“加拿大2067”計劃：聚焦STEM學習國家愿景

■劉春岳

(喀什大學教育科學學院,新疆 喀什 844000)

STEM(Science,Technology,Engineering and Mathematics)教育作為具有跨學科性、真實情境性、基于項目式學習等特征的新型教育模式,對培養學生的創新能力與核心素養,滿足學生的個性化學習需求等具有重要價值[1]。應對當今世界的瞬息萬變,加拿大的兒童和青年需要保持好奇心,提出問題,并有能力面對挑戰。為此,加拿大的STEM教育需要跟上步伐。作為加拿大全國性的STEM教育社會組織,“讓我們談科學”(Let's Talk Science,簡稱LTS)給予積極應對。2016年,在LTS的主導下,“加拿大2067”(Canada2067)計劃啟動,旨在為STEM學習制定一個行動計劃和國家愿景,引導學生做出明智的選擇,最終推動國家的創新、經濟的發展和增長[2]。“加拿大2067”計劃將政府、組織、中小學、大學,教師和學生卷入其中,計劃最終發展為一場全民性的STEM教育愿景的研討和制定活動,在推動全民對STEM教育的認識、支持和深度參與方面發揮了重要的影響,這是加拿大STEM教育發展中的重要事件,也是其他國家少有的教育事件。在世界許多國家重視和探索STEM教育發展路徑和策略的當前,如何形成社會合力、進而構建社會支持性系統,是STEM教育發展的關鍵點之一。而現有研究中,對“加拿大2067”計劃的研究僅限于小篇幅的介紹,無法從中了解該計劃的緣起、內容和實施,因而無法發現計劃的可資借鑒之處。系統研究“加拿大2067”計劃的來龍去脈及其特征,可以為我國和其他國家的STEM教育發展提供有益的借鑒和啟示。

一、“加拿大2067”計劃的背景

“加拿大2067”計劃是以加拿大全國性社會組織LTS為主導,應對加拿大社會發展對STEM人才的需求和STEM教育面臨的挑戰。

(一)STEM人才的社會需求

當今時代,快速的技術進步正在改變著一切,從醫療到農業和制造業,這些變化是由科學、技術、工程和數學的創新推動的,而且創新愈發加快著變革的步伐。同時,全球也面臨著一些關鍵的、需要共同來解決的問題,如氣候變化、缺乏清潔飲用水和能源可持續性等,因而科學、技術和經濟發展至關重要。在這個創新驅動的世界里,對STEM相關工作崗位的人力需求只會繼續增長。在加拿大,從醫療保健到技術行業,約70%的高級職位都需要STEM人才。但現實是首先大多數加拿大學生在高中畢業前就放棄STEM課程,只有不到50%的加拿大高中生在畢業時修完了STEM課程。加拿大STEM人才的儲備狀況堪憂。另一方面,根據最新研究發現,未來20年內,加拿大25%到42%的工作崗位受到科技的嚴重干擾,35%-50%的工作崗位可能會因為自動化而喪失[3]。因此,積極面對社會創新發展對STEM人才的需求,是加拿大的重要使命之一。

(二)STEM教育面臨的挑戰

STEM教育是發展STEM人才的關鍵途徑。但是,當前加拿大STEM教育在STEM教育專業畢業生的數量和質量、全體公民的科學素養水平以及學生解決問題的能力方面面臨著亟需解決的挑戰,具體如下[4]。

1.提高STEM專業畢業生數量和質量

加拿大當前STEM專業的畢業生在數量和質量方面均顯不足,主要原因包括：(1)15歲后對STEM教育的興趣降低。(2)不利群體代表性不足。不利群體包括女生、低收入家庭學生以及包括土著在內的來自少數民族背景的學生。其中,隨著學級的提高,女生愈發表現出對STEM教育失去興趣；低收入家庭的學生得不到STEM教育領域所需要的鼓勵和支持；少數民族背景的學生在與STEM教育相關的研究和就業中所占比例亦不足,以上問題均會導致社會不平等。(3)畢業生質量不高。STEM教育未能確保STEM畢業生具備雇主所要求的全部技能；省際STEM教育質量差異較大,以PISA測試為例,雖然加拿大學生的表現一直很好,但是這些綜合分數掩蓋了各省之間的巨大差異。

