美国STEM教育的愿景、举措和保障-整合的视角论文

美国STEM教育的愿景、举措和保障-整合的视角论文

美国STEM教育的愿景、举措和保障
——整合的视角

李学书1,金燕娜2

(1.上海开放大学 发展研究部,上海 200086;2. 上海师范大学 青年学院,上海 200083)

摘 要: 美国STEM教育被视为国家人力资源开发的战略,已经走过30个春秋,取得很大成就,为很多国家教育所借鉴。其中整合的理念贯穿整个教育:整合的目标和愿景引领该教育形态的发展;整合多样化策略构建STEM学习生态共同体成为其深入开展的主要举措;而整合各方面力量,建立多元政策体系、投入巨额经费和设计强有力机制成为STEM教育发展重要保障。

关键词: STEM教育;整合;愿景;学习生态共同体;政策保障

若将美国国家科学委员会(NSB) 在1986年提出的“科学、数学、工程和技术教育集成”[1]纲领性建议视为开端,美国的STEM教育已经进入而立之年,并被视为一种国家战略,成为美国社会各界所关心的教育改革话题。

STEM教育是建立在科学、技术、工程和数学等“元学科”(meta-discipline)整合的基础上,为众多孤立学科建立的一个新桥梁,以设计和探索为目的,为学生提供认识整体世界的机会,把碎片化知识和零散的技能整合成一个互相联系统一整体的过程。美林(Merrill)将STEM教育定义为一个后设学科,它以基于标准的整合方式进行教学,利用整合模式将多学科整合为一个新的整体。[2]它体现的是一种“倾向于应用”的教育哲学,整合理念贯穿整个教育过程。布赖纳(Breiner) 的调查发现STEM教育中最重要的整合理念已经为大部分教育机构和学校等赞同。[3]也即整合的目标和愿景引领这种教育形态的发展方向,整合的策略成为该教育形态发展动力,整合的保障措施维系该教育形态的持续发展。

一、树立整合的教育目标和愿景,引领 STEM教育发展方向

整合意味着STEM教育教师要自觉弥合学科界限,不再仅关注某个特定学科教育上,而是将教育重心放在某个特定主题或问题上,利用多学科相互关联的知识整合体系来解决特定情境中问题,从而实现提高学生创新意识和实践能力的教育目标。

(一)指向整合STEM素养的教育目标

STEM教育的基本目标是培养学生的STEM素养,而STEM素养已成为当今世界各国提高人力资本的重要内容,是确保人们在以知识为基础的工作场所和社区中能够更加胜任岗位需求的重要保障。STEM素养是科学素养、技术素养、工程素养和数学素养的有机整合,是个体把自己对世界的认识运用到四个相关联领域的能力,是把学习到的零碎知识、技能与单一过程转变成探究真实世界的综合能力,而不是简单组合,具体表现为在“杂乱无章”的学习情境中的设计能力和问题解决的能力。美国州长协会2007年颁布的《创新美国:拟定科学、技术、工程与数学议程》肯定STEM素养的重要性时指出:具备STEM素养是人们在激烈竞争中取得先机的条件,是赢得胜利的保障。

美国的教育管理实行的是分权制,因此K-12阶段的STEM教育并未设定统一的发展目标,但其目标和追求渗透在权威报告和有关会议中。宏观目标层面,2010年10月由美国国家科学研究委员会(NRC)组织的“中小学STEM教育的优秀学校或项目委员会”提供的报告发现,美国K-12阶段STEM教育目标主要表现在以下三方面[4]:(1)扩大STEM教育规模,提高高学位人才投身STEM相关职业的数量,尤其是黑人、西班牙裔和低收入家庭孩子;(2)增加富有STEM素养的劳动力,尤其要培养更多相关领域的女性和少数民族;(3)提升全体学生的STEM素养,尤其对科学和数学概念的理解、个人决策和民主事务参与意识和能力。

这三个长期目标反映了国家经济发展所需要的人力资本的类型,抓住了STEM教育目的的广度,且这些目标本身不是相互排斥的,而是相互整合的,包括一系列中间目标:如学习STEM课程内容,包括强化相关实践、实施STEM的积极决策、培养对STEM相关领域的积极态度以及学生终身学习意识和能力等。

