美国STEM教育的探析及启示

李 慧，王全喜，张民选

(1.上海师范大学 生命与环境科学学院，上海 200234；2.上海师范大学 国际与比较教育研究院，上海 200234)

在世界多极化、经济全球化背景下，科技创新成为驱动经济发展的关键动力，科技人才是国家科技实力、创新实力和国家竞争力的重要体现，因此，培养科技人才、提升创新能力成为各国教育的重要内容。近年来，STEM教育被视为培养学生科技创新能力的有效方式受到世界各国的广泛关注。STEM，即科学(Science)，技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)四门学科的简称，于20世纪80年代末由美国科学基金会联合科学家、技术家、工程师和数学家共同提出，但STEM教育并非上述四门学科的简单组合，而是一种贯通学科知识、联系真实世界、以问题为导向、形成严谨的和系统化学习经验的学习方式，[1][2]通过训练解决问题所需的技能和素养，培养职业兴趣以提升个体的竞争力。[3]

STEM教育诞生于美国，在近30年的发展历程中逐渐完善与成熟。中国对STEM教育的研究主要以美国为范式，通过介绍美国STEM战略的相关政策、法案，剖析了美国推行STEM教育的动机、STEM教育的内涵及其实施的组织保障等。[4][5]随着对STEM教育的研究不断深化，国内学者逐渐将美国STEM教育与中国教育相结合，分析STEM课程建设、[6]教学实施与评价、[7]K-12与高等教育的衔接、[8]大学STEM教育[9]等问题，得出对中国科学教育、创新人才培养的启示。另有学者从信息技术课程变革、[10]跨学科整合模式[11][12]等角度研究STEM教育理念在课程整合方面的价值。本文从教育现状、教育公平和教育形式等方面梳理美国STEM教育的演进历程，分析STEM教育对美国的教育改革、经济和社会发展的贡献及影响，从教育发展与人才战略的关系视角提炼美国STEM战略落实的成功经验，为中国教育发展以及人才政策提供启示与借鉴。

一、STEM教育的产生背景与演进

自苏联第一颗人造卫星发射成功，美国就深刻意识到科技人才是国家竞争力的核心要素，在整个20世纪，美国通过发展教育提升科学、技术和工程领域的创造力，推动了本国的经济增长与繁荣，一跃成为全球科技创新大国，奠定了其作为世界经济强国的领导者地位。随着自由市场经济的发展与冲击，经济全球化势不可挡，科技创新变得日益重要，几乎所有的创新领域和职业都离不开STEM知识与技能，[13]相比以往，美国联邦、各州和地方政府需要更多的STEM领域专家来驱动创新以维持国家在全球经济中的竞争地位，[1]于是提出实施STEM教育、培养STEM人才，以应对21世纪知识经济的挑战。[14]

当今美国仍处于世界创新的领先地位，美国国内对STEM领域的职业岗位需求颇大，但却面临公民中缺少合格求职者的困境，导致美国不得不雇用其他国家的求职者，[1]这显然不利于维护美国公民的利益和社会稳定。同时，其他国家的科技腾飞与赶超致使美国在科技创新领域的优势不再突出。更令人担忧的是，近年来美国K-12年级学生对STEM学科知识掌握的熟练程度没有明显进步，[15]美国中小学学生在数学和科学方面的表现处于国际中等偏下水平，在34个国家中数学和科学成绩分别排名第26位和第21位，阅读能力位居第17位。[14]全国不同群体学生对STEM的兴趣及取得的相关成就存在较大差异，[14]美国高等院校STEM专业学生培养情况与重要的国际竞争者间也存在着一定的差距。[16][17]数据显示，美国学士学位获得者中约30%毕业于科学和工程领域，而在日本和中国相应学位获得者的比例超过50%。[18]从世界范围看，美国对每一位学生的投入是最高的，却未换来较好的表现，特别是在运用高阶思维解决数学问题方面存在明显弱势。[19]据美国统计局2013年公布的数据显示，在未来五年STEM领域的就业机会将增长21.4%，而整个就业市场增长10.4%，即使不在STEM领域就职的学生也将被迫参与一些复杂议题，这些议题需要较高的科学能力；也就是说，无论是否就职于STEM领域，所有学生都将成为STEM产品的消费者。因此，美国不仅要培养STEM专业人才，更需要具有STEM知识和素养、能够在市场经济中做出明智决策的公民。[1]

