美國STEM教育在公共圖書館領域的發展及啟示

張蔚然 吳宇琳 葉 丹 吳俊樂

（杭州圖書館 浙江杭州 310016）

1 引言

STEM是科學（Science）、技術（Technique）、工程（Engineer）和數學（Math）四門學科英文首字母的縮寫。1986年，美國國家科學委員會（National Science Board）發表《本科的科學、數學和工程教育》報告，提出“科學、數學、工程和技術教育集成”的綱領性建議，STEM教育興起[1]。隨后，STEM越來越多地出現在美國聯邦政府的各種教育改革政策和項目中。2007年，美國國會通過《美國競爭力法》，將STEM教育寫入該法，從而在國家層面和法律層面上提升了STEM教育的重要地位和作用[2]。2011年，前羅德島設計學院的約翰前田博士第一次在研究綜合教育時提出將“A”（Art，藝術）納入進來。這個“A”，廣義上包括美術、音樂、社會、語言等人文藝術，因此STEM延伸出STEAM[3]。雖然STEAM教育討論度高，但美國官方主推的還是STEM教育。鑒于此，本文中所討論的案例中雖有涉及到STEAM，但研究重點還是STEM。

2 公共圖書館與STEM教育

雖然STEM教育不是起源于公共圖書館領域，但是公共圖書館與STEM教育存在天然的關聯且由來已久。2016年，美國教育部發布的《STEM 2026》報告中，公共圖書館被視為STEM學習的協作網絡中的一員[4]，使得公共圖書館在開展STEM教育時，能夠不僅著眼于當前，還要放眼未來十年，更具備方向性和預見性。2018年，由美國白宮和STEM教育委員會（The Committee on STEM Education）聯合發布的《制定成功路線：美國STEM教育戰略》報告明確將公共圖書館列為開展STEM教育的重要戰略伙伴，為公共圖書館開展STEM教育提供了可供參考的國家級的戰略規劃[5]。

2010年，一項名為“被科學環繞：在非正式的環境下學習科學”（Surrounded by Science: Learning Science in Informal Environments）的報告顯示，非正式學習情境可以分為三大類，即日常學習機會、為獨立學習專門設計的空間，以及有計劃的活動。這三類情境在鼓勵和促進學習方面有著五點共性，即學習可以由學習者的興趣驅動；學習體驗是多層面的、動態的；體驗建立在之前的知識和興趣之上；學習者能從物質上、情感上以及認知上參與；學習者能夠把握如何學習、什么時候學習[6]，而公共圖書館能滿足以上所有的學習需求。

2013年，皮尤研究中心發起了一項面向6 200名美國人的關于如何使用公共圖書館服務的調查。結果顯示，有91%的年齡在16歲及以上的美國人認為，公共圖書館對社區而言很重要，是重要的教育資源[7]。很多圖書館盡管沒有足夠的資金支持，也開展了一些針對青少年的STEM領域的活動。圖書館通過提供一些有趣的項目，融入STEM的理念，激發青少年讀者的探索興趣，讓社區民眾意識到圖書館助力青少年成為21世紀公民的重要作用。

值得一提的是，公共圖書館參與STEM教育，為弱勢群體提供了更多的機會，促進了教育機會的均等和教育公平。2013年，《正在關閉的機會差距：美國一定要做什么來讓每一個孩子有平等的機會》（Closing the Opportunity Gap: What America Must DO to Give Every Child an Even Chance）一書的作者Prudence Carter和Kevin Welner指出，“美國，甚至是世界范圍內無法回避的現實是，高收入的家庭是足夠幸運能有足夠資源來供養他們的孩子接觸人文藝術、科學、歷史方面的教育，并擁有昂貴的學習體驗。而低收入家庭的孩子通常缺乏這種機會。當他們的學校變得日益專注于考試，他們想要有前述的充盈且至關重要的體驗，幾乎無處可尋”[8]。基于此，公共圖書館為社區內的低收入家庭的子女在放學后參與STEM學習提供了機會，有效彌合了他們在放學后因無法接觸到STEM教育造成的學業差距。當圖書館、學校和放學后項目一起合作時，課程之間的銜接更加緊密，助力學生在學校有更好的學業表現，也使得家長為子女營造了輕松愉快的學習氛圍。圖書館可以利用放學后和周末、假期的時段，開展有別于學校的STEM教育項目，有效實現STEM教育校園內外的銜接和時間、空間上的延續。針對社區中的女孩、少數族裔家庭的子女，公共圖書館也有相應的STEM項目，幫助其獲得教育的機會。

