国外高等院校STEM教育发展的经验及启示

邓洋阳，褚钰萌，叶爱山

（南通理工学院商学院 江苏 南通 226002）

立足经济社会发展需求和人才培养目标，国内外高等院校均十分注重深化教育改革，并致力于打造STEM教育。STEM为中国高校教育改革注入了新活力，引导学生从整体出发，对现实世界进行设问和探究，并提供了更具关联性、具体性、真实性和多元性的思考。以技术革新为代表的教育形态，所需解决的问题日益综合化和复杂化，高等院校必须注重培养学生知识迁移的能力以及稳定持久的核心素养。目前，国内高等院校STEM教育尚处于初步发展阶段，虽经历多年教育深化改革，但学生对STEM的理解与掌握能力并没有显著提升[1]。STEM早发国家已积累了丰富的实践经验，对我国高等院校STEM的建设发展具有借鉴价值。对此，比较研究国内外高等院校STEM建设情况，或许能为我国高等院校STEM教育高质量建设寻找到新路径。

1 国内外STEM政策

1.1 理论内涵

STEM字面上是由科学、技术、工程和数学四门学科的英文首字母组成[2]。其不仅包括技术、工程、数学以及科学之间的相互整合，同时也包括与艺术、写作、阅读以及社会研究等科目的扩展和连接，是一种以多维度思维方式解决现实问题的教育理念。STEM的相关衍生概念，譬如STEMx、STEAM、C-STEAM等，本质都是打破学科边界，旨在培养学生的综合素养与创新实践能力。

1.2 国外STEM政策

美国国家科学委员会发布STEM人才培养相关报告，要求通过国家制定政策和资金投入加强STEM体系建设，协助高等院校和社会机构展开持续性的合作，使得大学生在学校内外均能获得更多STEM课程学习的机会。此外，美国国家科学基金会（NSF）、国家研究委员会（NRC）、博耶研究型大学本科生教育委员会等联合出台相关政策，在国家层面对STEM课程进行了系统设计与评估，体现了实用主义在美国教育政策制定中的影响力。英国政府颁布的“科学与创新投资框架”中涉及了教师培训、网络学习平台、国家级示范活动、国家科学技术大赛举办和高等教育STEM计划等内容[3]。德国为应对“第四次工业革命”以来制造业劳动力成本上升、创新能力下降等境况，提出了《德累斯顿决议》，并将MINT（即STEM）列为教育发展的重要目标。2019年德国政府出台新的STEM行动计划，以职业教育的实施为落脚点，融合社会力量，构建了德国特色的STEM教育系统[4]。

1.3 国内STEM政策

中国STEM教育起步相对较晚，国内STEM教育是在国家教育信息化“十三五”规划的发布中正式被提及，文中明确指出各校应积极探索信息技术在STEM等相关新教育模式中的应用与发展[5]。基于此，国内STEM教育相关研究不断涌现，但这些研究均以基础研究为主。2017年6月，中国教育科学研究院发布《中国STEM教育白皮书》，提出该教育应纳入国家创新型人才培养战略，提升我国全球竞争力排名和全球创新指数排名。随着研究的深入，STEM教育研究中心宣布推出《中国STEM教育2029创新行动计划》，呼吁应集聚更多社会力量协同开展STEM教育，计划主要内容涵盖：第一，促进STEM教育顶层设计；第二，实施STEM人才培养通道；第三，建设资源整合和师资培养平台；第四，建设STEM教育相应标准与评价体系；第五，打造一体化的STEM创新生态系统；第六，动员全社会资源积极参与；第七，推广STEM教育成功模式。

2 国内外STEM教育现状比较

2.1 政策资金扶持

国外高等院校普遍投入大量资金设立教师奖励金与学生奖学金，充分调动教师从事STEM教育领域的积极性与学生学习STEM的兴趣。STEM教育发展早期，我国相关资金投入明显不足，致使相关政策无法真正落地。随着我国教育部门的高度重视，目前高等院校均开始设立STEM奖学金，很大程度上吸引了学生对STEM课程的学习兴趣。美国赛默飞世尔科技公司于2013年发起了STEM奖学金启动计划，鼓励更多年轻人从事科学领域研究，提高年轻人的社会责任感。该企业每年为世界名校提供近70万美元资金，资助攻读STEM相关学科本科学位或同等学力的学生。该项STEM奖学金在美国、英国和中国率先实行，目前合作院校包括复旦大学、东南大学、美国麻省理工学院、威斯康星大学麦迪逊分校、加州大学伯克利分校、英国伦敦帝国学院等。

2.2 师资力量培育

为提升STEM教师的数量和质量，美国政府通过财政激励政策招聘和留任STEM教师，为其提供专业实践培训，还设立了国家STEM教师资格指南，方便教师以STEM专职身份在各州之间流动。美国对于STEM教师选聘有着严格的标准，STEM教师职前会有专门实习及培训。加拿大设立“万花筒计划”为STEM教师提供专业培训，提高教师的专业水平以及专业素养。教师培育是做好创新人才培养工作的关键，创新指导教师应具有扎实宽泛的专业知识和健全的创新思维及创新能力。如何培养STEM教师已经成为中国STEM教育战略研究中的一个重要议题。一方面，多数高等院校教师主要从事分科教学和某一领域的研究，学科之间的整合和交叉联系处理的能力较为薄弱，打破学科边界进行跨学科的综合教育对教师也提出了更高的要求。另一方面，由于高等院校长期专业分化导致STEM教师分布在不同的院系，教师间资源共享和团队协作存在着一定障碍。