从STEM教育诞生至今，美国政府相继出台了多项政策和法案推动STEM教育。为了扩大STEM教育机会，2008年新建了100所包容性STEM高中学校(inclusive STEM schools)，[20]不以筛选STEM专业高分学生或培养精英为目标，重在发展学生的STEM专业特长，帮助学生做好在STEM院校成功学习所需的数学和科学经验准备。[21]除在德克萨斯州(Texas)、俄亥俄州(Ohio)、北卡莱罗纳州(North Carolina)等各州建校外，还建立了多个州联合的STEMx网络。[22]奥巴马总统执政后，又发布增设1000多所STEM学校，其中包括200所高中学校，[23]以提高广大美国民众的STEM素养，应对未来国家面临的能源、健康、环境和安全的挑战。2015年第一部有关STEM教育的法案正式落地，《2015STEM教育法》(STEM Education Act of 2015)对STEM教育的概念做了明确说明，指出STEM教育是科学、技术、工程、数学等学科的教育，还包括计算机科学的教育。2016年，奥巴马政府已获得超过10亿美元的私人投资用于提升STEM教育，有30亿美元的总统预算用于STEM专项，相比于2008年，美国每年新增工程师达25000名，同时，高等院校也做出350多项承诺用于帮助女性、少数族裔等弱势群体学生获得STEM学位。[24]2017年将重点提升STEM教育质量，增加获取严格STEM课程的机会，消除歧视，为弱势群体学生提供STEM学习机会。此外，美国还制定了2022年新增100万STEM毕业生的目标，鼓励所有学生参与STEM教育，以满足国家对STEM劳动力的需求和培养出具有STEM素养的公民。[24]

STEM教育的内容和形式不断更新。STEM教育先后整合了计算机科学、工程学、生物医药科学、农学、建筑学、信息技术、数字媒体、社会学、世界语言、艺术等学科，[23][25]成为课程、教学和生活的组成部分。有专家认为现有的STEM教育在学科之间、学科与现实世界之间的关联性不够紧密，学生缺乏对STEM的兴趣。[26]为了使教育者重视帮助学生建立学科间联系，针对K-12年级的《共同核心标准》(the Common Core State Standards)[27]和《下一代科学标准》(the Next Generation Science Standards)[28]相继于2010年和2013年颁布，为教学提供了严谨且系统化的标准和评价体系。2015年，美国又提出STEM整合教育，[29]其理论起源于20世纪早期的进步教育运动[30]和社会认知研究运动，[31]根据不同的学习目的，把STEM整合教育分为文本整合和内容整合，[32]便于实施灵活的教学，提高学生的学习积极性和学习兴趣，提高学业成绩和学习毅力，目前，STEM整合教育已在K-12年级、专科学校和本科生教育中开始实施。

STEM教育不仅是教育界的一场革命，更在全美引起广泛关注。STEM教育在美国联邦政府和各州、地方政府的支持下，有来自政界、学界、企业界、学校、社区和家庭的利益相关群体共同参与，[33]通过法律、政策和持续的经费投入确保STEM教育的连贯性。[34]如今，在各方的协作下，大量有关STEM教育的新教材、新项目和STEM学校不断涌现，STEM教育在帮助广大学生做好升学和就业准备的同时，也在为美国的科技创新和经济繁荣储备人力资源。

二、STEM教育的贡献与影响

1.对教育的贡献

首先，STEM教育的教学过程具有跨学科与高阶思维、情境真实性、体验协作性、技艺融合性的特色，为师生提供了全新的教学方式与学习体验。STEM教育克服分科教育的弊端，秉承跨学科思维，从教材编制到教学组织都是围绕某个特定的主题展开，该主题衍生出一系列问题，这些问题涉及一个或多个学科，要求学习者超越学科界限理解和识别问题的本质，进行批判性思考和创新性思考，综合运用科学、技术、工程或数学等学科的知识，做出科学决策，将问题逐个突破，最终实现对概念和原理等知识准确而深刻的理解，习得规范化的学科技能，提升高阶思维能力。STEM教育不再局限于教室，由教师孤立抽象地灌输知识，而是强调学习者的主体功能和学习环境的真实性，在教室、实验室、工作坊、户外等处开展学习，由学习者通过与学习情境互动建构知识体系。因此，STEM教育着力为学生打造一个真实的学习情境。一方面，从现实世界中寻找题材、设计的学习项目更加贴近学生的实际生活，更富趣味性，从而调动了学习者的学习积极性；另一方面，将所要教授的知识嵌入具体的问题和情境之中，培养学生理解和辨识不同情境下的知识表现，灵活运用技能，学生在与真实世界交互的过程中既获得了陈述性知识和程序性知识，又能实现社会性成长。与传统的“填鸭式”教学不同，STEM教育不仅支持学生通过自学或教师讲授来获取知识，更强调通过动手实践、群体协作来参与学习过程，在体验中建构知识。由于STEM教育的学习问题来源于实际生活，具有开放性特点，创设的学习情境也是真实的，因此，学习本身就是体验生活的过程，而生活恰恰是一种社会性活动，需要学生打破闭门造车的状态，主动融入群体。值得注意的是，STEM教育评价体系不仅评价个人，也评价合作组，个人的贡献和价值与合作组的共同表现密切相关。所以，在STEM教育中，学生主动寻求合作、依靠群体协作是解决问题、完成学习的必经之路，这对于培养学生开放、包容的性格和快速融入社会的能力至关重要。此外，STEM教育的课程形式多样，重视文理交融，给学生提供了多视域下跨学科学习和思考的机会。

