美国STEM教育项目评价机制分析及其启示
——基于美国典型STEM教育项目的案例分析
王 楠 唐 倩 张 芮 张亦驰
（北京邮电大学 网络教育学院，北京 100876）
摘要： 文章采取案例研究法，以美国八个典型的STEM教育项目为案例样本，从评价主体、评价对象、评价内容/指标、监督反馈等四个评价维度对美国STEM教育项目评价机制进行了分析，发现美国STEM教育形成了一个比较完善的评价机制闭环。在此基础上，文章探讨了美国STEM教育项目评价机制对我国STEM教育的启示，提出了建立第三方评价机制、制定指导实践的评价指标、关注特殊群体的STEM教育、优化监督问责机制等建议，以期为构建我国STEM教育项目评价机制、促进我国STEM教育发展提供参考。
关键词： STEM教育；项目评价；案例分析；美国
引言
STEM教育是为迎合社会发展和技术变革而出现的人才培养方法，是提升人才创造力、复杂问题解决能力等的有效途径。自美国于2007年通过《美国竞争法》之后，各国纷纷加大了STEM教育投入[1]。由于STEM教育学习内容的跨学科特性[2]、学习方法的多样性[3]、学习环境的情境性，使得在传统教育机构中开展的STEM教育面临着教学内容、师资队伍、环境建设等多方面挑战。为解决这一问题，各国政府纷纷通过推进社会化的STEM教育服务，由社会化组织实施面向校内外的STEM教育项目，以满足STEM教育需求。美国在政策和资金上对STEM教育服务的社会化提供了大量支持，有效促进了STEM教育的快速发展，出现了一批颇具影响力的STEM教育项目，如“4-H科学计划”、“STAR Net”等。我国STEM教育起步虽晚，但发展速度很快——自“十三五”规划以来，国内已有600余所中小学引入STEM教育[4]，且涌现了大量社会化的STEM教育服务机构，如上海STEM云中心、柴火空间、鲨鱼公园、寓乐湾等[5]。
作为实施STEM教育项目问责的重要依据[6]，STEM教育项目评价机制是STEM教育逐步完善、发展成熟的重要标志。然而，我国当前缺乏对STEM教育项目评价机制的科学认识。在STEM教育的理论研究和实践探索方面，我国亟待建立本土化的STEM教育项目评价机制，以保证STEM教育项目的质量，确保STEM教育项目的设计与社会需求一致。为此，本研究拟选取美国八个典型的STEM教育项目为案例样本，对美国STEM教育项目评价机制进行系统分析，并探索其对我国STEM教育的启示。
一 研究设计
1 研究方法
案例分析法是通过对有代表性的案例深入地进行周密而仔细的研究，从而获得整体认识的一种科学分析方法。本研究基于对美国典型STEM教育项目的案例分析，旨在为我国STEM教育项目评价机制的建立和STEM教育的发展提供借鉴，而案例分析法适用于此研究目的。
2 案例样本
本研究立足于美国STEM教育项目的开展情况，通过综合分析大量STEM教育项目的社会影响力、项目持续性等多种因素，从中筛选出八个典型的STEM教育项目作为案例样本。这八个案例样本具有以下特点：①覆盖面广，囊括了美国主要STEM教育机构组织实施的多个项目；②项目持续周期长，大多数STEM教育项目的启动时间为8～10年；③教学场景多样，涉及图书馆、博物馆、夏令营等多种STEM教学场景；④社会影响力强，体现为项目参与人数庞大、项目输出成果丰富。这些特点有效保障了所选案例样本的评价机制具有较大的研究价值，可为后续研究提供参考。美国八个典型的STEM教育项目简况如表1所示。
例如，在教学《草船借箭》一文时，教师可借助微课视频，向学生展示草船借箭时的凶险景象。通过微视频，将战争的残酷、他人的故意为难、诸葛亮的智慧等展示给学生，然后再借助对草船借箭的细节描写，结合微课视频，引导学生深入思考课文内容，并进行合理拓展，以激活学生的想象力。播放视频之后，教师不妨要求学生以组为单位，互相交流自己的心得体会、意见看法，促使学生在舒适、自由、宽松的课堂中自由驰骋自己的思想、放飞自己的思维、拓展自己的创造性。最后，教师进行总结，对学生的观点进行补充，让学生产生思维碰撞。
表1 美国八个典型的STEM教育项目简况
3 评价维度
张瑞[7]提出，科技计划项目评价机制应包含评价主体、评价客体、评价目标、评价标准等因素；而蓝勋[8]提出，高等教育“质量工程”项目评价机制需包括评估主体、评估对象、评估内容或指标、评估方法或流程等因素，以及管理、监督和反馈机制。参考这两种观点，综合考虑STEM教育项目评价过程中的特殊性，本研究将评价主体、评价对象、评价内容/指标体系、监督反馈确定为STEM教育项目评价机制的评价维度，各维度的具体内容如表2所示。
表2 STEM教育项目评价机制的评价维度及其具体内容
二 美国STEM教育项目评价机制分析
1 “谁来评”：第三方机构负责评价，有效保障评价的客观性和专业性
