美國STEM教育變革中“變革方程”的作用及其啟示 *

鐘柏昌，張麗芳

(南京師范大學 教育科學學院，江蘇 南京 210097)

美國STEM教育變革中“變革方程”的作用及其啟示*

鐘柏昌，張麗芳

(南京師范大學 教育科學學院，江蘇 南京 210097)

美國在基礎教育課程改革的過程中，越來越重視STEM教育，甚至將其視作一種國家戰略。值得注意的是，STEM教育的推進不僅僅是教育體制內的事情，更牽涉了廣大社會力量的參與，以“變革方程”為首的一批民間組織機構在推動STEM教育的過程中扮演了極為重要的角色，是銜接政府、社會力量與學校教育的重要橋梁。“變革方程”的產生發展、目標定位、STEM教育項目數據庫、STEM教育評估，都非常有特色，對我國開展STEM教育均具有一定的啟示意義，例如：課程實施層面需要在既有課程框架下努力開拓STEM教育的機會，并充分挖掘信息技術的教育功能，在組建聯盟方面需要發揮政府的主導作用，在課程內容開發方面需要努力做到項目化，在教育評估方面應盡早啟動建設全國性的質量監測體系。

STEM教育；變革方程；基礎教育

一、STEM教育與變革方程的產生

變革方程(Change the Equation)是美國一個致力于在中小學推廣STEM教育的公益機構。所謂STEM，是指Science(科學)、Technology (技術)、Engineering(工程)、Mathematics(數學)的簡稱，旨在將原本分散的科學、技術、工程、數學四門課程集合成一個新的整體。這一集合，不是課程的簡單組合，而是把學生學習到的零碎知識與機械工程轉變成一個探究世界相互聯系的不同側面的過程，強調學生在“雜亂無章”的學習情境中提升設計能力、合作能力、問題解決能力和實踐創新能力。

早在1986年，美國國家科學委員會(NSB)發表的《本科的科學、數學和工程教育》報告中就提出“科學、數學、工程和技術教育集成”的綱領性建議，被視作是提倡STEM教育的開端，從此STEM教育成為美國社會各界所關心的教育改革話題。近年來，STEM作為一個新的概念不斷出現在美國聯邦政府的各種教育改革政策和項目中。2009年11月，奧巴馬在白宮發表了題為“教育促進創新”的演說，宣布在全國范圍內啟動“教育促創新”行動計劃，在未來十年將美國學生在科學和數學方面的成績排名從目前的中游位置提升到世界前列。 STEM之所以如此受重視，從奧巴馬的講話中可見一斑：“美國之所以取得今天的成就，完全是依靠其在全球科技創新領域發揮的巨大作用，我們如何教育好下一代，尤其是如何提高科學、技術、工程及數學的教育水平，直接關系到未來企業的領導者、科學家和教師的人才造就問題。”[1]

值得注意的是，美國在推廣STEM教育的過程中，從來就不認為這只是學校的職責，而是力圖發動全社會的力量特別是企業界的力量來共同推動STEM教育的普及和深入發展。例如，奧巴馬在2010年9月指出：“國家的成功取決于美國在世界創新中的作用，所有的首席執行官都應該知道公司的未來取決于下一代員工的創新能力，而這又取決于今天我們怎么教育學生——尤其是在STEM方面。我們的成功不能單靠政府的支撐，還依賴于教師、家長、企業、非盈利機構和更廣泛的社區等。”[2]

為響應奧巴馬的號召，美國一百多位企業CEO創建了一個名叫變革方程的公益機構，作為“教育促進創新”活動的一部分，致力于推廣中小學STEM教育。變革方程是在蓋茨基金會和紐約卡內基公司的支持下由多位商界精英和社會名流創辦起來的，主要創辦人包括前英特爾公司董事長克瑞格·貝特瑞、施樂公司CEO厄休拉·伯恩斯、時代華納有線CEO格倫·布里特、柯達公司CEO安東尼奧·佩雷斯和宇航員薩利·萊德。變革方程是一個非盈利、無黨派的由企業CEO領導的組織，它動員美國的商界，通過利用他們的投資、獨特的資源和影響力來推動STEM教育，并承諾不斷擴大優秀的STEM教育項目在學校和社區中的使用范圍，尤其要通過STEM教育項目增強全體美國人的能力和潛質。

