞動(dòng)力正面臨被時(shí)代“拋棄”的困境，而具有高度綜合性跨學(xué)科式的STEM教育將為新型勞動(dòng)力的培養(yǎng)提供有效的解決途徑。2018年12月美國(guó)白宮發(fā)布《STEM教育—北極星計(jì)劃》文件，隱含著“推陳出新”的意義，《STEM教育—北極星計(jì)劃》著重闡述了美國(guó)將STEM教育融合“計(jì)算思維”作為新時(shí)代公民素養(yǎng)的形式推廣，并通過(guò)政府立法的方式推出了適應(yīng)當(dāng)代發(fā)展的戰(zhàn)略決策。通過(guò)加強(qiáng)社會(huì)各界教育力量的相互銜接、提升學(xué)科包容性以及制定透明的問(wèn)責(zé)制度和推廣計(jì)算能力的培養(yǎng)，為STEM教育體系的發(fā)展開(kāi)闊空間。相比之下，我國(guó)STEM教育由于起步較晚，該領(lǐng)域處于“百業(yè)待興”的狀態(tài)。通過(guò)借鑒《STEM教育—北極星計(jì)劃》解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國(guó)STEM教育的現(xiàn)狀，對(duì)我國(guó)推行STEM教育做出如下建議：開(kāi)發(fā)課程融合，促進(jìn)課程本土化;協(xié)調(diào)多方合作，豐富教學(xué)資源;加強(qiáng)監(jiān)管體制，營(yíng)建教育環(huán)境;普及素養(yǎng)意識(shí)，發(fā)展教育據(jù)點(diǎn)。

[關(guān)鍵詞]STEM教育;《STEM教育—北極星計(jì)劃》;教育借鑒;計(jì)算思維

[中圖分類號(hào)]G420[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1005-4634（2019）05-0001-070引言

自20世紀(jì)中期蘇美兩國(guó)軍事競(jìng)爭(zhēng)開(kāi)始，美國(guó)政府通過(guò)彌補(bǔ)國(guó)家自身發(fā)展策略中的不足，來(lái)提升國(guó)家的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。最終，美國(guó)政府將改革目標(biāo)鎖定在教育。為解決教育問(wèn)題，美國(guó)政府實(shí)施了一系列的改革措施，初始形態(tài)的STEM教育應(yīng)運(yùn)而生。STEM 教育即科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）教育的簡(jiǎn)寫，是融合多門學(xué)科，在跨學(xué)科的背景下解決復(fù)雜化、情景化的問(wèn)題，有助于提升學(xué)生高階思維能力的新型教學(xué)方式。以1986年發(fā)布第一份關(guān)于STEM教育的指導(dǎo)性文件——《本科學(xué)科、數(shù)學(xué)和工程教育》（Undergraduate Science， Mathematics and Engineering Education）作為STEM教育的開(kāi)始標(biāo)志[1]，美國(guó)通過(guò)32年時(shí)間逐漸形成了一套較為成熟的STEM教育體系。而我國(guó)則是在2007年首次引入STEM教育，在不斷努力推進(jìn)下，STEM教育逐漸成為我國(guó)教育領(lǐng)域的關(guān)注熱點(diǎn)。但由于“我國(guó)STEM教育起步較晚，并且傳統(tǒng)教育根深蒂固”[2]，STEM教育在我國(guó)尚未得到全面有效的實(shí)踐和推廣。總體而言，STEM教育系統(tǒng)的引入為我國(guó)培養(yǎng)新一代創(chuàng)新性人才注入了新的動(dòng)力，但是如何才能和發(fā)達(dá)國(guó)家的STEM教育比肩？又如何提升我國(guó)STEM教育的實(shí)力呢？

2018年12月3日，美國(guó)白宮發(fā)布《STEM教育—北極星計(jì)劃》（STEM-Education-Strate-gic-Plan）報(bào)告（本文以下簡(jiǎn)稱《北極星計(jì)劃》），期望通過(guò)該文件的制定，在未來(lái)5年內(nèi)在美國(guó)本土普及和發(fā)展STEM教育，為全體美國(guó)公民帶來(lái)優(yōu)質(zhì)的STEM教育。該文件的推行得到了美國(guó)社會(huì)各界的認(rèn)可。筆者將對(duì)該文件的相關(guān)策略進(jìn)行分析，并依據(jù)在現(xiàn)階段該文件所展現(xiàn)的創(chuàng)新點(diǎn)和實(shí)際作用，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，探討我國(guó)STEM教育在今后的推行工作中應(yīng)汲取的經(jīng)驗(yàn)與啟示。

1《北極星計(jì)劃》提出的背景

作為STEM教育的開(kāi)創(chuàng)國(guó)，美國(guó)在STEM的許多方面達(dá)到了較為成熟的地步，形成了一套穩(wěn)定的運(yùn)行體系，也為提高美國(guó)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力做出了突出貢獻(xiàn)。但是美國(guó)STEM教育中仍存在一些問(wèn)題，制約著教育的進(jìn)一步發(fā)展，并在美國(guó)社會(huì)中產(chǎn)生了一定的消極影響。