3 美國公共圖書館開展STEM教育實踐的特點及現狀

STEM教育源于美國，在有關STEM教育的研究和實踐領域，美國領先于世界。有研究表明，按STEM教育論文的產出量統計，排名世界前15位的研究機構全部來自美國；有關STEM教育的研究者，在高產和影響力兩方面排名前15位研究者中，有9位來自美國[9]。與此同時，美國公共圖書館也較早開始在STEM教育領域進行探索，并已經深耕十余年。以美國公共圖書館開展的諸多STEM實踐作為探討非正式STEM教育的對象成為必然。通過查閱和分析公開出版的報告和論文，總結出美國公共圖書館開展的STEM教育實踐呈現如下幾個特點。

3.1 美國公共圖書館深耕STEM教育的意愿強烈，有很強的主觀能動性

2019年，美國星圖書館網絡（Science Technology Activities and Resources Library Education Network）、美國圖書館協會（American Library Association）、美國醫學類圖書館網絡（Web Junction）向1 024家圖書館760位參與者發起了一項面向全美的有關公共圖書館是否已經可以開展STEM項目的調查，旨在了解目前在公共圖書館界日益增加的STEM項目的發展現狀[10]。問卷回收率達到76.2%。在760位參與者中有524位表示，自己所在的圖書館已經準備好或正在準備好開展STEM項目。該調查結果顯示，大部分的圖書館已經準備開始實施STEM項目。當然，這些圖書館因為服務更多的讀者、擁有更大的空間，也更容易獲得來自外界的資源支持。而即使那些偏遠地區的小型圖書館也沒有放棄開展STEM項目。比如，據調查，美國華盛頓州林肯縣居民在暑假期間存在孩子無人照看而不得不舉家遷離的問題。為了留住人口、滿足社區民眾的需求，2017年當地的圖書館系統聯合起來通過開展STEM相關主題的兒童日托夏令營——激活夏天，豐富年輕的頭腦（Stimulating Summers, Enriching Young Minds），為當地家庭排憂解難。這個項目始于三個社區：里爾丹（人口為567人）、哈林頓（人口為401人）和林德（人口為550人)，從2017年7月第一個星期持續到8月11日，面向6～12歲的兒童，每日活動從早上八點持續到下午五點，包括STEM相關的手工、閱讀、戶外活動、游泳等，還提供免費茶點和午餐，受到了家長們的好評[11]。

3.2 有豐富的研究成果和培訓項目提供智力支持

一系列有關STEM教育的學術研究和調研報告為公共圖書館開展STEM項目提供了思路。比如，交互學習國家中心（National Center for Interactive Learning）與月球與行星研究所(Lunar and Planetary Institute)合作，并獲得美國國家科學基金會（National Science Foundation，NSF）資助的首個公共圖書館和STEM會議于2015年8月20日至22日在科羅拉多州丹佛市中心舉行。會議將150多名圖書館和STEM專業人士及資助者聚集在一起，以建立富有成效的關系；探索如何設計有效的方案；幫助定義公共圖書館對21世紀STEM學習的愿景；為圖書館及其參與STEM教育工作的合作伙伴的未來評估和研究議程奠定基礎[12]。2020年，美國圖書館協會下設的兒童圖書館服務協會（Association For Library Service To Children, 簡稱ALSC）開展的“全面發展：如何通過制造商工具包將科學，技術，工程和數學（STEM）提升到一個新的水平”，是一個面向兒童服務的圖書館員開展的為期六周的課程。參加者將習得有助于跨學科學習方法的書籍和材料；創建STEAM制作工具包，以包括適合各個年齡段的學生的學習文獻和活動；說明如何通過提示、提問、討論和講述來支持STEAM[13]。

