美國STEM教育新戰(zhàn)略的愿景、目標(biāo)與路徑

自20世紀(jì)末80年代中期以來，美國出臺了一系列旨在提升國家核心競爭力和公民職業(yè)勝任力的STEM 教育政策法規(guī)、行動綱領(lǐng)、戰(zhàn)略規(guī)劃與指導(dǎo)文件。2018年12月3日，美國白宮科技政策辦公室發(fā)布了《規(guī)劃成功之路：美國的STEM 教育戰(zhàn)略》，內(nèi)容主要涉及2018年未來五年STEM 教育戰(zhàn)略愿景、發(fā)展目標(biāo)、完善路徑等方面的頂層設(shè)計和規(guī)劃部署。

從20世紀(jì)80年代中期開始，美國聯(lián)邦政府把科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科融合的STEM 教育納入國家科技創(chuàng)新戰(zhàn)略的框架中。1986年，美國國家科學(xué)理事會（National Science Board）發(fā)布了被學(xué)界普遍視為STEM 教育開端的《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》（Undergraduate Science,Mathematics and Engineering Education）報告。[1]此后的三十多年里，美國相繼出臺了一系列旨在提升國家核心競爭力和公民職業(yè)勝任力的STEM 教育政策法規(guī)、行動綱領(lǐng)、戰(zhàn)略規(guī)劃與指導(dǎo)文件，以期逐步奠定和鞏固美國作為世界經(jīng)濟強國領(lǐng)導(dǎo)者、STEM 教育先驅(qū)者的堅實基礎(chǔ)。2018年12月3日，美國白宮科技政策辦公室發(fā)布了《規(guī)劃成功之路：美國的STEM 教育戰(zhàn)略》（Charting a Course for Success:America’s Strategy for STEM Education，以下簡稱為《STEM 教育新戰(zhàn)略》），[2]對未來五年STEM 教育發(fā)展的愿景、目標(biāo)、路徑進(jìn)行了系統(tǒng)的頂層設(shè)計，并根據(jù)STEM 生態(tài)共同體的構(gòu)建藍(lán)圖以及相關(guān)部門、機構(gòu)、團(tuán)體的合作需要而制訂了統(tǒng)一協(xié)調(diào)的規(guī)劃與部署。

一、美國STEM 教育新戰(zhàn)略的規(guī)劃愿景

《STEM 教育新戰(zhàn)略》是繼奧巴馬政府于2013年5月發(fā)布的《聯(lián)邦政府科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）教育：五年戰(zhàn)略計劃》之后的第二個五年戰(zhàn)略計劃，其發(fā)展愿景不僅反映出美國政府在推進(jìn)國家STEM 戰(zhàn)略層面的縱向趨同性，而且體現(xiàn)了STEM 教育利益相關(guān)者協(xié)同共進(jìn)的橫向一體化。

在長達(dá)143 頁的第一個五年戰(zhàn)略計劃書中，美國國家科學(xué)與技術(shù)委員會（The National Science and Technology Council，NSTC）首先詳細(xì)介紹了其下轄STEM 教育委員會的成員單位與主要職責(zé)，接著提出了2013-2018年的三大戰(zhàn)略愿景，即確保公民能夠接受卓越的STEM 基礎(chǔ)教育、STEM 本科教育、非正式的STEM 成人教育以及相關(guān)職業(yè)培訓(xùn)；開發(fā)多種基于循證實踐的STEM 教育項目，并使之在STEM 教育體系下形成合力，最大限度地發(fā)揮優(yōu)勢作用；為國家培養(yǎng)大批高素質(zhì)的STEM 專業(yè)人才以滿足STEM 領(lǐng)域勞動力市場的需求。[3]而第二個五年戰(zhàn)略計劃在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出2018-2023年的兩大戰(zhàn)略愿景，即確保公民可能終身接受高質(zhì)量的STEM 教育；美國在不久的將來能夠成為全球科技知識普及、大眾創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的領(lǐng)航者。在美國國家科學(xué)與技術(shù)委員會看來，STEM 教育已成為促進(jìn)美國經(jīng)濟發(fā)展、科技創(chuàng)新和國力強盛的重要因素，目前迫切需要學(xué)習(xí)者、教育者、家庭、社區(qū)乃至雇主積極參與進(jìn)來，形成STEM 生態(tài)共同體。該教育戰(zhàn)略對于STEM 生態(tài)共同體而言，好似一顆“北極星”，指引大家朝著共同愿景步步邁進(jìn)，進(jìn)而促使國家走向繁榮富強的成功之路，因此又被稱為北極星計劃（“North Star”Plan）。[4]