二、變革方程的目標定位

變革方程旨在利用商界的力量改善STEM教育質量，其主要發展目標集中體現在三個方面：促進STEM公益教育事業、激勵青少年學習STEM以及鼓勵教育改革[3]。

(一)促進STEM公益教育事業

促進STEM公益教育事業主要指通過設計和提供高質量和可延展的STEM項目來推動STEM教育，同時增強企業對這一公益事業的影響力。

美國的學生在STEM方面落后于世界同齡人已經不是秘密。企業CEO擔心這種不斷增長的差距會對美國的競爭力、繁榮和健康造成嚴重的威脅。美國的工商界、教育界和科學界認識到：美國在全球市場上的創新力和競爭力與美國公立學校能否保障學生的STEM素養直接相關；低收入家庭和少數名族的學生在STEM領域很少能成功，這跟美國提倡的機會均等的基本理念背道而馳。為了使STEM教育具有較深遠意義的影響，2010年秋，變革方程創建了STEM教育的基本原則，這些原則借鑒了企業慈善事業的研究和集體經驗，為開展STEM公益事業提供了重要的指導作用，這些基本原則（2013修訂版）包括[4]：

1.確定并尋求令人信服的和表述清晰的STEM教育需求；

2.用嚴格的評估方法不斷評估需求的變化及其與STEM教育項目的契合程度情況；

3.確保STEM教育項目的持續推進；

4.確保STEM教育項目是可復制和進一步推廣的；

5.確定阻礙或促進學生進步的因素；

6.建立高質量的合作關系；

7.滿足個體多樣化的學習需求；

8.確保項目能實現預定目標；

9.提供與STEM相關的挑戰性的學習內容；

10.培養21世紀所需人才；

11.激發學生學習STEM的興趣以及參與度；

12.鼓勵學習者參與基于“做中學”以及基于探究的活動；

13.滿足弱勢群體的教育需求；

14.確保項目團隊能促進學生學習STEM。

(二)激勵青少年學習STEM

變革方程旨在改善學生的STEM學習質量和激發學生的創新精神。激發學生的創新精神，必須抓住他們的想象力，給予他們堅實的STEM基礎。2012年夏天，變革方程和E-Line媒體公司共同推出了一款在線游戲“離子未來”(iON Future，http://ionfuture.org)，提供給初高中學生免費學習。

“離子未來”可以幫助學習者探究基于STEM職業的廣度及多樣性，同時幫助學習者將他們的興趣和STEM職業聯系起來。“離子未來”包含三種游戲：(1)STEM職業無處不在：幫助學習者探索影響他們日常生活的STEM職業；(2)STEM職業“紅娘”：幫助學習者發現與他們的激情、能力和興趣相匹配的STEM職業；(3)STEM職業探究：幫助學習者理解學業和課外選擇如何影響STEM職業。

(三)推動基于STEM的教育改革

為提高學生的STEM素養，變革方程為學生提供了很多優秀的STEM教育項目，盡管學生在STEM學習方面成績有所提高，但學生進步的速度不夠快，而且美國學生的數學和科學能力同其他先進國家相比還存在較大差距。變革方程希望發動全民力量和付諸國家機器來解決這些問題，因此倡導國家政策的改進以增強學生對STEM的掌握程度以及學習興趣。眾所周知，變革方程主要是動員美國的商界，通過利用他們的投資、獨特的資源和影響力來推動STEM教育。為此，變革方程作為私營部門的領導者，首先從企業的角度提出了理解和改進國家STEM政策的若干指導意見：