其次，STEM教育丰富了教育资源，延伸了学校教育。为了更好地开展STEM教育，诸如STEM特需学校(STEM charter school)、磁石学校(magnet school)、周转学校(turnaround school)等包容性STEM学校纷纷成立。[22]包容性STEM学校拥有自己优势的大学预修课程，比本州强制性课程种类更多，课程与现实生活联系密切，教师具备良好的STEM教育背景和STEM经验；学校也鼓励老师将自己的经验知识融入课堂教学，并积极与社区、大学合作，例如，由大学帮助设计工程课的课程，大学教师和研究生承担相关课程的授课，为不同年级的学生提供到大学参观和实践的机会。[22]为了培养和储备STEM劳动力，学校也通过STEM学习项目激发学生的职业兴趣，教授职业技能，如启动的职业技术教育(career and technical education, CTE)类似于职业教育(vocational education)，重在培养学生的STEM技能，以满足雇用市场和全球劳动力市场持续变化的需求。[35]2010至2015年期间，参与职业技术教育的学生人数、学校数目和各州的项目数均持续激增。[36]相似的教育模式还有2000年发起的工学结合项目(work-based learning，WBL)，聚焦于项目和基于问题的教学，帮助学生了解自己的兴趣和职业期望，培训学生掌握职业技能。2012年国家职业技术教育研究中心(National Research Center for Career and Technical Education，NRCCTE)建立了高质量的WBL项目，进一步将在校学习与工作场所学习相联系，提升教学成效。[37]

最后，STEM教育推动了教育改革的发展。研究表明，近九成的科学课的授课模式是由教师向学生解释科学概念，实践性学习(hands-on learning)的开设率在高中仅为39%，在初中和小学分别为50%和52%，[38]绝大多数的教材也都是直接罗列定义，而不是在科学史或科学事件中体现重点知识与概念，[39]这样的教学方式和教材显然与STEM教育所倡导的教学理念和模式相违背。为此，《下一代科学标准》开始聚焦科学教育，通过制定课程标准，明确哪些教材内容与课标一致，如何实现三维学习方法，即明白新信息的意义，来解释现象和解决问题，做出科学决策。目前，已有11个州和哥伦比亚特区使用新的科学课程标准，正有更多的州也开始采用。[40]STEM教育还促进了教师教育发展。美国越来越意识到，STEM教师的数量不足且质量堪忧是制约STEM教育发展的瓶颈之一，建设合格的STEM师资队伍将是一项刻不容缓的任务。为此，奥巴马政府提出要培养10万名合格的STEM教师，联邦预算投资10亿美元用于创建STEM高级教师团队，教育部投入8000万美元用于提升STEM教师培训项目，[41]美国国家自然科学基金会也投入1100万美元用于本科生的STEM教育、支持先进技术教育、增加女性参与科学和工程领域的机会。[42]一些学校诸如东北阿拉巴马社区学院(Northeast Alabama Community College, NACC)在STEM教育取得显著成效后，开设了专为K-12年级教师提供的STEM培训。[43]越来越多的企业也投入到STEM教育中，比如洛克希德·马丁(Lockheed Martin)、本田(Honda)、科宁(Corning)等公司一直资助CTE和STEM教师培训项目。[42]

