引领美国STEM教育走向成功

张娣

摘   要：当今，新兴科技逐渐显现出其颠覆性的本质，创新成为推动发展、应对未来挑战的重要方式。为保持最具竞争力经济体的地位，特朗普政府于2018年12月4日发布了一项STEM教育五年计划（2019-2023年）——《绘制成功路线：美国 STEM 教育战略》。该战略基于所有美国公民都将终身受益于高质量STEM教育的愿景，介绍了联邦政府未来五年的STEM教育战略，是引领美国STEM教育走向成功的“北极星”。我国正由制造大国走向创造大国，培养公民的创新能力刻不容缓，美国与时俱进的STEM教育战略对我国STEM教育发展具有一定的借鉴意义。

关键词：STEM教育 生态系统 计算思维 美国

科学、技术、工程和数学（Science，Technology，Engineering and Mathematics，STEM）学科一直是美国创新性成果和变革性技术进步的源泉，是其保持最具竞争力经济体地位的有力工具。在过去的25年里，STEM教育已经从四个学科的交叉重叠演变为对21世纪经济至关重要的、更具凝聚力的知识库和技能集。STEM教育提供了一种跨学科的学习方法，使严谨的抽象概念与现实世界的应用相结合，支持学生在学校、社区、职场等多元环境中运用STEM技能。STEM教育不仅赋予学习者批判性思维、高阶思维、问题解决能力、设计和推理技能，还涵盖如毅力、适应能力、合作、组织、责任心等行为特征。

提高所有公民的数字素养和培养高质量的STEM劳动力不仅是国家进步的需要，也是时代发展的要求。我国正逐渐从“制造大国”向“创造强国”转变，建立创新人才储备库，提高在多元化、协作、开放等创新驱动力上的能力至关重要。对于如何从教育领域切入，与政府、企业、学校协同创建STEM生态系统，美国STEM教育战略可为我国提供一定借鉴和参考。

2018年12月4日，白宫发布了新的STEM教育五年计划——《绘制成功路线：美国 STEM 教育战略》（Charting a Course for Success： Americas Strategy for STEM Education，以下简称《战略》）[1]，该计划由美国国家科学技术委员会（National Science and Technology Council，NSTC）的STEM教育委员会（Committee on STEM Education，Co STEM）制定。《战略》以所有美国公民都将终身受益于高质量STEM教育为愿景;通过发展和丰富战略伙伴关系，让学生融入学科，培养计算素养，以透明化和问责制运行四大路径;逐步实现坚实STEM素养基础，提升STEM教育的多样性、公平性和包容性，为未来STEM就业做好准备三大目标（见图1）。

一、美国STEM教育现状

美国STEM教育行业由一些公共和私营部门组成，为学习者提供各类教育和培训，并在所有经济部门研究与开发STEM教育。美国STEM教育和培训层次多、覆盖广，从学龄前到高中，从本科到博士后，涵盖技术教育、实习、学徒制、社区学院和再培训计划。虽然美国由各州实施K-12教育，但联邦政府在促进教育卓越方面也发挥着重要作用，包括支持和推广有关教学和学习方面的最新成果以及促进教育平等。联邦机构通过持续支持高等教育进步和STEM研究，激励下一代STEM学习者不断深化学习，支持多元化STEM人才的就业，不断增强国家研发企业的活力和核心競争力。

细数美国几十年来的STEM教育文件，从1986年的《本科的科学、数学和工程教育》到2006年的《美国竞争力计划》、2013年的《STEM教育五年战略计划》、2016年的《STEM 2026：STEM教育中的创新愿景》、2017年的《总统备忘录》，再到《战略》，可以看出美国对STEM教育的重视程度。联邦政府始终追求STEM教育的质量和公平，将培养全体国民的STEM素养作为最高目标，但是美国的STEM教育仍落后于一些国家。

根据美国国家科学委员会（National Science Board）的2018年科学和工程指标（Science and Engineering Indicators 2018，以下简称指标）[2]，美国人的STEM技能在过去20年中略有改善，但仍然落后于一些国家。根据指标，2006-2015年，美国15岁学生在数学技能方面的得分低于国际平均水平，科学技能方面持平或略高于国际平均水平。最近对准大学生进行的测试数据表明，只有20%的学生准备参加STEM专业所需的课程[3]。指标也显示，在过去的15年中，印度和中国的科学和工程（S&E）学士学位数量超过了美国。这两个国家共计颁发了全球近一半的STEM学位，印度占25%，中国占22%。相比之下，美国S&E学士学位仅占全球总数的10%，而美国雇主对STEM学位毕业生的需求持续增长。[4]