综上可知,公路工程具有极强的复杂性,多方面的影响因素使得质量安全问题频繁发生。要求施工单位可以重视这一质量安全问题,并认清当前质量安全监督与管理中存在的阻碍,从而采取有效对策,改进其质量安全监督与管理工作,让公路工程建设项目的质量与安全都可以获得良好的保障,推进公路工程建设的健康发展,实现维护人们出行安全、维护社会安定的目的。

《理解整合性STEM教育:国家研究报告》[4]指出,美国实施的K-12 STEM教育项目中,学生培养的具体目标及其在整个目标体系中占比主要体现在以下几个方面:

就蓝色蓝宝石来说,它们的价值地位一般是这样排列的:矢车菊蓝>皇家蓝>湛蓝>正蓝>浅蓝>淡蓝。除了美丽的蓝色,蓝宝石还有一个庞大的支系——彩色蓝宝石。由于色彩太丰富,让人有进入梦幻的童话世界一般。故香港人爱把它们称作幻彩蓝宝石。

Suggestions for Development of Tourism Resources of Shanxi Merchants’ Tea Road of Ten Thousand Miles under the Strategy of the Belt and Road_________________________FAN Zhiping 26

值得一提的是,STEM学习生态系统也是各种因子的复合体,包括与STEM教育相关的学校和社区环境,具有较高的开放性,如典型的暑期项目、课后项目等,以及发生在科学中心、博物馆等场馆学习行为,还有家庭等各类非正规学习环境中的非正规教育经历等。该系统还能以多元共生的方式,激发各种学习因素互动,利用不同条件和环境营造长期个性化学习环境,提供横向与纵向相贯通的完整的STEM学习体验,以及学生就业和生活所需的技能。对教师而言,学习生态系统能很好地利用校际及跨机构组织间的合作带来丰富的校外资源,从而更好支持和维系STEM教学的开展。另外,STEM学习生态系统也有助于将资金投入及其他资源引向最亟需的地方,避免因经济发展不平衡带来的不平等。

(2)树立正确的STEM教育态度,提高相应兴趣占68%;

(3)丰富STEM领域知识内涵,强化学科素养的理解,提高课程成绩占64%;

(4)强化学习过程,促进对技术、工程和科学过程的理解占61%。

鉴于现实世界中的真实问题是跨学科的,必须运用跨学科的学习方式建议解决。因此在STEM教育推广过程中首先要使构成STEM的学科成为一个整体,打破学科间以及与非STEM学科之间的分界线,更好地反映知识的应用情况并在解决真实问题中培养STEM素养,将跨学科的学习方式整合到各阶段课程中。

(二)STEM教育发展的未来愿景

为了全面推进STEM教育实施并确保取得效果,2015年3-8月期间,美国教育部与美国研究所在华盛顿和纽约共同组织和邀请近30名STEM领域专家和学者,召开系列学术研讨会,分享他们对STEM教育未来愿景的想法和建议,并于2016年9月14日,联合发布了名为《STEM2026:STEM教育中的创新愿景》(STEM 2026:A Vision for Innovation in STEM Education,简称《STEM 2026》)的报告。该报告在指出存在的问题和相应的挑战基础上对STEM教育未来十年进行了规划,提出了六大方面的发展方向和愿景,从而成为指导未来STEM教育发展的纲领性文件。这一愿景对当下我国刚刚起步的STEM教育发展和规划也有借鉴价值。

《STEM 2026》旨在推进STEM教育创新方面的研究和发展,提供相应数据和未来愿景。该报告力求利用实践社区和社会文化营造STEM教育发展的环境,利用活动设计、教育经验、学习空间、学习测量等措施提升STEM教育的效率和效能,解决STEM教育公平问题,以确保各年龄阶段以及各类型学习者都能享有优质的STEM学习体验,并从战略上保持美国科技战略优势。STEM教育的六个愿景分别为:

(1)构建参与度高的网络化实践社区。主要是通过建构相互整合的、网状化关系系统,为各类学校开展STEM教育提供硬件设备,使STEM教育理念渗透到学习者日常生活,借助网络化将教育者和创新者融入社区,提高学生的参与度。

