世界各国STEM教育发展策略介绍(美、德、英、大洋洲、日、韩、马来西亚)

目录
一. STEM 教育的兴起
二. 美国STEM 教育实施策略
三. 德国STEM 教育实施策略
四. 英国STEM 教育实施策略
五. 大洋洲国家STEM 教育策略
六. 亚洲国家STEM 教育策略
七. 我国STEM 教育教育启示
“STEM”是科学、技术、工程和数学四门学科英文名称的简称。进几年引入国内,热度一直很火,你的孩子是否正在学或准备学STEM。全面的了解对你的选择会有帮助。
STEM 教育是一种跨学科的学习方法,它将学术概念与现实世界的经验教训结合起来,使学生综合运用科学、技术、工程和数学知识,建立起学校、社区以及全球企业之间的联系,从而有利于学习者发展 STEM 素养并有能力在新经济中保持强大的竞争力。
一. STEM 教育的兴起
学界公认的 STEM 教育研究的开端,始于美国国家科学委员会于 1986 年发布的“本科的科学、数学和工程教育”报告。
具体来说,美国 STEM 教育研究经历了以下阶段:
发轫阶段(1986~1995 年):STEM 教育内涵的阐释与深化“STEM 教育”一词产生于 1986 年美国国家科学委员会发布的“本科的科学、数学和工程教育”报告。
该报告提出了“科学、技术、工程及数学教育集成”的纲领性建议,确立了STEM 教育优先发展的战略地位,由此拉开了 STEM 教育研究的大幕。
该报告发布后,美国学界倾向于将 STEM 教育理解为以科学教育为中心、以培养学生的科学知识与技能为目的的教育模式。
随着 STEM 教育研究的不断深入,面对 STEM 教育实践中学科孤立、难以整合的困境,一些研究者整合相关学科的概念,推出了以“STEM 素养”培育为中心的“学科集合取向”的 STEM 教育概念。
美国学界对 STEM 教育概念的认识从科学、技术、工程和数学学科内容的简单叠加逐渐发展为以培养 STEM 素养为指向的概念集合。
勃兴阶段(1996~2006 年):STEM 教育实施路径与具体策略的探索1996 年,美国国家科学基金会发布了名为“塑造未来:透视科学、数学、工程和技术的本科教育”的报告。
该报告从地方政府、社区、学校等方面提出了 STEM 教育的相关建议,并强调“要大力培养从事 STEM 教育的企事业相关人员”。
自此,K-12 学校中的 STEM 教育实验便如雨后春笋般不断开展。
针对如何开展 STEM 教育、促进学生 STEM 素养生成的问题,研究者从学校课程、教学、师资配置等方面纷纷进行了探索。
随着研究的深入,研究者逐渐意识到 STEM 师资是 STEM 教育成功的重要保障,故针对 STEM 教师专业化发展的研究也逐渐增多。
关于 STEM 教育的研究突破了原有的框架与范式,研究者关注的重点从对 STEM教育内涵、特征的探讨转为如何在学校教育中实现 STEM 教育、应从哪些维度激发学生 STEM素养的发展等,并建设性地提出了 STEM 的基本理论和具体操作步骤。
此阶段,研究者逐渐达成了以下共识:学生 STEM 教育素养的提升可以通过更新学校的课程建设、教学策略、师资队伍等方式来实现——这为下一阶段 STEM 教育项目的实施与建设提供了依据。
拓展阶段(2007 年至今):“全景式”STEM 教育项目的建设与实施随着二战后“婴儿潮”的退去,已有的 STEM 劳动队伍逐渐接近退休年龄,美国 STEM 劳动力深陷质量堪忧的窘境。
此外,据美国国家科学基金会调查,在拥有科学与工程学位的工人中,有三分之二所从事的工作与他们所接受的教育仅仅有一点关系,或根本没有任何关系。
由此可见,美国 STEM 劳动力的结构不甚合理,质量也有待提高。
2007 年,美国国家科学委员会发表“国家行动计划:应对美国科学、技术、工程和数学教育系统的紧急需要”的报告,将 STEM 教育从义务教育阶段延伸至高等教育阶段。
在国家的号召下,致力于提高教育质量、促进教育公平的 STEM 教育项目在美国各校如火如荼地开展起来。
奥兰治县 STEM 倡议”为推动加利福尼亚州 STEM 教育的发展作出了重要贡献,其主要目的是通过在社区相关利益者之间创建一种亲密的伙伴关系,组织构建 STEM 生态系统,以促进奥兰治县的经济实力与竞争力。
对此,OCSTEM 的研发与组织者——STEM 生态系统学习协会制定了如下目标:
①服务于奥兰治县的经济增长和可持续发展;
②促进奥兰治县 K-12与高等教育学龄段学生 STEM 能力的整体发展;