1.發揮優勢，支持改革：成員企業應該充分利用商界分析和解決問題的能力，并與那些致力于STEM教育的組織合作來解決各州面臨的STEM教育問題；同時，企業也應該為激發學生尤其是女性和少數族裔學生學習STEM的興趣制定戰略性計劃，并為學生提供真實的學習環境和各種STEM實踐活動。

2.凝聚共識，共同推進：集中社會各界力量如聯邦政府、基金會、商業界以及相關利益者，積極參與STEM 戰略計劃的制定和實施，表現出“全國一盤棋”的高度統一，尤其是在“國家應該為STEM人才發展做出怎樣的努力”問題上，全體成員應達成一致意見。此外，STEM的成員企業除了提供員工、領導和政策制定者等的交流之外，還應該通過網站鏈接和內部資料等多種形式提供更多的信息和機會來幫助員工更好地了解學校和國家的STEM教育發展政策。

3.注重評價，以評促改：為把握全國STEM教育的水平，應開展全國性的STEM教育評估，成員企業應該根據STEM評估的關鍵指標以及評估數據做出有關支持教育改革的決策，同時也要借助這些“關鍵指標”和評估數據說服各州推動基于STEM的教育改革。

另外一方面，變革方程及其領導的私營部門對公共部門在這場教育變革中所扮演的角色寄以厚望。2011年2月，美國政府發布《美國創新戰略：確保我們經濟的增長和繁榮》，將“教育促進創新”列為五大行動計劃之一，“教育促進創新”計劃的重心是指引公共和私營部門聯合，以共同加強STEM教育。在這一背景下，為了促進STEM教育的健康發展，變革方程呼吁公共部門和私營部門在做STEM教育決策和投資時，需努力遵循如下原則[5]：

(1)支持核心數學標準(CCMS)和下一代科學標準(NGSS)的采納和實施；

(2)敦促所有州以高決斷分數(High Cut Score)通過上述CCMS和NGSS標準的評估；

(3)在國家問責制度方面確保科學課與其他學科同等重要；

(4)認識到標準、評估和問責制是必要的；

(5)調整教學課程、學習資源和管理制度以幫助所有學生達到或超越標準；

(6)使用變革方程公布的關鍵指標及其評估數據來制定STEM政策；

(7)準備好STEM教師，并給予相當的薪水并注重STEM教師職業技能的提升；

(8)激勵STEM教師在貧困地區和少數民族地區的教學；

(9)擴大STEM教育的覆蓋范圍。

三、建設STEM教育項目數據庫

為方便STEM教育的推廣和優秀經驗的共享，變革方程創建了一個優秀的STEM教育項目數據庫。這一數據庫的好處在于，STEM項目開發者可以將他們的項目與已有的項目進行人工比較，避免項目的重復建設；資助者通過這些項目可以最大化他們的投資效益；教育者可以為學習者找到高質量的STEM教育項目。項目數據庫中的項目會持續不斷地更新，這些項目不僅是國家級的優秀項目，而且變革方程還會不斷地改進項目內容和完善其功能。變革方程的成員還會為項目數據庫中的STEM項目提供資金支持。

(一)項目數據庫的功能

變革方程建立的STEM教育項目數據庫，范圍覆蓋了幼兒園到高中整個學段，教育用戶可以按項目內容領域、項目類型、項目日期、年級階段、設計原則、所針對的學習群體和地域在網上進行查閱，找到適合他們需求的最佳項目。學習者找到的每個項目都有一個簡要概述，包括項目描述、項目類型、目標受眾、營利還是公益項目、年級學段、項目日期、覆蓋區域、項目的優勢和影響力、以及STEM教育項目評估量規，同時還提供了項目的聯系方式以及項目網址，方便學習者交流。根據需求搜索出的項目可能不止一個，教育用戶不僅可以單獨查看搜索到的項目，而且可以從如下幾個方面對多個項目做比較：組織名稱、網址、區域、覆蓋區域、營利還是公益、項目類型、課程、STEM主要內容、年級學段、項目日期以及設計原則。到目前為止，該項目數據庫中已經包含38個優秀的項目，其中有36個項目是非營利性的。