二、美國STEM 教育新戰(zhàn)略的發(fā)展目標(biāo)

美國早已深刻地意識到，培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才是提升國家核心競爭力的基本要素，多年來致力于通過積極發(fā)展STEM 教育事業(yè)來提升人才在科學(xué)、技術(shù)、工程等領(lǐng)域的創(chuàng)造力，進(jìn)而推動本國的經(jīng)濟繁榮與社會進(jìn)步。美國國家科學(xué)與技術(shù)委員會指出，未來五年的STEM 教育既要著重訓(xùn)練學(xué)習(xí)者跨學(xué)科思維、批判性思維、創(chuàng)新性思維、項目設(shè)計能力、問題求解能力、邏輯推理能力等心智技能，也應(yīng)致力于培養(yǎng)他們環(huán)境適應(yīng)、人際溝通、組織管理和責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)刃袨槟芰?。針?018-2023年的兩大愿景，《STEM教育新戰(zhàn)略》制定了三個發(fā)展目標(biāo)，即增加內(nèi)容深度、拓展參與廣度、培養(yǎng)后備人才。

（一）增加內(nèi)容深度，為STEM 素養(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ)

美國STEM 教育新戰(zhàn)略發(fā)展的第一個目標(biāo)是增加內(nèi)容深度，為STEM 素養(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ)，以確保每一位公民都能有機會掌握包括計算思維（Computational Thinking）在內(nèi)的STEM 基本原理和數(shù)字化知能（Digitally Literate）。[5]美國聯(lián)邦政府認(rèn)識到，綜合國力取決于公民的創(chuàng)新能力、STEM 素養(yǎng)等，因此要不斷提高人們對STEM 教育項目的參與度和認(rèn)同率。尤其對于那些沒有從事與STEM 相關(guān)工作的人而言，初步了解和認(rèn)識STEM 課程的跨學(xué)科內(nèi)容與技能，已成為他們充分參與現(xiàn)代社會活動的前提條件。在全球化時代背景下，具有STEM 素養(yǎng)的人才不僅可以使自己在飲食養(yǎng)生、醫(yī)療保健、家庭理財、養(yǎng)育子女、網(wǎng)絡(luò)安全、娛樂消遣、度假旅游等方面做出明智的選擇，而且更有能力應(yīng)對瞬息萬變的技術(shù)革新，在職場中可以深思熟慮地歸納、分析、整理問題，提出創(chuàng)新性的解決方案，取得突出的業(yè)績，還能夠為其參加選舉、作為選民、出席會議、擔(dān)任陪審員等各類社會活動做好更充分的準(zhǔn)備。

（二）拓展參與廣度，提高STEM 領(lǐng)域的教育包容性

《STEM 教育新戰(zhàn)略》將未來五年發(fā)展的第二個目標(biāo)概述為拓展參與廣度，提高STEM 領(lǐng)域的教育多樣性、公平性和包容性，同時要讓所有公民能夠終身享有接受優(yōu)質(zhì)STEM 教育的機會。需要特別關(guān)注的是，對于那些在STEM 教育項目學(xué)習(xí)或培訓(xùn)活動中欠缺領(lǐng)悟力、學(xué)習(xí)力不足的學(xué)生和雇員而言，項目力求消除他們從事STEM 職業(yè)生涯的障礙，以便提高該領(lǐng)域中歷來人數(shù)較少或沒有得到充分培養(yǎng)的公民參與度。唯有達(dá)成這個目標(biāo)，新戰(zhàn)略的發(fā)展愿景才能真正得以實現(xiàn)。

