构建公平而有质量的STEM教育生态

李刚 吕立杰

关键词：STEM教育;北极星计划;教育战略

STEM教育诞生于20世纪80年代末的美国，现已经成为世界各国教育领域回应新时代社会挑战需要以及培养未来人才的重要内容。为进一步提高STEM教育质量，实现STEM教育的公平发展，美国国家科学技术委员会STEM教育委员会于2018年12月3日发布《制定成功路线：美国的STEM教育战略》（Chatting A Course For Success：America'sStrategy For STEM Education，以下简称《STEM教育战略》）。《STEM教育战略》是继上一个五年计划后，美国发布的又一新的五年计划（2019-2023年），该教育战略提出了未来五年美国STEM教育计划的行动愿景及实现路径，被誉为美国未来STEM教育的“北极星计划”，是带领美国成功的一条重要路径。本文通过对《STEM教育战略》的解读，分析美国未来STEM教育的战略及走向，为我国STEM教育的深入开展提供参考与借鉴。

一、美国《STEM教育战略》的发布背景

在美国，STEM学位获得者就业的增长速度继续领先于其他学位获得者，STEM雇员能够比非STEM雇员获得更高的工资，无论他们是否从事STEM职业。尽管STEM技能具有价值和重要性，但并不是所有美国人都有平等的机会接受STEM教育，或者在STEM领域有平等的代表性。妇女、残疾人等群体在科学与教育和就业中的比例明显偏低。正如指标中所报告的那样，尽管妇女占总人口的一半，但她们在STEM工作人员中所占比例不足30%。同樣，代表人数不足的少数群体占总人口的27%，但只占STEM劳动力的11%。残疾人和退伍军人在参加STEM教育和职业方面也面临障碍。尽管提高STEM教育的可及性本身不会在STEM领域创造平等的代表性，但公平的可及性是国家的一项基本优先事项。美国国家科学、工程和医学研究院十多年的研究表明，有必要让学生为未来的工作做好准备，并在美国STEM教育生态系统中发现大量的挑战和机遇。

当前，全球范围内的创新步伐正在加速，各个国家科技人才的竞争日益激烈。美国的繁荣与安全也比以往任何时候都更加依赖于有效和包容的STEM教育生态系统，这是因为STEM教育已经不仅仅是四个学科的简单交叉，而是成为了迎接21世纪知识经济时代中最为重要的能力宝库。STEM教育不仅能教给学生批判性思维、解决问题、高阶思维、设计和推理等技能，还能培养学生毅力、适应能力、合作能力、组织能力和责任感等行为能力。STEM教育提供了一种跨学科的学习方法，在这种方法中，严谨的学术概念与实际应用结合在一起，学生在学校、社区、工作和更广泛的世界之间进行思考与学习。此外，STEM教育专家继续扩大和深化其范围，并进一步超越了包括艺术和人文学科在内的四门学科的结合的研究领域。事实上，21世纪中的个人成功与社会发展已经越来越依赖于STEM教育，为每个美国人建立获得基本STEM素养的途径，对于在一个由先进技术驱动、竞争日益激烈的世界中保持高速发展和持久繁荣的美国提供所需的多样化劳动力做好准备至关重要。《STEM教育战略》根据美国STEM教育未来愿景制定了未来五年的联邦战略，寻求消除参与STEM职业的障碍，让所有美国人终身获得高质量的STEM教育。

二、美国STEM教育的未来愿景

美国未来五年STEM教育的未来愿景是所有美国人将终生享有高质量的STEM教育，美国将成为STEM素养、创新和就业方面的全球领导者。为了实现这一愿景，《STEM教育战略》提出了三个理想目标，以及实现这三个目标的四种途径，并仔细说明了哪些联邦机构能够对哪项教育目标作出贡献，各机构将通过本战略公布后拟订的执行计划确定其他具体和可衡量的行动，具体内容如下表所示。该教育战略反映了多个新的STEM教育重点领域，首先强调了教育与雇主的伙伴关系，这引导了以工作为基础的学习以及美国熟练技术劳动力的发展;它强调了跨学科、跨正式和非正式教育以及跨社区建立联系的重要性;它强调了创新和创业教育的必要性，计算思维能力的普遍价值，数字教育工具的力量，以及数字素养的必要性;该战略还强调了联邦机构在执行这一战略和报告进展和结果时对透明度和问责制的承诺。