1.1理工人才缺失

理工科目涵蓋國(guó)防、建筑、電子、量子信息等多個(gè)學(xué)科，關(guān)乎國(guó)家安全，也是未來(lái)科技發(fā)展的重要支撐力量。國(guó)家的科技實(shí)力逐漸成為綜合國(guó)力和地位的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)之一。二戰(zhàn)之后美國(guó)多次進(jìn)行了促進(jìn)工程教育的改革。但是，其效果卻差強(qiáng)人意，教育質(zhì)量不僅沒(méi)有提升反而下降 [3]。教育質(zhì)量問(wèn)題引起了美國(guó)政府的極大重視，并立即著手調(diào)查。一方面，通過(guò)美國(guó)本土社會(huì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在美國(guó)本土中學(xué)階段學(xué)生成績(jī)中數(shù)學(xué)、物理等理工學(xué)科與其他學(xué)科相比有明顯的不足;在高等教育層面，美國(guó)最新數(shù)據(jù)顯示：美國(guó)教育授予科學(xué)、工程學(xué)位的人數(shù)在全球占比為10%[4]。相比較，中國(guó)和印度的科學(xué)、工程學(xué)位授予比重則在24%左右[5]。另一方面，雖然通過(guò)STEM教育培養(yǎng)了一定的理工人才，但是在美國(guó)社會(huì)中，從事相關(guān)理工科的職業(yè)占比較少，表明美國(guó)勞動(dòng)力在理工就業(yè)領(lǐng)域有著明顯的缺陷。

1.2STEM教育資源不足

在教育推行的過(guò)程中，教師是身處一線的實(shí)施者，教師的參與是教育開(kāi)展必不可少的重要環(huán)節(jié)之一。對(duì)于新興的STEM教育專業(yè)，STEM教師有著不可或缺的地位。根據(jù)美國(guó)教育中心發(fā)布的數(shù)據(jù)，美國(guó)STEM教師的總體規(guī)模呈逐年上升趨勢(shì)，但在整體上依舊數(shù)量短缺，無(wú)法滿足STEM教育逐步開(kāi)展后對(duì)師資的需求[6]。由于缺少專職教師的引領(lǐng)，STEM教學(xué)在一定程度上沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果，故而校園課程得不到有效的開(kāi)發(fā)，使得原有教學(xué)資源無(wú)法充分利用，很大程度上也影響了新教師投身STEM行業(yè)的熱情。在學(xué)生層面上，不僅獲取教學(xué)資源的途徑有限，而且教學(xué)課程與學(xué)生未來(lái)求職沒(méi)有形成較好的銜接，故而無(wú)法對(duì)學(xué)生的職業(yè)生涯提供有效的長(zhǎng)期規(guī)劃，對(duì)STEM教育的推行造成嚴(yán)重的阻礙。

1.3弱勢(shì)群體教育不公

美國(guó)種族問(wèn)題一直在社會(huì)中引起強(qiáng)烈爭(zhēng)議，教育中的不公平問(wèn)題同樣直接影響了美國(guó)整體教育水平的質(zhì)量。從學(xué)生層面上，群體間的學(xué)生在STEM學(xué)科上的學(xué)業(yè)成就相差甚大，其中以非白種人、低收入人群、女性等弱勢(shì)群體的表現(xiàn)尤為欠缺[7]。女性和傷殘人士以及退伍軍人等弱勢(shì)群體參加STEM教育的比例越來(lái)越少，而且，退出STEM教育的人數(shù)一直在上升，這一現(xiàn)象對(duì)美國(guó)STEM教育產(chǎn)生了強(qiáng)烈的負(fù)面影響。其中弱勢(shì)群體的受教育不公問(wèn)題是最終導(dǎo)致“兩極分化”現(xiàn)象愈演愈烈的重要原因[8]。能否有效緩解這一問(wèn)題，成為美國(guó)教育改革的重要任務(wù)之一，也是美國(guó)在未來(lái)數(shù)年內(nèi)能否全面推行STEM教育的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.4STEM普及率較低

在美國(guó)，STEM教育的覆蓋率并未達(dá)到100%[9]，不僅很多學(xué)生與教師對(duì)STEM教育的態(tài)度停留在將它視為一門活動(dòng)課程，而且在校本課程和學(xué)生職業(yè)規(guī)劃上尚未形成良好的銜接和過(guò)渡。因此，許多學(xué)生對(duì)STEM教育的認(rèn)識(shí)僅僅停留在學(xué)校的教學(xué)組織學(xué)習(xí)層面，沒(méi)有認(rèn)同STEM的培養(yǎng)意義，故而在學(xué)習(xí)和生活中沒(méi)有掌握應(yīng)用STEM技能來(lái)分析和處理問(wèn)題的能力。近期美國(guó)一項(xiàng)調(diào)查針對(duì)即將進(jìn)入大學(xué)的高中生進(jìn)行了測(cè)試，只有20%的學(xué)生掌握了STEM的基本知識(shí)與技能[10]。社會(huì)中與STEM教育相關(guān)的企業(yè)或產(chǎn)業(yè)尚未意識(shí)到自身與STEM教育的密切聯(lián)系，忽視了眾多有助于STEM教育推行的契機(jī)，與此同時(shí)，也降低了企業(yè)與相關(guān)產(chǎn)業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力。這一問(wèn)題成為美國(guó)政府在教育領(lǐng)域中亟待解決的重要議項(xiàng)之一。