并非所有美国人都能平等接受STEM教育。女性、残障人士和少数族裔群体在科学技术教育和就业方面的代表性明显不足[5]。正如指标显示，虽然女性占人口的一半，但她们占STEM就业人口的比例不到30%。同样，少数族裔占美国总人口的27%，但只占STEM就业人口的11%。退伍军人也面临参加STEM教育和职业的障碍。来自不同背景的美国人在STEM教育方面也会受到地区差异的影响。[6]

2018年的相关联邦战略计划和报告就提出了STEM教育在实现国家目标方面的重要性，包括国家安全、人工智能、网络安全、量子信息科学和先进制造业。毫无疑问，STEM教育仍然是美国教育的重中之重。

二、《战略》的三大目标

（一）坚实STEM素养的基础

当所有美国人都能从STEM教育中受益，在STEM相关的职业生涯中取得成功，并主动为社区贡献力量时，国家就会更加强大。STEM素养取决于所有美国人都能终身获得高质量STEM教育。即便是非STEM行业从业者，对STEM和相关技术的基本理解和运用也能帮助其充分参与现代社会发展。

STEM教育重视思考能力和解决问题技能的培养，这些技能可以迁移到其他方面。STEM素养也可以帮助每个人在健康和营养、娱乐、交通、网络安全、财务管理、育儿方面做出更加明智的选择。STEM素养高的公民将更有能力深思熟虑地分析问题，提出创新的解决方案，应对急剧的技术变革，并作为陪审员、选民、消费者等角色更好地参与公民社会。

（二）提升STEM教育的多样性、公平性和包容性

只有所有公民公平地接受STEM教育，国家才能更加强大和繁荣。研究表明，不同性别、种族、社会经济地位、能力、区域、宗教等多元人员在更具包容性的共同体中，该共同体会更具参与性、生产力和创新性。[7]

目前，并非所有学习者都能公平参与高质量的STEM教育。刻板印象是其中一个阻碍因素。此外，城市、郊区和农村的人力、物力和财力资源差异也是阻碍因素之一。少数族裔在STEM领域的比例低于他们在劳动力市场中的总体比例[8]。即使在STEM行业劳动力匮乏的情况下，女性和少数族裔依然面临许多困难。例如，一项商业分析发现，虽然女性占美国所有企业人员的45%，但在过去4年中新上市的225家生物技术公司中，只有17家任命女性为首席执行官，其中只有4名是有色女性。[9]

无论地区、民族、性别、职业、社会经济地位、父母教育程度、残障程度，无论是为了自己的成功还是为了国家的繁荣，所有美国人都应该有机会掌握STEM技能和方法。《战略》明确期望在开展STEM教育实践和制定政策的过程中禁止歧视，体现包容和公平的价值观。

（三）为未来STEM领域的就业做好准备

具备丰富的STEM知识和技能的人才为未来就业做好准备，对维持国家创新、支持经济发展的关键领域（如农业、能源、医疗保健、信息通信技术、制造业、运输业和防御业），以及人工智能和量子信息科学等新兴领域至关重要。自2000年以来，STEM领域的学位数量总体上有所增加，但在某些STEM学科，如计算机科学、数据科学、电气工程和软件开发，仍然存在劳动力短缺现象[10]。技工领域也存在劳动力短缺，虽然这些空缺职位不需要学士，但仍会受益于STEM培训[11]。学习者获得STEM技能和知识将扩大他们的职业选择，例如，在210万联邦雇员中，1/7的联邦雇员从事STEM职业。[12]

只有当每一个美国公民都拥有坚实的STEM基础，实现STEM的多元性和包容性时，强大的STEM人才储备目标才会得以实现。联邦和其他机构对STEM教育的研发和投资，将推动本科生和研究生、技术人员、早期职业研究人员以及大部分STEM从业人员从中受益。