(2)设计游戏化和需要探究的学习活动。就是要在各类STEM主题活动中,通过趣味性和风险性的挑战激发学习者设计和创造的欲望以及对STEM学习的好奇心;通过相应的学习活动,整合知识和资源,提高学生解决问题的能力;在合作学习和深入反思过程中,收获归属感及学会解决现实世界问题的成就感。

(3)丰富学生运用跨学科方法解决“大挑战”(Grand Challenges)的教育体验。就是要运用当地社区、国家层面或者全球范围内还未解决的问题,组织考察与教学,软化学科间边界,帮助学生理解STEM与生活之间的相通性;在STEM学习过程中融入多元化的学生群体(异质性),将跨文化、跨专业合作的方法和内容引入到STEM教学中,确保所有学生公平地获得优质的学习体验。

(4)创建由创新技术支持的灵活而全纳的学习空间。主要是在非教师主导的课堂环境中,组织、装备和获取信息为教育者和学习者提供更为灵活的空间,促进协作学习、发现学习以及实验学习的开展,激发学生创造力,通过其他技术来获得跨学科的、更加真实的STEM学习体验。

(6)形塑多元化且多机遇的社会文化形象和环境。主要是促进社会多元文化交融,逐渐减少隐性偏见,提升包容性;开发描绘种族、文化和性别等身份多样性问题的STEM教具。

(5)开发创新性的和可操作的学习测量方式。重新思考如何对学生采用为数不多的更智能化且富有成效考评方式,开发更具创新性和可操作性的学习测量方法,以便开展形成性评价,通过多层面且整体的评价,关注学习者全面素质的提升,促进STEM 教育和终身学习的发展。

2017年6月12日,天津市发展和改革委员会对外公布《天津供热发展“十三五”规划》。规划提出,优先发展可再生能源,大力发展热电联产,提高清洁能源供热比例。《规划》强调,结合东郊等污水处理厂建设污水源热泵,到2020年末,天津市主城区污水源热泵供热面积309万m2。其中,东郊和咸阳路污水处理厂污水源热泵供热面积均为100万m2,北仓污水处理厂污水源热泵供热面积28万m2,张贵庄污水处理厂污水源热泵供热面积均为60万m2,双青污水处理厂21万m2。

记者在采访中还了解到,随着当前国家“双减”政策的不断推行,云南特肥市场热度不减。因为市场容量巨大,很多农资生产厂家和经销商纷纷在这里成立公司,搭建平台。巨大的市场容量背后潜藏着不稳定的风险,诸如盲目跟风炒概念、博噱头、过度营销产品等。面对乱象丛生的困局,如果再不紧急刹车,结局只能是将产品做死,将市场做烂。

干奶期间如何饲喂母牛,会影响到犊牛以及犊牛后期的产奶情况,犊牛营养是从干奶、围产期就开始的。另外,微量元素使用形式对母牛生下的犊牛及后期产奶量是有影响的。在使用微量元素时,尽量使用有机微量元素,其添加量少,消化率高,动物利用率也高,对犊牛后期产奶有比较好的影响。在产犊前40天干奶阶段,到犊牛,后备牛,再到第一个泌乳期产奶期间使用有机微量元素,犊牛会更健康一些,死亡率更低。

由此可见,《STEM2026》报告强调专家学者针对美国国情所提出的对未来十年STEM教育的展望,希望更多凝聚社会各方面力量,协同促进STEM教育创新发展机制的形成,而不是建立一套规范的活动;同时还提供了具体实例来帮助应对STEM教育存在的挑战,对STEM教育普及和推广具有非常明确的指向性,希望惠及全体学生,尤其是特殊群体;激励社团和组织积极行动,强化学习活动的游戏化和真实性,培养创新思维和科学探究的能力;借助政策制定者、研究人员、教育者、行业领导者以及更广泛的公众,运用学习测量改变评价方式和创新培养模式,增强学习结果的有效性,更好地开展STEM教育实践。[5]