2《北極星計(jì)劃》的經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新

面對(duì)以上STEM教育的發(fā)展問(wèn)題，美國(guó)政府頒布了《北極星計(jì)劃》。旨在通過(guò)這份文件的實(shí)施，推動(dòng)STEM教育的普及，完善STEM教育的運(yùn)行體系，全面提高STEM教育的教育質(zhì)量，并確保美國(guó)STEM教育的發(fā)展程度處于世界領(lǐng)先地位。為此，《北極星計(jì)劃》提出了4項(xiàng)解決途徑：在學(xué)科交叉領(lǐng)域吸引學(xué)生;發(fā)展和豐富伙伴關(guān)系;加強(qiáng)監(jiān)管機(jī)制的透明性和問(wèn)責(zé)性;培養(yǎng)公民的計(jì)算素養(yǎng)。

2.1加強(qiáng)理工學(xué)科，促進(jìn)學(xué)科融合

《北極星計(jì)劃》提出“在學(xué)科交叉領(lǐng)域吸引學(xué)生”，不僅倡導(dǎo)更多學(xué)科融合，而且要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的深層次理解。突出STEM教育是將嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科知識(shí)同生活問(wèn)題結(jié)合，并運(yùn)用到解決實(shí)際問(wèn)題當(dāng)中去的特點(diǎn)。美國(guó)政府表示：“在過(guò)去的25年內(nèi)，STEM教育已經(jīng)從4個(gè)交叉學(xué)科的便捷集群發(fā)展成為對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要的更具凝聚力的知識(shí)庫(kù)和技能集?！盵5]無(wú)論STEM教育的名稱如何發(fā)展①，今后STEM教育的發(fā)展中，STEM體系無(wú)疑將會(huì)融合更多的學(xué)科理念。

《北極星計(jì)劃》最新提出：“STEM不僅傳授批判性思維，還要傳授毅力、適應(yīng)能力、合作能力、組織能力和責(zé)任感等行為能力。” [5]在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，使學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中的角色更加主動(dòng)，不依賴教師的傳授，而是通過(guò)多種STEM跨學(xué)科活動(dòng)來(lái)促進(jìn)學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)業(yè)意識(shí)。這些活動(dòng)要求參與者通過(guò)使用不同學(xué)科的知識(shí)和方法來(lái)解決問(wèn)題，對(duì)STEM學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō)，可以幫助偏科的學(xué)生通過(guò)融合課程的學(xué)習(xí)補(bǔ)齊短板，尤其是對(duì)數(shù)學(xué)等理學(xué)科目偏科的學(xué)生，通過(guò)將數(shù)學(xué)融合在其他學(xué)科之中的方式，使學(xué)習(xí)者在解決問(wèn)題的過(guò)程中掌握辯證思維。正如北京師范大學(xué)的郭玉英教授所言：“整合理念為科學(xué)教育面臨的首要矛盾——有限的科學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)間和‘無(wú)限的科學(xué)知識(shí)——提出了解決方案?！盵11]

單一的學(xué)科知識(shí)對(duì)解決實(shí)際問(wèn)題明顯乏力，而STEM教育跨學(xué)科的教學(xué)方式將傳統(tǒng)式教學(xué)的“柵欄”拆除，“將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等作為STEM教育的基礎(chǔ)和建構(gòu)現(xiàn)實(shí)世界模型的通用語(yǔ)言”[12]，把培養(yǎng)具有責(zé)任心和更強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)素質(zhì)的STEM素養(yǎng)公民作為本次教育改革的最終目的。

2.2豐富教學(xué)資源，加強(qiáng)戰(zhàn)略合作

《北極星計(jì)劃》為解決STEM教育資源不足問(wèn)題提出的方案，即“發(fā)展和豐富伙伴關(guān)系”。在學(xué)習(xí)者個(gè)人層面上，要與他人結(jié)合形成共同學(xué)習(xí)探究的伙伴關(guān)系;同時(shí)在學(xué)校以及教育機(jī)構(gòu)層面，也要與相關(guān)企業(yè)和產(chǎn)業(yè)建立戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，可將兩者作為互補(bǔ)關(guān)系進(jìn)行發(fā)展。

首先，STEM教育機(jī)構(gòu)同產(chǎn)業(yè)、企業(yè)、雇主以及社區(qū)相互結(jié)合建立起新的合作關(guān)系，能夠在更廣闊范圍內(nèi)加強(qiáng)教育資源的利用。形成的戰(zhàn)略伙伴關(guān)系能夠提供給STEM學(xué)習(xí)者在企業(yè)中工作所需要的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，也為學(xué)習(xí)者提供了更具有針對(duì)性、操作性的有效學(xué)習(xí)方式，加強(qiáng)了學(xué)習(xí)內(nèi)容的真實(shí)性和趣味性。在多方組合為STEM教育服務(wù)的有機(jī)體系中，學(xué)習(xí)者區(qū)別于以往的學(xué)習(xí)視角，“將通過(guò)營(yíng)造真實(shí)情景和現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)為途徑，激發(fā)學(xué)習(xí)者進(jìn)行深度學(xué)習(xí)”[13]。其次，相關(guān)企業(yè)也可以依托教育機(jī)構(gòu)系統(tǒng)化的培訓(xùn)，針對(duì)企業(yè)需求來(lái)培養(yǎng)未來(lái)員工。從而更早地規(guī)劃企業(yè)招聘、吸引人才進(jìn)入企業(yè)，也為STEM人員的職業(yè)選擇和就業(yè)提供更多的選項(xiàng)，為社會(huì)STEM勞動(dòng)力建立了更加對(duì)口的就業(yè)方向。最后，美國(guó)民間STEM組織自2015年奧巴馬政府頒布《STEM教育法案》后，各州紛紛開(kāi)始建立STEM教育中心，綜合學(xué)校開(kāi)設(shè)STEM課程[14]，學(xué)習(xí)者可以通過(guò)此類非正式學(xué)習(xí)，在地域和時(shí)間層面上合理規(guī)劃自己的學(xué)習(xí)生涯，并且通過(guò)該方式接觸到各類教育人員，開(kāi)闊自身學(xué)習(xí)視野。