③培养奥兰治县的孩子成为合格的公民,以适应社会的要求;
④培养 STEM 师资,为正在或即将毕业的学生做好准备,使其具有个人与国家生活所需要的批判性思维技能、审美情趣与创造力。
此阶段,学界对 STEM 教育的研究逐步具体化与实践化,即从学理分析和理论阐释转向实证研究与实践策略研讨,而以 STEM 教育项目为依托的学校教育改革也直接推动了 STEM 教育研究的深化。
二. 美国STEM 教育实施策略
美国作为 STEM 教育的发源地,其推进 STEM教育的政策和实践举措在世界各国中最为清晰和系统化,无疑成为多国借鉴的模板。
美国历来重视科技人力资源的开发和使用,通过加强国家工程科技能力和创新能力提升全球竞争力,其坚信强大的 STEM 能力是美国经济快速发展的引擎。
面对新兴后 发 国 家 的 竞 争 压 力、信息技术发展对STEM 的辐射和联结、中小学教育质量不理想以及STEM 劳动力缺口增大等原因,美国政府从 20 世纪 60 年代初就开始逐步开展 STEM 教育。
进入 21世纪后,基础和高等教育阶段的 STEM 教育也得到了布什和奥巴马政府的更多重视,现已成为美国一项重要的国家战略。
美国分别从政策保障、社会参与、资源整合及人才培养等方面给予 STEM 教育强力的支持,极大推进了其发展。
(1) 政策保障。美国政府对于 STEM 的学校教育、财政支持、社会参与及人才引进等都制定了一系列具体的政策措施,如表 1 所示。
(2) 社会参与。PTC-MIT 联合体是美国的一个颇具代表性的倡导 STEM 学科集成并积极参与的团体,成员包括遍及全美的公司、专业协会、高等学校、社区教育组织等 80 多个组织。
其成立的目的在于通过与联邦政府合作,开展包括实际投资在内的各项行动,以帮助美国构建一条有效且可靠的培养 STEM 人力资源的渠道。
(3) 资源整合。美国对 STEM 教育的财政支持频频出现在其政府报告及法案中,且数额巨大。同时,联邦政府额外拨款加大对 STEM 教育基础设施的 投 入。
另 外,整 合 多 方 资 源,美 国 政 府 于2009 年 11 月 23 日实施的 “为创新而教计划”注重吸纳民间力量以推动 STEM 教育的发展。
为此,一个主要由美国科技领域的杰出人士组成的民间联盟成立,英特尔公司、比尔·盖茨基金会、卡内基公司、时代华纳、麦克阿瑟基金会及其他民间团体均通过物质投入、多方动员、广泛宣传等各种途径大力支持 STEM 教育。
(4) 人才培养。 “尊重项目”由美国政府于2012 年启动,旨在打造一支全新的 STEM 精英教师队伍。实施的具体措施包括: 挑选最好的数学和科学教师; 要求其成员为学校和其他 STEM 教育者提供服务; 政府认可和奖励其成员,包括对他们进行专业补偿,使他们的职业更具竞争力。
美国还专门针对 STEM 领域制定了吸引外国人才的人才引进及移民政策。
三. 德国STEM 教育实施策略
德国历来以其完善的职业教育体系著称,而增加 STEM 劳动力是 STEM 教育的核心目标之一,因此有必要关注其开展 STEM 教育的实现途径。
德国的 STEM 教育缩写为 MINT,即数学、信息学、自然科学和技术。
德国开展 MINT 教育的主要动因在于缺乏高质量的MINT 劳动力,据统计,2012 年德国仅工程师的缺口就高达 10 万人。
因此,德国开展的 MINT 教育与职业教育紧密挂钩,主要目标是吸引优秀的学生从事数学、信息、自然科学和技术类等相关专业的深造,进而在相关岗位就业。
德国在政策层面推出一系列措施为 MINT 教育的顺利开展提供保障,并在人才培养方面对学校教育进行大胆创新,通过课程整合增加课外校园实验室环节,并对其实施效果进行评价评估,值得学习和借鉴。
①政策层面。主要措施包括: 将资优教育纳入科教政策; 设立特殊课程; 为资优学生设立特殊学校; 为优秀学生提供特殊项目; 为优秀大学生建立支持网络; 设立公共基金和奖学金; 培养资优学生和年轻人的私人组织; 举办国际和国内MINT 比赛; 设立德国学生科学院等。
②人才培养方面。重点通过课外校园实验室建设促进 MINT 教育。
以 DRL School Lab 为例,该实验室于 2000 年建立,由德国航天中心承办,截至 2012 年共建成 9 个课外科学实验室,为 9 ~ 12 年级学生提供 13 项实验内容。
课外实验室的活动分为两种: 常规活动和特殊项目。