三、美国STEM教育的理想目标

《STEM教育战略》所提出的三个理想目标为美国联邦机构优先安排其投资和机构间协调与协作活动提供了总体指导，并可作为国家利益攸关方为该战略的成功作出贡献的框架。

（一）为培养STEM素养打下坚实的基础

STEM教育为美国公民充分参与社会活动提供了坚实的基础，并帮助其在其他各项事业中取得成功。STEM教育能够让公民获得思考和解决问题的技能，这些技能可以在多种情境中进行迁移。个体通过STEM教育获得的STEM素养能够使其更好地在个人健康等方面做出明智的选择，具有STEM素养的公民更有能力进行深思熟虑地分析与整理问题，提出创新的解决方案，更好地应对快速的技术变革，并将为以多重身份参与公民社会做好充分准备。因此，美国需要确保每个美国人都有机会掌握基本的STEM概念（例如计算思维等），为STEM素养的培养打下坚实的基础。

（二）在STEM教育中增强多样性、公平性与包容性

目前，并不是所有的学习者都能获得高质量的STEM教育机会。美国农村、城市和郊区在人力、物力和财力分配上的差异也阻碍了这一目标的实现。一项分析发现，如果代表性不足的人能更公平地接触STEM教育，那么许多其他惊人的成就都可以实现，例如教育创新、创业等。所有美国人都应该有机会掌握STEM的技能和方法，这不仅是为了他们自己的成功，也是为了美国的竞争力。该教育战略明确期望STEM各级教育实践和政策在禁止歧视的同时，应体现包容和公平的价值观，尤其是代表性不足的人有更广泛的参与时，重视包容性与多样性时，才能更好地留住人才，更有参与性和生产力，更具创新性，才能充分实现STEM坚实基础的国家利益。

美国STEM教育战略一览表

（三）让STEMZ作者为未来做好准备

自2000年以来，美国持续增加STEM领域中所授予的学位数量，但在计算机科学等某些特别领域仍显不足。贸易领域也存在劳动力短缺，许多这些空缺职位不需要进入劳动力市场的学士学位，但仍然受益于STEM培训。学习者获得STEM技能和方法的更多机会将扩大他们的职业选择，包括联邦政府的职业生涯，在2107万联邦雇员中，七分之一的联邦雇员占据STEM职位。拥有丰富的STEM知识和技能的美国人才库为未来的工作做好准备，对于维持支持经济关键部门的国家创新基础至关重要。明天的工作人员是今天的学习者，提供给他们的学习经历将直接影响到有多少人决定追求STEM职业以及他们将如何做好准备。许多追求STEM职业的人将受益于联邦和其他STEM研发和培训投资，这些投资支持本科生和研究生、技术人员、早期职业研究人员以及最终占据国家STEM劳动力大部分份额的其他人。

美国特朗普政府认识到STEM教育和培训作为美国创造就业和经济繁荣的驱动力的重要性，为了实现上述三个理想目标，已经采取了诸多关键行动，作为该教育战略实施的基础，这主要包括八个方面：重新授权国家科学技术委员会（NSTC）下属的STEM教育委员会，为国家实现该计划的目标提供领导;指示各机构在2020财年预算要求中优先考虑STEM劳动力教育和培训;建立了总统的美国工人全国委员会，该委员会将提高对STEM技能差距的认识，帮助扩大学徒制，并鼓励对工人教育的投资;支持并签署了《21世纪加强职业和技术教育法案》，以增加学生在中学和高等教育水平上接受高质量技术教育和认证的机会;发布行政命令，扩大学徒制，改善职业培训项目;指导教育部将高质量STEM和计算机科学教育的覆盖面扩大到K-12学生;发布行政命令，以保护和维护国家和地方对教育机构课程和管理的控制;建立了一项白宫倡议，以促进历史上的黑人学院和大学（HBCUs）的卓越和创新。

