STEM教育与中国社会发展

劳动经济学会就业促进专委会课题组

提 要： STEM教育对人口素质、就业和社会流动性具有深刻影响。STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写。在汉语中，STEM也可缩写为“数理技工”。科学是建立在实践基础上经过实践检验和严密逻辑论证的关于客观世界各种事物的本质及运动规律的知识体系；技术是人类为实现社会需要而创造和发展起来的手段、方法和技能的总和；工程是应用科学和数学产出成品的过程；数学侧重研究现实世界空间形式和数量关系，是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具。四个学科原本各有侧重，科学注重知识运用，技术注重改造创新，工程注重项目设计与开发，数学注重分析推理。STEM关注科学、技术、工程和数学四个学科之间的紧密联系，试图综合其各自侧重点，将知识的获取、方法和工具的运用以及创新生产的过程进行有机统一，以系统、联系的思维面对全球化、多元化发展。

STEM教育是STEM理念在教育中的反映，体现了“倾向于应用”的教育哲学和“整合集成”的教育思想。STEM教育是以科学、技术、工程与数学等STEM学科为基础，有机整合STEM课程的学科知识、研究方法、思维方式和分析工具，消除传统科学、技术、工程和数学四大学科之间的壁垒，通过整合方式形成一个有凝聚力的教学模式，以问题探究为导向，培养学生创新精神、增强学生创新创造能力的教学探索和实践。STEM教育的目的不仅是帮助学生提升科学、技术、工程和数学四个领域的单独素养，更重要的是帮助学生形成科学、技术、工程和数学彼此联系的综合素养。

一、STEM教育是提升人口素质的关键途径

（一）我国人口素质的发展及现状

1.我国公民科学素质水平已经进入快速增长阶段，2020年我国进入创新型国家行列。中国公民科学素质调查显示，2005年我国具备基本科学素质的公民比例只有1.62%，自2006年国务院颁布实施《科学素质纲要》以来，未成年人、农民、城镇劳动者、领导干部和公务员、社区居民等重点人群科学素质提升行动扎实推进，带动了全民科学素质水平整体提高，科技教育、传播与普及工作广泛深入开展，科普资源不断丰富，大众传媒特别是新媒体科技传播能力明显增强，基础设施建设持续推进，人才队伍不断壮大，公民科学素质建设的公共服务能力进一步提升，该数据2010年升至3.27%，2018年达到8.47%，距2020年10%的目标仅有1.53个百分点的差距（见图1）。

2.我国各地区的公民科学素质水平均有较大幅度提升，呈现出与经济社会发展相匹配的特征。有6个省、市已超过我国2020 年10%的发展目标，有10个省、市超过全国平均水平。2018 年，上海、北京的公民科学素质水平超过了20%、进入高水平发展阶段，公民具备科学素质的比例分别达到了21.88%和21.48%。天津的公民科学素质水平位居第三，公民具备科学素质的比例达到14.13%。国际比较显示，中国三个直辖市已达到或接近发达国家21世纪初的水平，上海和北京的公民科学素质水平已接近美国2004年24.5%的水平，天津超过了欧洲27国2005年13.8%的平均水平。江苏（11.51%）、浙江（11.12%）和广东（10.35%）的公民科学素质水平均超过了10%。山东（9.18%）、福建（9.05%）、湖北（8.48%）和辽宁（8.47%）的公民科学素质水平超过全国平均水平。安徽（8.24%）、河北（8.10%）、吉林（8.08%）、河南（8.04%）、山西（8.03%）、重庆（8.01%）、陕西（7.87%）、湖南（7.78%）、内蒙古（7.63%）、江西（7.58%）、四川（7.46%）、黑龙江（7.08%）、宁夏（6.42%）等13个省、市、区和新疆生产建设兵团（6.29%）的公民科学素质水平超过2015 年6.20%的全国平均水平。新疆（6.19%）、广西（6.08%）、甘肃（5.16%）、云南（5.15%）和贵州（5.01%）等5省、区的公民科学素质水平超过5%。海南（4.17%）、青海（3.98%）和西藏（2.94%）的公民科学素质水平仍然较低（见图2）。

