我国STEM教育生态系统与发展路径研究-基于美国开展STEM教育经验的启示

1、    我国stem教育生态系统与发展路径研究基于美国开展stem教育经验的启示    在学校层面，美国成立了大量的专门聚焦stem教育的学校，其目的是降低不同种族群体数学和科学成绩的差距、提升k12学生数学、科学的国家或国际标准测评分数12。stem教育学校有三种类型，分别为stem精英学校、stem全纳学校和stem职业技术教育学校。这三种类型的学校分别面向特定的群体招生，并且能够为学生提供完善的stem课程体系、丰富的stem教育资源以及优秀的stem师资力量13。除专门聚焦stem教育的学校外，美国的综合性学校也在加强stem教育，通过开设ste

2、m教育课程等来培养学生的stem技能及相关素养。在高校学术机构层面，系列非营利学术团体、教育协会、专门促进stem教育发展的stem教育联盟通过举办各种形式的学术讲座、提供决策咨询、推动stem教育科学研究、发布stem教育报告等，在促进国家stem教育的发展方面发挥了重要的作用。如2007年，美国教师教育协会发布了stem师资培养：全球竞争力的关键报告，呈现了美国各个州k12阶段stem教育的进展情况14。在企业社会机构层面，社会化共同参与是美国推进stem教育的一大特色，大量的stem教育公司和科技企业参与到stem教育工作的推进进程中，并提供了资源、工具、设备、资金、实验室等方面的支持，

3、在stem教育成果社会化推广方面也发挥了重要作用。例如，为响应奥巴马于2009年提出的“创新教育行动计划”，英特尔公司投入2亿美元用于推动数学和科学教育，有10万名教师在英特尔Ò数学项目和英特尔Ò教学项目中接受培训15。家庭和社区也是stem教育环境的重要组成部分，美国所推进的系列stem教育项目活动都在积极争取家庭和社区的理解及支持，并将家长作为重要参与者纳入项目活动之中，如美国橘郡stem行动计划的参与者包括学生、教师、家长、公司等16。综上可以看出，美国stem教育是一项由美国联邦政府推动的、自上而下的国家长期教育战略发展规划，其通过颁布和实施系列相关政策、制定行动计

4、划，彰显的是“国家意志”，为stem教育的开展提供了全方位、系统的支持。在stem教育推进进程中，美国大力组织政府、高校和学术机构、企业和社会机构、中小学校等积极参与合作，确保了社会公众的共同参与，各个组织的有机结合和密切配合使stem教育战略能够得以全面贯彻和协同推进，体现出其强有力的组织保障。中小学校、高校、学术团体、教育协会、stem教育联盟等机构积极合作开展科学研究，通过制定stem教育框架、相关标准等，以规范引领，确保stem教育正确、有序地发展，同时也丰富了stem教育理论和实践应用。企业、各种形式的基金会为stem教育的顺利开展提供了强有力的经费支持，为stem师资力量的培养提供

5、了支撑平台，同时也为学生开展stem项目实践活动提供了基础设施(包括工具、设备、资源、实验室等)支持。四 我国stem教育的现状、挑战与发展路径1 我国stem教育发展现状近年来，stem教育理念在我国愈来愈受到关注和重视，相关学术机构、学校等成立了系列stem教育机构，开展了以stem为主题的系列实践活动。如2015年6月，上海科学教育中心联合200余家单位成立“上海stem教育联盟”，为青少年stem领域爱好者提供免费便捷的线上及线下stem学习机会和资源。2016年10月，“粤港澳促进stem教育联盟”成立，致力于促进粤港澳地区stem教育在中小学的应用实践。stem教育作为一种培养未来

6、综合性人才的教育模式，注重数学、科学、工程、技术等知识密集型经济所需的基本技能与综合能力的培养，对我国的基础教育发展具有重要启示与指导意义。2 我国stem教育面临的挑战相对于美国开展stem教育的经验而言，我国开展stem教育的时间较短，与美国stem教育发展的成果差距较大，在开展stem教育进程中存在短板，具体体现在以下方面：(1)stem教育的开展缺乏连续性和系统性我国stem教育的推动在宏观层面(如stem教育政策、培养路径的制定、相关经费投入等)缺乏系统性规划和顶层设计，在中观层面(如政府、高校、学术机构、企业、中小学校等不同组织的角色定位及其合作等)缺乏协同推进机制，在微观层面(如

7、stem教育项目式活动设计的策略、方法、成功实践案例等)缺乏系统的理念、方法及优秀案例的指导。(2)stem教育师资严重缺乏我国中小学stem教育的师资力量主要是学校的物理、生物、科学、信息技术等学科教师，或者是与stem教育内容毫不相关的学科教师。这些教师一方面没有stem专业知识储备，在教学过程中很难引导学生开展基于跨学科的项目式实践活动；另一方面，我国目前培养的教师专业背景较为单一，而stem教育涉及科学、技术、工程、数学等多个学科领域，尤其是工程技术领域知识在stem教育中占据重要的作用，这些对于我国教师而言都是较为明显的短板。(3)stem教育缺乏系统的课程体系、活动设计框架及资源支