四、美国《STEM教育战略》的实现路径

《STEM教育战略》提出了四种途径用以实现上述三个目标，每条途径都包括一组子目标。这些子目标代表了美国政府为该战略的成功所确定的优先推动事项，同时每个子目标包含了三部分内容：一是讨论为什么该子目标具有中心重要性;二是总结联邦政府计划如何实现该目标;三是推动每个目标向前发展的一系列关键行动。

（一）发展伙伴关系

这一途径侧重于加强现有关系，并在STEM教育机构、雇主及其社区之间发展新的联系。这意味着汇集学校、图书馆等资源，构建STEM生态系统，扩大和丰富每个学习者的教育和职业生涯。它还意味着让学习者参与到本地雇主的基于工作的学习经验、实习、学徒和研究经验中。

1.培育团结社区的STEM生态系统

STEM生态系统吸引了正规教育环境内外的教育工作者和个人，可以广泛地让个人和组织参与。通过在一个健康的STEM生态系统内建立伙伴关系而发展的广泛和包容的参与，将产生具有当地雇主所需技能的更多样化的劳动力。这样的生态系统为学习者提供了一个更有支持性的网络，使更广泛、更多样化的人群更容易获得技术职业。有效的STEM生态系统可以极大地扩展可用于指导和与学习者互动的各种成人教育工作者和专业人员的网络。

联邦政府通过其项目、投资和活动促进STEM教育生态系统的发展，支持STEM生态系统所需的知识和技能的努力，从而加速社区STEM生态系统的扩展。实现这一目标所需的主要关键行動包括四个方面：在联邦STEM专业人员和联邦设施以及地方和区域STEM生态系统之问建立额外的联系，为师徒关系、教育专业发展、课程材料开发和其他社区参与活动提供额外的机会;建立单一的、可搜索的、用户友好的在线资源，用于查找STEM教育相关的联邦活动和资助机会;增加联邦资助机会的数量，包括将STEM生态系统参与或开发作为奖项选择标准;支持关于影响STEM生态系统成功的因素的校内和校外研究，并传播成功的实践。

2.通过教育者一雇主合作伙伴关系强化基于工作的学习和培训

促进基于工作的学习经验的战略伙伴关系提供了强有力的相关方法，以确保STEM学习是真实和有吸引力的。雇主可以通过与教育工作者合作，为广大的学习者提供真实的，现实的工作挑战。

联邦机构以实习、学徒、在职培训的形式，为全国的学生和教育工作者大力投资WBL。联邦机构还可以扩大与教育工作者和雇主的合作，促进利用各种计划的物质资源的伙伴关系。实现这一目标所需的主要关键行动包括四个方面：在联邦机构内扩大实习机会，保证导师提供有效的教育经验;增加联邦路径就业计划提供的灵活招聘权限的使用;增加联邦资助机会的数量，明确将WBL伙伴关系作为奖项选择标准;建立新的招聘机构，将其他参与WBL项目的人员转为全职、永久联邦雇员。

3.融合各类学习环境中的成功实践

正式的、非正式的、职业和技术教育以及跨学习伙伴共同体都是为了让学习者以最有效的方式获得和建立他们的技能。实际上，学习者都可以通过水族馆、图书馆和全国其他社区的非正式教育资源，进行STEM学习体验。无论怎样，STEM未来的技术人员队伍都依赖于各筹备性组织和其他组织之间的协作，以更好地满足STEM教育的现实需求。

联邦机构应继续支持正式和非正式学习环境中核心学术和技术教育者之间的合作，其可以通过会议、研讨会、研究和赠款予以资助。教育政策领导人应该降低阻碍教育工作者跨学科工作和在正式和非正式环境之间转换的障碍。实现这一目标所需的主要关键行动包括四个方面：优先考虑STEM教育工作者的支持;优先研究最有效的方法，将正式和非正式、大学预科等环境下的成功学习实践结合起来;通过网络研讨会、研讨会和其他机制，以共享有效的学习实践，并为教育者提供指导。