三、《战略》的四大路径

《战略》旨在建立由学习者、家庭、教育者、社区和雇主组成的STEM教育生态系统，开展全国性STEM教育合作。特朗普政府已经采取了多项行动作为该计划的基础，包括重新授权美国国家科学技术委员会下的STEM教育委员会;2020财政年度预算申请中优先考虑STEM劳动力教育和培训;成立美国工人全国委员会（National Council for the American Worker），以提高工人STEM技能;签署《加强21世纪职业和技术教育法》（Strengthening Career and Technical Education for the 21st Century Act）以增强学生在中学和高等教育阶段对高质量技术教育和资格认证的认识;提出白宫倡议（White House Initiative），以促进传统黑人学院和大学（Historically Black Colleges and Universities，HBCUs）的发展和创新等。这些行动反映了政府对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的认识。以这些行动为基础，美国制定了今后五年的STEM教育全面发展战略。

为实现《战略》的三大目标，STEM教育委员会以行动为基础，目标为导向，制定了四个实施路径，明确了联邦政府需要支持的优先事项，以STEM教育引领美国的未来。

（一）发展和丰富战略伙伴关系

发展和丰富战略伙伴关系意味着在教育机构、雇主和社区之间建立新的联系，即中小学、高校、图书馆、博物馆和其他社区资源之间的交流与合作，建立STEM教育生态系统，拓宽和丰富每名学习者的教育和职业经历;具有研究经验的学习者与当地雇主、实习生、学徒共同参与基于工作的学习体验;融合正规和非正规学习的课程，支持学生完成核心学术和应用技术课程，为高等教育做好准备。这一路径有助于增加STEM行业从业者，培养公共和私营部门的高素质人才。

1.建立STEM教育生态系统

STEM教育生态系统覆盖家庭、学区、州，少数族群，联邦政府和相关部门、图书馆、博物馆和科学中心、社区学院、技术学校和大学、社区团体和俱乐部、基金会和非营利组织、宗教组织和企业，每一位教育者和学习者都能参与其中。STEM教育生态系统强调建立长期、共享、可持续和弹性的STEM任务，整合和增加跨部门组织提供的学习机会。

STEM教育生态系统通过构建更为包容性和强大的社区，为学习者提供资源，以便公民能够终身以各种途径开展STEM教育和培训，使所有群体都能从事技术性职业。STEM教育生态系统还有助于促进教育者和雇主间的协同合作，共同开发应对现实挑战的课程，激发学生对STEM行业的兴趣，并为他们在未来竞争中取得成功做好准备。

STEM教育生态系统还通过汇聚STEM专业人员促进包容性环境的创设，包括学龄前及K-12教育工作者、非正规教育者、社区学院和大学教师、雇主和社区管理者。联邦政府通过其计划、投资和活动促进STEM教育生态系統的发展，比如建立联邦和当地STEM教育生态系统之间的联系，指导教师专业发展、开发课程材料、为其他社区参与活动提供更多机会;建立单一、便利的在线资源，用于查找与STEM教育相关的联邦活动和资助机会（使用新的或加强的平台）;增加联邦资助机会，包括将STEM教育生态系统参与或发展作为奖励选择标准;加大有关校内外STEM教育生态系统成功实践及影响因素的研究。

2.加强基于工作的学习和培训

加强基于工作的学习（work-based learning，WBL）有助于确保STEM学习的真实性和吸引力，帮助学习者为未来就业做好准备。WBL面向学生、成人和学徒。一方面，雇主可以为学习者提供工作环境中的真实挑战;另一方面，不同背景和不同经历的学习者可以帮助雇主完善想法，创造产品或解决棘手的问题。

联邦机构以实习制、学徒制、在职培训、自主实践和其他合作形式，为全国的学习者和教育工作者大力投资WBL;提供人力和财力资源，利用联邦实验室、相关设备、研究计划、专业知识和大数据，提供高质量的劳动力培训经验;扩大与教育工作者和雇主的合作，以各种项目为平台，如海军研究实验室（Naval Research Laboratory，NRL）与各大学合作，为本科生提供暑期实习机会，使学生有机会探索未来的职业和学习;2010年美国农业部（U.S. Department of Agriculture，USDA）开展的为期三年的学徒培训，使参与者有偿在农场获得实践经验。

《战略》承诺的联邦行动包括：推进联邦机构内高质量的有偿实习和学徒制，并确保指导教师接受培训，具备有效的教学法知识;通过联邦多途径就业项目（Federal Pathways Employment Program），创建更多元化的联邦STEM员工队伍;增加联邦资助和教育工作者通过课堂外WBL拓展技能的机会;建立新的STEM行业招聘机构，吸收学徒、实习生、博士后和其他参与WBL计划的人员。