2.提高公民的科學素養

雖然加拿大所有省份都要求中學生在10年級之前必修科學和數學課程,但只有馬尼托巴省、紐芬蘭省和拉布拉多省要求開設12年級的數學課程；成人能力國際評估計劃(PIAAC)評估結果顯示,在向所有加拿大人更公平地傳授人生成功所必需的基本技能方面仍有待提升。如何既培養足夠多的學生從事科技事業且所有學生對科技感興趣,又讓成人充分了解科學技術在社會中的重要性,是加拿大科技教育需要面對的問題。

3.更新科學教育目標

科學教育應該有助于培養解決問題和創新的能力,以及分析和批判性思維,這是公民所必需的實現社會責任和參與生活的能力和思維。從這個角度來看,科學教育的目的需要改變,即從增加對科學的興趣到建立科學資本,并打破科學=科學家的關聯。

(三)LTS及其STEM教育

LTS由邦妮·施密特于1993年正式創辦,是全國性的慈善組織,致力于在全國范圍內推廣STEM教育[5]。2016年初,當LTS考慮如何慶祝加拿大150周年紀念時,LTS決定要向前看,而不僅僅只是慶祝。為此,LTS提議在全國范圍內啟動一場有關“加拿大2067”的大討論,并最終制定一份改善STEM學習的共同愿景。提議得到了3M、加拿大安進公司(Amgen Canada)、托洛蒂埃家庭基金會(The Trottier Family Foundation)等合作伙伴的支持和贊助。該計劃旨在激發和召集加拿大人進行對話,共同致力于為加拿大制定K-12階段STEM學習的國家愿景,以便在未來50年里實施新的STEM學習框架,使學生在畢業時能夠了解各種不同的職業,具備積極、知情的公民能力和應對日益復雜和高要求的世界所需的各種能力,幫助青年為正在被科技改造的世界做準備,迎接加拿大在2067年的建國200周年紀念[6]。

二、“加拿大2067”計劃的實施

“加拿大2067”計劃是一項為期兩年的國家建設活動,以確定幫助加拿大青年適應迅速變化的教育和職業環境的有效方法為目標[7]。計劃的實施圍繞以下方面展開。

(一)進行國內外研究綜述

作為“加拿大2067”計劃的起點,LTS啟動“聚焦科學學習研究項目”(Spotlight on Science Learning Research Program),對2007年以來30多份有關國內外STEM教育的報告做研究綜述。國內外報告對STEM教育面臨的挑戰達成了共識,挑戰包括以下六個方面[8]：

(1)如何教。成功的STEM教育必須從教育的早期由STEM專家教授；STEM教師需要獲得不間斷的專業學習和發展機會,并激活學校內部和學校之間、教師之間的開發合作學習社區。(2)如何學。更加注重如何使用信息技術；在課程中更多地融入跨學科,拓寬STEM的學科重點,使學習體驗更具參與性和包容性。(3)學什么。STEM教育需要從強調傳授既定學科知識的機構轉向支持發展特定能力的基于多學科調查的方法；應為學生提供更多以探究為基礎、關注問題和“現實世界”體驗式學習的機會。(4)教育目的。成功的STEM教育體系是指將定期的職業教育納入各級課程,以提高學生和家長對STEM學科與廣泛的職業之間聯系的理解。(5)誰參與。STEM教育的成功實施需要與各種合作伙伴,包括私營部門、社區組織,特別是家長進行合作；需要加強對合作關系的領導和協調,并改善利益攸關方之間的橫向合作,以確保獲得足夠的資源,加強社會內更廣泛的STEM文化。(6)跨領域議題(尤其是公平和不包容)。關注早期階段的STEM學習；解決STEM教育參與和成績方面的不平等問題,包括男孩和女孩、不同社會經濟背景的學生、土著學生和少數群體學生之間的不平等。