美国的STEM教育不断地丰富与发展，其教育成效也是多样而复杂的。一方面，STEM教育的发展促进了教育事业的良性循环，比如NACC推行的一系列STEM项目促进本地近1000名学生顺利进入大学，带动了近一半的地方学校加入STEM教育，也吸引了地方非营利组织的投资，对于帮助在校学生接受持续性的STEM教育非常重要。[43]在STEM教育中，学生通过项目课程获取STEM职业所需的批判性思维、创新能力、合作等技能，提升了就业竞争力，还提高了表达技能和就业技能，对于适应变化中的全球化市场至关重要。[44]另一方面，也有研究显示，STEM教育的成效甚微。譬如，在佛罗里达州、北卡莱罗纳州，STEM学校与非STEM学校的学生在数学方面并没有明显的差异，[45]在STEM学校就读的学生并不比普通学校的学生更倾向于选择STEM职业；但是，研究发现，如果学生在高中参加过高质量的STEM教育，比如原创性的科学调查和工程设计项目，就会对STEM保持长久的兴趣，也更倾向于选择STEM专业和STEM职业。[46]

2.对经济的贡献

商业圆桌会议与变革方程(Business Roundtable and Change the Equation)组织报告了STEM技能缺失对美国经济的负面影响。在未来5年，美国急需近100万具有基本STEM素养的劳动力、60万具有高级STEM知识的劳动力，而现有的求职者过半数都缺乏STEM技能，[47]大学新生在3年内获得大专学位或在六年内获得学士学位的人数不足一半，能够胜任技术工作岗位的合格毕业生数量远远不足。[39]2014年一项STEM指数报告显示，在过去的十多年里，学生对STEM的兴趣和具备的STEM能力平平，不过近些年有改进的迹象。[47]

在高中和大专阶段的高质量STEM教育能够培养技术含量高的劳动力，这被视为驱动美国创新竞争力和繁荣经济的关键。[48]2013年美国布鲁斯金学会(Brookings Institution)使用了“隐藏在STEM中的经济(the Hidden STEM Economy)”来说明STEM领域中的就业岗位、雇用比例、专利数量、工资收入和出口量普遍较高；而且，相比于非STEM领域的职业，STEM职业具有低投入高产出的特征。[48]以美国阿巴拉契亚山一带为例，当地的经济主要依赖于纺织工业，2000年经济发展到了顶峰，一个县就有8000多人从事袜业加工；然而到2010年，经济低迷，整个织袜行业仅留下800多名工人。由于预见到经济转变，NACC自2001年起针对K-12年级不同学龄段学生开设了13个职业技术教育项目，大多数与STEM教育相关，同时也不断更新项目内容，比如，2011年开设了增强工程科技机器人技术(Boosting Engineering, Science and Technology Robotics)的STEM项目，2013年发起了暑期STEM体验，2014年借助技术展览会的平台增设通用多媒体技术、硬件与机器人技术、网页设计等内容，培养了大批具备STEM技能的劳动力，也吸引了许多现代制造业和高科技产业，为当地经济发展做出了巨大贡献。[43]

除政府外，一些机构、企业等团体也非常乐意投资STEM教育。例如，变革方程(Change the Equation, CTEq)是一个非营利组织，负责培养学生的STEM素养，其45个成员投资了21个不同的高质量项目，包括领英项目(Project Lead the Way)、数学和科学教育等，确保女性和少数族裔等弱势群体都能进入STEM领域。在2014年，参与该组织的企业通过他们在CTEq投资的STEM项目成功招聘了33万名年轻劳动力。[48]由于能够得到劳动力和经济发展的投资回报，越来越多的企业和机构正积极投资支持STEM教育。[48]然而，值得注意的是，目前人们对STEM职业的认识较为片面，STEM职业不仅仅是工程师、计算机科学家、精算师等需要大学学历的工种，也包括制造业、运输业、健康护理和建筑业等行业需要的中等技术工人和蓝领工人。[49]有报道称，近半数的STEM岗位不需要硕士学位，对于环境卫生、环境保护、农业科研、护林绿化等行业的“绿领”而言，STEM技能也是必备的职业技能。[50]可见，STEM教育俨然成为解决就业和提高充分就业的方式，是促进经济全面发展的利器。