二、构建学习生态共同体,促进 STEM教育发展

网络操作系统是计算机内部系统的各种应用协议与服务请求结合体。故而从理论上而言,系统漏洞是每台计算机都会存在的问题,只有通过系统漏洞的不断升级才能够不断对系统漏洞进行修复工作,进而提升系统的安全保障。但值得注意的是,系统漏洞进行更新后,仍然会存在各种协议或是程序之间的不兼容,进而产生新的漏洞。

(1)培养新世纪需要的新技能占82%;

纵观美国构建STEM学习生态系统的理念和发展路径及策略,“整合”乃是其灵魂,一切举措都围绕着“在更好地整合学习资源基础上实现STEM教育的愿景”展开。这些策略和举措主要体现在以下几个方面:

1. 开发整合性的STEM课程,建立社区/行业合作关系

STEM教育理念认同学习是一个有机整体,而非若干割裂的部分,学校有其局限性。奥巴马曾指出,公司的未来取决于下一代员工的创新能力,美国的成功靠的是国家在世界创新中的作用,而这些最终取决于教育培养出什么规格学生—尤其是在STEM方面,不能单靠政府,还依赖于教师、家长、企业、非盈利机构等利益相关者,以及更广泛的社区等。[7]学习生态系统就是为各个机构的教育者提供工具和方法,搭建合作平台,整合各方面力量,促成长期规划的实施与持久合作。例如,橘郡STEM计划[8]就是在搭建利益共同体基础上,除了为合作方提供必要信息外,还包括开发工作规划指南、需求评估模板、协议书样本、人员工作条例及其评估、技术支撑和平台以及网页素材和支持等合作框架,便于各方开展工作,并开展与高等教育互动。

2.强化STEM学科间整合,弥合与非STEM学科间的界限

虽然美国国家层面教育界并没有在中小学阶段STEM教育中出台独立的技术或工程目标和标准,但在地方层面和有关课程标准中,如《共同核心州数学标准》(CCSSM) 和《下一代科学标准》(NGSS) 等,已经渗透着相应的教育理念和追求,指导着STEM学科的发展。

1.1 试验材料 原料:油梨(缅甸种植的墨西哥系油梨);白砂糖、柠檬酸、VC均为食用级市售,D-异抗坏血酸钠(诸城华源生物工程有限公司),L-半胱氨酸(诸城华源生物工程有限公司)。

另外,作为STEM核心学科的科学和技术创新的发生和发展绝不可能在单一学科范围内,而是在解决地区、国家或全球挑战中,由一个跨学科的团队长期攻关的结果。而对STEM教育而言,必须为教育者提供充足的知识、资源和策略储备,以便开发有效整合的STEM学习活动。为此必须灵活运用学科知识整合、生活经验整合和学习者中心整合等重要取向,获得多学科的STEM学习经验;确保所有学生都能获得必要的资源和支持,改变传统的学习方式。

3.重构学习空间,促进STEM校内外学习的整合

自从STEM教育从最初的一种愿景,以制造产品为特征的教育形态,发展到今天为世界各国青睐的教育实践整合体,美国政府和社会各界将其视为降低失业率的主要手段,出台一系列的法案和报告,保障STEM教育组织和实施。为推进这些政策和法案实施,相关机构以不同方式,对STEM教育进行注资,形成巨额经费投入,奠定STEM政策实施基础。同时美国政府和社会各界都认为STEM教育开展不能仅靠单一学校,必须构建整合的战略实施机制。

超越时空限制的学习空间,有助于对STEM概念的探索,提供相应技能的发展新模式。为了更广泛和有效地使用技术手段和工具,打造灵活、具有包容性的学习空间,必须利用好在线协作工具、沉浸式媒体、仿真游戏、混合学习环境、人工智能系统、虚拟现实等,深化STEM学习,扩大物理教室的空间,为STEM教学提供一个教育和学习的植入模式;利用MOOCs、增强现实技术(Augmented Reality) 等技术重新打造“未来教室”;将自然世界、虚拟空间作为教室,开展探究活动,让参与的学生感受到真实的特定问题情境,保证学生自由地进行研究、学习,并适用于特殊群体;认同正规科学教育与非正规科学教育的目标差异,在联合项目的设计与实施中兼顾各方的需求,将校内外STEM学习结合起来。