3.融合教育实践

创造性地融合教育实践，加强不同学习方法之间的联系，如正式与非正式教育，职业和技术教育等，是学生获得学习技能的最佳方法。

将高质量的职业和技术培训与大学预科课程相结合是学生准备就业和促进中学后学习的有效方法之一，特别是当课程中包含获得资格证书所需的培训时。这种方法融合了非正规教育的成功实践，包括生涯和技术教育（career and technical education，CTE）的应用学习，以及正规（通常是大学预科）课程间的跨学科联系。如美国劳工部（U.S. Department of Labor，DOL）建立的STEM相关领域的学徒计划，正在同其他联邦机构将学生、教育工作者和雇主联系起来，让学生参与其中，并为企业提供满足他们需求的熟练职工。无论采用何种方法，未来的STEM技术人员都依赖于培训和实习，融合实践、项目和资源，更好地满足STEM教育利益相关者的需求。如国家科学教师协会（National Science Teachers Association）和科学技术中心协会（Association of Science-Technology Centers）建立的“科学互学”（Connected Science Learning）在线社区，旨在分享有效的实践和研究，以弥合校内和校外的学习差距。

为实现此种路径，联邦机构所需的关键行动包括：优先促进STEM教育者的技能提升和专业发展;优先研究在正规和非正规、大学预科以及职业和技术教育环境中融合成功学习实践的最有效方法;通过网络研讨会、工作坊和其他方式制定关于推广和应用最佳实践的指导方案。

（二）让学生融入学科

该路径旨在通过关注复杂的现实问题和挑战，使STEM学习对学生更有意义和推动力。它通过支持学习者参与跨学科活动（如基于项目的学习、科学博览会、机器人俱乐部、发明挑战或游戏研讨会）促进创新和创业，使用来自不同学科的知识和方法来识别和解决问题;通过使用创新的和个性化的教学方法，帮助学生学习数学;引导学习者使用多学科方法来解决问题。这些活动有助于培养具有STEM素养的学习者，并为快速发展的社会丰富人才储备。

1.推进创新与创业教育

在竞争日益激烈的全球化经济中，需要学科融合并发展具有创造力的STEM教育，以加速创新和创业。创新等关键技能应该在STEM课程中发挥更大的作用，引导所有学习者为国家繁荣作出贡献。

美国相关STEM团体通过在K-12、高等教育和非正规学习环境中建立和支持创新和创业技能的包容性战略，加强学习者在创造和参与未来经济方面的领导力。科学博览会、网络安全竞赛、机器人技术和发明挑战、数学博弈以及联邦机构支持的一些竞赛，是吸引各级学生应用、体验学习的方式之一，是科学家、工程师、企业家等职业生涯的开端。

联邦机构通过各种方式推进创新和创业教育，为教育工作者制定和实施融入创新和创业课程的专业发展计划，包括财政支持、协调和创建项目等。联邦政府还通过美国国家科学基金会创新团队等项目促进高等教育后的创新和创业。此外，联邦还承諾审查资助的竞赛、挑战活动和公民科学项目的参与率，并使用最有效的方式吸引不同的参与者;指导教育者开展有效活动，使创业教育更具包容性;指导学习者创造和保护知识产权。例如，美国专利商标局（U.S. Patent and Trademark Office）为K-12教育工作者提供了短期跨学科专业发展的经验，帮助学习者了解发明过程的工作原理、知识产权专利的重要作用以及商标、版权在创新和创业中的重要作用。

2.加强数学教育

数学和统计学是来描述和推理现实模型的通用语言，是STEM领域研究成功的基础。但令人忧心的是，美国学生在数学素养方面仍然落后于国际平均水平。[13]

提高学生数学素养的一个有效的方法是采用跨学科方法教授数学。在这种背景下学习数学和统计学的学生，更强调逻辑、推理和批判性思维，更善于应用数学来解决日常生活中的问题。数据科学、建模和基于问题的学习也是整合数学教育的非常有效的方法，有助于为各级各类的STEM教学开发创新和个性化的方法。例如，美国气象学会（American Meteorological Society，AMS）和美国国家海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）合作开展了教师专业发展课程，以帮助全国各地的教育工作者和学生了解如何通过官方观察数据预测天气。

