STEM教育的中美發展對比

李歡

摘 要：隨著社會對人才需求的不斷提高，基于STEM教育的創新人才培養模式正在被越來越多的國家所接受。文章首先定義的什么是STEM教育，中美STEM教育的發展，以及我國STEM教育存在的問題，解決策略，并對STEM教育中問題的進行了思考。

關鍵詞：STEM教育；創新教育；發展

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）12-0015-02

Abstract： With the continuous improvement of social demand for talents， the innovative talent training model based on STEM education is being accepted by more and more countries. This paper firstly defines what STEM education is， then the development of STEM education in China and the United States， and points out the problems of STEM education in China and their solutions. Finally， it reflects on the STEM Education.

Keywords： STEM education； innovation education； development

一、概述

STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）四門學科的簡稱，強調多學科的交叉融合。STEM 教育并不是科學、技術、工程和數學教育的簡單疊加，而是要將四門學科內容組合形成有機整體，以更好地培養學生的創新精神與實踐能力。

STEM中四門學科必須緊密相連，以整合的方式培養學生全方位的能力，并能靈活解決真實世界的問題。跨學科性是STEM最重要的核心特征，意味著教師在STEM教育中，不再將重點放在某一個學科，而是注重問題的本質，聯合利用科學、技術、工程或數學等知識解決問題，實現跨學科的來提高學生解決問題的能力。

二、中美STEM教育發展的異同

（一）美國STEM教育

1. 起源

STEM教育源于世界各國對國際人才培養和經濟下行壓力下對人才培養的反思，目的是加大科技人才的培養。

2. 發展過程

縱觀STEM的發展階段，是自上而下的開展和普及的過程。

（1）開端，1986，美國國家科學委員會（NSB）發表報告：《本科的科學、數學和工程教育》（又稱《尼爾報告》），報告指出美國STEM學科為美國的教育指明了一個新方向，此后經過實踐，對美國大學教育改革提供了經濟和財政上的支持。并提出了“科學、數學、工程和技術教育相結合”的指導性意見。

（2）中期，1996年，美國國家科學基金會的《塑造未來：透視科學、數學、工程和技術的本科教育》報告，針對美國社會與經濟發展問題，對學校、地方政府、商業、社區提出了明確的政策建議，包括大力“培養STEM教育的企事業相關人員和教師”。

（3）全面鋪開，2007年，美國國家科學委員會發表《國家行動計劃：應對美國科學、技術、工程和數學教育系統的緊急需要》報告，報告中將STEM教育從中小學教育階段延伸到本科階段，中小學以及大學全面鋪開實施STEM教育。

3. 問題與對策

由于昂貴的大學教育成本和基礎教育階段學術準備不足，美國STEM教育（宏觀）存在STEM畢業生的實際培養與經濟發展需求不符、頂尖美國大學的STEM 畢業生較少、性別及種族差異顯著等現狀。針對這些情況，美國聯邦政府的應對措施有：一是將幼兒園到小學年級的STEM教育的評估標準與中學的教育要求相對應；二是加強各獨立州在STEM教育管理上的一致性，以提高全民STEM教育的教與學的能力；三是支持STEM教育的創新實踐，鼓勵各個階層開展STEM教育優秀項目并加以推廣，大力發展職業教育。

（二）中國STEM教育

如果將STEM教育視為一個學科，那么STEM教育在我國基礎教育階段剛剛起步；數學、物理、科學、通用技術、信息技術等學科的融合可以稱之為“中國的STEM教育”。但與STEM教育所體現的真實問題、項目引領、學科交叉、注重解決實際問題的特點來看，我國的STEM教育仍有不小的差異。

1. 起緣

中國STEM教育源于對現有教育的缺陷造成創新型人才缺失的反思。“李約瑟難題”“錢學森之問”折射出我國教育存在問題。2009年教育國際評估組織調查結果發現我國想象力和創造力相對落后。我國STEM教育的目的是培養掌握現代科技的創新型人才。

2. 發展過程

（1）中國創新教育、科技教育相關實踐：機器人競賽、科技創新大賽。

（2）引進。國內關于STEM文獻最早見于2008年，自2012年，第二屆STEM教育應用國際會議在北京召開，我國學者對STEM教育的課程、整合路徑等進行了研究，并進行了實踐。

