國際STEM教育六大發展趨勢

為了提升學生的科學素養，美國國家科學委員會在1986年發表的《本科的科學、數學和工程教育》報告中，提出了“科學、數學、工程和技術教育集成”的建議，由此揭開了STEM教育的序幕。STEM教育指的是將科學、技術、工程和數學進行跨學科整合，以問題解決為導向，通過跨學科整合與實踐學習的方式，培養具有科學探究能力、創新意識、批判性思維的復合型科技人才。進入21世紀以來，特別是隨著人工智能技術的發展，STEM教育理念在全球范圍內越來越受到重視，其實踐方式也越來越多樣化。當今社會，全球范圍內的STEM教育呈現出以下六種發展趨勢——

STEM教育成為全球重要的政策議題。近二十年來，STEM教育在全球范圍內呈現井噴式發展。究其原因，一方面是回應現代社會一系列重大問題的解決，特別是氣候變化、能源危機、可持續發展等全球性挑戰；另一方面是適應現代社會知識生產模式的轉型，即從單一學科的研究轉變為“學術界—產業界—政府—社會”協同合作的跨學科、超學科知識生產機制。隨著美國、芬蘭、經濟合作與發展組織、歐盟等國家和國際組織紛紛將“核心素養”作為教育改革的最新目標，旨在培養學生關鍵能力與必備品格的“核心素養”也成了STEM教育的價值導向。STEM教育不再僅僅著眼于培養專業的科學工程人才，而是旨在培養具有創造性問題解決能力的復合型人才。STEM教育成了不同國家與國際組織教育改革的重要組成部分，被視為提高學生科學素養與國家競爭力的重要戰略支撐。2023年11月9日，聯合國教科文組織第42屆大會決議在中國上海設立國際STEM教育研究所，這充分表明相關國際組織不斷加強STEM教育在全球的發展與推廣，尤其注重STEM教育在工業4.0升級與數字產業革命轉型中的先發引領作用。同時，這也為中國大力發展STEM教育提供了重要的戰略機遇。

STEM教育發展戰略進入“政策密集期”。全球主要國際組織與發達國家都將STEM教育作為重要的政策改革議題，在各種政bnv7Rk+ABv60I9sJIWiUwQ==策報告與白皮書中頻繁提及。2023年6月15日，經濟合作與發展組織（OECD）發布了“PISA2025科學素養測評框架”。這一框架關注學生是否具有“像科學家一樣思考”的能力，是否能夠應用復雜的科學思想和概念解決真實生活中的問題，為科學教育提供了指南針與腳手架。美國早在2006年的《美國競爭力計劃》中，就提出了培養具有STEM素養的人才，并將其作為提升美國全球競爭力的關鍵。2018年12月，美國發布了《繪制成功之路：美國STEM教育戰略》，以此提升美國國民的STEM素養及STEM教育的多樣性、公平性和包容性，為社會發展提供具備STEM素養的勞動力。2024年5月，美國STEMM機會聯盟在與美國白宮科技政策辦公室聯合舉辦的“白宮STEMM公平與卓越峰會2024”上，正式發布《STEMM公平與卓越2050：國家進步與繁榮戰略》。該戰略的總體目標是幫助歷史上被排斥和處于邊緣化社區的2000萬人進入科學、技術、工程、數學和醫學領域并取得成功。澳大利亞課程、評估和報告管理局也于2015年發布了《國家STEM學校教育戰略》報告，確保所有澳大利亞年輕人都具備成功所需的STEM技能和知識。

STEM教育的內涵與邊界不斷擴展。雖然STEM教育的最初內涵是對科學、技術、工程和數學進行融合式教育，但隨著跨學科與超學科等教育理念被廣泛接受，STEM教育與藝術、人工智能、計算思維、設計思維、量子思維、創客思維、全球勝任力等一系列前沿概念不斷交叉，進而出現了STEAM、STEMx、STEM+等新的內涵。STEM教育逐漸打破了理工科的局限，不斷與人文社會科學、藝術類學科進行融合，使得其內涵變得更加多元、更具有擴展性?！癝TEM+”教育是當下與未來STEM教育發展的重要趨勢，它可以與一系列重要的領域、思維和技能相碰撞，衍生出疊加的STEM教育領域。在教育數字化轉型的背景下，STEM教育中的“T”（技術）越來越突出，其不僅包括完成某項具體任務的硬性技能，還包括一系列軟性技能，如溝通能力、交流能力、合作能力，以及數字素養。越來越多的國際教育學者與政策制定者認為，STEM教育是培養以批判性思維、創新能力、溝通與合作能力為標志的21世紀素養的重要教育范式。