2.3倡導(dǎo)教育公平，完善監(jiān)管機(jī)制

《北極星計(jì)劃》提出了5項(xiàng)完善監(jiān)管機(jī)制的創(chuàng)新規(guī)定：（1）利用和衡量STEM社區(qū)的實(shí)證案例;（2）報(bào)告代表性不足群體的參與率;（3）使用統(tǒng)一的指標(biāo)衡量發(fā)展進(jìn)度;（4）公開(kāi)項(xiàng)目績(jī)效和成果;（5）制定聯(lián)邦實(shí)施計(jì)劃并追蹤進(jìn)展。從而保證STEM監(jiān)管體制的透明性和問(wèn)責(zé)性。

首先，聯(lián)邦政府要在投資和開(kāi)展活動(dòng)中基于證據(jù)的實(shí)踐來(lái)實(shí)施決策[15]。在STEM教育體系中，社區(qū)合作伙伴要為學(xué)習(xí)者提供成功的實(shí)踐案例供學(xué)習(xí)者參考借鑒，并制定更加有效的學(xué)習(xí)方式。政府通過(guò)統(tǒng)計(jì)在社區(qū)中實(shí)施成功的實(shí)踐案例數(shù)量，作為該社區(qū)實(shí)施STEM教育開(kāi)展成果的一項(xiàng)衡量標(biāo)準(zhǔn)。其次，為加強(qiáng)STEM教育公平性、包容性，社區(qū)中傷殘人士、女性、退伍軍人等在體系中的參與率也將成為衡量社區(qū)教育發(fā)展的重要指標(biāo)。最后，美國(guó)聯(lián)邦政府將依據(jù)這些統(tǒng)一指標(biāo)來(lái)衡量各州STEM教育發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

為了鼓勵(lì)采用以成功案例為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的做法，教育署強(qiáng)調(diào)“審核申請(qǐng)項(xiàng)目中教育創(chuàng)新及教育實(shí)施的有效性，教育署將依據(jù)教育成果的影響大小，優(yōu)先資助那些有強(qiáng)大、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖C據(jù)為基礎(chǔ)的項(xiàng)目”[5]?！侗睒O星計(jì)劃》更注重美國(guó)政府在STEM教育體系運(yùn)轉(zhuǎn)中的作用與地位，并且加強(qiáng)開(kāi)展政府間“跨部門合作戰(zhàn)略”，此次參與和包含STEM崗位的政府部門就有15個(gè)（見(jiàn)表1），這將為STEM教育的開(kāi)展與推廣做出有力支持，并形成完整的運(yùn)轉(zhuǎn)體系。

①?STEM教育在發(fā)展階段融入更多學(xué)科，因此在名稱上有所變化。如加入藝術(shù)學(xué)科（Art）后，稱為STEAM。本文為統(tǒng)一，均稱為STEM。

2.4融合計(jì)算思維，普及STEM素養(yǎng)

《北極星計(jì)劃》主要的創(chuàng)新點(diǎn)是在原有“培養(yǎng)STEM教育人才”目標(biāo)基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)變?yōu)椤芭囵B(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的公民”，并融合了“計(jì)算思維”的豐富內(nèi)涵。一方面，不僅體現(xiàn)了將STEM教育的內(nèi)涵作為新時(shí)期公民應(yīng)當(dāng)具有的基本素養(yǎng)，而且使得公民對(duì)于STEM的理解從單一的教育形式上升到新時(shí)期自身應(yīng)當(dāng)具有的生存能力;在意識(shí)層面上使得公民從被動(dòng)的接受性學(xué)習(xí)向主動(dòng)性學(xué)習(xí)逐漸轉(zhuǎn)變。另一方面，將計(jì)算思維同STEM教育融合，二者相互補(bǔ)充發(fā)展，憑借STEM跨學(xué)科式的教學(xué)特點(diǎn)，豐富了計(jì)算思維的培養(yǎng)途徑，同時(shí)也擴(kuò)展了STEM教育內(nèi)容。