（3）實踐。結合創客教育理念，利用Scratch編程工具，幫助學生開發電腦游戲、互動故事、圖形藝術作品、電腦動畫等，利用Little Bits增加學生對技術的工程設計與開發過程的理解。

3. 問題與對策

結合教育實際，我國開展STEM教育（宏觀）存在以下問題：一是現有STEM教育依舊是按照傳統分科教學，不能突破學科壁壘實現整合；二是現有教育理念和考核重視知識點的掌握而不是解決真實問題的能力和知識并重；基礎教育與高等教育階段的科技創新教育銜接程度不夠。

有學者指出我國開展STEM教育存在阻力是由于缺乏師資、缺乏社會聯動機制。為適應我國國情，可以已有學科課程為載體，開發整合與不同學科內容相關的課程設計；整合教學資源，將項目教學與實踐動手操作相結合；組成項目合作團隊，針對特定項目內容開發設計即復合型整合課程。

（三）中美STEM教育發展的異同

1. STEM教育目的不同

美國為培養掌握STEM素養的人才，中國為了提升科技創新教育。

2. 推進的路線不同

美國進行“自上而下”的STEM教育推廣，由政府牽頭，提供財政、師資培訓、物質的支持。美國將K-12項目與STEM對接，實現基礎教育到高等教育的對接。中國STEM教育推廣是“自下而上”，通過專家引進、試點實踐進行推廣。現有實踐有省市級別的創新科技實驗項目，試點學校的校本課程建設，科學技術為主題的學校課程的實施。

3. 面臨問題不同

美國面臨的是畢業生的實際培養與經濟發展需求不符、頂尖美國大學的STEM 畢業生較少、性別及種族差異顯著等問題。我國面臨的是教育學科壁壘、教育理念滯后、基礎教育與高等教育階段的科技創新教育銜接程度不夠等問題。

三、STEM教育發展趨勢

從STEM到STEAM（Science、Technology、Engineering、Mat

hematics、Art），再到STEM+X，STEM教育的內涵越來越豐富，它囊括了人文、藝術、科學、創造，成為包容性更強的跨學科素養教育。

1. STEAM

STEM包含科學、技術、工程、數學。STEAM教育就是在目前流行的STEM教育的基礎上加入藝術與設計（Art and Design），促進全腦的發展。STEAM課程板塊涉及數學、物理、化學、通用技術、信息技術、語言、音樂、美術等。其中數學和工程發揮著基礎性的作用。

2. 創客

創客教育相當于在科學、技術、工程、數學的基礎上，加入商業、經濟因素，強調培養學生針對生活中的需求，根據科學原理，借助數學方法建模分析，選擇工程技術手段通過工程的路徑，在真實世界創造出有經濟價值的實體的能力。

四、STEM教育與教育技術之間的區別和聯系

STEM教育與教育技術從根本上來講利用科學技術推動教育進步，以培養適應新時代的才人。所不同的是STEM教育是自基礎教育到高等教育的一項人才培養方略，而教育技術是一門方法論性質的學科。STEM課程的設計和開展可參考教育技術中學習科學、教學設計的理論，例如戴爾做中學的理論，情景學習理論，協作學習理論等進行實踐。

隨著STEM的進一步實踐，其中關于（1）STEM教師培訓經驗、（2）學生信息技術應用能力培訓經驗、（3）基于真實情境、跨學科、協作的教與學過程的設計、實施、評價的經驗，可吸收歸納為新的教育技術理論，促進下一輪教學實踐。

五、問題與反思

實際上STEM教育在美國首先不是一個單獨的學科，而是作為一個跨學科教學方式的存在，除了人文學科之外，幾乎所有的都可以囊括進STEM教育里。更有甚者，將人文（Art）也加入進來，變成STEAM教育。這樣就自然對老師本身的綜合素養有了極高的要求。

國內STEM教育除了師資，本身對于這種跨學科的教學方式還需要很長時間的適應，而過去那種應試、分科的做法已經很久，慣性很大，一時半會兒很難大改。即便是現在，很多學校的STEM教育課都是用通用技術或者選修課的課時來上，更別說專門的STEM教室了。

我國的STEM教育目前空白太多，需要全社會的共同努力，有人犯錯了，有人探索出一條不錯的路子。無論是從國家和政府層面進行教育資源的優化配置，還是推行多元考試評價機制改革，都旨在提升學生的科學綜合素養，這些都是一個不斷探索的共創互動的過程。

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