（二）我国人口素质的突出问题

1.尽管中国公民科学素质有较大提升，但是总体水平仍然不高，发展不平衡不充分的问题比较突出，亟需通过高质量的STEM教育应对严峻挑战。提升公民科学素质，让科学精神深入人心，彻底消除伪科学现象和问题，还需要一个长期过程。社会教育、成人教育的发展不全面、不深入，公民缺少接受终身科学教育的机会。科普长效运行机制尚未形成，科普设施、队伍、经费等资源不足。大众传媒科技传播力度不够、质量不高。公民科学素质建设的公共服务未能有效满足社会需求，公民提升自身科学素质的主动性尚未充分调动（赵立新、赵东平， 2018）。我国公民科学素质水平与发达国家相比差距甚大，公民科学素质的城乡差距明显，面向农民、城镇新居民、边远和民族地區群众的全民科学素质教育工作仍然薄弱，劳动适龄人口科学素质不高，公民对基本科学知识了解程度较低（郭传杰、褚建勋， 汤书昆，李宪奇， 2008），在科学精神、科学思想和科学方法等方面存在欠缺，部分不科学的观念和行为长期普遍存在，愚昧迷信在落后地区依然盛行（方新、王灏晨， 2019）。青少年科技教育有待加强，科普技术手段相对落后，均衡化、精准化服务能力亟待提升，科普投入不足（华晓宇， 2016），全社会参与的激励机制不完善，市场配置资源的作用发挥不够。要提高全民科学素质，需要推广STEM教育，发挥STEM教育的科学功能。

二、更充分更高质量的青年就业亟需STEM教育

（二）STEM教育是社会公平的重要维度

当前，科学更关注平等、更可持续的发展，要反映社会需求和全球挑战。公众对科学的认知与理解以及民众的参与，对用科学武装民众、让他们做出正确选择至关重要。政府需要依据科学知识出台政策，立法机关也需要基于最新的科学知识解决社会议题。各国政府和普通民众需要理解全球挑战背后的科学道理，用科学的语言面对可持续发展的挑战。科学家也需要理解政策制定者面临的问题，让科学成果促进社会进步。

（三）中国社会发展水平和公平问题

近三十年来，中国社会发展水平快速提高。2019年《人类发展报告：超越收入、超越平均、超越当下：21世纪人类发展历程中的不平等问题》指出，包括中国在内的亚太地区是全球人类发展进步最快的地区，1990-2018年，中国的人类发展指数（HDI）从0.501跃升到0.758，提高了近51.1%，自1990年引入人类发展指数以来，中国是世界上唯一从“低人类发展水平”跃升到“高人类发展水平”的国家（见图4）。中国在普及宽带互联网方面处于世界领先地位，并在提高预期寿命、教育和医疗保障等方面取得了进步。中国人的预期寿命从1990年的69岁提高到2018年的76岁，预期受教育年限从8.8年增加到13.9年，人均国民总收入从1.5万美元增加到1.6万美元①。

但是，包括中國在内的亚太地区，更易受到高等教育等方面新兴的不平等现象的影响，“新一代”不平等现象突出，STEM教育的不公平问题也需尽早引起重视。2000-2018年，中国收入处最底层40%人口的收入以263%的惊人速度增长，虽然为快速减少和终结极端贫困做出了贡献，但是全国超过3%的人口仍处于多维度贫困中，约17.1%的人较有可能重新陷入多维贫困。在全球范围内，受教育的人数比以往任何时候都要多。另外，高人类发展水平国家比低人类发展水平国家的人数比例增速快6倍以上，在人类发展水平较低的国家，只有3.2%的人接受过高等教育，而在人类发展水平较高的国家，这一比例接近30%。社会排斥、性别偏见也阻碍人类发展进步。根据当前的趋势，阻碍女性进步的玻璃天花板依然存在，中国的性别差异指数（GII）为0.163，在2018年参与测评的162个国家中位列第39。中国各地的发展差异也非常大（见表2）。

