我国STEM教育发展现状

一、STEM教育的起源与发展

进入21世纪，科学技术发展越来越快，对社会和经济发展的作用越来越重要，科学技术和社会的关系发生了质的变化，对人的素质提出了更高的要求。层出不穷的新工作要求从业者具有综合技能、专业知识和创新能力。面向未来的教育也不能停留在孤立的学科教育层面上，各学科知识和技能的整合与应用将成为教育的主旋律。

二十世纪八十年代末，美国为了提高整个国家公民的科学和技术水平，大量培养工程技术领域的杰出人才，率先提出了将科学、数学、工程和技术教育集成的教育模式，旨在通过加强科学、工程、技术和数学教育中创新人才培养的力度，提升国家的综合国力。在教育界和科技界的共同努力下，这种教育模式逐渐从高等教育延伸到K-12阶段，而随着美国《新一代科学标准》的颁布与实施，围绕重要科学概念以学习进程的形式开展科学教育，以及将工程教育与科学教育结合成为国际科学教育的前沿与新理念。^①STEM教育具有详实的脑科学、认知科学和教育科学研究基础，并具有知识社会对创新人才需求的内涵和教育意义，是科技界与教育界携手推进科学教育的一种教育模式和新体系。

STEM教育是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）教育的融合，它不是简单把这四个领域的内容堆叠在一起，强调在STEM教育中四个领域之间的关联是有目的、有方法、有系统的整合，以发展学生日常生活所需的思维、推理、团队合作、调查和创造性技能。^②STEM课程是以问题/项目为导向的四个领域知识和技能的学习、整合、应用与发展，将不同的学科知识融合到现有课程的一种教学方法。STEM教育力图把学生学习到的零碎知识与机械过程转变为一个探究世界相互联系的不同侧面的过程，强调知识和技能的应用与解决真实情境的问题，培养学生的综合解决问题能力和创新能力。STEM教育的目标强调五个方面内容，即STEM素养、21世纪技能、STEM的工作愿景、兴趣和参与性、连接STEM学科的能力。其中STEM素养即指学生科学素养、技术素养、工程素养和数学素养，这四方面素养密切联系。^③通过STEM素养和21世纪技能两项目标的达成，学生可以做到：①理解科学、技术、工程和数学对当代社会的重要意义；②至少熟悉每个领域涉及的基本概念，并能教育熟练地运用这些概念与原理；③发展学生在认知（批判思维、创造性）、人际交往（沟通、合作）和个性特征（灵活性、主动性、元认知）等三个方面的基本素养。

2009年11月，奥巴马总统发起了“教育创新”运动，在全国范围内促使STEM教育达到卓越的水平。2011-2013年，美国科学教育改革进入一个关键时期，《K-12年级科学教育框架》（Framework）和《新一代K-12年级科学课程标准》（NGSS）在此期间完成了从编写、修订到发布的过程，将STEM教育写进了K-12的科学教育中。欧洲从20世纪80年代开始就关注工程与科学的结合，以英国为例，强调工业情境下的科学教育，其开发的课程内容已深入到具体而实际的课堂教案与教学策略，并在英国约克大学建有国家STEM教育中心。2010年左右，在科学院的推动下，澳大利亚和加拿大等国教育部纷纷加大对科学教育中工程技术教育的研究和实践力度，推动科学教育向STEM教育转型。2015年7月15日英国Nature期刊上推出“培育21世纪的科学家”的专题，系统审视了全球STEM教育的挑战和希望。^④2016年美国科学院出版社出版《发展国家STEM劳动力策略》一书，指出STEM的知识和技能能增加个体的从业机会和增强国家竞争力，国家需要保障所有不同层次的学生和所有不同职业岗位的从业人员都有获得高质量STEM教育和培训的渠道。^⑤这一切掀起了STEM教育在全球范围内的热潮。

STEM教育不仅对国家未来的创新能力和竞争力有决定性的影响，而且是社会进步的必要基础。对青少年进行STEM教育既是社会发展的需要，也是青少年个人生存和终身发展的需要。更是面对知识社会和经济科技全球化的挑战，培养创新型的工程科技人才，建设创新型国家、增强国家竞争力的必然需求，还是保障人类社会得以持续、健康发展的唯一可行道路。

二、我国STEM教育发展现状

我国的STEM教育率先在科协、高校、学会、科技场馆等社会资源的推动下走进中小学，并逐渐被教育行政部门所重视。从2010年开始，在STEM教育的推动过程中，科协系统发挥了重要的引领和促进作用，科技工作者参与到各层级的STEM教育，与教育工作者一道推进我国STEM教育的发展，为建设创新型国家、提升国家未来竞争力发挥着积极的作用。

2015年9月，教育部发布《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》提出“探索STEAM教育、创客教育等新教育模式”的思路，要通过信息技术促进各学科教学内容和模式的变革，探索STEAM新教育模式，培养学生的信息意识与创新意识。2016年6月，教育部印发《教育信息化“十三五”规划》，指出有条件的地区要积极探索信息技术在“众创空间”、跨学科教育（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用。2017年元旦，教育部在教育改革的会议上提出了要在教育方式上落实教育的体验性、探究性和实践性；2017年2月颁布的国家《义务教育小学科学课程标准》中，明确提出倡导跨学科学习方式，STEM教育是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，将科学、技术、工程、数学有机融为一体，有利于学生创新能力的培养。