為加強(qiáng)STEM培養(yǎng)公民素養(yǎng)的性質(zhì)，《北極星計(jì)劃》首先強(qiáng)調(diào)新時(shí)期下應(yīng)當(dāng)提升公民的計(jì)算能力，即自身能夠通過(guò)數(shù)碼產(chǎn)品來(lái)搜索信息、解答問(wèn)題、分享資源，“并且需要公民理解如何負(fù)責(zé)任地、安全地使用這些工具”[5]，有意識(shí)地維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的安全與健康[16]。其次，《北極星計(jì)劃》所推行的計(jì)算能力不僅僅是對(duì)計(jì)算機(jī)使用能力的要求，更加契合卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的周以真2010年提出的“計(jì)算思維”理念：“進(jìn)一步將計(jì)算思維表述為一種解決問(wèn)題的思維過(guò)程，能夠抽象、清晰地將解決方案和問(wèn)題用信息處理代理（人或機(jī)器）有效執(zhí)行的方式表述出來(lái)。”[17]信息時(shí)代下多元化的數(shù)據(jù)琳瑯滿目，有效地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、歸納并解決問(wèn)題是對(duì)現(xiàn)代人才必備素養(yǎng)的基本考量。將STEM素養(yǎng)融合計(jì)算思維進(jìn)行普及，不僅能促進(jìn)公民思維能力和STEM素養(yǎng)的提升，而且能促進(jìn)廣大公民利用各類網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，打破時(shí)間和空間對(duì)學(xué)習(xí)STEM的約束，還能促進(jìn)個(gè)性化教學(xué)的開(kāi)展，為學(xué)習(xí)者提供更具有針對(duì)性的學(xué)習(xí)規(guī)劃。

3《北極星計(jì)劃》對(duì)我國(guó)STEM教育的啟示 中國(guó)自2007年引入STEM教育，一直向國(guó)際先進(jìn)教育靠攏。十多年來(lái)，STEM教育在我國(guó)越來(lái)越受到廣大教育者及學(xué)者的關(guān)注，國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)數(shù)量持續(xù)上漲，研究機(jī)構(gòu)紛紛成立，但在實(shí)際中STEM教育還存在著許多問(wèn)題。縱觀之下，《北極星計(jì)劃》成為美國(guó)STEM教育發(fā)展中承上啟下的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，是在現(xiàn)有的教育基礎(chǔ)上推出的一系列新舉措。鑒于《北極星計(jì)劃》的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合我國(guó)實(shí)際問(wèn)題，提出下列幾點(diǎn)推行建議。

3.1開(kāi)發(fā)課程融合，促進(jìn)課程本土化

在我國(guó)，雖然STEM已經(jīng)進(jìn)入部分校園，但仍處于較邊緣的地位，未能與國(guó)家必修科目結(jié)合起來(lái)[3]。其教育課程無(wú)法與我國(guó)現(xiàn)階段的教育形成對(duì)接，故而STEM教育的課程內(nèi)容未能夠得到校方的充分肯定，也沒(méi)能和學(xué)生以及相關(guān)學(xué)科形成良好的交互關(guān)系。

通過(guò)《北極星計(jì)劃》中“加強(qiáng)學(xué)科融合”的經(jīng)驗(yàn)措施，在我國(guó)，一方面可以以學(xué)校為單位通過(guò)自身行動(dòng)來(lái)規(guī)劃和創(chuàng)建STEM教育本土化的發(fā)展形式。校園是開(kāi)展教育的“基地”，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮學(xué)校、教師、學(xué)生等多種力量。可以通過(guò)開(kāi)放學(xué)校圖書館、實(shí)驗(yàn)室等場(chǎng)所，讓學(xué)生切實(shí)融入到知識(shí)探索的過(guò)程中去，將上課地點(diǎn)搬到實(shí)驗(yàn)室、自然中去。通過(guò)STEM教學(xué)的多學(xué)科融合，提高學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的興趣，吸引學(xué)生的注意力。在學(xué)校中，還可以通過(guò)鼓勵(lì)的形式促進(jìn)相關(guān)學(xué)科的教師進(jìn)行跨學(xué)科的教學(xué)研究;招聘有經(jīng)驗(yàn)、有能力的STEM專業(yè)教師，成立STEM教師工作組。讓教師們從本職學(xué)科出發(fā)，向其他學(xué)科擴(kuò)展教學(xué)內(nèi)容，在原有教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上加持對(duì)STEM理念的理解，設(shè)計(jì)適合本土學(xué)生學(xué)習(xí)的STEM教學(xué)課程。另一方面，引導(dǎo)STEM教學(xué)開(kāi)發(fā)者借助“跨學(xué)科”的途徑，豐富教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容，并在學(xué)習(xí)中啟發(fā)學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，使學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中的角色更加靈活，不再依賴教師的傳授，而是通過(guò)各種STEM跨學(xué)科活動(dòng)促進(jìn)學(xué)習(xí)，不僅能夠更快地促進(jìn)STEM教育本土化，而且加強(qiáng)了教學(xué)的連貫性、趣味性、創(chuàng)新性，也使得在課程內(nèi)容形成一套適合中國(guó)本土發(fā)展的體系。