3.对社会的影响

首先，STEM教育在一定程度上助推了美国国内社会公平。在美国，女性、少数族裔和贫困家庭出身者在工程等高科技领域就业人数较少，成为STEM行业中的弱势群体。[51]美国入学考试(American College Test, ACT)的年报数据显示，高中女性学生比男性学生表现出更高的STEM职业兴趣，但是进入大学后，女性学生却没有获得更多的STEM学位，在科学和工程领域男性数量远超过女性，在工程专业获得学位的人数中仅15%是女性。[1]除了性别差异，种族差异也较明显。尽管非裔美国人、拉丁美洲人组成了庞大的劳动力市场，却是STEM行业中的弱势群体，2010年，他们占据劳动力市场的份额分别为11%和15%，但在STEM行业中仅分别为6%和7%。[1]在经济全球化背景下，多元化的创新人才是推动经济持续发展的关键要素，美国却面临国内就业岗位充足与合格劳动力匮乏的尴尬。[52]2010年，美国的STEM教育开始关注权利平等和机会平等，为女性、少数族裔、贫困家庭出身者等弱势群体提供平等的STEM教育权利和STEM就业机会。据美国劳动统计局数据显示，超过5%的数学家和15.6%的化学工程师是女性，从事医生和外科医生职业的女性人数正在追上男性人数，截至2013年，在这些领域女性占据了35.5%。美国国家科学基金会也设置了ADVANCE项目，以增加STEM职业中女性的参与度和地位，促进STEM行业的性别平等。[33]在俄亥俄州州立大学哥伦布分校(Ohio State University [Columbus])附近的麦德龙早期学院高中(Metro Early College High School)是一所提供严格的大学预修课程、以实现100%毕业率为目标的高中，该校35%的学生是西班牙裔，26%是黑人，45%的学生来自低收入家庭，该校连续7年取得100%高中生被四年制高等院校录取的好成绩，[22]极大地促进了当地的教育公平。起初，俄亥俄州在K9-12年级实施STEM教育权利平等，到2013年秋，扩展至七年级和八年级，目前已覆盖到7岁的儿童。[52]此外，美国也重视开展残疾人士的STEM教育，并认为残疾人中蕴藏着富有创新潜力的人才，是美国科技创新与发展不可忽视的重要力量。[53]

其次，STEM教育的发展将会加剧美国对世界其他国家高端人才的吸纳与竞争。美国是一个靠输入移民发展起来的国家，二战后一直重视技术移民和投资移民，不严重排斥普通移民。尽管移民问题不断加深，美国曾收紧移民政策，但随着经济全球化营造的竞争效应不断提升，科技含量越高的产业越具有竞争力，对劳动力素质的要求也越高。为保持本国的经济竞争力，美国全面改革移民法案，例如持续增加技术和投资移民配额，允许H1B签证持有者的配偶在等待绿卡审批过程中在美国工作，但仅限于科学、技术和工程领域的H1B签证持有者。[54]除了移民，招收、培养和留用优秀的留学生也是美国储备人才的重要途径。美国汇集全世界优质的高等教育资源，提供高额的奖学金，拥有优越的创业环境，极大地吸引了来自世界各地的优秀人才赴美学习与创业。美国政府为留美学生提供选择性实现训练(Optional Practice Training, OPT)机会，可在美国境内从事兼职或全职工作，通常OPT的期限是12个月，而STEM专业留学生的OPT期限可延长至29个月。这一政策不仅能吸引更多的国际留学生来美从事STEM专业学习，还为STEM专业学生积累在美国的工作经验提供了便利，更重要的是，为美国筛选和留用STEM领域优秀人才提供了契机。美国将STEM战略渗透到移民、留学、就业等领域，通过实施优惠政策吸引了大量的国际高端人才，从而为美国整体技术创新、科技人才储备和人力资源配置做出了贡献。

三、STEM教育的启示

美国STEM教育不仅是一项教育措施，更是美国实施人才战略的一种重要途径与策略。STEM教育的发展历程体现了美国重才、育才、揽才、储才、用才和留才的机制，对中国的教育改革与发展、科技创新人才培养与发展具有启示作用。