(二)項目的來源

項目數據庫中的項目不是一成不變的，變革方程為對STEM感興趣的項目開發者提供了一個門戶網站(http://changetheequation.org/stemworks/)，以增加STEM項目數量。2012年，變革方程邀請任何有助于改善K-12階段STEM教育質量的項目參與數據庫項目遴選，還提供了公開征集項目的日期，以2012年的征集計劃為例：9月15日之前申請的項目如果符合標準，則11月1日會加入數據庫；10月15日之前申請的項目如果符合標準，則12月1日會加入數據庫；12月15日之前申請的項目如果符合標準，2013年1月15日會加入數據庫。被邀請的項目都要求提供一個文檔介紹項目如何滿足變革方程所倡導的十四個基本原則。一直以來，以自愿為原則，變革方程會定期向優秀的STEM教育項目發出公開邀請，并鼓勵任何對項目數據庫感興趣的項目加入數據庫中，經過評估以后的STEM項目如果符合標準將錄入項目數據庫中，同時在資助和推廣上將會予以優先考慮。

(三)項目遴選標準

項目必須經過嚴格的評估以后才能錄入項目數據庫中，變革方程的成員不僅公布了前述STEM教育項目的基本原則，同時也公布了以這些原則為導向的項目評估量規(如下頁表1所示)。該量規一共包含十四個評估維度，并詳細列出了每個維度的評估指標；為方便評估使用，變革方程還將每個評估指標的達成等級分為三種水平，分別為完全符合、部分符合以及完全不符合。這些量規可以指導項目評估者做出正確的判斷，也能夠幫助項目評估者向項目提交者提出針對性的問題，并且給出分析STEM教育項目的框架。STEM項目學習的目標或重點相差很大，STEM教育項目評估量規的評估維度可能無法評估很多有價值的項目，但是，項目開發者以及評估者必須很重視這些量規，如果項目不能滿足這些量規，則無法進入項目數據庫，因為它無助于解決國家面臨的最緊迫的問題：我們國家的年輕人在STEM學習方面落后于世界同齡人。

盡管變革方程公布了STEM教育的基本原則以及針對這些原則對項目進行評估的量規，但是評估這些申請加入項目數據庫的項目的工作卻是由西部教育公司(WestEd)完成的。西部教育公司是一個獨立的接受多方資助的非營利性研究、開發和服務組織。西部教育公司作為第三方機構，充當獨立評論員的角色，利用這些基本原則和評估量規嚴格開展候選項目的評估工作，只有經過嚴格規范的評估以后選定的項目才能加入數據庫中。在第一階段，西部教育公司利用這些原則和量規已經對40多個STEM教育項目進行評估，最終只有20個項目符合要求，同時，對于評估過的項目都會收到詳細的反饋信息，包含項目的優點和缺點。

(四)項目推廣策略

1.推廣方式

在全美范圍內，企業、教育部門以及社區管理者共同開發了培養STEM素養的眾多優秀的創新項目，如“大學先修課程培訓和激勵計劃”“工程是基礎”“科學技術的認識及激勵”和“基于網絡的探究式科學環境”等，盡管這些項目能夠為師生創造學習機會并深化STEM知識和技能的習得，尤其關注了女性和少數族裔的學生，但是參與學習的人數并不多。為解決這一問題，變革方程創建了激發學生學習STEM熱情的網站(http://www.ignitinglearning.org/)，向那些開始接受“激發式學習”理念的學校推廣優秀的STEM教育項目，進而培養受到良好教育的、充滿好奇心的、積極進取的下一代。借助該網站平臺，變革方程不僅很輕松地將這些項目擴大到134個學校，還影響了全國將近40000學生。這只是“激發學習者學習STEM的熱情”網站影響學生學習STEM的一小部分，他們還證明了，如果學生在學習STEM的熱情驅動下產生了改善學習質量的共同愿景時，商業界就會為全美學生提供無數令人心動的就業機會。

表1 STEM教育項目評估量規[6]