联邦机构具备许多工具可用于推进特定背景下、具有应用性和有意义的数学教育。支持STEM教育研发的联邦机构和部门有机会通过与学习者和教师分享专业知识、内容或经验，展示特定背景下的数学教学来推进这一目标。联邦也承诺：使联邦数据透明化和便利化，并提供如何在课程中使用此类数据的建议;优先支持将数学和统计学纳入特定背景的项目和伙伴关系，支持教育工作者的专业发展;建立并分享数学和统计学教育实践，以吸引多元的学习者。

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往往跨越学科界限，这些问题具有内在的吸引力和趣味性。STEM跨学科教学丰富了其他各领域的研究，并吸引学习者关注本国乃至全球的现实挑战。例如，内政部（Department of the Interior）为美洲原住民儿童和大学生提供了基于传统知识与现代科学的STEM教育项目，并使土著青年参与当地管理，促进跨学科学习。

为了实现高水平的跨学科研究，科学家和工程师需要丰富的学科知识、相关学科的术语和文化，以及如沟通合作、分析创新等技能。此外，联邦机构的支持必不可少。许多联邦机构开展基于任务的研究，创造了学龄前和K-12各个阶段的新的教育资源。机构还通过奖学金、助学金和培训支持STEM学习者学习跨学科知识。参加这些研究和学习的本科生、研究生和博士后研究员可以直接获得跨学科科学和工程的第一手资料，提高知识应用能力，沟通和团队合作的能力。除此之外，联邦还承诺支持有效的跨学科STEM教育实践，项目和政策的研究、开发和推广;通过实习、奖学金和其他培训机会，加大对跨学科问题研究的支持力度;更多地招聘和培训STEM教育工作者，提高他们的教学技能。

（三）培养计算素养

这条路径展示了数字设备和互联网是如何彻底地改变了社会，使学习者能够基于此变化，采取策略为未来生活和工作做好准备，旨在推动计算思维成为劳动力的关键技能。计算思维不只是有效地使用计算设备，更意味着使用数据解决复杂问题，计算思维能够扩大数字平台在教学和学习中的应用;实现每个人有效的个性化学习;通过模拟活动或虚拟现实提供更积极和有吸引力的学习体验。

1.提高数字素养和促进网络安全

数字素养对于人们在当今社会中取得成功也至关重要。数字素养为人们提供了查找和识别有效信息、使用数据解决问题、分享合作所需的技能和知识。网络安全是数字素养的组成部分，意味着负责任地使用信息通信技术，包括货币加密等新技术。网络安全依赖于数据保护和尊重隐私等伦理道德。数字素养和网络安全有助于培养公民STEM素养，并为STEM学习者的未来就业夯实基础。

联邦政府在促进所有人的数字扫盲和网络安全方面发挥着关键作用，私营和公共部门的雇主通过基于工作的伙伴关系，提供有关数字伦理、在线信息分析和网络安全的培训课程。除了研究、合作和协调伙伴关系外，联邦政府对营造积极的学习氛围至关重要。例如，联邦贸易委员会（Federal Trade Commission，FTC）支持梅拉尼娅·特朗普（Melania Trump）的反网络欺凌活动——“做到最好”（Be Best），鼓励家长与不同年龄段的孩子交流互动，帮助孩子应对社交网络中出现的网络欺凌，以及教会他们正确使用智能手机、分享内容等。另外，联邦政府计划的未来行动还包括：促进联邦机构之间以及联邦机构和其他利益相关方之间的合作，确保数字流畅性和网络安全相关实践的开展;开展和支持网络安全方面的基础和应用研究;增强STEM学习者在数字伦理和数据隐私方面的教育和培训。

2.推进计算思维融入所有学科

计算思维是指解决问题的过程，包括问题分解、开发模型、评估结果、迭代更改、再次执行、解决问题。虽然计算思维存在于计算机科学中，但它已经逐渐发展为一套具有广泛价值的思维技能，帮助人们解决问题、设计系统和理解人类行为。

在日益技术化和复杂的全球经济中，需要推进计算思维融入所有学科，使每名学习者都具备使用数据和逻辑评估信息、分解问题并制定解决方案的能力。虽然计算机并不是计算思维活动的必需品，但它也确实涉及利用计算工具的逻辑推理，是计算机科学的核心技能。