1.以借鉴促STEM教育的本土化

美国的STEM教育具有非常鲜明的发展轨迹与特征，这与美国所处的国际局势、本国国情和国内的教育体制密切相关，在中国复制美国经验是不可行的，这是由STEM教育的内禀生长性和外界发展形势共同决定的。首先，STEM教育是随着国际和国内形势变换不断丰富与发展，因此，STEM教育本身就具有持续生长性，从SME&T更名为STEM，到发展出STEAM、STEMx，再到最新的STEM整合教育，如今的STEM教育远非最初的那个STEM教育，而是与更多的学科、领域、教育信息技术、科学研究前沿、国家需求等融合，从一种独立的课程成长为一种教育方式、教育平台。其次，美国STEM教育的焦点从最初关注高等教育逐渐辐射至中小学的基础教育和幼儿园的学前教育，由此造成的STEM教育内涵和教育方式都将与以往的STEM教育有所不同，针对不同学段的STEM教育既各具独特性，又存在承接关系。最后，STEM教育虽发端于美国，但是在教育国际化的进程中渐渐为世界其他国家所认可和接受，正在成为他国教育改革中的重要内容。在此过程中，STEM教育必将与国家本土的意识形态、文化情境和社会进程发生碰撞与融合；使STEM教育带有国家特色，体现国家利益，才能更利于本国的教育事业发展。

2.确保学校教育各学段中科技创新人才培养体系的连贯性

科技创新人才培养是一项系统性、长期性的工程，需要根据国情整体布局，在各学龄段重点突破、有序推进，构建起良好的学校教育生态链，才能真正实现国家人才建设的可持续发展。美国的STEM教育发展至今已经形成了一体化全覆盖的STEM教育体系，涵盖了从幼儿园到研究生教育几乎所有的学龄段；此外，还建设了非正式STEM教育和网络教育，为学校教育实施连贯性的STEM教育奠定了基础，也为培养全体公民的STEM素养创设了环境。中国《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020)》指出，学前教育的目标是保障幼儿快乐健康成长，义务教育着重品行培养、激发学习兴趣、培养健康体魄、养成良好习惯，高中阶段教育注重培养学生自主学习、自强自立和适应社会能力，职业教育着力培养学生的职业道德、职业技能和就业创业能力，高等教育重在培养高素质专门人才和拔尖创新人才。可见，中国各学段的学校教育在科技素养和创新能力培养方面的连贯性欠佳。然而，创新能力和就业能力是每个人应对未来变化不可或缺的能力，创新性和就业能力的教育不应分别成为高等教育和职业教育的专属，而应该在各学段培养学生的创新能力，发展学生的职业兴趣和与职业相关的实践技能，促使STEM教育的课程内容、教学时间等在各学段保持连贯性，在全国各地区之间保持一致性，从而帮助所有学生做好升学和就业准备。

3.加强政府在教育与人才战略中的积极导向作用，政策与立法并重

美国把培养创新人才教育作为保持国家领导者地位的核心竞争要素，通过政府立法推进STEM教育、颁布具有吸引力的留学政策和调整移民法案等措施，将培养本土科技创新人才与留用国际一流人才有机结合，从而引导和保障人才战略顺利实施，体现了美国教育和人才管理的科学化、民主化和制度化。中国提出教育改革与发展规划的战略目标，即到2020年进入人力资源强国行列，为实现这一目标，制定和落实有效的人才政策至关重要。与美国的人才教育与培养模式相比，中国现有的人才政策均以党和政府的政策文件形式颁布实施，[54]而且偏重国外引进成熟型人才而弱化本土培养和潜力型人才，对在华留学生的管理与人才战略相脱节，外国留学人才流失严重，这些都不利于我国竞争和储备人才；鉴于此，应当发挥政府的导向作用，将国内教育改革、留学生培养与人才战略相统一，加快政策规范向法律规范转变，为中国实施人才强国战略奠定制度保障。

4.教育发展与人才战略需要企业界等社会单元的支持

在美国STEM教育推进过程中，除政府外，企业界、学界、社区及家庭等相关利益群体的共同参与是一大亮点。这些社会单元从政策制定、资金投入、课程建设、师资培训、职业教育等方面为STEM教育提供多维度支撑，而STEM教育的核心目标正是为国家培养高素质的劳动力，服务于经济发展。换言之，STEM教育不仅仅是教育领域的改革，而且与社会各界之间存在支持与反哺的关系，关乎全体公民的利益，维系着整个国家的发展。中国也应当主动变革，适应当代教育发展的模式，充分发挥企业界等社会单元的功能。以企业界为例，企业是经济发展中最具活力的单元，对科技创新具有强烈的敏感性、自主性和迫切需求性，无疑是检验人才能力的试金石，也是人才需求的风向标，故而应引导企业积极参与教育改革，加强企业与教育的联合，发挥企业界对教育发展的支持作用及对人才培养的引领作用。

[1] Ong F，McLean J. Innovate：a blueprint for Science, Technology, Engineering, and Mathematics in California public education[R]. California：California Dedicated to Education Foundation. 2014.