3.3 行業內外有強大的組織網絡牽頭，形成合力

專業的圖書館協會和組織已經將STEM視為其發揮教育屬性的重點內容。目前美國公共圖書館聯合開展的長期性且有影響力的STEM項目有青少年圖書館服務協會項目、聯合夏季圖書館項目（The Collaborative Summer Library Program，簡稱CSLP）和星圖書館網絡項目（STAR Library Network or STAR Net）。

全國青少年圖書館服務協會（The Young Adult Library Services Association，簡稱YALSA）是一家非營利組織。其使命是支持圖書館員工解決青少年面對的挑戰，幫助所有的青少年，尤其是那些亟需幫助的青少年，收獲成功，擁有充實的生活。2016年，YALSA發布了更新版的STEAM項目工具包，旨在為從事青少年工作的圖書館的專業人士和工作人員提供材料和資源，便于他們成功地將STEAM項目和圖書館服務相融合。工具包主要包括STEAM的界定、啟動項目、合作方、市場與營銷、項目評估、STEAM故事解析、最佳案例、STEAM和創客空間、STEAM項目模板、STEAM策劃試水等十個方面的內容[14]。

聯合夏季圖書館項目是一個跨州性聯盟，致力于用盡可能低的成本共同為公共圖書館提供面向青少年的高質量的夏季閱讀材料。該聯盟分別在2014年、2017年、2019年，通過其分布各州的圖書館成員及其體系，為共計16 000家圖書館的夏季閱讀項目挑選科學、工程類選題。

始于2010年的星圖書館網絡項目，全稱“科學技術活動與資源：圖書館教育網絡”（Science Technology Activities and Resources Library Education Network），是一個全國性的面向圖書館的推廣科學與技術的項目，致力于通過公共圖書館的教育活動提高社會民眾的科學素養。該網絡擁有7 500名會員，覆蓋幾乎全美所有州的圖書館[15]。在其開展的眾多項目中，NASA@ My Library項目是與美國的公共圖書館界合作展開以提升圖書館讀者，尤其注重缺乏服務和關注的地區民眾的STEM素養。公共圖書館通過向美國圖書館協會提交申請，經過競爭性的篩選獲得參加項目的機會[16]。2017年日食之際，該項目向美國4 000家圖書館發放210萬觀測眼鏡、安全使用說明書和項目策劃建議書。日食前夕及發生時，參與的圖書館共計舉辦了35 000場科學項目，覆蓋175萬人[17]。2019年夏，為慶祝美國宇航局成就60周年和阿波羅11號登月50周年，星圖書館網絡項目攜手聯合夏季圖書館項目在全美16 000家圖書館，通過開展夏季閱讀項目慶祝太空探索。項目的口號是“全宇宙的故事”，旨在激發各年齡層的圖書館少兒讀者立下雄心壯志、相信自己，并創造屬于他們自己的故事。通過這種合作，星圖書館網絡項目和聯合夏季圖書館項目共享STEM資源[18]。

3.4 有專門的項目經費支持，社會力量積極參與

美國公共圖書館開展STEM教育實踐，能獲取的資金贊助來源豐富，主要分為政府機構資助以及私人基金會（見表1）。

表1 美國非正式STEM教育項目贊助來源

以美國國家科學基金會為例，其下設的推進非正式STEM學習（Advancing Informal STEM Learing，AISL）計劃旨在為非正式環境中公眾的STEM學習機會的設計和開發提供新方法和循證理解；提供多種途徑，以擴大獲得和參與STEM學習經歷的機會；促進非正式環境中STEM學習的創新研究和評估；并吸引各個年齡段的公眾在非正式環境中學習STEM。非正式科學教育促進中心（The Center for Advancement of Informal Science Education，CAISE）是國家科學基金會資助的資源中心，支持AISL計劃。CAISE與NSF計劃主管合作，籌備可幫助團隊制定項目提案的資源。2020年，獲得美國國家科學基金會推進非正式STEM學習計劃的贊助的圖書館項目是“通過利用數字媒體，移動技術和城鄉社區中的圖書館設置，促進父母與孩子共同參與學齡前計算思維訓練”，WGBH教育基金會（總部位于美國波士頓的公共廣播組織）將與美國圖書館協會等在內的合作伙伴一起致力于評估新媒體資源和移動技術如何與圖書館虛擬實施模型相結合，以及他們在虛擬環境中就計算思維來支持來館的父母所產生的自我效能感[19]。該項目日期自2020年8月1日持續到2023年7月31日，獲得1 692 606美元贊助經費。2019年，美國圖書館協會申報的“協作研究-星圖書館網絡第3階段：增強STEAM公平性和圖書館及其農村社區的學習機會”項目獲得AISL的54 359美元的贊助[20]。圖書館可以為農村青年和社區提供獨特的機會。星圖書館網絡的第三階段將與拉丁裔社區中的12個農村學區合作，以應對農村青年，尤其是英語學習者所面臨的挑戰。該項目將使用經過協調和測試的策略在公共圖書館中建立三種學習途徑：帶展覽的科學學習空間、圖書館計劃和科學工具包。這些資源將為學習者提供豐富的STEM學習機會。項目將從2020年1月1日起持續四年。