4.发挥STEM专业机构和各类项目的优势,提高教育者的能力

教育改革的核心是教育者对改革理念和目标的认同及其相应专业能力提升。对STEM教育来说,教育者的知识、技能和相应素养直接影响甚至决定着学生STEM学习的质量,而其跨学科、多元整合的特征对教师提出了更高要求,站在促进教育公平高度,开展针对STEM教育相对落后地区和群体的师资培训。为此,STEM教育者可以利用STEM专业机构和高校理论研究和实践的专长,整合各类资源,获取多学科STEM学习和教学经验,深化科学、数学和技术方面的本质认识,提高科学素养。STEM教育是对传统教育的改革,思想转变是关键,因此,必须对相关教育者开展STEM教育培训,增加实习项目的数量和参与项目的频率,帮助教师们获得多学科的知识技能和教学方法,并将它们融入STEM课堂教学中;构建与STEM实践相匹配的专业学习社区,营造积极互动的学习和教学交流氛围,形成创新性和创造性的文化,促进教育者通过知识共享、成果展示、经验交流,及时根据教育实践需要改善教学和管理,从而更加有效地支持所有学生的STEM学习。

5. 关注弱势学生群体,不断改善教育公平

为了推进STEM发展,促进科学、技术、工程和数学等学科以及正规学习和非正规学习的有机整合,美国成立正规与非正规学习中心(the LIFE Center)从事相关研究。该中心的调查发现,美国提升STEM教育的举措主要局限于正规教育体系中,而学生每年在校时间仅占他们清醒时间的18.5%,这意味着STEM教育举措发挥作用的舞台被限制在这不到四分之一时间内。[6]这种单一学校开展正规STEM教育来促进学生学习,成效不甚明显。因此该中心通过进一步分析认为,应充分利用剩余81.5%的时间,搭建更大的学习空间,开发与课堂教学相配套的活动,不断丰富学生的体验,利用非正规教育环境促进STEM学习,建立一个跨部门合作的整合正式教育、非正式教育与课外教育于一体的STEM学习生态系统。该系统具有生态系统的多样性特征,能够发挥各个地方和机构的优势,具有当地特色,充分消弭STEM教育中的问题,达到“STEM学习无处不在”的效果。

目前很多STEM教育机构和管理机构领导者已经意识到提高弱势群体的STEM能力的重要性,大都将STEM教育中弱势学生群体的长期参与度作为重要考核指标,着手制定指导方针,提高STEM项目、课程和活动的参与。

首先,在明确满足STEM领域弱势群体的需求基础上设置不同学习进阶目标,建构STEM校内外经验并不断进行深化,尤其重视为女性和少数民族的学生学习提供个性化指导和支持;其次,提供技术服务和设备支持:这些技术服务包括帮助他们了解该技术的应用价值,提供STEM实验室及相应的设备并进行技术培训;讲解产品制作原理并进行演示,对其过程中进行探究以及总结和反思[9];最后,借助项目活动、沟通交流和公众意识,争取各方面力量对他们STEM学习提供帮助,培养探究文化,争取各方面理解,通过针对性的招聘工作使STEM教育项目延伸到弱势群体。更重要的是,“STEM教师需要采用一体化的教学和学习方法,不需要明确地区分出具体学科内容,在教学处理上形成动态的、连贯性的学习。”[10]

6. 构建多元化、真实性的评价体系,促进STEM教育发展

绿色经济有两种含义,一种是对原有的经济产业进行生态化的改造,由原来的非环保型产业转变为环保型的绿色产业,哪怕放弃一部分收益,也坚决不过度破坏环境。另一种是发展一些对环境本身影响较小的或者利于改善环境的企业。例如农家乐、服务业、有机蔬果等。总的来说,绿色经济就是大力发展无污染、节约能源的绿色经济产业,并能实现环保与经济的双向发展,人们需要认识到绿色经济在我们日常生活中的深层次影响。对于整个社会发展来说,在绿色经济的理念下,其带来的变化将是层次化和多样化的。比如:在这一理念下,只有淘汰那些落后的产业和企业,并积极发展一些绿色生态的企业,才能让其适应时代的发展。