教育公平即所有学生（无论性别、民族、出身、经济地位等）均拥有平等的接受教育的机会，均能拥有且享用较完备的教育资源。STEM教育应关注到每位学生，根据不同层次学生的特点实施教学，实现STEM教育的公平发展。STEM教育强调“以学生为中心”的理念，重视在STEM课程教学中引导学生学习，让学生通过实践获得知识并提高能力。学习活动设计是否科学合理地面向每位学生、是否能激发每位学生的学习动机，以及是否能真正让每位学生学到知识并提高能力，非常重要。因此，STEM教育公平问题不仅需要关注政策等宏观层面，而且需要从教学活动等微观层面探讨如何落实。中国尚存在区域发展不平衡、城乡二元结构等问题，不同地域和不同社会阶层学生的学习特征、学习能力、知识基础、文化背景等有所差异。这正是我国发展STEM教育时更应该关注公平问题的原因。

弱势群体参加STEM活动可能会增加社会对该群体的关注，因此要为他们提供参与社会公平和环境公平相关活动的机会，如作为志愿者来体验公益活动等。开展STEM探究学习活动的前景和价值不仅包括使学生掌握STEM知识，还包括从学生和群体实践/探索科学的不同方式中学到宝贵经验。教师应致力于研究如何将STEM实践与学生特性、能力乃至整个社会联系起来，从而将STEM教育中的探索学习置于真实的环境中。落实教育公平需要进一步推进教育均衡发展，补齐教育发展短板。STEM项目调动学校、家庭、政府等社会因素，支持对弱势群体的补偿，倡导教育机会平等，不仅有助于探索学习活动的开展，还可以引起一定的社会反响，更大程度地促进教育公平的实现。

四、强化STEM教育促进社会发展的建议

（一）提升STEM教育在现代化征程中的战略地位

1.深化同培育智能科教素质相关的体制改革。要发展素质教育，推进教育公平，改革招生考试制度，拓宽招生渠道，扩大高校招生自主权。改革教学体制，适当增加智能教育科目，提高学生自主动脑动手能力。把激发科研人员的自主创新精神和能力作为深化科技体制改革的重要目标，进一步完善科研体制，探索更能激发专家学者发明创造积极性、有利于“冒尖”人才脱颖而出的体制机制。厘清和摆正政府与市场的关系，打破行政主导、部门分割的旧体制，建立创新资源配置和管理主要由市场决定的新体制。强化创造性思维培养，全面推进教育现代化，改革考试招生制度，按照有利于科学选拔人才、促进学生健康发展、维护社会公平的原则，推进招生与考试相对分离，建立起分类考试、综合评价、多元录取的考试招生制度，形成政府宏观管理、专业机构组织实施、学校依法自主招生、学生多次选择的考试招生体制机制。

2.深化与培育精神文明素质相关的体制改革。精神文明素质既包括意识形态层面的信仰、理念等，又包括诚实守信等道德素质和遵纪守法等法治素质，还包括节约资源、保护环境等生态文明素质。当前可以从两个方面着力：一方面，加强宣传教育，建设宣教队伍，提升宣教质量，改进宣教方式方法，把社会主义核心价值观融入经济社会发展各方面，转化为人们的情感认同和行为习惯。另一方面，加强法治建设，凡是能够纳入法律规范的事务都应出台尽可能详尽的法律法规，以更有效地弘扬正气、纠正各种不文明行为。

3.构建科学普及共建机制，提升公众科学素质，加强国际化合作交流。首先要做好“人”的工作。一座座科学高峰要靠人去攀登，让科普教育深入民众，才能突破一个个认知盲点。这其中“从娃娃抓起”是重点，通过教育给孩子提供多动手多动脑的机会，从小激发和保护孩子的好奇心和求知欲，培养学生的科学精神和实践创新能力。增进公众对科学知识的了解，促进全社会对科学家的尊重。让“长大成为一名科学家”从懵懂童言变成毕生追求，引导全社会為之不懈努力。科学无国界，科普是推动构建人类命运共同体的重要途径。各国应该以更加开放的心态、更加包容的姿态，开展丰富多彩的科技人文交流，在互利共赢中取得最大公约数，为提升全球公民科学素质贡献各自力量，让科学使人类社会变得更加繁荣美好。