基于國內外相關報告所提出的以上挑戰,“加拿大2067”計劃將之作為加拿大未來STEM學習愿景的思路,召集全國各利益相關方,啟動了全國性的大討論。

(二)召集全球塑造者千禧磋商會議

應“加拿大2067”計劃的邀請,加拿大6個全球塑造者中心(溫哥華、埃德蒙頓、卡爾加里、渥太華、多倫多和哈利法克斯)在2017年8月至11月期間于各自城市舉辦了系列對話會,即全球塑造者千禧磋商會議(Global Shapers Millennial Consultations)。與青年(20-30歲)一起探討加拿大STEM學習框架的新愿景以及對K-12教育的看法。青年們探討自己的教育或職業情況,也了解其他人從高中到大學再到全職工作的轉變經歷,從而從中獲取教訓和經驗——他們會采取什么不同的做法？怎樣才能讓K-12教育更好地做好準備？

會議主要包括四方面[9]：(1)能力和內容。鼓勵個人反思和自我意識的發展、建設性的失敗,內容應基于應用程序、個性化和協作性；學習的一部分還應該包括學會一起工作。(2)知識傳遞。學習應該是實踐性的,激發好奇心和培養獨立性,進一步發揮教師的作用,加強導師對學習的支持。(3)結果評估。從教育系統中消除學生對失敗的恐懼,需要減少對分值評估的重視。(4)能力建設。教師需要資源、支持和公平的報酬,認識到父母是關鍵的利益相關者。會議召集加拿大青年探討未來K-12階段的STEM教育愿景,這些作為剛剛“過來人”的青年有著對STEM教育的經歷和切實感受,他們的意見和觀點對未來STEM教育愿景提供了重要的參考。

基于國內外報告的回顧研究和全球塑造者磋商會議的內容,LTS提出《加拿大2067 STEM學習框架》(Canada 2067 STEM Learning Framework)的草案,該框架旨在幫助加拿大青年接受良好的STEM教育、從而為未來的經濟和社會發展作出貢獻[10]。草案由六大支柱構成,即如何教、如何學、學什么、教育目的、誰參與、公平與包容。對于每一個支柱,都有一個愿景陳述、概括的問題和關鍵的建議。該草案為加拿大的隨后討論提供了框架和思路。

(三)召開全國領導大會

為尋求《加拿大2067 STEM學習框架》草案的實施建議,以及進一步探討六大支柱所界定的教育問題,2017年12月5日和6日,“加拿大2067”計劃在多倫多設計交流中心召開全國領導大會。會議召集了青年、教師、企業決策者和社區伙伴等共300多名代表和專家,共同關注加拿大未來50年的STEM學習愿景。

基于如何讓加拿大青年在一個技術驅動的世界中茁壯成長,為下一代做好準備的共同目標,會議討論包括[11]：(1)性別、文化和STEM教育。成功的學習框架是將學生置于中心地位,強調有必要吸收和支持來自不同背景的學生；(2)如何教。教育工作者的至關重要性以及他們實施STEM教育改革所需的支持、培訓和資源；(3)誰參與。不同利益攸關者為支持教育而提供的機會和價值；(4)學什么。任何嘗試改進STEM的學習都需要考慮到全球能力在教育中所發揮的作用,并使其適應STEM學習的具體背景；(5)如何學。新的信息通信技術提供的教學可能性以及固有的挑戰。領導大會的意見對《加拿大2067 STEM學習框架》草案做了進一步補充和完善,為隨后青年峰會的青年討論奠定了基礎。

(四)舉辦青年峰會

為激勵、吸引和賦權青年,為青年提供一個發揮集體創造力的平臺,使之為制定未來STEM教育的國家愿景作出貢獻,2017年10月到2018年4月期間,“加拿大2067”計劃為加拿大西部、中部和東部的9和10年級學生舉辦了系列為期一天的青年峰會(Youth Summit)。每一場峰會涉及該地區200多名學生,其活動包括三個環節[12],即STEM講座(STEM Talks)、設計工作坊和分享觀點。