8、撑课程体系、教学活动等是stem教育在课堂落地的最终表现形式，我国在stem教育方面所开展的相关研究更多聚焦于stem教育的相关理念，在课程体系、教学活动设计及资源方面研究较少，较难为一线教师提供具有指导和引领作用的案例支撑，这在一定程度上阻碍了stem教育在中小学校的实践应用。(4)我国stem教育理论与实践研究的成果较少，缺乏系统的理论指导我国有关stem教育的研究起步较晚，并且有关stem教育的研究较为集中在其起源、理念的探讨、国外相关政策及推进机制等方面，而在stem教育体系、相关标准、评估体系、课程体系、活动设计框架等方面的研究较少，理论层面的缺失导致实践应用缺少指导，从而在实践层面

9、难以形成可以推广的成果。(5)我国stem教育缺乏一定的成果推广机制stem教育理论和实践成果的推广可以为不同地区、不同学校开展stem教育提供范例引领，并进一步推动stem教育的发展。纵观我国stem教育的开展，一方面缺少相关理论研究和实践应用成果，尤其是优秀的、具有可推广价值的成果；另一方面在成果推广方面也欠缺一定的机制，难以在区域层面形成规模化推广效应。3 我国stem教育的发展路径分析本研究从stem教育各组织主体的视角出发，对我国stem教育发展路径分析如下：(1)国家层面：战略驱动、标准规范、行动指南国家政府需要为stem教育的发展提供系统性规划和顶层推动，将stem教育列入国家创

10、新驱动战略、出台行动计划、组织制定stem教育相关标准、将stem教育师资培养纳入国培项目、深化课程改革，对接学生21世纪技能的培养及核心素养的培育。(2)地方政府层面：保障支持、示范推动、监测评估地方政府需要为区域stem教育的发展提供系列保障支持，将stem教育纳入地方教育发展规划、制定行动方案、组织培训中小学stem教育师资、组织开办专门聚焦stem教育的特色学校和服务中心、组织开发或引进中小学stem教育课程、组织中小学stem教育示范点建设、组织开展示范教学和比赛活动，形成系列优秀成果并在区域内推广，并将中小学开展stem教育纳入地方教育评估体系，实施动态监测。(3)高校与学术机构层

11、面：科研引领、课程衔接、培训指导高校及相关学术机构需要为stem教育的发展提供相关学术和科研引领，大力加强stem教育相关研究，并形成相关理论研究成果，指导中小学开发stem教育课程及实施stem教育项目活动。此外，高校需要将大学的部分stem教育相关课程与中小学进行衔接，通过开办stem教育专业等，为中小学stem教育的开展提供强有力的师资支持。(4)企业与社会机构：资源协同、课程服务、技术支持企业与社会机构需要为stem教育的发展提供环境、产品、技术及培训支持服务，如为中小学stem教育的开展提供创客空间、科创中心等创新型实验室的建设方案及相关技术支持服务，提供stem教育相关课程、产品服

12、务，同时为stem教育提供师资培训服务等。(5)中小学校层面：营造环境、引育师资、建设课程中小学校是stem教育的主阵地，需要大力开展stem教育实践。结合校园文化与自身的办学特色，中小学应选择主题建设创客空间、科创中心和stem实验室等创新型实验室，建设o2o课程平台和学习社区交流平台；加强与高校、学术机构、企业、社会机构的合作，培养与引进stem教育师资，整合学校课程，引进与开发跨学科项目实践类课程；组织教师开展跨学科教学及研究，探索项目式学习、o2o混合式学习、合作学习等多种形式的stem教学模式。五 总结stem教育能够顺应社会发展的需求，对培养未来具有国际竞争力的创新型人才具有重要的

13、意义。stem教育的发展需要社会各界力量的积极参与，国家应从构建良好的stem教育生态系统的角度统筹、整合包括地方政府、高校、学术机构、企业、社会机构、中小学校等在内的社会各界力量，明确各个实施主体的角色定位，发挥各自优势并从不同层面切入，为stem教育的开展提供支持，形成协同推进的机制与合力。此外，教育工作者需要进一步明确stem教育的发展路径、加强stem教育相关理论与实践层面的研究、加强stem师资力量的培养，开发stem教育课程体系，探索stem跨学科教育创新模式，改变学校教育生态，培植stem跨学科创新教育文化与群体，使stem教育成为推动我国教育变革、培养具有国际竞争力的创新型人才

14、的重要动力。参考文献：1force u s s t. innovate: a blueprint for science, technology, engineering, and mathematics in california public educationr. dublin, ca: californians dedicated to education foundation,2014: 7.23赵慧臣，陆晓婷.开展steam教育，提高学生创新能力访美国steam教育知名学者格雷特·亚克门教授j.开放教育研究，2016，(5)：4-10.4herschbach d r. t

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17、e white house. president obama announces plans for a new, national corps to recognize and reward leading educators in science, technology, engineering, and mathol. 11national science and technology council. federal science, technology, engineering, and mathematics(stem)education 5-year strategic pla

18、nol. 12bicer a, navruz b, capraro r m, et al. stem schools vs. non-stem schools: comparing students' mathematics growth rate on high-stakes test performancej. international journal on new trends in education & their implica,2015, (6): 13 8-150.13successful stem education. specialized stem secondary schoolsol. 14american association of colleges for teacher education(nj). preparing stem teachers: the key to global competitivenessj. american association of col