（二）关注跨学科活动

这一途径旨在通过关注需要主动性和创造性的复杂现实问题和挑战，使STEM学习对学生更有意义和更有启发性，它通过让学习者参与跨学科活动来促进创新和创业。跨学科边界的知识聚合和应用是解决复杂的现实问题的强大方法，这些活动要求参与者跨越传统学科界线，使用来自不同学科的知识和方法来识别和解决问题，教会学习者使用多种学科来解决问题。这样的教育体系能够培养出提出并回答模糊学科界限的有意义的地方性或全球性问题的人才。

1.推进创新创业教育

STEM教育强调发现问题与创造能力的培养，这些关键技能的教育应该在STEM课程中发挥更大的作用，为学习者提供一条途径。创新和创业教育对国家的竞争力和安全至关重要。STEM教育可以通过K-12教育、高等教育以及非正式学习环境中的包容性战略，加强学习者在未来经济中创造和竞争的能力，培养和支持创新和创业技能，通过鼓励学习者参加各类竞赛来推进创新创业教育。

联邦机构通过财政支持等各种方式推进创新和创业教育，还在高等教育层面通过各类项目、投资及活动中促进创新和企业家精神的培养。实现这一目标所需的主要关键行动包括三个方面：审查联邦政府资助的竞赛、挑战和公民科学项目的参与率;支持向教育工作者提供有效方法，并增加代表性不足群体的参与;支持开展有关创造和保护知识产权的活动。

2.让数学成为磁铁

数学是所有STEM领域成功的基础，为描述和推理真实世界现象的模型提供了一种通用语言。学生在学习数学的背景下，逻辑思维、推理和批判性思维能够得到发展，并且能够应用数学解决实际问题。但是数学课程对于部分学习者来讲是获得STEM学位的一个重要障碍，因此，必须为各级数学教学开发创新的、有针对性的方法，通过数学培养学生对科学、技术和工程的兴趣和热情，使数学成为吸引学生进一步学习的磁石，而不是障碍。

联邦机构为那些从事和支持数学研究与开发的人提供资金。实现这一目标所需的主要关键行动包括三个方面：优化教育数据在数学、统计和STEM教育其他课程中的使用，并附带如何在课程中的使用建议;优先支持面向真实情境的STEM项目;分享数学教育实践。

3.鼓励跨学科学习

与人们的生活、社区或整个社会相关的问题常常是跨学科的。STEM跨学科的教学和学习，以及与人文和艺术等其他领域的整合，丰富了所有学习领域，促进学习者应对到真正的挑战。跨学科的研究也促进了STEM内在价值更充分的体现。为了进行跨学科的教与学，教育工作者以及科学家和工程师需要不同的工具包，例如深厚的学科知识，协作技能等。当具有不同专业知识和背景的人在团队中一起工作时，跨学科研究本身也会受益，团队的多样性会增强其有效性。

联邦机构通过多种方式支持STEM学习者研究跨学科问题。参与这些任务的各级各类的学习者、教育者以及研究者将获得跨学科科学和工程如何进行的第一手信息。实现这一目标所需的主要关键行动包括三个方面：支持有价值的跨学科STEM实践及政策制定;通过实习等方式提供对学习者的支持;确保联邦政府支持STEM教育工作者的招聘和专业发展的活动纳入或反映跨学科的教学方法。

（三）培养计算素养

数字设备和互联网彻底改变了社会，计算和通信技术正在不断发展，并对传统的学习时问、地点和内容构成挑战，在正式和非正式的场合，以及跨多个学习层次，教育技术都可以提高学习。这一途径旨在推广计算素养作为当今世界的一项关键素养。计算素养强调有效运用计算设备并且用数据解决复杂的问题。

1数字素养和网络安全教育

网络安全是数字素养的重要组成，涉及有道德与负责任地使用信息和通信技术，包括加密等新技术，指向尊重数字数据保护和尊重个人隐私的核心伦理和价值观。数字素养和网络安全教育是STEM教育的补充，有助于为STEM未来的劳动力打下坚实的基础。实现这一目标所需的主要关键行动包括三个方面：与联邦机构之间以及联邦机构与其他利益相关方之间的合作伙伴;開展有关网络安全的基础和应用研究;为STEM研究人员提供相关培训。