①项目实施材料是所有案例样本中最重要的数据来源，其含有项目实施过程中产生的多项数据信息。由于案例样本的项目定位存在差异，故项目实施材料也有所不同，如4-H科学计划项目需要审查州、县等级别项目的规划实施和交付情况数据，NanoDays项目关注博物馆、科技馆的活动数据，STAR Net项目收集图书馆巡展过程中的浏览数据，夏季创新项目则关注夏令营实施过程中的登记数据。
虽然评价主体都为第三方机构，但STEM教育项目的工作人员是否参与评价，不同的案例样本之间存在一定的差别。其中，4-H科学计划、STAR Net和STEMworks这三个项目在聘请独立的第三方机构进行评价的过程中，STEM教育项目的工作人员不参与项目评价工作；而NanoDays和夏季创新这两个项目明确提出需要STEM教育项目的工作人员参与评价，即项目工作人员、评价机构、监督人员共同组成评价小组进行项目评价。
目前，我国的STEM教育仍处于探索阶段，亟待借鉴国外STEM教育项目的先进经验。基于此，本研究结合上述从评价主体、评价对象、评价内容/指标、监督反馈等四个评价维度对美国STEM教育项目评价机制的分析，来探讨此机制对我国STEM教育的启示。
2 “评什么”：评价数据来源丰富，定量分析与定性分析相结合，以总结性评价为主
（1）评价数据来源丰富，且以三类数据为主
本研究发现，案例样本的评价数据来源十分丰富，包括项目实施材料、项目工作人员调查数据、学习者反馈数据、合作伙伴和家长的反馈数据、项目预算数据等多种数据来源。其中，项目实施材料、项目工作人员调查数据、学习者反馈数据是项目评价的主要数据来源，而合作伙伴和家长的反馈数据、项目预算数据等评价数据的实施与具体的项目性质有关。
评价主体是推进实施STEM教育项目评价的核心要素，负责开展具体的评价工作，包括提出评价目标、组织参评人员（含参评专家和被评价者）、设定评价内容、选取科学评价方法、实时监控评估流程等多项工作内容。本研究发现，案例样本的项目评价都由独立的第三方机构负责实施，以有效保障评价工作的客观性和专业性。第三方机构评价的共同特点是，被评价者都需提交一份详细的待评报告，要说明机构背景、STEM教育项目开展的目的和实施周期、数据收集对象、数据收集方法、数据处理方式等，并清楚阐述数据分析结果。
②项目工作人员调查数据是指对参与项目的教师、志愿者等工作人员所进行的调查评价数据。项目工作人员是项目的直接参与者，其调查数据有助于全面认识项目的实施情况。项目工作人员的STEM知识与技能水平会直接影响项目开展的效果，因此项目实施的可靠性可以通过考核项目工作人员的能力来判断。如4-H科学计划项目主要对科学教育工作者进行访谈；NanoDays项目通过线上平台对志愿者进行在线调查；STAR Net项目主要对图书馆工作人员进行访谈；夏季创新项目则以课程形式向学生传播STEM知识，故教师是主要的项目工作人员。
本研究发现，案例样本注重根据本项目的特色，选择性地收集相关数据。如STAR Net项目为帮助项目工作人员进行沟通协作，建立了一个在线实践社区——STAR Net Community of Practice（官网地址：http://www.community.starnetlibraries.org），此社区的应用数据便是项目评估的主要依据；夏季创新项目获取了来自家长的调查数据，用于分析学生的学习效果；而STEMworks项目将年度报告、合作伙伴等数据作为评价项目是否可持续发展、是否具有推广价值的重要依据。
（2）注重项目特色，采取定量与定性相结合的分析方法
③学习者反馈数据也是评价数据的主要来源之一。通过对学习者反馈数据的分析，能够直接反映项目的效果。STEM教育项目的定位不同，参与STEM学习的学习者也有所不同，如4-H科学计划项目主要面向青年，STAR Net项目面向所有观展的人员，夏季创新项目的参与者则是在校学生。
此外，案例样本大多采用定量与定性相结合的分析方法，对STEM教育项目实施过程中收集的数据进行分析。其中，定量数据主要通过测量表、问卷进行收集，收集的数据用于描述性统计分析；而定性数据主要来源于现场采访、教师访谈、项目管理人员访谈、项目工作人员访谈等，访谈资料经过整理后再进行编码和分析。对来源丰富的评价数据进行定量分析和定性分析，可在一定程度上确保评价结果的全面性。
综上，美国STEM教育项目的评价以第三方机构为评价主体，以项目实施材料、项目工作人员调查数据、学习者反馈数据等为评价对象，采取定量与定性相结合的方法，以总结性评价为主要的评价形式，制定相应的评价指标，在评价过程中着眼于个体发展，最后对评价进行监督、反馈，促使STEM教育项目不断改进、完善，由此形成了一个评价机制闭环，有效保障了STEM教育项目评价流程的完整性。
（3）以总结性评价为主，关注项目的可持续发展
一杭坐在回自贡的大巴车上，心已飞到了在自贡四医院住院的母亲那里。二百多公里的路那么漫长，还不到资阳，还不到资中，还不到内江……漫长的两个半小时过去，终于过三多寨，进入自贡地界了，一杭有种心跳的亲切感。