3.2協(xié)調(diào)多方合作，豐富教學(xué)資源

我國(guó)現(xiàn)階段的STEM教育推行工作初露頭角，社會(huì)中與STEM相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈并沒(méi)有激活二者之間的聯(lián)系。因此，《北極星計(jì)劃》中“加強(qiáng)多方戰(zhàn)略伙伴關(guān)系”的經(jīng)驗(yàn)在我國(guó)現(xiàn)階段中有著廣闊的實(shí)施空間。政府部門可以通過(guò)聯(lián)合教育部門劃分教育發(fā)展程度相似的地區(qū)，通過(guò)鼓勵(lì)地區(qū)自行開(kāi)展本土化STEM教育，加強(qiáng)地區(qū)內(nèi)教育資源的共享。地區(qū)校方應(yīng)當(dāng)自主與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)、社區(qū)展開(kāi)STEM教育活動(dòng)，與STEM課程相關(guān)企業(yè)或產(chǎn)業(yè)建立長(zhǎng)期的合作伙伴，尤其在高校之間可以建立以STEM為主題交流合作的社團(tuán)聯(lián)合會(huì)，通過(guò)資源共享，提供更加有效便捷的學(xué)習(xí)互助方式。加強(qiáng)教育相關(guān)產(chǎn)業(yè)之間的聯(lián)系，為STEM教育的推行體系提供更多參與者，注入更加豐富的社會(huì)元素。美國(guó)政府在聯(lián)邦部門機(jī)構(gòu)中設(shè)立了關(guān)于STEM的職業(yè)崗位，極大地促進(jìn)了STEM學(xué)習(xí)者的積極性?；谖覈?guó)現(xiàn)狀，可以促進(jìn)各政府部門挖掘相關(guān)職位以及制定職位要求，為STEM的推行帶來(lái)更加整體性的推行策略。

不僅如此，政府及學(xué)校可以開(kāi)創(chuàng)高校聯(lián)盟的新形式，進(jìn)一步開(kāi)展STEM專職教師的培養(yǎng)。教師是連接學(xué)生和知識(shí)的橋梁，專業(yè)的教師可以為學(xué)生的學(xué)習(xí)“搭建”起更好更快地獲取知識(shí)的途徑。專業(yè)的教師團(tuán)隊(duì)是STEM教育本土化的重要力量，教師著力于實(shí)踐，通過(guò)實(shí)踐不斷提升在STEM領(lǐng)域的造詣?，F(xiàn)階段，我國(guó)STEM在校園中尚未得到全面推行，STEM專職教師的培養(yǎng)是我國(guó)STEM教育發(fā)展的重要任務(wù)之一，進(jìn)一步完善合理的認(rèn)證制度、財(cái)政制度、評(píng)估制度是中國(guó)發(fā)展專業(yè)STEM教師的基本保障[6]。

3.3加強(qiáng)監(jiān)管體制，營(yíng)建教育環(huán)境

從《北極星計(jì)劃》的“完善監(jiān)管問(wèn)責(zé)機(jī)制”措施可以認(rèn)識(shí)到：教育活動(dòng)的健康發(fā)展需要健全的運(yùn)行體系作為基本保障，政府的鼓勵(lì)和及時(shí)有效的監(jiān)管極為重要。相比較，我國(guó)出臺(tái)的STEM教育政策十分有限，相關(guān)法律基本空白[3]。故而，一套對(duì)應(yīng)STEM教育發(fā)展的監(jiān)管制度對(duì)我國(guó)STEM的發(fā)展尤為重要。政府一方面要鼓勵(lì)當(dāng)?shù)貙W(xué)校開(kāi)展STEM教育系列活動(dòng)，開(kāi)發(fā)當(dāng)?shù)豐TEM教育平臺(tái)。另一方面則要完善STEM教育評(píng)估體系，追蹤和檢驗(yàn)學(xué)習(xí)者在STEM課程中所掌握的知識(shí)與技能，并依據(jù)當(dāng)?shù)豐TEM教育開(kāi)展的有效性，建立合理的檢查評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)崟r(shí)變換評(píng)價(jià)方式，積極地在教育過(guò)程中檢驗(yàn)STEM教育的質(zhì)量[18]。政府有責(zé)任將所有地區(qū)的教育成果以及開(kāi)展項(xiàng)目中各個(gè)團(tuán)體參與情況進(jìn)行公開(kāi)，對(duì)開(kāi)展成效較好的地區(qū)或?qū)W校提供資金或政策鼓勵(lì)，并積極推行好的經(jīng)驗(yàn)和成果。

通過(guò)政府政策以及制度的建立，STEM的教育環(huán)境將得到大幅改善，使STEM教育成為被公民認(rèn)可的教育體系，相關(guān)制度的確立為體系中每一個(gè)環(huán)節(jié)提供保障。例如，在完善的財(cái)政制度下，激發(fā)校園STEM的創(chuàng)辦熱情，學(xué)校更有策略性地將STEM作為校本課程進(jìn)行開(kāi)發(fā)擴(kuò)展;在STEM教師的培訓(xùn)制度保障下，每一位教師都能接受正規(guī)和全面的培訓(xùn)，并被學(xué)校認(rèn)可和聘請(qǐng);在有效的監(jiān)管評(píng)估制度下，明確追蹤績(jī)效和責(zé)任，公開(kāi)發(fā)展成果，規(guī)劃合理的發(fā)展方向。

3.4推行素養(yǎng)意識(shí)，發(fā)展教育據(jù)點(diǎn)