2.資金和人力支持

在美國，不僅政府十分重視STEM教育，而且一些企業與基金會也愿意從事有意義的STEM教育推廣活動。這些企業和基金會通過與州政府、當地官員、一線教師以及教育機構的交流，發現了STEM潛在的價值，為此，他們把支持STEM教育視為自己分內的事，在資金、人力和時間上給予重點支持和關注，變革方程成員承諾每年投入超過6億美元的經費來支持STEM教育，并提供大量的STEM學習機會，使全國各地學生都能夠受益。例如，為幫助學習者做好就業或者繼續深造的準備，蓋茨基金會在2010年至2012年間共提供了110萬美元的專項資助，而美國電話電報公司則提供了總計約2.5億美元的STEM教育經費；又如IBM公司為TryScience項目提供了3300志愿者和19300小時的學習指導等。

四、開展全國STEM教育評估

2012年，變革方程在比爾基金會的支持下從美國人口普查局、美國教育部、 州教育部門、大學委員會以及尼爾森公司中搜集了全美50個州和哥倫比亞特區開展STEM教育的數據，這些數據主要與六個關鍵指標(如表2所示)密切相關。變革方程與美國研究協會(AIR)共同分析了這些數據并發布了全美各州STEM教育水平的評估報告“Vital Signs”，其中一部分以圖文并茂的形式展示了各州在有些指標上開展STEM教育的情況。

表2 STEM教育評估的關鍵指標[7]

根據各州STEM教育評估的數據，不難發現盡管各州都在轟轟烈烈地開展STEM教育，但是依然存在著很多問題。例如很多州很少開設科學課；很少有學生參與到課外項目；許多州并沒有規范的STEM課程；只有六個州的高中畢業生滿足大學STEM專業學習的知識和技能要求，等等。為此，教育部門、州、政策制定者以及商業界應該將變革方程公布的評估數據作為其重要的資源以進一步提高STEM教育的質量。變革方程不僅公布了評估數據，還根據各州STEM素養的評估情況為各州促進STEM教育提供了相應的建議，這些建議主要包括以下幾點：準備好STEM教師并給予資源和薪水的支持，重視科學課，激發學生學習STEM的興趣，重視貧困地區的STEM教育，以及加大STEM教育經費的投入。變革方程希望借助公布的STEM教育評估數據，推動STEM教育的改革以及STEM政策的改進。

五、對我國開展STEM教育的啟示

美國在基礎教育課程改革的過程中，越來越關注STEM教育以及基于STEM的教育變革，并發展成為一種國家戰略。而中國才剛剛開始接觸STEM教育理念，相關的教育實踐和研究甚少，更缺乏美國那樣類似“全民總動員”的發展環境，缺少強有力的民間組織來推動STEM教育運動。從本文所描述的變革方程的產生背景、目標定位、項目數據庫及其對STEM教育評估的運作思路，對我國今后開展STEM教育頗有啟示意義。

(一)講究策略，在既有課程框架下努力開拓STEM教育的機會

教育是科技進步的基礎，是提高綜合國力的途徑。STEM教育著眼于復合型創新性人才的培養和勞動力水平的提高，其重要性不言而喻。美國已經認識到STEM教育在未來全球競爭中的決定性作用。我國要在全球化的市場競爭中立于不敗之地，更應該重視STEM教育。

盡管STEM教育如此重要，但要在我國基礎教育階段開展STEM教育還存在諸多的困難，甚至有不少人認為，STEM所涉及的課程內容并非新鮮，我國也有類似STEM教育的內容。例如，我們中小學課程中也有數學課程，有科學課程，有技術課程等等，但是，這與變革方程倡導的STEM教育至少有三個方面的不同：一是，我們的這些課程主要是分科課程，是學科本位的課程，而非STEM提倡的跨學科的整合課程；二是，我們的基礎教育中缺少工程教育的建制；三是，我們的基礎教育普遍重視科學類課程，而技術類課程也包括工程類課程的教育價值并沒有得到應有的重視。