美国现行的评价体系也多限于单一学科,且更多关注一些事实性知识的掌握,而忽略有关实践和应用。因此,STEM教育综合多学科的评价亟待发展,评价创新势在必行。鉴于STEM教育的跨学科、整合性及以培养学生的问题解决能力为旨归,对教师教学效果和学生学习成就进行评价应该采取更加灵活的方式,以促进学生发展,将作品表征的结果评价和探究过程形成性评价有机结合起来,并根据评价效果及时调整教学活动,从而提高分析、探究和设计等方面能力。为了减少对具有创造性思维的学生的限制,进一步明确评价目标,节约宝贵的教学和学习时间,STEM教育需要采取更为全面和包容的评价机制,开发创新且可操作的学习测量方式,所采用的方式、材料、平台或设备,应该能够服务于各种类型的学生,采用技术手段来支持并深化个性化考评进程。

三、实施整合的战略机制,保障 STEM教育发展

但人们可能会为帕克太阳探测器担心,在火热的日冕区,它能经受住高温的考验吗?科学家说它能:帕克太阳探测器穿着一件厚达十多厘米的碳复合外衣,能够经受1400摄氏度的炽热高温。正是因为有着耐高温的独特本领,它才能够成为太阳系内一只敢于扑火的飞蛾!

(一)强有力政策保障

在教育政策方面,随着经济发展和科技的进步,美国政府针对不同政策问题,出台不同政策和法案,并随着政策问题的解决和教育现实发展需要,不断对既定教育政策和法案进行修订和更新,更好地指导STEM教育发展,规约教育目标方向,确保STEM教育政策目标顺利实现。

《本科的科学、数学和工程教育》报告启动了STEM教育,而时隔十年,在对美国大学科学、数学、工程和技术教育的发展历程进行回顾和总结基础上,1996年国家科学基金会发布的《塑造未来:透视科学、数学、工程和技术的本科教育》被STEM教育视为快速实现振兴本科教育目标的“行动指南”,针对“培养STEM教育系统中的师资问题”以及“提高所有人的科学素养问题”, 制定可实施的战略方针,对学校、地方政府、工商业界和基金会提出了明确的政策建议。[11]

在2006年2月,美国国会通过了《美国竞争力计划:在创新中领导世界》[12]。该法案是为了改善新世纪以来美国面临强大科技竞争为背景,也是关于STEM教育的重要政策文件,指出培养具有STEM素养的人才是知识经济时代教育目标之一,从而将STEM教育推入快速发展轨道。

在2009年,刚刚上任的奥巴马总统发起全国性“教育创新”(Educate to Innovate)运动,旨在激活社会各方面力量,沟通克服经济危机带来的挑战,使美国科技发展达到卓越的水平,未来十年改变在国际测评中美国学生的科学和数学成绩不佳现状。其中典型的成果是奥巴马正式推出“变革方程”(Change the Equation,CTEq)教育计划[13]。该方案通过整合有代表性的工业企业、基金会和非盈利组织等力量,致力于促进中小学STEM教育实施,提高美国劳动力和公民STEM素养。

食品是关系人民生命健康的关键,随着社会经济不断的发展,我国食品的生产及供给发生了多种变化。当前,我国食品类型繁多、数量充足、供给渠道丰富,食品安全问题却频繁出现,食品中毒人数每年约二十万人至四十万人,严重威胁着人们的身体健康,导致我国饮食行业诚信遭受破坏,甚至在一定程度上影响社会经济的健康发展。

2013年5月,奥巴马政府又颁布了《STEM教育五年战略计划》(Federal Science, Technology, Engineeringand Mathematics Education Five-Year Strategic Plan)[14],确定了五个STEM教育优先投资领域和两个协调战略,优先发展国家的STEM 教育,促进联邦机构合理有效地利用联邦投资,合作解决STEM关键挑战。这一计划为美国STEM教育未来5年的发展指明了方向。