4.提高领导干部和公务员的科学执政水平、科学治理能力、科学生活素质。宣传创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，开展科技革命、产业升级等前沿科技知识的专题教育，充分利用现代信息技术，加强科技知识、科学方法的培训和科学思想、科学精神的培养，使领导干部和公务员的科学素质在各类职业人群中位居前列，推动领导干部和公务员更好地贯彻实施创新驱动发展战略，推进国家治理体系和治理能力现代化。加强规划，把科学素质教育作为领导干部和公务员教育培训的长期任务。严格执行《干部教育培训工作条例》有关规定。在研究制定领导干部和公务员培训规划时，突出科学理论、科学方法和科技知识的学习培训以及科学思想、科学精神的培养，重点加强对市县党政领导干部、各级各部门科技行政管理干部、科研机构负责人和国有企业、高新技术企业技术负责人等的教育培训。创新学习渠道和载体，加强领导干部和公务员科学素质教育培训。鼓励领导干部和公务员通过网络培训、自学等方式强化与科学素质相关内容的学习。积极利用网络化、智能化、数字化等教育培训手段，扩大优质科普信息覆盖面，满足领导干部和公务员的多样化学习需求。在干部培训教材建设中强化新科技内容的编写和使用，编发领导干部和公务员应知必读科普读本。在领导干部考核和公务员录用中，体现科学素质的要求。广泛开展针对领导干部和公务员的各类科普活动。加大宣传力度，为领导干部和公务员提高科学素质营造良好氛围。

5.培养高质量技能型人才。重塑职业教育发展新机制，逐步向注重质量、资源向高等职业教育集中的发展模式转变，培养跟得上产业发展步伐、满足市场需求的技能型人才。明确职业教育主攻方向，深入了解企业用工需求，制定各类专业发展方向，细化人才培养方案。加快推进产教融合，增强企业在职业教育中的决策权，鼓励有条件的企业独立或联合创办职业教育学校及职业培训机构。大力发展数字化培训，搭建公益性资源共享平台，以政府投资和补贴等方式，鼓励开发重点发展领域的教育共享资源，吸引更多优质职业培训院校和培训机构加入教育资源共享体系。

（二）促进STEM教育和人才战略紧密衔接

1.夯实科技创新成果，坚持科技创新驱动发展战略。自2008年以来，受到全球金融危机的冲击，世界各国如今仍处于金融危机的复苏阶段，都将科技创新视作经济复苏的主要途径，英国甚至将科技创新作为经济复苏的唯一途径，在全球化背景下，科技创新与人才竞争成为了世界各国的关注焦点。近年来，我国经济增长速度已经从高速转为中高速，产业结构优化调整不断升级，从投资拉动经济增长逐渐转变为科技创新驱动经济发展。自党的十八大以来，我国科技创新发展已经取得实质性进展，天宫、蛟龙、天眼、悟空、墨子、大飞机等重大科技成果相继问世。我国现已进入中国特色社会主义发展新阶段，在新时期应当全面贯彻落实科技创新驱动发展战略，完善科技创新的顶层设计，营造良好的创新环境，提高科技创新的核心竞争力。

2.充分发挥人才比较优势，实现科技强国建设目标。我国应当充分发挥科技人才的比较优势，建设科技强国。科技创新驱动经济发展，在发达国家的发展历程中已经得到了多次佐证，科技创新使得战后国家从一地废墟在短时期内高效实现了经济发展，并且科技创新成为了国家经济持续发展的重要驱动力量。结合人才流动的客观规律，人才有追求自身物质利益、精神利益最大化的动机，愿意流向科技创新外部环境对自身有利的区域。在我国建设科技强国的进程中，应当充分重视人才发展战略，加强和完善建设科技人才队伍的顶层设计，通过对外科技合作，加强科技人才的国际交流和经验学习。