联邦教育政策和项目应鼓励计算思维融入所有学科和活动，为所有儿童提供学习计算思维基本技能的机会。教师教育机构应优先考虑包含计算思维和计算机科学的课程，并将这些技能视为一种基础技能。例如，西北大学（Northwestern University）的一个研究小组在美国国家科学基金会的资助下，致力于开发教学模块和课程，将计算思维技能融入高中数学和科学课程。政策和项目应促进具有計算思维和计算机科学技能的教师的招聘和培训。为此，联邦需要加大对培养计算思维项目的资助和支持力度;支持计算思维和计算机科学教学的研究和实践;创建并分享有效发展计算思维的教育实践和课程资源。

3.拓展数字化教学平台

开放式在线课程、远程学习技术、移动学习应用程序以及各种其他数字化教学平台打破了正规和非正规教育间的界限。特别是基于模拟的游戏、移动平台、虚拟环境和增强现实的工具可以提高学习者的好奇心和参与度，促进学习者之间的协作，通过再培训提高在职员工的技能。数字化教学平台还有助于实现教育公平，支持STEM教育中的多样性和包容性，但也可能造成数据鸿沟，加剧现有的不平等现象。例如，联邦政府开展的计算就业联盟（Alliance  for Access to Computing Careers）等项目，帮助残障学生参与计算机课程、实习和获得其他机会。

联邦机构应继续支持研发数字化教学平台的改进、创新和评估，建立工具开发与课程创新以及教育工作者专业发展之间的联系。联邦政府应进一步促进伙伴关系，帮助建立和扩大在线资格认证和再培训平台，以帮助工人适应数字经济。为此，联邦政府承诺利用数字工具增强对课程开发的研究和支持;赞助、参与和鼓励研讨会和其他活动，培训STEM教育者最有效地使用数字工具和学习模型;优先支持远程学习的实践和学习模式。

四、启示

（一）为所有公民提供STEM教育

《战略》的愿景是所有美国公民都将终身受益于高质量STEM教育，计划的三大目标和四大途径都植根于这一愿景。现代科技的飞速发展和终身学习理念的提出意味着学习已经不再局限于青少年时期和在校阶段，所有的公民在任何时期都可以学习任何感兴趣和需要的内容。因此，STEM教育应以面向所有公民为前提，培养他们的STEM素养，使其能够通过合作解决实际问题，让学习者在信息的获取、加工、管理、表达和交流的过程中，掌握STEM技术，感受跨学科文化，增强数字意识，内化信息伦理，使学习者发展成为适应信息时代要求的具有良好STEM素养的公民。

我国教育部于2018年颁布了普通高中各学科课程标准（2017年版），多次強调了STEAM、STEM 及 STEM+教育;中国教育科学研究院于2018年发布了《中国STEM教育2029行动计划》《STEM教师能力等级标准（试行）》。上述政策和研究成果进一步推进了我国STEM教育的发展。对于现代信息社会而言，STEM不仅是增强国家竞争力，建立多元化人才储备，创造前沿科技成果的必要条件，也是个人职业可持续发展和价值实现的必备技能。以STEM课程的开设为契机，可以充分调动家庭、学校、社区等各方面的力量，为学习者提供必备的软硬件条件和积极健康的信息内容，营造良好的STEM教育氛围，关注弱势群体的教育资源获得机会和教育质量，重视可持续发展，为学习者打造终身学习的平台。

（二）建立适合当地的STEM教育生态系统

美国STEM教育的发展在很大程度上得益于利益相关者的支持，包括联邦政府、各州政府、商业机构、研究机构、慈善组织、社区、家庭等，这些利益相关者构成了相互联系、相互促进的STEM教育生态系统，根据当地的特色和实际问题，可以建立相应的项目和活动，扩展由专业人员指导的学习者间交流互动的网络平台。