學生在青年峰會中表達自己的想法和獨特的理念,共形成如下“十大見解”,具體內容如下：個性化和定制(如何教)——教育對每個學生來說都不一樣；協作參與(如何學)——學生們互相學習工作,在塑造他們的教育中起著關鍵的作用；課堂技術(如何學)——技術是改進學習過程的關鍵；改變教育課程(學什么)——讓學生早期參與STEM的教育；體驗式學習(學什么)——將STEM學習與實際生活中的問題聯系起來；導師制(誰參與)——學生們尋求與有愛心和值得信任的成年人建立有意義的關系；批判性思維和解決問題(教育目的)——彈性和靈活性對今天的教育和明天的工作至關重要；自我意識和方向(教育目的)-STEM教育和自我意識是相互聯系的,并幫助學生發展技能,以管理自己的進步和走向新的方向；幸福(公平和包容)——學生希望有一種支持、鼓勵和鼓舞人心的學校文化,一個多樣性和包容性得到實踐和培育的地方；舒適的空間(公平和包容)——學生希望有安全、干凈、明亮、鼓舞人心的空間和學校。來自青年的的意見為隨后的《加拿大2067學習路線圖》提供了重要的信息和依據。

(五)制定《加拿大2067學習路線圖》

基于以上研究和會議,“加拿大2067”計劃總結和完善了來自全國各方利益攸關者的建議,最終制定《加拿大2067學習路線圖》。《加拿大2067學習路線圖》由六大支柱構成,主要是對STEM學習未來行動的共同呼吁和建議,強調在學習的各個階段,尤其從早期開始,就必須涉及所有學習階段的學生,吸引和激勵來自各種文化和背景的學生。《加拿大2067學習路線圖》的重點是教育系統的各個部分,以及家長、社區團體和雇主等合作伙伴在加強STEM學習機會方面可以發揮的作用,具體如下[13]：

(1)如何教：教師每年至少有一次機會參與STEM相關領域的專業發展；各區域的教師和社區伙伴聯系在一起,形成充滿活力的專業學習社區；實施基于能力和探究性的課程和舉措,幫助教師發展必要的技能來指導STEM課程、鼓勵批判性探究。

(2)如何學：利用新的信息通信技術,將教學轉化為以學生為中心的互動體驗；為教師實施這些方法提供適當的培訓、支持和資源；轉變中學后教育入學要求,以承認和重視那些從事創新學習方法的學生；課程和社區學習經驗應包括跨學科、勝任力和探究學習方法以及實踐方法。

(3)學什么：學生在高中畢業時至少有一門跨學科的STEM課程；學生每年至少有一次與校外合作伙伴參與實踐學習的機會；中學后教育與STEM相關領域的學生人數每年都在增加。

(4)誰參與：STEM學習社區的合作伙伴將他們的項目與“加拿大2067”建議相結合,共同努力為所有學生提供動手學習的機會；企業將社區教育投資目標的20%用于支持“加拿大2067”建議的實現；政府承諾至少1%的STEM研究預算來支持“加拿大2067”建議的實現。

(5)教育目的：學生可以在學校的日常課程和社區的實踐學習機會中獲得有關STEM教育和未來職業的信息；改善課堂中的STEM學習與社區中的體驗學習之間的聯系；所有的家長都可以獲得有關STEM教育和未來職業的信息和支持。

(6)公平和包容：根據性別、文化、社會經濟背景和地區,提高學生對STEM課程的參與度；STEM教育的發展是為了滿足土著學生的具體需要,并納入其他世界觀。

《加拿大2067學習路線圖》總結了教師和社區伙伴對未來STEM教學如何發展的觀點、以確保青年能夠應對來自日益復雜和技術密集的世界的挑戰,同時也表明加拿大認可年輕一代的愿望和能力,期待以有效和多樣化的教育系統能幫助其為未來做準備。以上為加拿大K-12階段STEM教育的發展奠定了充分的社會支持和行動指南。

三、“加拿大2067”計劃的特點

“加拿大2067”計劃以一種多管齊下的“加拿大制造”方法,制定一個國家愿景和目標,其可供不同利益攸關方使用,以指導他們支持青年發展的意見。可以說,計劃是一份活生生的文件,其通過聚焦青年來提升加拿大的競爭力。總體上,“加拿大2067”計劃體現出以下四方面特點。