He wrote a book called Between a Rock and a Hard Place.（他写了一本名叫《进退两难》的书。）
本研究发现，案例样本的评价以总结性评价为主，其目的是为了促进STEM教育项目的可持续发展。形成性评价与总结性评价的区别主要在于，形成性评价是在项目实施过程中进行的评价，而总结性评价是在项目结束后进行的评价。在案例样本中，NanoDays、STAR Net、夏季创新、STEMworks等项目均采用了总结性评价；而4-H科学计划项目的设计团队于2007年创建了一个三层的4-H科学评估模型，采用多层次、分阶段的评价方法，其项目评价从最初的形成性评价逐渐过渡到总结性评价[9]，不断收集和反馈项目实施过程中的问题并逐一改进。
总结性评价主要用于判断某个STEM教育项目是否具备可持续执行的条件，需服务于项目的所有利益相关者。其中，判断项目成效是否达到了预定的目标是总结性评价的核心内容。如STEMworks项目的总结性评价需考察项目是否有能力实现其目标、能否可持续发展，以及项目模式能否在其它区域推广。
用典或声律，有一项运用巧妙，便能为诗文增色，前述《谢灵运传论》所云曹植、王粲等“非傍诗史”，盖能以音律取胜，反之，当声律有瑕疵，诗史典故运用巧妙，也不失为佳作。如其最为人称道的《别范安城》，从形式上看，当为新体诗，然按永明声律论，不少地方却未能避免声病：
3 “怎么评”：着眼于个体发展，制定评价指标指导实践
（1）关注学习者个体，注重个体的STEM兴趣和学业发展
（2）多方协同，制定指导实践的评价指标
值得一提的是，STEM教育项目对学习者个体的关注还体现为对特殊群体的重视，如未被充分代表群体（Underrepresented Groups），即在STEM教育领域中代表不足或者服务不足的群体[10]。大多数案例样本在进行项目评价时会考虑项目针对的特殊群体有哪些、怎样满足这些人的目标需求等问题，如STEMworks项目将特殊群体的需求作为项目评价的指标之一。
本研究发现，案例样本的评价高度关注学习者个体的STEM兴趣发展和学业发展，这一点在项目的背景分析、项目输入、实施过程、成果输出等多个环节均有体现。如4-H科学计划项目将青年职业兴趣作为评估标准之一；NanoDays项目关注学习者的STEM兴趣变化和未来在STEM领域工作的信心变化；夏季创新项目针对学习者的STEM学科成绩进行评价；STEMworks项目则要求STEM学习者个体的发展符合地方、州或国家标准且满足学习者期望。
通过分析案例样本，本研究发现大多数STEM教育项目已制定了相应的评价指标，并且评价指标由多方利益相关者积极参与制定。如在校外教育联盟STEM项目中，项目设计人员、教学人员、项目推广人员、管理人员和政策制定者等多种角色都参与了评价指标的制定；圣地亚哥郡STEM项目则建成了一个由教师、校长、社区管理人员、工程师和家长组成的评价组织。评价指标应注重评价的可行性和可操作性，以通过判断当前STEM教育项目的成熟度水平，来不断改进和完善项目。如4-H科学计划项目设定了“已经达到”、“尚在发展”和“未达到”三个水平的评判标准，并给出了相应的评判依据；圣地亚哥郡STEM项目则将评价结果定位到了不同的发展阶段（包括“发展”、“成熟”、“聚焦”和“典范”四个阶段）。
4 “怎么用”：对评价进行监督、反馈，形成评价机制闭环
本研究发现，在第三方机构对案例样本进行评价的过程中，会有专门负责监督、反馈的组织来审查项目工作人员的专业性、评价量表/工具的有效性、评价计划的可行性，并对项目评价报告提出反馈意见。如4-H科学计划项目构建的评价逻辑模型和开发的评价工具，需要同行评审确定其可行性；STAR Net项目由机构审查理事会负责审查第三方机构提出的评价计划和开发的评价工具；夏季创新项目则由NASA工作人员、项目承包商、技术审查论坛（Technical Review Forum）成员共同审查其评价计划，并提出反馈意见。
本文利用常规气象资料和EC细网格0.125°×0.125°格点数据,对1601号台风“尼伯特”影响苍南的大暴雨过程进行释用及诊断分析,并检验和评估细网格格点预报的效果,为提高基层台站预报台风灾害性天气积累经验,从而提高相关预报水平。
三 美国STEM教育项目评价机制对我国STEM教育的启示
(2)回声返回损耗增益值ERLE(Echo Return Loss Enhancement),其值越大表明回声抑制效果越好,定义如下
1 建立第三方评价机制，健全STEM教育服务生态