2.3 教育体系优化

国外注重STEM教育在K-12、本科、研究生各阶段之间的衔接与协调发展，并形成了STEM教育一体化的内部体系。为提高国家竞争力，扩充STEM储备人才和壮大受教育群体，各个国家均鼓励更多社会从业人员学习STEM教育。与此同时，出台相应激励政策支持企业和社会组织助力高等院校培养高素质人才，让更多的毕业生选择从事STEM领域的工作，从而形成了集政府、社会、学校三位一体的外部体系。德国的STEM教育建立了政府机制、师资培养、学校教育、社会联动为一体的教育体系。而我国STEM教育主要集中在基础教育阶段，尚未形成一套贯穿中小学到高校的STEM教育体系。虽然我国很多高校也实施了STEM教育改革，增设了很多跨学科专业，但学生的学习兴趣、创新能力和知识运用能力并没有得到明显提升。一方面，跨学科专业暂时还未能达到真正融合的状态；另一方面，科研和教学相背离的状态也迫使STEM教育难以为继。

3 对策建议

3.1 优化STEM教育生态系统

高等院校STEM教育生态系统的建立与优化，须联合政府、学校、企业、社会组织等各方力量，建立起多方长效的合作机制，为学习者提供更加广阔的学习平台。对此，应开展并持续推进STEM教育，设立符合我国目前STEM教育发展阶段的相关政策，并致力于打造围绕高等院校STEM教育改革的利好环境，从而确保高质量的人才输入劳动力市场。面向社会提供STEM就业岗位，并提供就业保障。具体而言，加强各地方、机构科技类人才引进力度，为优秀人才提供奖金和优惠待遇，吸引更多年轻人从事STEM工作。此外，设立STEM专项资金用于STEM实验室建设、STEM专职教师继续教育、学生STEM项目孵化等。

3.2 制订一体化的STEM课程

高校STEM课程不是中小学STEM课程的延展和深化，而是对学生STEM职能培养的进阶与稳固。在经历高等院校STEM教育之后，学生将具备多学科视野与跨学科思维，能够运用STEM知识解决现实世界的真实问题。这将为学生进入社会STEM工作岗位或者下一阶段的学习做准备。因此，高等院校STEM课程建设需要强化与中小学STEM课程教材的相互渗透与联系，在制订高等院校STEM课程教材规划时应充分考虑到学段之间的有效衔接。

3.3 创新STEM实践教学模式

高等院校普遍存在传统课程设置中理论课程与实践课程的明显脱节现象，建设STEM实践课程需要高等院校创新传统教学方式。需STEM学习者充分发挥主观能动性，并将创新意识应用于实践，并通过实践环节深化对理论知识的理解掌握。在创新实践教学中，应开设多样化的STEM实践课程且丰富教学内容，促进STEM人才在知识储备、创新能力以及素质素养等方面协同发展。通过STEM实践课程，学生可在教师拟定的选题中选择兴趣点，整个设计实践过程均由学生自主完成，教师更多基于不同学生的反馈进行个性化指导。具体而言，可将相关前沿科技成果引入到实践教学内容中，促使学生将理论与实践紧密相连。同时，鼓励学生参加STEM相关竞赛和科研项目，在参与过程中能够激发学生的潜力，增强其解决实际问题的能力以及团队协作能力。

3.4 完善高校STEM课程评价体系

课程评价体系的建设水平不够完善是制约我国高校STEM教育发展的重要因素。目前，我国还未形成标准化、系统化的STEM课程评价体系。国外学者所开发设计的STEM课程整合评估工具（STEM-ICA），将课程背景、课程设计、跨学科内容、教学方法、教学评估等方面做了对应的指标，尤其是教学评估方面，对于评价一门课程的跨学科特性提供了重要的参考依据。要发展适合我国高校STEM课程的评价体系，首先可以在借鉴国外发展成熟的课程评价体系的基础上，结合我国发展政策、地方特色课程以及高校科研成果给评价体系各项指标做相应的补充、调整。其次，以学生为评价主体是教师收到直接反馈的重要信息来源，教师可根据学生反馈进一步优化教学方法和课程内容设计。最后，STEM作为一门实践应用型课程，培养的是学生的综合素质和创新实践能力，不应以分数论高低，而应更加注重过程性评价而非结果性评价。

4 结语

创新人才和复合型人才培养是高等院校的重要目标之一。STEM教育理念以跨学科为核心，旨在培养学习者的发散性思维以及构建全方位知识体系的能力。我国高等院校STEM教育虽然在积极尝试与探索，但尚未进入高质量发展阶段，仍存在诸多有待完善和改进的地方。我国高等院校STEM课程建设还会面临更多挑战，希望学界研究能够提供更加具体可操作的STEM教育建设方案。