2.使计算思维成为所有教育的一个组成部分

计算思维是指通过信息处理代理（人或机器，或者通过两者的结合）可以有效地执行问题及其潜在解决方案的形成过程中的思维过程。更通俗地说，计算思维包含一组流程，这些流程定义问题，将其分解为组件，并开发解决问题的模型，然后评估结果，迭代更改，并再次执行。随着技术进步与经济全球化的发展，计算思维需要成为所有教育的一个组成部分。坚实的计算思维基础将有助于提升公众的STEM素养，从小教育学习者对问题进行分析性思考可以培养他们终生携带的有用技能。

联邦政府认为计算思维与阅读、写作、数学和科学一样是教育的基础，同时鼓励招募具有计算思维的教师。实现这一目标所需的主要关键行动包括三个方面：增加联邦资助和伙伴关系机会的数量;作为STEM课程的一部分，支持研究并传播学习计算思维最佳实践;共享有效培养计算思维的教育实践和课程材料。

3.拓展数字教学平台

现在，越来越多的教育机构和组织提供开放的在线课程等学习平台，随时随地的学习可以广泛地提供高质量的STEM教育和专业知识，模糊了正式和非正式学习领域的界限，增强学习者的好奇心，提高学习者的参与度，实时、智能的反馈可以促进同伴和教育者之间学习和协作的新模式。美国工人可以通过即时数字化模块进行再培训或再培训，从而获得终身的资格证书。这种机会的扩大有可能缩小全国范围内的机会和成就差距。

联邦机构将继续支持为教学和学习提供新的和改进的数字平台;鼓励工具开发与课程创新以帮助克服与采用和有效使用数字工具相关的障碍。此外，联邦政府将进一步帮助建立和扩大在线认证和再培训平台，帮助工作人员适应数字经济。实现这一目标所需的主要关键行动包括三个方面：使用数字工具和通用设计原则，扩大对课程开发的研究和支持;赞助、参与以及鼓励研讨会等活动，培训STEM教育工作者如何最有效地使用数字工具和学习模型;确定并优先支持最有效惠及服务不足和农村人口的远程教育实践和学习模式。

（四）公开负责地执行战略

公开透明要求联邦机构如何最大化STEM投資和活动成果，以确保公众广泛受益，问责制则取决于对测量结果和收集确定有效实践的数据的承诺。与此同时，联邦政府还需要开发工具，使数据能够方便地访问并转换为联邦行动所需的证据，并提高联邦计划的有效性。

1.在STEM社区中开展基于证据的实践

为了负责任地管理纳税人的钱，联邦机构将对从当前项目中获得的数据证据进行系统的审查，以利用和加强现有的高绩效工作。此外，联邦机构将共同努力确保他们的行动对学习者、教育工作者和国家产生可衡量的影响。由于非政府研究人员、慈善组织、学术界、工业界和其他利益相关者提供的证据可以影响STEM教育项目、实践和政策，因而联邦机构需要广泛分享证据，让所有投资于改善和推进STEM教育的利益相关者都能获得这些证据。

在确定了有前途的STEM教育项目、实践或政策之后，联邦机构应该在现有的证据基础上进行构建，并利用现有的机构资源和资助机制来扩大和实施它。实现这一目标所需的主要关键行动是广泛确定并传播有效的STEM教育项目、实践和政策。

2.报告代表性不足群体的参与率

在为美国公众服务的过程中，联邦机构有责任为他们的项目提供广泛的渠道，并有责任确保联邦活动对所有公民完全开放和可及。跟踪和报告联邦STEM教育项目中各个团体的参与情况。这些跟踪和报告活动对于公共问责制和履行STEM教育的立法授权也至关重要。

联邦机构定期报告许多STEM教育项目参与者的人口统计数据，随后的活动可集中于与其他联邦机构分享战略和最佳做法，并制定各机构跟踪和报告的准则。实现这一目标所需的主要关键行动包括三个方面：建立当前状况的明确基线，包括目前报告人口信息的机构/项目的数量、代表人数不足/服务不足群体成员的当前参与率;为改进报告制定目标，尤其是为正式和长期项目;商议改善途径等。