奥巴马签署的《每一个学生成功法案(ESSA)》[15]及其发表“给每一个学生学习计算机的机会” (Computer Science for All)的电视讲话[16],都在为STEM教育的发展争取支持,鼓励地方投资和创新,开发和整合各类资源,为P-8阶段学生创造优质的计算机科学学习机会,同时为更多高中学生开发开设计算机科学课程,促进STEM教学和学习开展,确保学生和学校取得成功。2016年9月颁布的《STEM2026》报告[17],阐明了STEM教育的最新研究发展状况,它是对以前颁布和实施中法案或政策的补充和拓展,将对美国未来十年STEM教育的发展提供明确的指导。

(二)巨额的经费投入

美国联邦政府机构对STEM教育进行高额经费投入,并且年度总统预算逐年增加。根据《总统2012预算要求和中小学教育改革蓝图法案》,2012年政府斥资2.06亿,主要用来开发高效的STEM教学模式、培养和雇佣高质量的教师。2015年总统预算为联邦政府STEM教育项目投资29亿美元,比2014年提高了3.7%。包含投资4000万美元用于招募、准备和支持优秀STEM教师, 投资2000万美元开展STEM硕士教师试点;投资1.1亿美元来建设新的STEM创新网络;国家科学基金会投资1.18亿美元用来提高STEM本科教育质量以及开展STEM教与学的研究。

美国联邦政府对STEM的投入主要以开发或推进项目形式发放,以更新课程和设施, 改革知识传授方式,提高学生的学习能力,以满足知识经济快速发展的需求,同时也方便绩效评估。根据美国学术竞争力学会2007年5月发布的STEM项目清单,2006年联邦机构对105个STEM计划项目投入31.2亿美元,包括24个K-12项目的5.74亿美元,70个本科在读、本科毕业和研究生项目24亿美元,11个非正式教育和拓展项目1.37亿美元。可见联邦政府从2005-2007年用于STEM项目经费在不断增加,投入方向聚焦STEM教育发展。

从2016 年3月美国审计署发布的《联邦机构STEM教育进度报告》[18]发现,联邦机构2016年对STEM教育的投资将超过30亿美元,比2015年增加了3.6%,且2015-2017年投入的总量在逐年增加。

根据2017年总统预算,将有40亿美元的额定资金投入到STEM教育,并提供超过30亿美元自由支配资金,对STEM教育项目进行资助。[19]同时,还开拓了多元投资渠道,除了州政府拨款和资助外,还组织大型公司出资、基金会赞助和贷款,以及个人募捐等。例如,美国科学基金会2012和2014年财年分别对STEM投入11.54亿和12.43亿美国;斯密森学会在这两财年分别投入3.3亿美元和2.48亿美国。

由此可知,美国STEM教育经费通过美国总统预算培养STEM教师、注重对学生资助、改善教学模式,是联邦政府各机构共同努力、协调配合的系统活动,促进机构之间的合作等方面的投入。也反映了美国政府对STEM教育的日益重视,帮助每一个学生成功取得科学、技术、工程和数学素养和技能。

(三)整合机制的推进

美国STEM教育在推展过程中表现出了全国一盘棋的高度统一,不仅有立法部门、行政、研究和咨询机构积极参与了STEM战略的制定和实施,更整合了广大社会力量的参与,一批民间组织机构、基金会和各类联盟等在推动STEM教育的过程中发挥重要作用,成为衔接政府、社会力量与学校教育的重要桥梁。

在现有体制内开展STEM教育,美国进行积极尝试,有关部门和学校在进一步重视技术教育和工程教育的基础上,不断开拓新路。主要表现在努力做好校内与校外的结合、国家与地方的结合、虚实结合。首先是校内与校外的结合。充分整合利用社会公共设施和资源,如科技馆、博物馆、天文台、科研院所的实验室和实践基地、校外科学教育实体空间,强化他们的STEM教育功能,营造适宜的学习环境,开展多渠道的STEM教育。

NSA始终坚持采用科学的系统来收集和审批地名,先是采用地名常设委员会(PCGN)的系统,随后又采用贝鲁特系统,该系统于2007年成为阿拉伯标准的地名转换系统。

其次是国家政策,尤其相应的课程与教学政策与地方课程、校本课程的结合。国家层面的STEM教育改革方案和政策强调STEM素养的重要性,凸显STEM教育理念,鼓励开发和设置州和学区层面STEM课程或学校本位课程,强化STEM教育研究,尤其支持开展STEM相关的校本教研。