[2] Vasquez JA，Sneider C，Comer M. STEM lesson essentials，Grades 2-8：Integrating science，technology，engineering，and mathematics[M]. New York：Heinemann. 2013.

[3] Carnevale A，Melton M，Smith N. STEM state-level analysis[M]. Washington，DC：Georgetown University Center on Education and the Workforce, 2011.

[4] 朱学彦，孔寒冰. 科技人力资源开发探究——美国STEM学科集成战略解读[J]. 高等工程教育研究，2008，(2)：21-25.

[5] 钟柏昌，张丽芳. 美国STEM教育变革中“变革方程”的作用及其启示[J]. 中国电化教育，2014，(4)：18-24，86.

[6] 赵忠建，龙玫. 美国STEM学习生态系统的构建[J]. 教育发展研究，2015，(5)：61-66.

[7] 管光海. 美国K-12阶段技术教育：背景、现状与启示[J]. 外国中小学教育，2012，(9)：16-22.

[8] 黄芳. 美国K-12工程教育与高等工程教育的衔接及启示[J]. 高等工程教育研究，2011，(6)：21-29.

[9] 李碧虹，施融. 美国大学STEM人才培养策略解读[J]. 大学教育科学，2013，(5)：38-44.

[10] 吴俊杰. STEM教育视野下信息技术课程的变革[J]. 中国信息技术教育，2013，(9)：11-14.

[11] 唐小为，王唯真. 整合STEM发展我国基础科学教育的有效路径分析[J]. 教育研究，2014，(9)：61-68.

[12] 余胜泉，胡翔. STEM教育理念与跨学科整合模式[J]. 开放教育研究，2015，21(4)：13-22.

[13] National Center for Education Statistics. “Performance of U.S. 15-Year-Old Students in Mathematics, Science，and Reading Literacy in an International Context-First Look at PISA 2012”[EB/OL]. http://nces.ed.gov/pubsearch/pubsinfo.asp?pubid=2014024, 2013.

[14] U.S. Department of Education. April. “Postsecondary Awards in Science，Technology，Engineering，and Mathematics，by State：2001 and 2009”[J/OL]. National Center for Education Statistics. http://nces.ed.gov/pubs2011/2011226.pdf, 2011.

[15] National Center for Education Statistics. “Average mathematics score lower and reading score unchanged”[EB/OL]. http://www.nationsreportcard.gov/reading_math_g12_2015/, 2015.

[16] National Science Foundation. “Science and Engineering Indicators 2010”[EB/OL]. National Science Board. http://www.nsf.gov/statistics/seind10/c/cs1.htm, 2011.

[17] Organization for Economy Cooperation and Development (OECD). September. “OECD Science, Technology and Industry Scoreboard 2015：Innovation for Growth and Society”[EB/OL]. http://www.oecd.org/sti/oecd-science-technology-and-industry-scoreboard-20725345.htm, 2015.

[18] National Science Board. Science and engineering indicators[EB/OL]. Arlington，VA：Author. www.nsf.gov/statistics/seind12/c2/c2h.htm, 2012.

[19] Organization for Economy Cooperation and Development (OECD). Education at a Glance 2012：OECD Indicators[M]. OECD Publishing. Washington，DC：OECD, 2012.

[20] Means B，Confrey J，House A，Bhanot R. STEM high schools：specialized science，technology，engineering，and mathematics secondary schools in the U.S. (Bill and Melinda Gates Foundation Report)[EB/OL]. www.sri.com/sites/default/files/publications /imports/STEM_Report1_bm08.pdf, 2008.

[21] Lynch SJ，Means B，Behrend T，Peters-Burton E. Multiple instrumental case studies of inclusive STEM-focused high schools: opportunity structures for preparation and inspiration (OSPrI)[EB/OL]. http://ospri.research.gwu.edu, 2011.

[22] Lynch SJ，Peters-Burton E，Ford M. Building STEM opportunities for all[J]. Educational Leadership, 2015，72(4)：54-60.

[23] Wilson L. Innovation today, success tomorrow[J]. Techniques：Connecting Education & Careers, 2015，90(3)：6.

[24] Handelsman J，Smith M. STEM for all[J]. www.whitehouse.gov/blog/2016/02/11/stem-all, 2016.

[25] Hoachlander G. Integrating & STEM[J]. Educational Leadership, 2015， 72(4)：74-78.

[26] Charette RN. STEM sense & nonsense[J]. Educational Leadership，2015，72(4)：79-83.