STEM教育在我國(guó)發(fā)展時(shí)間尚短，多數(shù)地區(qū)對(duì)STEM教育還處于未知的狀態(tài)，而STEM教育設(shè)計(jì)范圍廣泛，從初等教育到高等教育都包含在內(nèi)，讓公民從意識(shí)上認(rèn)同STEM教育開(kāi)展和普及的必要性，是當(dāng)前我國(guó)STEM教育推行的亟待解決的問(wèn)題?！侗睒O星計(jì)劃》將STEM作為一種公民素養(yǎng)來(lái)推行，更貼合新時(shí)代人民對(duì)自身、對(duì)社會(huì)的要求，讓STEM教育更容易被接受。改革開(kāi)放至今，我國(guó)公民的素養(yǎng)不斷提升，但整體水平較發(fā)達(dá)國(guó)家仍有差距。通過(guò)分析《北極星計(jì)劃》中將“STEM與計(jì)算思維融合”的方式，把“計(jì)算思維”融入我國(guó)STEM教育中來(lái)，把計(jì)算思維作為基本素養(yǎng)，通過(guò)教育教學(xué)的方式普及計(jì)算思維素養(yǎng)，讓公民從意識(shí)上接納新式教育，并為STEM加入中國(guó)味。讓原有被動(dòng)接受知識(shí)學(xué)習(xí)的觀念轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)塑造自身素質(zhì)的觀念，不僅能扭轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)者視STEM為負(fù)擔(dān)的消極情緒，而且能為STEM的推行提供廣闊空間。

我國(guó)STEM融入“計(jì)算思維”能夠極大地促進(jìn)教育的推行，首先，計(jì)算思維是人類科學(xué)思維中固有的組成成分并早于計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)[19]。而且在我國(guó)學(xué)科教學(xué)中已經(jīng)有所運(yùn)用，加持STEM融合多學(xué)科的特點(diǎn)，可以促進(jìn)教育教學(xué)突破傳統(tǒng)的思維定式和教學(xué)模式。其次，我國(guó)《課程標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)“創(chuàng)設(shè)情境”，有利于學(xué)生依托計(jì)算思維來(lái)探究問(wèn)題本質(zhì)。最后，由政府和教育部門領(lǐng)導(dǎo)，在地區(qū)聯(lián)合教育機(jī)構(gòu)、學(xué)院開(kāi)展相關(guān)活動(dòng)，形成推行STEM教育的據(jù)點(diǎn)，使之成為學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)場(chǎng)所。通過(guò)舉辦學(xué)生創(chuàng)新比賽、機(jī)器人俱樂(lè)部等STEM活動(dòng)，在活動(dòng)中推廣計(jì)算思維，倡導(dǎo)和引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維分析、處理問(wèn)題，逐漸形成STEM素養(yǎng)的普及網(wǎng)絡(luò)。

4結(jié)束語(yǔ)

教育的推行對(duì)當(dāng)今國(guó)際形勢(shì)下的國(guó)家發(fā)展有著奠基性的意義，我國(guó)在世界各國(guó)眼里都有著不同往日的影響，在教育領(lǐng)域形成突破口，為應(yīng)對(duì)新時(shí)代的挑戰(zhàn)塑造具有優(yōu)秀素養(yǎng)的公民，為國(guó)家贏得世界競(jìng)爭(zhēng)增添力量，是我國(guó)教育界的重要任務(wù)，也是綜合國(guó)力提升的基礎(chǔ)。

近年來(lái)我國(guó)在STEM教育中的發(fā)展可圈可點(diǎn)，未來(lái)的發(fā)展前景擁有無(wú)限可能。我國(guó)應(yīng)當(dāng)重新定義STEM教育的戰(zhàn)略性地位，增強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)[20]，繼而鼓勵(lì)地區(qū)開(kāi)展適應(yīng)本土化的STEM教育模式，聯(lián)合相關(guān)學(xué)校、企業(yè)、部門共同加強(qiáng)開(kāi)展力度，進(jìn)一步推行STEM素養(yǎng)理念。讓學(xué)生體會(huì)到通過(guò)學(xué)習(xí)高度融合的學(xué)科知識(shí)為解決生活問(wèn)題帶來(lái)的便利，通過(guò)豐富的STEM學(xué)習(xí)資源能夠塑造更加健全、更具有競(jìng)爭(zhēng)力的自身素質(zhì)。自此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)管理制度，激活教與學(xué)的活力;激活師與生之間的互動(dòng);激活學(xué)生的深層學(xué)習(xí)[21]。在制度的保障下，STEM穩(wěn)健運(yùn)行，越來(lái)越多的高質(zhì)量人才涌入社會(huì)所能帶來(lái)的巨大活力，將成為新中國(guó)未來(lái)發(fā)展的不竭動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)

[1] The White House.Preparing Americans with 21st century skills Science，Technology，Engineering，and Mathematics （STEM） education in the 2015 budget[EB/OL].（2016-01-12）[2019-05-07].https：//www.whitehouse.gov/sites/default/files/microsites/ostp/fy_2015_stem_ed.pdf.

[2] 王素.《2017年中國(guó)STEM教育白皮書》解讀[J].現(xiàn)代教育，2017（7）：4-7.

[3] 鄭葳.中國(guó)STEM教育發(fā)展報(bào)告[M]北京：科學(xué)出版社，2017.

[4] U.S.Bureau of Labor Statistics.STEM occupations：past，present，and future[EB/OL].（2019-01-01）[2019-05-07].https：//www.bls.gov/spotlight/2017/science-technology-engineering-and-mathematics-stem-occupations-past-present-and-future/pdf/science-technology-engineering-and-mathematics-stem-occupations-past-present-and-future.pdf.