(一)指向STEM學習的國家愿景

為了激勵和培養下一代創新者、企業家、發現者和公民,加拿大必須加強學生的STEM學習,而如何加強、需要怎樣的愿景,是當前亟需解決的問題。因此,探索加拿大未來K-12學生如何通過有意義的STEM學習,發展成為創造性、批判性思考者、發現者、創業者、解決問題者和知情公民所需的技能和能力,這是“加拿大2067”計劃的核心。為此,“加拿大2067”計劃通過廣泛的回顧性研究,以及全國涉及青年、教師、中學生、企業決策者、社區伙伴及其他利益相關者的會議和活動,收集全國的意見,最終確定“加拿大2067計劃學習路線圖”,制定了未來50年加拿大K-12階段STEM學習的國家愿景。這一基于共識達成的愿景,為切實落實提供了充分的可能。

(二)提供全員參與STEM學習的平臺

“加拿大2067”計劃的啟動是為了促進一場關于未來K-12階段STEM學習的全國性討論,共同探討所有學生都能發展、應對日益復雜的世界所需的技能和平等的學習機會。為此,“加拿大2067”計劃邀請政策制定者、教師、家長、商界、社區團體、行業領袖、非營利組織和青年,形成探索未來STEM教育的共同體,加拿大全國約有75萬人積極加入STEM教育的大討論中,這些利益攸關方分享各自的意見和建議,協同互助和合力,相互交流,參與多種相關STEM活動,最終調和所有人的意見制定了《加拿大2067學習路線圖》。“加拿大2067”計劃表現出“多方力量”的共同努力,并且這是一場關于STEM教育未來的具有里程碑意義的全國性討論,更是一個推動全社會參與和關注STEM教育及促進STEM教育發展的重要事件,而“加拿大2067”計劃本身更充當了一個全員參與STEM學習的平臺。

(三)支持學生深度參與STEM學習

“加拿大2067”計劃基于真實情境的活動,創設工作坊,為學生提供所需要的材料和工具,在實施中沒有要求學生“修復STEM教育”,而是需要在火星上設計一所創業學校,學生可以自由地設想其興趣、愿望和需要相一致的新可能性。同時,計劃以學生為中心,讓上千名中學生積極參與活動,發表自己的看法和意見。學生在STEM愿景制定的深度參與中,大膽想象一個全新的教育系統,擺脫傳統思維的束縛,培養學生的創新思維,增長了對STEM教育的了解,并獲得了更多的專業和合作學習機會,進而增加對STEM教育的好奇心；在好奇心的驅動下,學生們團結一致,努力解決現實中遇到的問題,在潛移默化地培養學生們的批判思維能力和解決問題的能力的同時也激發起了對學習、創新和發現的熱情。“加拿大2067”計劃真正在“做中學”中發掘學生的興趣和能力,培養其成為未來需要的創新人才。

(四)計劃的理念與SDG4目標相契合

加拿大作為《2030可持續發展議程》的簽署國,承諾為可持續發展作出貢獻。其中與教育有關的可持續發展目標4(SDG4)的總目標與“加拿大2067”計劃的一些目標相交叉和契合。兩者都關注教育公平、包容和技能的培養。SDG4提出,確保所有學生接受到從幼兒教育、小學和中學到大專教育和培訓的所有各級的優質教育；公平地向男孩和女孩以及來自貧困背景的人提供優質教育,其重點是確保包容和公平的優質教育,促進所有人的終身學習。為此,“加拿大2067”計劃秉持一種包容性和參與性的STEM學習信念,即STEM學習不僅僅與學生相關,更與其他所有人相關。盡管“加拿大2067”計劃于SDG4的措辭不盡相同,但它們都有一個共同的意圖：高質量和包容性的教育具有改變生活的潛力,重振教育的必要性,同時需要社會努力來實現目標,兩者交叉點是關于獲得公平和包容,確保這個國家的每個人都有平等的機會來培養新經濟所需的技能。唯一的不同是考慮的角度不同,SDG4是從世界的角度,而“加拿大2067”計劃是從國家的角度。但兩者最終目的都是消除國家的貧富差距,設想、創建和鞏固可持續的機制,以確保平等獲得教育、保健、社會經濟和社會文化機會以及所有其他人權,從而帶來一個公正、包容、和平、人人平等地看待彼此的可持續發展的社會。