3.密切关注国家发展特征，实施动态人才战略。我国应当建立动态的人才战略。在制定人才战略过程中，应当密切关注国家发展的现状特征及发展要求。在国家创新能力较弱的阶段，应当引进外部人才，快速培育国内人才的科技创新能力；在国家创新能力发展较快的阶段，政府应当注重宏观政策调控与市场自发机制的协调作用，强化人才培养，夯实人才开展科技创新的能力，在社会主流价值观中宣扬创新精神；在国家创新能力发展成熟的阶段，应当强调国家层面对科技创新的持续投入，制定优惠政策，尊重市场配置创新资源的主体地位，突出创新的“普惠性”，将科技创新应用到国家的经济社会发展中。

（三）建立STEM教育和高科技产业集群的联动机制

1.基于全球化视角，建立基于STEM的多层次人才体系。近年来，受金融危机影响，西方民粹主义势力有所“抬头”，但是全球一体化的总体趋势并未改变。我国应当基于全球化视角，发挥作为全球第二大经济体的作用优势，建立多层次的人才观。在基础理论研究领域，借鉴英国在基础理论研究领域的发展经验，强化研究领域的培养机制，营造公平公正的学术氛围，强化我国基础理论研究领域的创新能力。在技术应用领域，借鉴德国传统工业领域的创新发展路径，充分重视技术人才，强调科技创新与产业技术的结合。在高新技术领域，通过对外科技合作，掌握前沿科技动态，建立长效对外合作机制，培育高新技术人才。通过建立多层次的人才体系，强化国家科技创新的综合实力。

2.发展高科技产业集群，发挥人才聚集效应。将人才吸引与产业发展密切结合，利用产业吸引人才，建立吸引人才的长效机制。随着科技创新领域的研发投入不断增加，科技创新人才能力的不断提高，在大多数领域方面，发展中国家与发达国家在学术项目研究能力上的差距日益缩短，但是两者在科技创新的产业应用能力方面仍然存在较大差距，该差距进一步造成了两者在科技创新能力水平上的迥异。美国硅谷作为世界级的科技创新“圣殿”，市场对于人才资源配置作用发挥了充分重要的作用，该区域中世界顶级的创新创业公司，吸引了世界顶尖科技人才。鉴此，我国应当用事业吸引人才，将吸引人才与产业发展、新兴产业培育相结合，发挥高科技产业集群的人才聚集效应，结合国家产业发展转型的战略规划，围绕目标来设计和实施人才引进计划。

3.建立科学用人机制，吸引世界顶尖人才。我国应当强化完善现有的创新人才使用机制，通过提高人才岗位匹配度，提高岗位质量，以“合同研发”的方式确保人才回流后发挥作用，进一步吸引世界顶尖人才。在吸引人才过程中，应当注重人才的使用效率，缓解国内一线城市人才过度聚集产生的负面效应；适时引进市场化专业性第三方评估机构，对于人才与岗位的匹配程度进行評估，为提高人才所在岗位的质量提供现实依据。同时，通过“合同研发”的方式，将科技创新技术成果与产业应用进行匹配，提高科技创新成果的产业应用能力，积极引入市场经济主体，让更多企业接触到与自身产业匹配度高的科技人才，政府与企业发挥协同作用，探索人才使用机制，积累用人经验，吸引世界顶尖人才。

（四）协同推动STEM人才培养和教育改革

1.建设世界一流大学，重视STEM教育，培养科技创新人才。在我国建设世界一流大学的过程中，应当注重院校差异化发展，对于学术底蕴雄厚的高校，应当发挥基础研究领域的比较优势，注重培养学生独立科研的能力；对于相关专业特色化的高校，应当强化专业领域的比较优势，注重培养学生将科技创新与产业应用相结合的能力，在“双一流”大学的建设过程中，形成各有所长的教育体系，坚持统筹兼顾、多元化发展的原则。高校教育过程中应当注重培养创新人才的创新精神、创新能力与创新成果的统一，通过营造宽松的校园创新氛围，引导学生形成敢担当、善进取的创新精神；通过增强高校创新教育培养能力，强化学生的创新能力；通过加强外部合作，鼓励学生形成创新成果。