（三）培育后備力量，為充實STEM 勞動力做好準(zhǔn)備

《STEM 教育新戰(zhàn)略》將未來五年發(fā)展的第三個目標(biāo)概述為培育后備力量，為充實STEM 勞動力做好準(zhǔn)備。無論對于接受過高等教育的STEM 從業(yè)人員，還是尚未接受過高等教育的技術(shù)領(lǐng)域從業(yè)人員來說，都要全力以赴為之創(chuàng)造更多的STEM 學(xué)習(xí)機會和實操場所，鼓勵和激發(fā)他們對STEM 的事業(yè)追求，確保國家能夠擁有足夠數(shù)量、具備相關(guān)技能、表現(xiàn)相當(dāng)優(yōu)異的STEM 產(chǎn)業(yè)工人。同時，加強STEM 專業(yè)人才的培養(yǎng)和儲備，建立多樣化的STEM教育人才庫，進(jìn)而持續(xù)提升國家經(jīng)濟關(guān)鍵部門的創(chuàng)新實力，不斷促進(jìn)科技進(jìn)步和發(fā)明創(chuàng)造。

三、美國STEM 教育新戰(zhàn)略的路徑規(guī)劃

為了達(dá)成《STEM 教育新戰(zhàn)略》制定的三個發(fā)展目標(biāo)，美國國家科學(xué)與技術(shù)委員會、STEM 教育系統(tǒng)委員會、科技政策辦公室、教育部、國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所、國家科學(xué)基金會、國內(nèi)政策委員會、國防部、能源部、商務(wù)部、國土安全部、勞工部等20 多個國家級部門和機構(gòu)將各行其責(zé)、各盡其職，并由牽頭機構(gòu)聯(lián)合相關(guān)人力、物力、財力在STEM 重點領(lǐng)域進(jìn)行資源重組，同心協(xié)力地促進(jìn)STEM 教育的發(fā)展。當(dāng)然，僅靠政府部門和相關(guān)機構(gòu)的力量，還不足以落實新的戰(zhàn)略愿景、新的發(fā)展目標(biāo)。因此，《STEM教育新戰(zhàn)略》具體謀劃了四個完善路徑，即加強戰(zhàn)略合作、研發(fā)課程項目、培養(yǎng)計算思維、拓寬學(xué)習(xí)空間。

（一）加強戰(zhàn)略合作，促進(jìn)STEM 生態(tài)共同體的形成

STEM 教育作為一項內(nèi)容豐富、結(jié)構(gòu)龐大的系統(tǒng)工程，需要整合多方優(yōu)勢資源、建立社會聯(lián)動機制，來統(tǒng)籌規(guī)劃和持續(xù)推進(jìn)自身發(fā)展。為此，《STEM 教育新戰(zhàn)略》特別指出第一個路徑，即加強戰(zhàn)略合作，促進(jìn)STEM 生態(tài)共同體的形成。該途徑側(cè)重于加強已有合作伙伴的共通互聯(lián)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展教育機構(gòu)與企業(yè)雇主及其所在社區(qū)之間的交流平臺、協(xié)同機制。在實施這一途徑過程中，不僅應(yīng)考慮聯(lián)邦政府、州政府、地方政府、學(xué)區(qū)、企業(yè)、家庭，還應(yīng)緊密聯(lián)系學(xué)校、學(xué)院、大學(xué)、圖書館、博物館、科學(xué)中心、社區(qū)團(tuán)體、俱樂部、基金會以及非營利組織，以便匯集和利用其中的STEM 資源和專業(yè)知識，不斷充實每個學(xué)習(xí)者的實踐體驗，幫助他們拓展自身的職業(yè)生涯，使其成為縱橫職場的行家里手。