政府应该起到引领作用，在政策上为STEM活动的开展创造支持性的环境，重点关注少数民族、贫困地区民众等的STEM教育计划，各级政府部门应在法律允许的情况下，以公开透明的方式报告STEM教育的统计数据。另外，中小学和大学丰富的STEM教育资源应该被充分利用，鼓励高校参与当地的STEM教育生态系统，提供专业人员指导项目和活动。例如，在美国科德角（Cape Cod），来自马什皮-万帕诺亚格部落（Mashpee Wampanoag Tribe）的中学生结合美国地质勘察局（United States Geological Survey）的地质学家提供的有关该地区冰川起源的详细信息，研讨科德角地区地质和生态的传统解释和科学成果之间的共同点。各级教育工作者可以通过在线学习资源和虚拟体验逐步增强实践教学，将STEM教育带入课堂。课程开发人员和教育研究人员也可以通过研究实践的有效开展，加快数字学习工具的使用并将其纳入课程。行业雇主也通过基于工作的学习伙伴关系，提供数字伦理、信息分析、网络安全等真实情景下的实际经验。

（三）以能力导向促进创新实践

《战略》强调通过STEM教育培养学习者的问题解决能力、沟通交流能力、设计和推理等技能，最终促进创新实践的产生。《战略》还着重提出将计算思维融入所有学科的学习之中，将其视为一种可被所有学习者掌握的基本技能，并将计算思维融入现行学校教学中，逐步延伸至教师培养项目和资格认证计划中。

我国于2016年5月提出创新型国家“三步走”战略——到2020年进入创新型国家行列、2030年跻身创新型国家前列、到2050年建成世界科技创新强国。为实现这个目标，我国STEM教育应以学习者能力的培养为导向，构建以创新能力培养为核心的人才培养模式。因此，教学应充分考虑学生起点水平和个性方面的差异，强调学生在学习过程中的自主选择和自我设计;提倡通过课程内容的合理延伸或拓展，充分挖掘学生的潜力，实现学生个性化发展;鼓励因地制宜，在达到“课程标准”的前提下特色发展。结合学生的生活和学习实际设计问题，让学生在活动过程中掌握应用所学知识和技能解决问题的思想和方法;鼓励学生将所学的知识技能积极地应用到生产、生活乃至信息技术革新中去，在实践中创新，在创新中实践。

参考文献：

[1]The White House. Charting a Course for Success： Americas Strategy for STEM Education [EB/OL]. https：//www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2018/12/STEM-Education-Strategic-Plan-2018.pdf，2019-04-18.

[2]National Science Foundation. Science & Engineering Indicators 2018 [EB/OL]. https：//www.nsf.gov/statistics/2018/nsb20181/assets/nsb20181.pdf，2019-04-18.

[3]American College Testing. The Condition of College and Career Readiness National 2018[EB/OL]. http：//www.act.org/content/dam/act/unsecured/documents/cccr2018/National-CCCR-2018.pdf，2019-04-18.

[4][11]U.S. Bureau of Labor Statistics. STEM Occupations： Past， Present， and Future[EB/OL]. https：//www.bls.gov/spotlight/2017/science-technology-engineering-and-mathematiCS-stem-occupations-past-present-and-future/pdf/science-technology-engineering-and-mathematiCS-stem-occupations-past-present-and-future.pdf，2019-04-18.

[5][8]National Science Foundation. Women， Minorities， and Persons with Disabilities in Science and Engineering[EB/OL]. https：//nsf.gov/statistics/2017/nsf17310/digest/introduction/，2019-04-18.

[6]Federal Communications Commission. 2018 Broadband Deployment Report[EB/OL]. https：//www.fcc.gov/reports-research/reports/broadband-progress-reports/2018-broadband-deployment-Report，2019-04-18.

[7]CATALYS. Quick Take： Why Diversity and Inclusion Matter [EB/OL].https：//www.catalyst.org/knowledge/why-diversity-and-inclusion-matter，2019-04-18.

[9]Association for Women in Science. Revolutionizing the STEM Entrepreneurship Ecosystem[EB/OL]. https：//cdn.coverstand.com/54596/491204/6b7731641077f095672fe94d87d7e0f28df8d31a.2.pdf，2019-04-18.

[10]U.S. Department of Commerce. STEM Jobs： 2017 Update[EB/OL].https：//www.commerce.gov/news/reports/2017/03/stem-jobs-2017-update，2019-04-18.

[12]U.S. Office of Personnel Management. Federal Workforce Data[EB/OL]. https：//www.fedscope.opm.gov/employment.asp，2019-04-18.

[13]National Science Board. Science and Engineering Indicators 2018[EB/OL]. https：//www.nsf.gov/statistics/2018/nsb20181/figures，2019-04-24.

編辑 朱婷婷   校对 王亭亭