[5] The White House.Charting a course for success：America′s strategy for STEM education[EB/OL].（2018-12-15）[2019-05-07].https：//www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2018/12/STEM-Education-Strategic-Plan-2018.pdf.

[6] 鄒逸，徐王熠.STEM教師培養(yǎng)：美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)與啟示[J].外國(guó)中小學(xué)教育，2018（9）：61-65+37.

[7] ACT.The condition of college and career readiness 2018[EB/OL].（2019-01-01）[2019-05-07].https：//www.act.org/content /dam/act/unsecured/documents/cccr2018/National-CCCR-2018.pdf.

[8] U.S.Department of Commerce.STEM jobs：2017 update[EB/OL].（2019-01-01）[2019-05-07].https：//www.commerce.gov/news/reports/2017/03/stem-jobs-2017-update.

[9] National Science Foundation Women.Minorities and persons with disabilitiesin scienceand engineering[EB/OL].（2019-01-06）[2019-05-07].https：//nsf.gov/statistics/2017/nsf17310/digest/introduction/.

[10] BYBEE R W.Advancing STEM education a 2020 vision[J]. Teachnology &Engineering Teacher，2010 （1）：30-35.

[11] 郭玉英，姚建欣，彭征.美國(guó)《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》述評(píng)[J].課程·教材·教法，2013，33（8）：118-127.

[12] 楊亞平.《美國(guó)、德國(guó)與日本中小學(xué)STEM教育比較研究》[J].外國(guó)中小學(xué)教育，2015（8）：23-30.

[13] 曹培杰.STEM教育的關(guān)鍵：跨學(xué)科、靈活課時(shí)與深度學(xué)習(xí)[J].中小學(xué)管理，2018（10）：31-33.

[14] 丁明磊.美國(guó)STEM教育計(jì)劃對(duì)我國(guó)科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)的啟示及建議[J].全球科技經(jīng)濟(jì)瞭望，2015（7）：17-21.

[15] U.S.Department of Education.Education innovation and research[EB/OL].（2018-12-31）[2019-05-07].https//innovation.ed.gov/what-we-do/innovation/education-innovation-and-research-eir/.

[16] National Institute of Health.NIH strategic plan for DATA science[EB/OL].（2019-01-06）[2019-05-07].https：//datascienc e.nih.gov/sites/default/files/NIH_Strategic_Plan_for_Data_Science_Final_508.pdf.

[17] HATICE Y D，MUSTAFA S.Analysis of the relation between computational thinking skills and various variables with the structural equation model[J].Computers&Education，2018（116）：191-202.

[18] FONTICHIARO K，ELKORDY A.Chart students′ growth with digital badges[J/OL].（2016-11-16）[2019-05-07].https：//www.Iste.org/explore/articleDetail？ articleid=320.

[19] 朱珂，賈鑫欣.STEM視野下計(jì)算思維能力的發(fā)展策略研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2018（12）：115-121.

[20] 金慧，胡盈瀅.以STEM教育創(chuàng)新引領(lǐng)教育未來(lái)——美國(guó)《STEM 2026：STEM教育創(chuàng)新愿景》報(bào)告的解讀與啟示[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2017（1）：17-25.

[21] 呂林海.全球視野下中國(guó)一流大學(xué)本科生的學(xué)習(xí)參與：當(dāng)前表現(xiàn)與努力方向——基于中、美、英、日SERU調(diào)查數(shù)據(jù)（2017～2018）之解析[J].教學(xué)研究，2018，41（6）：7-11+32.

[責(zé)任編輯馬曉寧]

Enlightenments and suggestions from

"STEM Education-North Star Strategic Plan"

LI Ke-zhen，LI Wei

（The Department of Education，Tianjin Normal University，Tianjin 300387，China）

AbstractEducation should produce and provide highly qualified labor force to meet the requirements in the new era.STEM，a comprehensive cross-disciplinary education plan will contribute to the approach to training the new labor force.In December 2018，the White House released the "STEM Education Strategic Plan"，which implies "Bringing Forth the New through the Old".The plan sets forth that the government of the United States calls urgently the citizens to fuse STEM education with "computational thinking"， and puts forward the strategic decision to respond to the contemporary development by government legislation. This plan opens up space for the development of STEM education systems by strengthening the interconnection of educational forces from all sectors of society，promoting subject inclusion， developing transparent accountability systems and promoting the cultivation of computational ability.In contrast，China′s STEM education is in its infancy. This paper aims to make the following suggestions on the implementation of STEM education in China by referring to the experience of problems solving in America′s "STEM Education—North Star Strategic Plan"：developing curriculum integration and promoting curriculum localization;coordinating multi-party cooperation to enrich teaching resources;strengthening the supervision system and building the educational environment;popularizing literacy awareness and developing educational strongholds.

KeywordsSTEM education;"STEM Education Strategic Plan";educational reference;computational thinking

[收稿日期]2019-05-07[基金項(xiàng)目]天津市科技計(jì)劃項(xiàng)目（17KPXMSF00090）

[作者簡(jiǎn)介]*李科震（1994-），男，山東菏澤人。碩士研究生，主要研究方向?yàn)檎n程與教學(xué)論。