3.5 注重STEM項目從服務對象到服務內容的精耕細作

近年來，國內公共圖書館STEM教育實踐主要在科普閱讀推廣服務方面進行探索與嘗試，多以青少年為服務對象。比如杭州圖書館和低碳科技館聯合來自英國的頂科教育開展了三場由英國老師親自指導的沉浸式體驗的公益STEAM課程[21]。廣州市海珠區圖書館啟動的“STEM科學系列活動”項目包括科普親子活動、科普講座、科普展覽等[22]。經過十幾年的發展，美國公共圖書館開展的STEM教育實踐已經從服務對象到服務內容上實現精耕細作。服務對象不局限于未成年人。比如，普林斯頓（新澤西州）公共圖書館和菲爾普斯（紐約州）社區紀念圖書館就展開了成年讀者的STEM編程創建技巧的活動。菲爾普斯（紐約州）社區紀念圖書館是一個每年預算很小的農村圖書館，它創造性地設計和集成了800平方英尺的社區空間，致力于STEM教育。在這個空間中，圖書館具有成人STEAM編程功能，在主題和教學方面幾乎都是社區驅動的。2016年春季，普林斯頓（新澤西州）公共圖書館推出了主題廣泛的科學史計劃系列，其中包括當地知名人士進行的公開講座，比如邀請普林斯頓大學教師開展書評和推薦讀物。該系列的亮點活動之一是與世界著名物理學家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）的對話[23]。服務內容上不是單一的科普，而有專門鼓勵女性和少數族裔在理工科領域尋求事業發展機會的項目。比如，星圖書館網絡第三階段的項目就專門考慮到拉丁族裔移民子女可以通過圖書館培訓的STEM相關技能以更好地融入社區[19]。

4 對我國的啟示

筆者以“STEM教育”+“公共圖書館”為關鍵詞在中國知網進行檢索發現，目前國內對公共圖書館開展STEM教育的探索和研究才剛剛起步。朱靜、潘健就金陵圖書館開展STEM教育實踐從背景、教育過程、內容與模式、成效等方面進行介紹而分析，并提出館員向課程導師轉變；積極參與STEM教育平臺的構建等建議[24]。針對美國公共圖書館的經驗，周佳貴是較早開始關注美國STEM教育的學者，詳細介紹了“星網絡”項目[25]。劉杰、許春漫以愛達荷州圖書館委員會STEM教育項目為例[26]，韓汶臻、許春漫以美國《圖書館雜志》（Library Journal）2018年發布的五星級公共圖書館開展STEAM教育情況的調查入手，分別進行了介紹和分析[27]。基于我國的國情，雖然不能照搬美國經驗，但美國公共圖書館立足本館而不局限于本館的視角，值得我們思考。

4.1 加強頂層設計，建立自上而下的推廣機制

縱觀當前我國公共圖書館開展的STEM相關活動，普遍存在的問題是缺乏來自政府、行業層面的指導和支持，而僅僅依靠單個或幾個圖書館的自行摸索，不利于公共圖書館在STEM教育領域的可持續發展。公共圖書館開展的STEM教育作為非正式的STEM教育，應該隸屬于整個國家的STEM教育戰略的大背景之下，得到自上而下的制度支持，使得其發展有機構設置、行業規劃等層面的多重保障。