我國基礎教育課程改革也主張改變課程結構過于強調學科本位、門類過多和缺乏整合的現狀，淡化學科界線，使分科課程和綜合課程有機聯系、合理并存，并設置了八個學習領域和綜合實踐活動課程，但成效甚微，不僅學習領域形同虛設，而且綜合實踐活動也幾成雞肋。其中一個重要的原因就在于缺乏開展課程整合的抓手，以誰為中心進行整合？整合的目的和意義如何彰顯、如何評價？STEM教育提供了一個很好的思路，所謂跨學科的課程整合，需要通過工程實踐體現出來，在面向實際的工程問題的解決過程中，自然會卷入各相關學科知識，那么，工程教育就成為聯系各學科知識、建立整體的認識世界和改造世界的平臺，而且這樣的學習總會產生可視化的人造物成果，能夠激發和維持學生學習的成就感和主動性。因此，從這個意義上說，開展STEM教育，不僅有利于彌補我國中小學技術教育、工程教育的短板，而且可以有效促進課程的整合化趨勢。

如何在現有體制內開展STEM教育，需要地方和學校敢于嘗試，開拓新路，我們建議有關部門和學校在進一步重視技術教育和工程教育的基礎上，努力做好三個“結合”。首先是國家與地方的結合(國家政策與地方課程、校本課程的結合)。例如，在有限的地方課程和校本課程層面開設STEM教育課程，或者改造現有綜合實踐活動的構成，給STEM教育以適當的空間。當然，國家層面的教育改革方案和改革政策應接納并凸顯STEM教育理念，鼓勵STEM地方課程或校本課程的開發，鼓勵開展STEM相關的校本教研，鼓勵開展STEM教育研究。其次是校內與校外的結合，利用校外科學教育基地，如科技館、博物館、天文臺、科研院所的實驗室和實踐基地等，開展多渠道的STEM教育。最后是虛實結合。由于開展STEM教育常常需要購買一些必要的科學器材和耗材，對于一些經費不充分的學校來說難以承受，因而，充分利用一些免費的虛擬科技創新平臺，可以在節約資金的情況下開展較大規模的STEM教育，如基于3D機器人仿真平臺開展STEM教育項目設計。

當然，就教育技術領域而言，在開展STEM教育的過程當中同樣大有可為。事實上，STEM教育所包含的“技術”和“工程”兩個范疇本身就表明與教育技術密切相關，只不過，這種密切關系在不同研究方向的學者那里存在理解上的分歧。美國的技術教育者通常認為STEM中的“T”代表的就是“技術教育”，是一類重要的學習對象，然而，更多的人并不這樣認為。例如，在美國《教育周刊》2008年3月27日出版的STEM深度報道中，詳細解讀了STEM的思想與案例，其中所羅列的大部分成功案例，所提到的“T”更多表現為教育技術或信息技術的應用，而不是技術教育的實踐；甚至在美國關于STEM教育的國家評分卡報告(National Scorecard Reports)中，對“T”的測評也主要是依據學校中供學生使用的計算機數量[8]。事實上，變革方程項目數據庫中的大多數STEM項目也是如此。可見，在STEM教育中有機嵌入技術類課程特別是信息技術課程，以技術類課程為主體（如中小學機器人教育）開展STEM課程整合實踐（筆者正在開展的一項研究即是如此），以及發揮信息技術的優勢（如上文提到的虛實結合），開展信息技術支持下的STEM教育，是教育技術領域關注STEM教育的兩個主要著眼點。

(二)組建聯盟，合力推進STEM教育

STEM教育涉及課程的改革，學科關系的重組，教育評估體制的變化，學段銜接關系的設計，是一個龐大的系統工程，需要多方力量的參與[9]。為此，有關部門應該動員工業界、商業界、基金會、科研機構、學術組織以及其他利益相關者組建一個STEM教育聯盟，共同關注STEM教育需求，利用社會的力量推廣STEM教育，培養學生的STEM素養和激發學生的創新精神。