积极引导社会化的教育服务机构投入STEM教育，是当前我国推进STEM教育的重要途径。而保障教育服务质量的关键，在于实施行之有效的评价机制。借鉴美国八个典型的STEM教育项目都由独立的第三方机构负责实施评价的经验，我国STEM教育也有必要建立第三方评价机制——第三方作为独立于第一方（教育活动举办者）和第二方（接受教育者）之外的、专业业务能力也相对较强的一方，其评价行为较少受到其他利益相关者的影响，故采用第三方评价机制能够保障项目评价的客观性和专业性，其评价结果能够得到社会的普遍认同。
这时候，即使妈妈很有耐心，也不知道是等待呢，还是催促干预？坚持生活常规是培养宝宝的好习惯和秩序感的重要条件，但是想改变宝宝，总会引发他的抵触情绪，妈妈应该怎么做才能够让宝宝有路可走？
随着越来越多社会化的教育服务机构进入STEM教育领域，服务质量良莠不齐、各种机构鱼龙混杂的现象将日益凸显，因此有必要对这些教育服务机构的资质、业务能力、人员结构等进行审查，以形成良好的STEM教育服务生态。在此过程中，建立高效、可靠的第三方评价机制，可有效保障STEM教育的可持续发展，故成为了健全我国STEM教育服务生态的重要内容。
2 制定指导实践的评价指标，深化STEM教育研究
目前，我国STEM教育构建行之有效的STEM教育项目评估体系，这在很大程度上限制了我国STEM教育的实践探索。评价指标的重要作用是价值导向，通过制定评价指标，可以统一实践中的各种认识，逐步引导利益相关者建立对项目总体规划目标的科学理解，从而形成相对一致的价值观和方法论。此外，STEM教育项目评价指标不仅是项目成效评价的主要依据，还有助于STEM教育项目确定项目目标、制定项目实施计划、把控项目质量。基于此，我国急需制定本土化的STEM教育项目评价指标，即根据我国国情，从国家、省、地区三个层面来制定STEM教育评价指标：在国家层面，要发布统一的、具有普遍意义和指导性的评价标准，以满足大部分STEM教育项目的实施需求；在省、地区层面，要结合本地的发展情况设计具有本地特色的STEM教育项目评价指标，以有效推动STEM教育项目的落地。
文章采用计算机精确配色技术配制出与真山石光谱反射曲线相近的仿石伪装涂料，满足了光学波段示假的伪装要求。通过在材料中添加研制的微胶囊相变材料，使仿石器材热红外辐射温度特征接近真山石，辐射温差小于4℃，满足了热红外波段伪装要求。通过在仿石器材金属骨架、垂直面集中等重点部位贴附无机泡沫吸波材料，衰减雷达波后向散射，消除其雷达暴露特征。研制的仿石器材及相关材料为工程口部伪装提供了新器材。
从中可以看出，中国观众偏爱喜剧、合家欢类型的电影，以上电影也几乎全部是大团圆结局。与中国观众相似的是，韩国观众也对于满足民族自豪感的类型片情有独钟，因此《鸣梁海战》《暗杀》等抗日题材的电影榜上有名。但与中国观众不同的是，韩国观众似乎更能接受主角的死亡、不幸等悲惨命运，哪怕是喜剧片也流露出浓郁的悲剧氛围，例如喜剧电影《七号房的礼物》，结局以无辜的男主角在无罪释放前被执行死刑而告终。
3 关注特殊群体的STEM教育，避免教育鸿沟
目前，我国STEM教育项目主要集中在长江三角洲、珠江三角洲和京津冀地区。其中，长江三角洲的STEM教育发展以上海、无锡、苏州等地最为突出，这三地的地方政府出台了许多激励STEM教育发展的政策；珠江三角洲的STEM教育发展以深圳最为突出——深圳将创客教育和STEM教育结合起来，在开源硬件开发、科技活动组织等多个领域引领全国发展方向；京津冀地区的STEM教育则以北京为主——北京在推动STEM教育的社会化服务方面成果显著。
教育发展程度往往与经济发展现状相匹配，上述三个STEM教育发展快速的地区也都是经济发展水平较高的地区。为避免教育鸿沟，一方面应在政策、资金等方面对欠发达地区的STEM教育项目予以扶助，并引导社会化的教育服务机构服务于欠发达地区STEM教育项目的开展；另一方面应借鉴美国STEM教育项目关注特殊群体的做法，提供面向特殊群体的STEM教育，并引导特殊群体（如留守儿童、贫困地区儿童等）积极主动地参与STEM教育。
4 优化监督问责机制，保障STEM教育健康发展
美国STEM教育项目评价机制的分析结果表明，STEM教育的健康发展依赖于两个方面：①运用评价指标来判断当前STEM教育项目的成熟度水平，以不断改进、完善项目；②有专门负责监督、反馈的组织，促使STEM教育项目不断改进、完善。
借鉴美国STEM教育项目的经验，我国也有必要建立监督问责机制并在实施过程中不断优化。目前，我国教育培训市场乱象频生，STEM教育领域也自然避免不了一些质量低劣的社会化教育培训机构流入其中。针对校外培训机构问题，我国国务院、教育部曾多次发文，要求规范校外培训机构[11]，并提出2019年加快推进校外培训机构专项治理工作[12]。除了规范和治理，优化监督问责机制也不失为一个加强STEM教育项目管理的好办法——监督问责机制可以有效确保各级各类机构在分工协作的基础上各司其职、各负其责，并为客观、公正的STEM教育项目评价“保驾护航”，从而保障STEM教育的健康发展。
四 结语