3.使用通用的度量标准来度量进度

使用通用的度量标准可以使STEM教育中各部门的协调与问责更易实现，并且能够便于度量本计划中所列出的目标进展。这些测量数据可以帮助确定STEM教育的进程，也可以使联邦STEM教育项目与私营部门的STEM教育项目一起进行基准测试。这种基准使所有领域的利益相关者能够在更广泛的背景下评估他们的绩效。可见，采用共同的度量标准对于建立证据基础，以便对旨在实现这一战略计划目标的联邦举措范围进行有效、严格和综合的评估至关重要。

联邦机构将制定一项长期流程，以实施数据收集和报告机制，并开始利用由此产生的信息来评估其计划、投资和活动。对报告共同指标和进行跨部门比较的期望应该与时问范围（短期与长期指标）一致，以便了解实际影响并观察最终结果。实现这一目标所需的主要关键行动包括两个方面：持续使用并报告当前评估联邦STEM教育的指标;制定和报告额外的度量标准，以衡量项目中目标的进展隋况。

4.公开项目的绩效和成果

实现公开透明不仅需要强调不同机构的举措如何补充和支持实现国家STEM教育目标的共同标准，而且需要承诺就机构的项目及其对STEM素养、劳动力发展和STEM多样性的影响进行协调沟通。这种承诺对于提高公众对联邦政府在STEM教育和劳动力发展方面投资回报的认识至关重要。确保记录离散活动、单机构项目或跨机构行动和投资组合的结果的数据被广泛共享，可以为全国性协同活动提供信息并激发新的想法。他们还可以看到差距和新出现的趋势。

联邦机构致力于为内部战略规划目的和向公众提供信息而记录和共享信息。目前，各机构使用几种机制来评估和报告其项目、投资和活动的进展。在执行这一战略计划的整个过程中，将进一步强调分享机构的最佳做法和吸取的经验教训，并探讨增加公众获得业绩的新机会，收集、组织和报告联邦绩效数据，支持高效和有效地使用公共资金。实现这一目标所需的主要关键行动包括三个方面：盘点和传播示例和模板、最佳实践;为监控联邦项目的绩效和结果提供公共资源。

5.制定联邦实施计划并跟踪进展

综合实施计划将在本战略计划公布后120天内提交给STEM教育委员会以及科学和技术政策办公室，其中包含联邦机构将采取的行动（近期和长期的项目、投资和活动），描述如何跟踪实施计划的进展情况等多方面的内容。从2019年开始，各机构将在每个年度结束时使用此模板向STEM联邦协调委员会提供其信息，以纳入整个联邦实施计划，该模板包括：STEM项目的年度清单;为实现本计划中提出的目标所采取的行动的总结;少数群体参与此类项目和活动的比例;描述上一年度完成的任何项目评估的结果，以及自上一份年度报告以来对其对实施计划的贡献所做的任何更改;机构如何传播关于联邦支持资源的信息的摘要等内容。

五、建议与启示

虽然我国对于STEM教育的研究起步较晚，但自引入之初便在国内掀起了教育界改革的浪潮。2018年，中国教育科学研究院再度推出《中国STEM教育2029创新行动计划》，倾力打造一批STEM领航学校，培育一批STEM种子教师。可以肯定的是，当前我国STEM教育展示出了蓬勃发展的势头，在教育理论与实践以及政策等方面均取得了明显进展。然而我国STEM教育仍处在探索阶段，美国《STEM教育战略》的发布为我国未来STEM教育的发展提供了可供参考的三方面建议及启示。