因此，這里存在一個教育辦學理念的轉變問題，《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》明確指出，要“充分調動全社會力量關心和支持教育，完善社會力量出資興辦教育的體制和政策，不斷提高社會資源對教育的投入”，顯然，人們已經意識到單靠政府辦教育是遠遠不夠的，需要充分利用社會資本投資發展教育，但這僅僅是辦學經費來源的社會化，且常常被人詬病為“急功近利的教育產業化”的具體體現，而究竟如何充分發揮現有社會資源中的教育功能，如何讓社會主體直接參與教育內容的供給，顯然還缺少充分的認識，非盈利的民間教育組織一直得不到良好的發展便是歷史的必然。因此，突破學校辦教育的局限，走向開放的教育辦學理念應該成為今后教育改革的方向之一。

當然，美國是分權式的教育體制，地方和學校有較多的自主權，可以自行決定是否采用STEM教育項目，而中國的地方和學校缺乏這種權利。而且，美國的第三方教育機構一直有著獨立的地位和話語權，可以較大程度影響教育決策部門和學校。中國的教育則是教育主管部門主導的，第三方機構往往只是教育主管部門的附庸。換言之，美國強調的是社會力量辦教育，而中國則是教育部門辦教育。所以，要在中國建立STEM聯盟，必然與美國的變革方程有所差異。例如，由教育主管部門推動或授權成立一個專家委員會或STEM教育工作小組；由學術組織開展相關的學術研討會議，形成松散的研究聚合體；通過這兩種組織去帶動企業界的人士參與，而不太可能由企業界的人士主導這個聯盟和STEM教育。

(三)開發項目，擴大中小學生的參與度

STEM教育需要整合相關學科內容，是后設性的課程，因而其往往是以主題任務的形式來串聯課程內容，加之這種教育內容往往需要以某種硬件載體為依托開展創新實踐，故而國內外開展STEM教育多以項目形式開展，因而，設計和開發基于項目的STEM教育內容是一種可取的方式。以項目的形式開展，往往需要也容易得到教育主管部門的支持，如以科研項目的形式、以示范基地的形式等等。

為方便STEM教育的推廣和優秀經驗的共享，還需要建設項目數據庫，將優秀的STEM教育項目錄入數據庫中。建設項目數據庫，不僅涉及到資金和人力的支持，需要動員政府部門和企業界的支持，同時更需要考慮規范化的運作。例如，有關教育主管部門或學術組織，應該推出類似STEM教育指導綱要的規范文件。STEM教育是科學、技術、數學和工程等多門學科的整合，而我國現有各學科的課程標準屬分科課程標準，無法為STEM這種整合課程的開發與有效實施提供針對性指導。又如，需要建立優秀STEM教育項目的評價標準和遴選機制。評價標準不僅可以幫助使用者區分項目課程的優劣，更有利于指導項目開發者開發出符合要求的課程資源。

(四)建立標準，適時開展全國性的STEM素養評估工作

在我國，盡管STEM所涉的數學、科學、技術等相關學科均有會考、中考或高考等終結性考試評價要求，卻一直缺乏面向STEM綜合素養的考試評估體系，也缺乏全國性的統一的質量監測系統，不利于全面了解全國各地的STEM教育發展情況，因此，可以效仿變革方程，建立關鍵指標，開展全國性的評估工作。事實上，美國早已建立了一套完善的全國教育進步評價(NAEP)系統，由美國國會授權并贊助，連續評價美國學生在數學、科學、閱讀、寫作、藝術、美國歷史、世界地理以及其他一些學科的成績。這一做法，目前已成為其他國家建立教育質量監測體系的榜樣，被多個國家借鑒和模仿，典型如英國和澳大利亞。有意思的是，諸如美、英、澳等國，均為地方分權制國家，卻能夠建立起一套完整的全國性的教育質量監測體系，而我國作為中央集權制國家，理論上更容易建立這樣的體系，而事實卻恰恰相反。