（二）研發(fā)課程項目，訓(xùn)練學(xué)習(xí)者綜合運用學(xué)科知識

《STEM 教育新戰(zhàn)略》提出的第二個路徑在于，敦促教育工作者積極研發(fā)一系列體驗式、啟發(fā)性的STEM 課程項目或?qū)ｎ}活動。比如，通過讓學(xué)習(xí)者積極參與科學(xué)小實驗、游戲工作坊、科技博覽會、創(chuàng)客挑戰(zhàn)賽等項目活動，不斷提升他們的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。同時，教育工作者應(yīng)注重設(shè)計深度課程、特色課程以及學(xué)科前沿課程的交叉融合，并適時引入STEM 領(lǐng)域中的最新學(xué)科，訓(xùn)練學(xué)習(xí)者綜合運用跨學(xué)科知識來發(fā)現(xiàn)、分析和解決復(fù)雜的現(xiàn)實問題，并依托實訓(xùn)、實驗、實習(xí)等方式進(jìn)一步夯實理論基礎(chǔ)知識。例如，通過結(jié)合基礎(chǔ)數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)和計算機科學(xué)來研究某種社會問題，從而掌握數(shù)據(jù)科學(xué)的基本原理。

（三）培養(yǎng)計算思維，增進(jìn)STEM 中計算機科學(xué)比重

《STEM 教育新戰(zhàn)略》重點指出，計算思維應(yīng)成為所有教育的必要組成部分，“讓每個學(xué)習(xí)者都有能力評估信息，分解問題，并通過適當(dāng)使用數(shù)據(jù)和邏輯制定解決方案”，[6]因此未來五年STEM 教育戰(zhàn)略實施的第三路徑在于，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維、數(shù)字素養(yǎng)等關(guān)鍵技能，增進(jìn)STEM 中計算機科學(xué)比重。這一路徑表明美國政府已經(jīng)意識到，隨著互聯(lián)網(wǎng)、多媒體通訊以及數(shù)字設(shè)備的發(fā)展，社會生活環(huán)境將發(fā)生極大的改變，亟待國家采取一系列有效策略來幫助人們應(yīng)對此類變化，尤其指導(dǎo)人們在確保安全使用網(wǎng)絡(luò)工具的前提下尋找信息、解答問題和分享想法。

（四）拓寬學(xué)習(xí)空間，擴大STEM 數(shù)字化的教學(xué)平臺

《STEM 教育新戰(zhàn)略》提出的第四個路徑是拓寬學(xué)習(xí)空間，擴大STEM 數(shù)字化的教學(xué)平臺。這項教育新戰(zhàn)略試圖擴大教學(xué)平臺和設(shè)備應(yīng)用，以拓展學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)途徑和方法。同時，要求相關(guān)牽頭部門和機構(gòu)增加學(xué)習(xí)者的STEM 知能訓(xùn)練機會，鼓勵他們參與到當(dāng)?shù)仄髽I(yè)、實習(xí)計劃、學(xué)徒項目、研究經(jīng)歷中，進(jìn)行以STEM 工作為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)體驗?？梢?，在未來的五年里，美國STEM 教育將是一場自上而下的全民參與式教育活動。

注釋：

[1]魏曉東,于冰,于海波.美國STEAM 教育的框架、特點及啟示[J].華東師范大學(xué)學(xué)報(教育科學(xué)版),2017,(4):40-46+134-135.

[2][4][5][6]The Committee on STEM Education of the National Science and Technology Council.Charting a Course for Success:America’s Strategy for STEM Education[M].Washington DC:The National Academic Press,2018:1,Ⅴ,5,21.

[3]The Committee on STEM Education of the National Science and Technology Council.Federal Science,Technology,Engineering,and Mathematics(STEM)Education 5-Year Strategic Plan [M].Washington DC:The National Academic Press,2013:8.