常规活动的时间通常为一天,每个学生在一天内一般可以参与两个实验项目,4 ~ 5 人一个小组,由大学生指导,教师不干涉实验操作,自 2003—2012 年共 18000 名学生参与了该实验项目;
特殊项目针对具有极高天赋的学生开设,选题由航天中心的研究计划衍生而来,并配备专门指导老师,由学生自主负责特定任务和目标,持续时间一般为数月,完成项目后由学生对成果进行公开展示。
对于课外校园实验室的评价评估,德国目前尚无官方评估,仅有一些独立调查。
四. 英国STEM 教育实施策略
科学与数学教育一直处于世界领先水平的英国所实施的 STEM 教育值得关注。
在STEM 教育越来越受到世界各国普遍重视的背景下,为继续保持研究与技术领先地位,英国采取一系列政策和实践举措推进 STEM 教育。
目前,为鼓励英国的下一代热衷并擅长科学、技术、工程及数学学科,政府已通过一系列政策支持学生学习 STEM 课程。
同时,英国在人才培养方面开展的STEM 相关项目和活动堪称亮点,有借鉴意义。
①政策层面。政府已通过一系列政策支持学生学习 STEM 课程。
例如,2006 年的科学和创新投资框架中提出要增加 A level 考试中物理、化学和数学的学生参与人数。
英国商业、创新和技能部 2012 年 12 月发布的 《2010—2015 年国家政策:公众对科学和技术的理解》中也提到,要鼓励学校中的科学教育并资助支持学生学习 STEM 课程的项目和活动。
②人才培养方面。英国在人才培养方面开展的 STEM 相关项目和活动内容丰富,归纳起来。
目前主要包括:
Your Life”。这是一个三年计划,旨在帮助英国青年人获取数学和科学知识,以便在全球竞争日趋激烈的环境下获得成功。
该计划的具体目标包括:
让年轻人意识到学习了这门课程可以有更多工作选择,改变他们对数学和科学的看法;
增加 16 岁及以上年轻人的数学和科学学科参与度,希望在 3 年内实现 A level 考试中选择数学和物理的学生增加 50%;
增加所有人尤其是女性在 STEM相关领域的就业机会。
STEMNET”。这是英国为提高年轻人对科学、技术、工程和数学兴趣而设立的组织,旨在帮助年轻人学习 STEM 课程,开拓他们的创造力、问题解决能力和技术能力。
STEMNET 的基金来源于英国商业、创新和技能部及教育部。
该基金也为老师和学校 提 供 了 资 源,以帮助他们更好地开展STEM 教育。“国家科学与工程竞赛”。
对英国全日制 11—18 岁学生开放,寻找并奖励在 STEM 学科取得优异成绩的学生。
英国科学协会将这项竞赛和 “TheBig Bang Fair”及 “Young Engineers”结合在一起,其中 “The Big Bang Fair” 是英国年轻人最大的STEM 盛会,旨 在 向 7—19 岁的年 轻人展 示对STEM 的兴趣会带来丰厚的收益。
五. 大洋洲国家STEM 教育策略
澳大利亚 STEM 教育处于世界中上水平,其推进 STEM 教育的一系列政策和实践举措值得中国学习。
澳大利亚政府认为,STEM 教育可帮助澳大利亚年轻人获得 STEM 技能和知识,丰富他们的跨学科知识,培养批判和想象思维,提高问题的解决能力和数字化技能。
产业调研也显示 STEM 能力越来越成为澳大利亚的核心能力之一,如果把澳大利亚 1%的劳动力转为从事 STEM 相关工作,国家GDP 将增加 574 亿美元; 另一方面,澳大利亚官方数据显示女性以及欠发达地区人群的 STEM 教育机会不均等,阻碍了他们获得 STEM 相关工作的机会。因此,国家层面的 STEM 教育战略对澳大利亚学生掌握 STEM 知识并获得成功意义重大。
六. 亚洲国家STEM 教育策略
受儒家文化圈的影响,亚洲国家在传统文化、教学理念等方面比较接近,因此亚洲其他国家开展的 STEM 教育对中国极具启发。
日本、韩国、马来西亚三国开展 STEM 教育的动因不尽相同。
日本在 STEM 领域专业人才缺口并不十分严重,其加强 STEM 教育的目的在于提高学生的学业成绩。
1998 年,日本针对中小学推行了“宽裕教育”政策,大幅缩减课时数、精简教学内容,力图营造宽松学习环境培养学生的 “生存能力”,然而这一政策导致日本中小学生的学业成绩不断下降 ( 在 PISA 测试中,2000 年日本学生在数学和科学排名分别为 1 和 2,到 2012 年退步为 7 和4) 。
因此,加强 STEM 教育是日本改善学生学业成绩的重要举措。