第一，文化和旅游部可聯合教育部等多部門，通過不定期舉辦論壇、會議等方式，展開有關STEM教育合作的對話和交流，從而促進STEM教育相關的科學教育從校園走進圖書館和社區。第二，在經濟、文化發達的城市展開試點，由市政府牽頭成立科學、技術、工程和數學教育委員會旨在協調地方政府的計劃和活動，以支持STEM教育。該委員會的主席可邀請來自市科學技術協會的專業人士擔任。組織成員可來自市文化廣電旅游局、市教育局、能源局、生態環境局等部門。通過總結分析試點城市的經驗，將機構設置的經驗從發達地區向不發達地區推廣。第三，科學、技術、工程和數學教育委員會可下設STEM教育咨詢小組，制定在公共圖書館領域開展STEM教育活動的相關標準和評估機制。STEM教育咨詢小組從學術機構、非營利組織和行業中選出小組成員，包括在校、校外和非正式教育從業人員；這些人將提供有關STEM教育研究、開發、培訓、實施、干預、專業發展、勞動力需求等方面的建議和信息。第四，中國圖書館學會可參照國際圖書館協會與機構聯合會的組織架構模式，建立STEM教育相關的專業委員會或者特別興趣小組，通過發布總綱性的戰略文件，激發地方各級公共圖書館協會的參與熱情；通過牽頭舉辦STEM相關的項目，為地方組織機構提供指導意見和資源支持，推動STEM教育在各級公共圖書館的落地實施。

4.2 構建STEM教育生態圈，實現資源的共享和優化配置

雖然當前我國公共圖書館已普遍舉辦有關STEM教育實踐，但是較少有公共圖書館已經打造出在行業內外有持續影響力和較高社會美譽度的有關STEM教育的圖書館服務品牌。比照美國的經驗，國內公共圖書館應該擴大STEM教育實踐在全社會的影響力，而不能僅僅停留在圖書館業內，這就需要充分發動圖書館外的社會力量。公共圖書館及其利益相關者共同開展STEM教育實踐，形成協同效應，構建起包含學校、企業、科研機構等主體相互密切關聯的STEM教育生態圈，實現資源的共享和優化配置。

首先，公共圖書館通過向科研院所、民間獨立調研機構、非政府組織主動營銷，引導他們積極關注在公共圖書館領域開展的STEM教育實踐并直接參與其中，從而為自己贏得強大的智力支持。一方面，國內公共圖書館可以通過結盟、辦會等方式，引發全社會對公共圖書館領域的STEM教育實踐的興趣，集思廣益，群策群力；另一方面，密切聯系企業、學校、科研院所等非營利機構，邀請他們走進圖書館，以第三方調研機構的視角，全面展現圖書館如何設計和實施STEM教育實踐。以社區為單位，根據就近原則，圖書館和當地學校共同開發STEM實踐內容以更好地銜接課堂知識、提升科學素養，并就來自社區師生的反饋進行持續精進。此外，公共圖書館在立足公益性的前提下，積極尋求來自政府、非政府組織的贊助經費和項目資金，保障和激勵STEM項目的順利實施。簡言之，公共圖書館要匯集來自社會的人力、物力、財力、智力，互通有無，優勢互補，在全社會范圍內打造互利共贏的STEM教育生態圈。

5 結語

美國公共圖書館開展的STEM教育實踐，有深厚的理論、實踐積累，有強大的組織網絡支持，有豐富的資金來源和社會化合作，有多元的服務對象和服務內容。我國公共圖書館不能只停留在對這些經驗的借鑒利用，更應該基于國情和行業發展現狀進行思考：當務之急是從制度層面自上而下地推動STEM實踐，打造包括公共圖書館在內的互利共生的STEM教育生態圈。可以說，STEM教育實踐是時代和社會發展對公共圖書館提出的新挑戰，需要圖書館人強化主人翁意識，從圖書館人開展STEM實踐到充分調動全社會來合力開展；提升服務意識，從傳統的借還書服務到設計出滿足當前讀者和社會發展需求的STEM服務。這些是后續研究中需要繼續探討的。