（一）构建公平而有质量的STEM教育生态，实现STEM教育合理布局

就目前来看，我国STEM教育发展仍然面临诸多问题，仍需投入更多的努力。首先，我国STEM教育应在国家战略高度进行顶层设计。国家教育行政部门对于STEM教育尚未形成全面系统的整体调控与战略布局，当前的STEM教育往往以高校科研单位、地方中小学校以及教育企业机构等为依托在部分省市的较发达地区进行集中化、小型化开展，不同地区的STEM教育差距逐渐扩大。因而，我国应在国家层面对STEM教育进行规范，建立整套STEM教育发展规划方案，强化国家对于STEM教育的支持与引导，协调各地方以及各组织机构之间优先发展与平衡发展的相互关系，实现多组织、多层次、横向贯通、纵向连接的STEM教育生态体系的合理搭建，实现STEM教育的有序发展与和谐发展。其次，为了能够与国际STEM教育接轨，我国STEM教育发展贸然追求增量大幅提升，忽视了内在质量保证。在全球化STEM教育大潮中，对于STEM教育过度吹捧，使得整个STEM教育弥漫在各式各样的口号之中。学生在所谓的STEM教育中摸不到头脑，其教育质量也并没有得到有效提升。STEM教育是整个教育系统的重要组成部分，其发展是必须要遵循教育基本规律的，切不可盲目求快而放松对教育质量的高要求。因此，在STEM教育渗透到我国大中小学教育系统中时，需要进行教育质量的持续监测，建立循环改进机制，不断地对于STEM教育的进展及成效进行修正，进而更大程度上发挥STEM教育的优势。

（二）制定与完善STEM教育行业各类标准，保障STEM教育科学发展

在我国，新兴的STEM教育缺乏成熟的行业规范与标准，人们无法客观准确理解STEM教育的基本内容，这不利于STEM教育进行广泛地推广，也不利于STEM教育自身的优化，因此，制定与完善我国STEM教育行业各类标准十分必要。首先，建立STEM课程标准。与英国、美国、澳大利亚等国家将STEM教育列入国家课程标准不同，在我国尚无明确标准指出什么样的课程是STEM课程，STEM课程的基本课程定位是什么样的，应该满足什么样的课程要求，应该达到什么样的课程目标，以及应该包含什么样的课程内容。因此，在设计具体的STEM课程之前，应建立起相应的课程标准，进而为教材配套、资源配置等一系列课程建设工作提供依据及支持。其次，建立fSTEM教师标准。STEM教师是保证STEM教育质量的核心要素，我国目前STEM教师的准入标准、资格标准、考核标准以及培训标准等尚未实现系统建立，教师需要具备哪些条件才能进行STEM课程的教学并没有做出明确的规定，什么样的教师是合格的STEM教师是模糊的。当前的STEM课程往往由缺乏专业学习背景、缺少資格认证以及缺乏从教经验的其他学科教师担任，大大降低了STEM教育的培养质量。最后，建立STEM质量标准。没有统一性的质量评价标准，就无法实现对于STEM教育的全面科学的把握，也无法了解到学生学习的真实水平。在当下我国轰轰烈烈开展STEM教育的情况下，不少中小学校为了紧追时代潮流引进国外所谓的STEM教育课程，那么，这些课程是否符合质量标准的问题值得商榷，同时课程开设的效果如何也需要进行严格检验。

（三）围绕大概念进行STEM教育课程设计，落实STEM教育核心理念

STEM教育为众多孤立的学科架起了新的桥梁，关注学习者在实际应用中的理解和迁移，围绕大概念的STEM教育课程设计则成为实践这一理念的最佳选择，最终促进学习者STEM素养的形成。大概念指的是将众多学科理解与连贯的整体联系起来的关键思想，是基于事实基础上抽象出来的深层次概念，位于课程学习的中心位置，能够将多种知识有意义地连接起来，经常表现为一个主题或者原则等形式，是在不同环境中应用这些知识的关键，具有中心性、持久性、网络状以及可迁移等特征。STEM教育中的大概念主要包括三个方面：学科内大概念、跨学科大概念以及整合大概念。围绕大概念进行STEM教育课程设计是落实STEM教育目标的关键环节，逐渐兴起的课程转化理论及追求理解的教学设计能够在宏观模式上给予方向性的把握，同时在微观实践中给予方法性的指导。课程转化包含四种课程转化策略，分别是贡献取向、附加取向、转化取向与社会行动取向，简明扼要，影响深远，为STEM大概念融入课程提供了整体思路上的导引。追求理解的教学设计简称为UbD模式，重点聚焦什么是理解以及如何促进理解两方面内容，从预期的学习结果出发进行教学活动的安排，十分重视学习内容的概念结构，鼓励学生在大概念上深入持久透彻地理解，有效地融合并且顺利地迁移，注重围绕大概念进行的教学活动的安排、评价任务的设计等等，这为STEM大概念教学设计提供了完整的设计构架。