与日本面临情况类似,2010 年 12月,韩国教育科学技术部发布了 STEAM 教育政策,以增强相关学科的中小学教育。
与其他国家不同,韩国将艺术 ( Arts) 作为重要组成部分加入了 STEM 教育项目,提出 STEAM 教育。
马来西亚开展 STEM 教育的目的在于激发学生的科学兴趣,促进其工业化国家建设。
三国在人才培养方面加强 STEM 教育的途径和侧重点各不相同。
目前,日本的 STEM 教育尚处于萌芽阶段,无 STEM 教育专项预算支持,但部分文件已隐隐提及 STEM 教育理念。
日本政府较倾向于通过传统教育改革与创新和国际合作两个层面加强STEM 教育:
①加强 STEM 基础教育质量,修改课程大纲增加中小学阶段 STEM 学科的课时和内容,其中初中阶段增加了约 三 分 之 一 STEM 相 关 课 程;
②鼓励 STEM 教学创新项目申请;
③设立 STEM 精英教育专项基金;
④加强 STEM 教育师资队伍建设;
⑤支持和鼓励女性投身 STEM 教育及相关职业;
⑥国际合作方面,日本主要寻求与美国开展 STEM教育之间的合作,派遣学生交流互访。韩国则是在教师培训方面,与美国合作组建韩美科学合作中心( Korea-US Science Cooperation Center,KUSCO) 培训STEAM 领域的杰出教师。
而马来西亚主要在课程设计上偏向 STEM 教育,开发了基于创新思想战略和可视化教学的 V-Stops 方法; 此外,网 络 探 索、基于问题的学习也经常被采用。
七. 我国STEM 教育教育启示
强化 STEM 教育战略地位和政策保障STEM 教育已被越来越多的国家放在重要的战略地位,例如美国已将其作为一项重要的国家战略,澳大利亚也在推进国家层面的 STEM 教育战略。
中国在创新驱动发展战略指导下,为实施人才战略,满足对 STEM 复合型人才的需求,亟需强化 STEM 教育战略地位。
同时,选择适合中国国情的 STEM 教育发展战略,并辅以相关的政策保障。
各国立足自身国情制定了不同的 STEM 教育发展战略,如美国着力大众教育,日本强化精英教育,而德国聚焦职业教育。中国应结合具体国情选择合适的 STEM 教育发展战略,并通过加强立法和不断完善有关 STEM 的学校教育、财政支持、社会参与、人才引进等相关政策体系予以支撑和保障。
倡导全社会参与,加强协同合作在美国,STEM 教育是一项由联邦政府、国会、社会团体、公众共同参与、共同努力的系统工程。
全社会参与无疑会大大提高 STEM 教育推进的速度和效率,中国应倡导全民参与 STEM 教育的文化,在全社会营造良好的学习与交流氛围。
同时,充分发挥政府的组织保障作用,使各个组织有机结合和密切配合,形成坚强的组织保障。
此外,加强学校与企业合作,支持最佳 STEM 教学实践的实施,建立 STEM 职业学习交流平台,鼓励学校与企业之间就 STEM 人才培养方向加强沟通,共同推进 STEM 教育; 号召民间团体与政府协同实施STEM 教育。
整合各类资源,动员多方力量资源支持是推进 STEM 教育的根本保证,也是各国最常用的策略。
美国通过制定计划额外拨款资助 STEM 教育、增加 STEM 教育的基础设施投入、吸纳民间力量共同参与,推进 STEM 教育成效显著;
德国设立公共基金和奖学金促进 MINT 教育;
英国鼓励学校中的科学教育并资助支持学生学习 STEM 课程的项目和活动;
澳大利亚通过加大资金投入、建立 STEM 合作平台等支持 STEM 教育,并开展大量合作项目以整合多方资源。
中国也应积极落实对 STEM 教育的资金和实物支持,整合学校、产业各类资源,动员企业、民间团体等多方力量共同推进 STEM 教育。
优化人才培养模式,重视人才引进人才在创新资源中居于首位,而 STEM 专业人才是中国实施创新型国家建设人才战略不可或缺的资源。
在人才培养上,创新学校教育模式,优化课程设置,并通过课程整合增加 STEM 相关内容。
同时积极开展 STEM 相关项目与活动,加强交流合作。
STEM 专业教师作为 STEM 教育的直接引导者和推广者,是培养 STEM 专业人才的灵魂人物。
为此,美国、日本、韩国、澳大利亚等加强STEM 专业教师培养,注重 STEM 精英教师队伍建设。
此外,美国还专门针对 STEM 领域制定了人才引进与移民政策。
中国也应积极学习与借鉴这些STEM 专业人才培养及引进的做法,以更好地服务于国家的发展战略,推动大众创业、万众创新,增强经济发展新动力。
来源:雨汐吾考