本研究从评价主体、评价对象、评价内容/指标、监督反馈四个评价维度，对美国STEM教育项目评价机制进行了案例分析，并探讨了其对我国STEM教育的启示，可为构建我国STEM教育项目评价机制、促进我国STEM教育发展提供参考。值得一提的是，除了美国，英国、德国、日本等一些发达国家业已开展了STEM教育并取得了良好成效。基于此，我国需要在STEM教育与学科教育的融合、专职师资的培养、社会化参与机制的设计等多方面充分借鉴其它国家的发展经验，构建适合我国国情的STEM教育体系。
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[12]教育部办公厅.教育部办公厅关于加快推进校外培训机构专项治理工作的通知[OL].<http://www.moe.gov.cn/srcsite/A06/s3321/201803/t20180327_331304.html>
Research on the Evaluation Mechanism of American STEM Education Projects and its Enlightenment——Case Study based on Typical STEM Education Projects in America
WANG Nan TANG Qian ZHANG Rui ZHANG Yi-chi
(School of Network Education, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing, China 100876)
Abstract: In this paper, the evaluation mechanism of American STEM(Science, Technology, Engineering, Mathematics)education projects was analyzed from four evaluation dimensions of evaluation subject, evaluation object, evaluation content/indicator, and supervision feedback through the case study method and taking eight typical American STEM education projects as sample cases.It was found that American STEM education formed a relatively complete evaluation mechanism closed-loop.Based on this, the enlightenment of the evaluation mechanism of American STEM education projects to China’s STEM education was discussed.It was proposed that a third-party evaluation mechanism should be established, the evaluation indicators for guiding practice should be formulated, the STEM education of special groups should be focused, the supervision and accountability mechanism should be optimized, expecting to provide reference for constructing evaluation mechanism for China’s STEM education projects and promoting the development of China’s STEM education.
Keywords: STEM education; project evaluation; case analysis; America
【中图分类号】 G40-057
【文献标识码】 A
【论文编号】 1009—8097（2019）09—0108—07
【DOI】 10.3969/j.issn.1009-8097.2019.09.016
作者简介： 王楠，副教授，博士，研究方向为远程教育资源设计与开发、STEM教育，邮箱为etwangnan@126.com。
收稿日期： 2019年2月7日
编辑：小米
标签：stem教育论文; 项目评价论文; 案例分析论文; 美国论文; 北京邮电大学网络教育学院论文;