最后是虚实结合。购买一些必要的科学器材和耗材,创建实用性和可操作创客空间,支持一些经费不充足的学校利用免费的虚拟科技创新平台,借助于社会力量和社区资源,或租用器材和购买服务方式,开展可行性的STEM教育,如基于3D机器人仿真平台开展STEM教育项目设计。

空气中飘来死鱼和死尸混合的味道,死尸的味道全是鬼子的。国军这边修了三个月的堑壕、交通壕密如蛛网,尽管被航弹、炮弹炸得早已分不清形状,但这些壕沟还是起着重要作用,牺牲的重伤的弟兄都被及时转到了石廊山背后的大片森林里。底柱背伤员去过那里,最近长出了成片新坟。

参考文献:

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[12] National Science Foundation. American competitiveness initiative,ACI[EB/OL][2016-12-11]. http://www.nsf.gov/attachments/108276/public/ACI.pdf.

[13] Equatation C T. President obama launches change the equation[EB/OL][2016-12-11]. http://changetheequation.org/press/president-obama-launches-change-equation.

[14] The White House.Federal Science,Technology,Engineering and Mathematics Education Five-Year Strategic Plan[EB/OL][2016-12-11]. https://www.whitehouse.gov/sites/default/files/microsites/ostp/stem_stratplan_2013.pdf.

[15] U.S.department of education. Every student succeeds act (ESSA)[EB/OL].[2016-12-11]. http://www2.ed.gov/documents/essa-act-of-1965.pdf.

[16] Office of Innovation and Improvement.Computer Science for All[EB/OL][2016-12-11]. https://innovation.ed.gov/what -we -do/stem/computer-science-for-all/.

[17] STEM 2026:A Vision for Innovation in STEM Education[EB/OL][2016-12-11].http://www.air.org/system/files/downloads/report/STEM-2026-Vision-for-Innovation-September-2016.pdf.

[18] The White House.Investing in America’s Future: Preparing Studentswith STEM Skills Science,Technology,Engineering,and Mathematics(STEM) Education in the 2016 Budget [EB/OL][2016-12-11].https://www.whitehouse.gov/sites/default/files/microsites/ostp/stem_fact_sheet_2016_budget_0.pdf.

[19] The White House.STEM for All: Ensuring High-Quality STEM EducationOpportunities for All Students Science, Technology, Engineering,and Mathematics (STEM) Education in the 2017 Budget[EB/OL][2016-12-11].https://www.whitehouse.gov/sites/default/files/microsites/ostp/stem_fact_sheet_2017_budget_final.pdf.

Visions ,Measures andSecurity of American STEM Education :the Perspective of Integration

LI Xue-shu1,JIN Yan-na2

(1. Development & Research Department,Shanghai Open University,Shanghai 200086,China;2.Youth College, Shanghai Normal University,Shanghai,200083,China)

Abstract : As the exploitation strategy of national human resources, in the past 30 years, American STEM Education has made great achievement and taken example by many other countries. The key idea of STEM is integration, which run through STEM. Frist, the aim and vision of integration set up specific direction for STEM; Then, the ecological community of learning was the main in-depth development measure of STEM which was established on the integration diversification strategy. Next, integrating the power of all parties, establishing multi-policy system, investing huge expenditure and designning strong system become the main security for the development of STEM.

Key words : STEM education;integration;vision;ecological community of learning;policy guarantees

收稿日期: 2019-03-05

基金项目: 上海市教育科学研究项目“国际比较视野中指向核心素养的课程整合机制研究”(编号:C17060)。

通讯作者: 李学书,E-mail:lixueshu803@126.com

中图分类号: G51

文献标识码: A

doi : 10.3969/ j.issn.1005-2232.2019.03.004

(责任编辑:鞠玉翠,张峻源)

(责任校对:张峻源,李 想)

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美国STEM教育的愿景、举措和保障-整合的视角论文
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