STEM教育需要多組織協同參與。越來越多的發達國家意識到，STEM教育不可能僅僅依靠學校來完成，而需要政府、企業、社會組織、社會公眾等核心利益相關者協同參與。在美國，國家科學基金會、聯邦教育部、智庫、學校、社區、公司等共同參與STEM教育。Scientix是在歐盟委員會的倡議下于2010年啟動的一個STEM教育項目聯盟，旨在促進和支持STEM教師、教育研究人員、政策制定者和其他教育利益相關者在全歐洲范圍內的合作，鼓勵學生從事STEM領域相關職業。目前，該項目正處于發展的第四階段。同時，歐洲還成立了“科學挑戰”（SciChallenge）項目平臺，用以提高學生學習STEM并從事STEM相關職業的興趣。歐洲的伊拉斯謨計劃項目“AutoSTEM”也致力運用自動設備使青少年學習STEM。新加坡科技研究局、科學中心與新加坡教育部協同開展STEM教育，于2013年在新加坡中小學設立了應用性學習項目。2014年，新加坡科學中心通過與企業界建立的產業伙伴關系，專門設置了STEM教育單元，鼓勵中小學通過實驗性學習開展STEM教育。到2023年，該項目已經覆蓋了全國。

STEM教育的實踐模式凸顯創新性。STEM教育蘊含跨學科性、跨主題性與實踐性，不僅可以在學校中開展，也可以在科學館、博物館、海洋館、實驗室等多種場所開展。未來，STEM教育的一個趨勢是打破學校的圍墻，展現出無邊界的特征，充分利用社會上的各類相關教學資源開展。例如，加拿大充分利用科技夏令營、童子軍、暑期學校等方式，為學生開展STEM教育。國際上開展STEM教育的具體教學模式，目前主要包括項目化學習、基于案例的學習、問題解決式學習、深度學習、小組合作學習、基于設計的教學、追求理解的教學設計、翻轉課堂教學模式、逆向教學設計、+1教學法、沉浸式教學法、論辯式學習等。近年來，虛擬仿真實驗、增強現實、生成式人工智能、3D打印等不斷融入STEM教育。STEM教育的評價與傳統的總結性紙筆測驗不同，更多體現為表現性、任務性評價，注重過程體驗而非單一的成績。所以，國外STEM教育者特別關注學生STEM學習的動機、興趣、體驗、成就感與身份認同等一系列內在的學習品質。國外一直認為，STEM教育的最終效果體現在教師的教學成效上，因此，為了保證STEM教育的有效實施，教育界非常注重提升教師教學的效能感。

STEM教育中的公平性備受關注。在實施STEM教育的過程中，歐美發達國家比較關注機會均等、性別平等議題。他們認為，接受STEM教育不僅是一項基本的教育權利，更是實現未來發展的重要機遇。在種族多元化的美國、加拿大與澳大利亞等國家，STEM研究者通?；诙鄻印⑵降扰c包容的立場，關注少數族裔與低收入家庭的子女是否有機會獲得高質量的STEM教育。在北美內城區的薄弱學校中，STEM學科的教師由于流失比較嚴重而成為急需人才。為此，北美慈善基金會、智庫等投入了大量資金用以培養STEM領域的教師。在歐美發達國家中，教育政策制定者也格外關注如何疏通從STEM學習到就業的渠道等議題，以減少STEM相關人才的流失。2023年，美國州教育委員會發布了一份《學前到五年級STEAM教育作為公平引擎》的政策報告，旨在為學前班到五年級學生提供有效的STEAM教育策略。此外，其他一些STEM教育快速發展的國家，也開始關注STEM教育中的性別平等議題。雖然印度女性在STEM畢業生中所占比例高達43%，然而，其在STEM相關工作人員中只占14%。為此，印度政府開始致力于提升STEM工作中的性別平等。

（作者單位：華東師范大學教育學部）