我国的STEM教育发展尚处于起步阶段，国内STEM教育尚未形成完整的理论体系和操作性强的课内外结合模式。在实践层面又受到科学教育基础薄弱，区域间发展不平衡，课内教育与课外教育未能协调发展，课内科学教育和课外科技活动脱节；科学教育资源不足，分布不均，利用不充分；科学教师专业能力亟需提升，科学教师兼职比例大，非理科专业居多，科技辅导员和科技教师在学校被边缘化等因素的影响。这些现状都制约或误导了我国的STEM教育的发展。

项目组向全国27个省级科协青少中心发放了调查问卷，回收了25份有效问卷，其中有两个省份没有开展省级STEM项目或活动，没有填写问卷。通过对这些问卷的分析，大多数省级科协青少年工作的组织管理者了解并支持STEM教育，但当地的STEM教育多以学校自主开展相关活动为主，超过60%的地区举办过STEM教育专题的交流活动或专家讲座，但缺少相关的政策引领（只有六个地区出台了省级的支持鼓励政策，其中大部分开展STEM教育活动的学校有相关政策支持）。大多数省份的科协系统并没有举行过系统的或者专门的STEM教育教师培训，多在科技辅导员培训中加入一些相关专题报告或交流内容。各地参与STEM教育的学校数普遍低于5%，教师数量低于10%，未形成规模，缺乏对STEM教育系统的和全面的了解，也缺乏相关的师资力量和培训资源。场地、评估反馈机制和奖惩机制都没有建立起来（只有极少数地区如上海、广东等地区建立了一些机制）。从问卷反馈的情况看，一些学校的校本课程开发过程中考虑到了要与国家现行的科技类课程标准相结合，开展的STEM活动多在科技竞赛和交流展示方面。省级科协普遍希望学校更为主动，采取购买优质服务的方式推进STEM教育。总体看来，东部经济发展较好的地区在政策引领和培训支持方面比中西部地区要好一些。

在开展STEM教育和活动需要的支持方面，普遍反映需要全面系统师资培训、教学资源配置、资金支持和推进政策等，主要集中在需要专家队伍支持，开展专项培训和交流，课程、器材和交流活动等。已经开展了省级STEM教育的省份提出的需求更为具体和明确。①需要课程资源支持，STEM课程案例，学术研究成果，国内外科普场所、研究中心及企业工厂资源的支持，专项经费，相关政策支持。

②系统的课程、最好有年级区别、教师培训课程如有教材和微课最好，主要缺少系统教材和辅导员的培训，需要相关的器材支持或可以与项目上级单位进行合作研发。如果能有与STEM相配合的素质测评等资源就更好了。有些社会机构办的培训炒概念的多、掌握实质的少，希望能够开展规范的教师培训，建立一些STEM教育示范学校。

③开展STEM教育，需要把STEM作为课内外科技活动的课程之一，强化师资队伍建设，组织科技辅导员开发适合本地区、本校的校本材料。各地中小学校科学教师、实验场地和器材严重不足，缺乏专业人员探究STEM教育，需要全国专家指导和服务，实现课程共享，最好能提供开发好的课程资源。

回收的企业和校外机构有效问卷22份，这些机构都较为积极地参与到STEM教育中，投入大量的研发经费或购买资源打造校内外结合的STEM教育解决方案（从课程资源、教师培训或入校、硬件配置、场馆建设、活动拓展等入手）。但主要以硬件提供和特色课外活动开展为主要突破口，完整的课程资源（特别是与课内教育的有机结合）是其弱点。

在问卷中，这些机构反映青少年STEM教育不是单纯的让学生学习基础知识和手工制作，而是一种注重实践、注重过程、注重审美、注重创新并利用学科间交叉互动，在提供给学生基本装备、工具以及基础知识的前提下，让学生通过观察与思考发现生活及学习中出现的问题并发挥想象力与创造力解决问题的教育方式。STEM教育理念传入中国并逐步被大力提倡。但STEM教育缺乏顶层推动，STEM师资缺乏是难题，缺乏社会联动机制。打造江苏省乃至全国范围内具有影响力的STEM教育资源平台，用互联网思维，积极构建一个多元化、多层次的科学教育服务平台。

①Rodger W. Bybee. What is STEM Edcuation. Scinece[J]. 2010.,329: 996.叶兆宁、周建中等：《课内外融合的STEM教育资源开发的探索与实践》，第十六届中国科协年会，2014年5月。

②叶兆宁、杨元魁：《集成式STEM教育：破解综合能力培养难题》，人民教育，2015年第17期。

③National Academy of Engineering, National Research Council. STEM Integration in K-12 Education: Status, Prospects, and an Agenda for Research. The National Academies Press, 2014

④[美]埃里克•布伦塞尔编著，周雅明王慧慧译. 在课堂中整合工程与科学[M].上海科技教育出版社，2015.

⑤Joe Alper, Rapporteur. Developing a National STEM Workforce Strategy: A Workshop Summary. The National Academies Press, 2016.

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