當然，為保證評估結果的客觀性、科學性和公正性，不僅需要來自教育行政部門的評估，更需要來自學術機構、社會團體和企業界人士等第三方機構的評估。其中，評估指標體系的確立是關鍵，需要高校課程專家、教研員、一線教師、社會人士、第三方機構人員等利益相關者的積極參與，建立一套科學的、可操作的評估指標體系。

此外，還要充分發揮“以評促改”的功能，如同變革方程那樣，根據各地的評估情況為各地促進STEM教育提供個性化建議。

令人高興的是，2013年5月16日，受教育部委托，由北京師范大學林崇德教授牽頭組織的“我國基礎教育和高等教育階段學生核心素養總體框架研究”重大項目正式啟動，該項目由北京師范大學牽頭，華南師范大學、河南大學、山東師范大學、遼寧師范大學共同承擔，旨在對學生核心素養的概念內容進行深入研究，制定我國基礎教育階段和高等教育階段學生核心素養的總體結構框架，并依據總體框架研制不同教育階段學生核心素養的結構模型，進一步形成可操作、可測量、可評價的指標體系，促進我國教育評估體系與與國際接軌。

[1] 付德旺.奧巴馬強調STEM教育的重要性[J].基礎教育參考,2011,(7):29.

[2] Katelyn Sabochik. Changing the Equation in STEM Education[DB/OL].http://www.whitehouse.gov/blog/2010/09/16/changingequation-stem-education,2014-01-17.

[3] CTEq. Our Mission and Goals[DB/OL].http://changetheequation.org/our-mission-and-goals,2014-01-17.

[4] CTEq. Design Principles [DB/OL].http://changetheequation.org/sites/default/files/CTEq%20Design%20Principles.pdf,2014-01-17.

[5] CTEq. STEM Policy Advocacy[DB/OL].http://changetheequation.org/stem-policy-advocacy,2014-01-17.

[6] CTEq. Design Principles Rubric[DB/OL].http://changetheequation.org/sites/default/files/CTEq%20Design%20Principles%20Rubric.pdf,2014-01-17.

[7] CTEq. Vital Signs[DB/OL].http://vitalsigns.changetheequation.org,2014-01-17.

[8] Todd Kelley. Staking the claim for the 'T' in STEM[J]. The Journal of Technology Research,2010,36(1):02-12.

[9] 吳俊杰,梁森山,李松澤.STEM教育對中國培養適應21世紀的復合型創新型人才的啟示[J].中小學信息技術教育,2012,(3):43-47.

鐘柏昌：博士，副教授，碩士生導師，研究方向為信息技術教育、教育技術基本理論(zhongbc@163.com)。

張麗芳：在讀碩士，研究方向為信息技術教育(rourou47@163.com)。

2013年12月26日

責任編輯：李馨 趙云建

CTEq's Functions and Enlightenments to China in STEM Education

Zhong Baichang, Zhang Lifang
(School of Education Science, Nanjing Normal University, Nanjing Jiangsu 210097)

The United States is paying more and more attention to STEM education during the process of basic education curriculum reforms. Evenly, STEM education is regarded as a national strategy. It's worth noting that the promotion of STEM education not only involves the system of education, but also involves the participation of social forces, such as some third-parties led by Change the Equation (CTEq) are playing an important role to promote STEM education in the US, which are an important bridge among government, society forces and school education. The development, goals, STEMworks Database and Vital Signs of CTEq may have some enlightenment to STEM education in our country. This article aims at concluding some experience and enlightenments such as seeking opportunities, establishing coalitions, developing STEM programs and evaluating to promote multi-directional development of STEM education in China from CTEq's.

STEM Education; Change the Equation; Basic Education

G434

A

1006—9860(2014)04—0018—07

* 本文系2013年教育部人文社會科學研究青年基金項目“義務教育STEM校本課程的開發與應用研究”(項目編號：13YJC880121)和2012年國家社科基金教育學重點課題“信息化促進優質教育資源共享研究”(項目編號：ACA120005)研究成果。