2.积极引入产业实践培育，加强人才创新应用能力。创新人才的关键在于创新技术的应用能力，将科技创新成果转化为产业应用的能力。在创新人才培养过程中，对于高校学生而言，尤其是应用型专业的学生，在学习理论基础知识的同时，高校应当将学生安排到有关事业单位或者企业进行实践锻炼，将所学理论知识运用到实践过程中，提高学生的实际操作能力，积累工作实践经验。在提高对于理论知识理解的同时，也为后期工作奠定基础，同时可节约学生适应工作环境的时间，节约企业训练新人的成本。近年来，随着高校研究生的扩招，应当结合国家发展目标，对于培养研究生创新应用能力的方式应当进行改革创新。研究生相较其他学生，具有创新的基本理论基础知识，课程学习压力较轻，时间相对充裕，研究机构和企业研发部门可以在政府、高校的牵头下，通过项目研发的形式，资助其开展独立研究，利用高校现有的基础研究设备，提升研究生的创新实践能力。

3.加强产学研合作，培养人才多维创新能力。通过加强高校与企业在生产、教学和科研环节和过程的有机联系，将人才培养的范畴进一步扩大，培养人才多维创新能力。在产学研过程中，发挥高校基础理论研究优势，为企业输送科技创新理论及人才；发挥企业资金及市场信息优势，为高校提供实验基础设施建设及更新，为高校研究提供市场信息，以增强高校研究项目的实用性。学生在参与产学研的过程中，通过实践项目一次次失败过程的历练，培养创新精神；在参与产业开发、企业工艺流程实践及市场调研过程中，培养学生的团队协作能力。同时，产学研合作模式并不仅局限于高校学生，同样适用于高校教师、企业人才，高校教师在参与产学研的过程中，将会进一步增强创新教学的实际应用能力，企业人才在参加产学研过程中，将会提升自身的理论知识水平，完善自身的知识理论体系，提高工作的科学性。

（五）重视弱势群体的STEM教育

1.推动弱势群体参与STEM教学活动。从 2012年开始，STEM教育逐渐得到我国学者的关注与推广。然而，STEM教育仅在上海、北京等发达城市的学校得以实施，而且部分学校只有优等生才有机会参与STEM教学活动。探究学习遵循以学生为中心，弱势群体固有的缺点可能会导致其无法很好地融入探究学习中，获得知识和能力的提升。针对该问题，可以借鉴美国STEM教育方法，在开展探究学习时，教师给予弱势学生额外支持与帮助，强调弱势学生在STEM教育探究学习中做出的贡献，重视其STEM素养的提高；积极推进少数民族地区和贫困地区的STEM教育，公平分配教育资源、师资力量等。为了增强学生学习STEM的信心，还可以邀请STEM领域不同背景的成功人士如少数民族、女性、残疾人作为客座主持人与学生分享经验，给弱势学生树立学习的榜样，鼓励他们在STEM领域不断探索，最终进入STEM领域工作等。

2.吸纳社会力量参与，构建平等、协作的教育文化环境。STEM活动设计应将STEM概念与学生兴趣及经验联系起来，允许学生开展实践学习。STEM教育需要了解不同文化背景下学生动机的展现形式，为学生创造参与对话的多种机会和方式，让学生体验社区多样性的文化，使得每个学生的个性、天赋均能得到认同和发展。教师需要高度参与STEM教学实践的机会，使其能体验不同文化进而代表他们所服务社区的多样性。目前，STEM教育涵盖不同课程的整合、学科关系的重组以及师资培养方式变革等方方面面，需要包括学校、家庭和社区在内的多方参与以及技术研究者的支持。积极适应网络化、数字化、个性化的教育需求，构建平等、协作的教育文化环境，让学生、教师、家庭乃至社会参与其中，集合学校、家庭、社会各方力量开展资源共享、沟通合作，协同推进STEM教育的探索和实践，可以为教育公平理念下STEM教育中的探索学习营造更健全和优良的教育文化环境。

（本课题为中国教育科学院委托研究项目，课题编号：2018STEM001）

① 按2011年购买力平价美元计算。