[27] Common Core State Standards Initiative. National governor association and state education chief launch common state academic standards[EB/OL]. http://www.corestandards.org/articles/8-national-governors-association-and-state-education-chiefs-launch-common-state-academic-standards, 2010.

[28] Pruitt SL. The next generation science standards: the features and challenges[J]. Journal of Science Teacher Education，2014，25：145-156.

[29] Moore TJ，Smith KA. Advancing the state of the art of STEM[J]. Journal of STEM Education：Innovations & Research，2014，15(1)：5-10.

[30] Dewey J. Experience and education[M]. London：Collier Books, 1938.

[31] National Research Council. How people learn：brain，mind，experience，and school：expanded edition[M]. Washington，DC：National Academies Press, 2000.

[32] Moore TJ，Guzey SS，Brown A. Greenhouse design to increase habitable land：an engineering unit[J]. Science Scope，2014，37(7)：51-57.

[33] Sabochik K. Changing the equation in STEM education[EB/OL]. https://www.whitehouse.gov/blog/2010/09/16/changing-equation-stem-education, 2016.

[34] 赵中建. 美国STEM教育政策进展[M]. 上海：上海科技教育出版社, 2015.

[35] Association for Career and Technical Education. CTE’s role in science，technology，engineering and math. (Issue Brief)[EB/OL]. Alexandria，VA：Author. www.acteonline.org/issuebriefs/#.U6RCDvldX_M, 2009.

[36] Chumbley II，S. Hybrid. CTE dual enrollment：an innovative approach to education[J]. Techniques：Connecting Education & Careers，2015，90(4)：28-32.

[37] Alfeld C. Building high-quality work-based learning programs for high school students[J]. Techniques：Connecting Education & Careers，2015，90(1)：24-28.

[38] Banilower ER，Smith PS，Weiss IR，Malzahn KA，Campbell KM，Weis AM. Report of the 2012 national survey of science and mathematics education[M]. Chapel Hill，NC：Horizon Research, 2013.

[39] Roseman JE，Stern L，Koppal M. A method for analysis high school biology textbooks[J]. Journal of Research in Science Teaching，2010，47(1)：47-70.

[40] Roseman JE，Koppal M. Aligned or not?[J]. Educational Leadership，2015，72(4)：24-27.

[41] White House. (n.d.). Reform for the future: fortifying science, technology, engineering and math (STEM) education[EB/OL]. www.whitehouse.gov/issues/education/reform, 2016.

[42] Grant funding opportunities[J]. Techniques: Connecting Education & Careers, 2015，90(3)：27.

[43] Kennamer M. Building STEM outreach opportunities：one college’s experience[J]. Techniques：Connecting Education & Careers，2015，90(3)：34-37.

[44] Geno JA. Igniting STEAM through CTE[J]. Techniques：Connecting Education & Careers，2015，90(3)：28-33.

[45] Hansen M. Characteristics of schools successful in STEM：evidence from two states’ longitudinal data[J]. Journal of Educational Research，2014，107(5)：374-391.

[46] Subotnik RF，Tai RH，Almarode J. Study of the impact of selective SMT high schools：reflections on learners gifted and motivated in science and mathematics[R]. National Research Council. Washington，DC. 2011.

[47] DeWitt S. Ensuring CTE is part of the stem solution[J]. Techniques：Connecting Education & Careers，2015，90(3)：12.

[48] Emeagwali NS. Investing in STEM education：the key to economic vitality[J]. Techniques：Connecting Education & Careers，2015，90(3)：24-26.

[49] Ellner J. Looking Beyond the Conventional CTE Curriculum[J]. Techniques：Connecting Education & Careers，2015，90(3)：44-49.

[50] Nielsen C，DeFranco JF，Malm E. Math，science and sustainability-enhanced career and technical education[J]. Techniques：Connecting Education & Careers，2015，90(3)：50-55.

[51] Cunningha CM，Higgins M. Engineering for everyone[J]. Educational Leadership，2015，72(4)：42-47.

[52] Huston P. A snapshot of Ohio：girls behind the STEM Equality Movement[J]. Techniques：Connecting Education & Careers，2015，90(3)：14-18.

[53] McCarthy WC，Misquez JE. Engineering Insights：developing STEM education for students with disabilities leads to K-16 parternships[C]. In 33nd ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference，2003，11，Session F2D.

[54] 郑代良，章小东. 中美两国高层次人才政策的比较研究[J]. 中国人力资源开发，2015，(21)：72-78.