四、啟示

(一)科學規劃STEM教育國家愿景

加拿大STEM教育之所以能夠迅猛發展,這與加拿大政府和社會組織的重視程度分不開。最新發布的“加拿大2067”計劃,號召全民參與到愿景規劃、關鍵挑戰、應對建議等方面,對如何創新未來50年STEM教育,提出了詳細方案和指導意見。該計劃不僅對STEM教育愿景的定位清晰,還提出了各級部門、地區、學校應該承擔的責任和發展方向。STEM教育服務于國家競爭力的現實需求,助力應對提高STEM人才競爭力、增加STEM領域畢業生數量、滿足STEM人才需求和優化勞動力構成等戰略問題,因而我國STEM教育迫切需要站在國家發展的戰略高度來科學規劃,結合我國國情和發展基礎,進行合理的頂層設計,明確我國STEM教育的發展愿景,以政府或關鍵性的教育機構為主體,發動全社會力量,集思廣益,制定STEM教育全國性戰略規劃,確保STEM教育的未來發展方向和策略,確保其戰略性功能的實現[14]。

(二)構建STEM教育的生態系統

STEM教育是國家人才戰略的組成部分,是社會可持續發展的重要工具,聚焦于在跨學科背景中培養學生解決復雜問題的能力,培養STEM人才,學校教育發揮著關鍵的作用,但無法獨自承擔。STEM教育已經超出了單一的學校教育形式,這種教育需要整合各界資源,構建正式的學校教育、非正式的課外教育和社會實踐教育為一體的教育系統,在這一系統中,每個部分都對STEM教育作出應有的貢獻,并協調發展、取長補短[15]。國家需要構建一個社會各方參與的協同機制,促進社會利益攸關方共同參與,使政府、企業公司、科研院所、社會組織、媒體、研究人員、志愿者均發揮重要作用,包括政策制定和完善、資金支持、課程開發、教學手段、教師專業發展和場所設施、教育推廣等,從而促進STEM教育的有效實施。

(三)激發學生的STEM學習興趣

孔子說“知之者不如好之者,好之者不如樂之者”。使學生保持對知識的濃厚興趣,是提高學習效率的根本秘訣。把知識留給學生,把快樂帶進課堂,興趣是學習最好的老師[16]。因此,我國的學校可以為學生提供多種STEM學習機會,包括校內和校外的STEM課題學習和活動,創設以問題為中心、自由探索的學習情境,使學生在相互交流、共同協作中,批判思維和創新創造,克服困難,努力解決問題。學習過程中教師的及時引導和幫助、解決難題后的欣喜和展示學習成果時的成就感,會激發學生進一步探究的興趣。課程結束了,但學習可以繼續,正是因為有了興趣。可以說,激發學生的STEM學習興趣是STEM教育和未來職業生涯的起點。

(四)重視STEM教育公平和質量

STEM教育聚焦學習者批判思維、解決問題、創造和合作、創新等能力的發展,為學習者在技術密集的社會中取得成功做準備。具有解決真實復雜問題和創新意識的個人,可以身體力行地在社會各個行業和領域以可持續的方式促進社會的可持續發展。正如黨的十九大報告指出“落實立德樹人,發展素質教育,推進教育公平,加快教育現代化,堅定實施科教興國戰略、人才強國戰略”。STEM作為一種跨學科綜合教育形態,對培養大批高科技創新人才、提升國家未來競爭力具有重大意義[7]。中國作為多元文化和多民族國家,存在一些區域發展不平衡、城鄉二元結構等問題,使得不同地域和不同社會階層的學生學習特征、學習能力、知識基礎、文化背景等有所差異。這正是我國發展STEM教育時更應該關注公平問題的原因[18]。因此,STEM教育公平和質量問題不僅關系個人的發展,更是社會可持續發展的重要內容。提升STEM教育的包容性、普及性和終身化,將之作為人人應接受的教育；另外,采用“互聯網+教育”促進優質教育資源共享和教師專業發展,助力提升不利群體教育和STEM教育質量[19]。