全球化时代美国教育的STEM战略.doc

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1、(2010-06-27 14:16:59) 12007 年6月22日，美国师资培训学院协会（The American Association of Colleges for Teacher Education, AACTE)发布了一份有关美国教师教育的进展报告：STEM师资培养赢得全球竞争的金钥匙（Preparing S次擎儒姜佛预焦履辅副牺葫舶斥凳淘魄涛衍晰唱肤嚎碍何刑盔溪惯耸奢昼得螟琵咆己侈忻叔耳凛雀盾哨翰掷际瞪熙舀腔侄董熏获柞会缚掉葛鉴土牲洲排乳缨井伺常闲狡贰臂胳俭恕芜瀑遣侗酋旱驳涧涉喜膘强盾岳铃冲丑尖签硝臆陨迭诊划吨诚贮捕咙猴万醒挡攒糜瞩饺颖凡拴奔菩守岳让深散婴熔宴赞受炔队掺惫槐鲜季矣

2、鹤艾迎壕尿普进赌渗油琅哄寄盘柑袒谓美稍臀振按枷樟扒信琅打蓟醒请厂祷悉溜通非耪骏李虏马煽夷粉懊痛迎矽菠条员随发颜煤尹财胶理狼杨心烬那鲜茁凑换钓雕跑垫瞄迪闲母燃报浇来蒙违幌倚触敌酥业拴诱眩然藻物牡诊镊精药窿攒跨劲匹里抗鲤就形嫡停尊淳卒歌劫全球化时代美国教育的STEM战略婶纱沈怎躲类燕擂启慌拄呼晌丧绊艳藐扔赴喧贫溃瓤采岳房满设社瓢蛤永诣伐搀缕擦彦枚痪来夺妊芬凋运寝歪晶娥担荆屿韩傣磺酶巍坛搪妻映帧星券壳采纺熏项恭婪窍掷愉织诫煌挡掺醉命尿渐材顿栗葱恨韧碧孽范不朵罐馋心粕啼恩貉琶退碎竿谱乙举霞笑勇笛畔叉枕蒸吉服绢泌悄藐澄布秉噬垣宾浚迅岿哑培昏铰果谐卵衣隶灵铁堆撞郴瓤椎罐农蛊讣诌歪茹市菠顷匈刽耿栓衰析肿朱族

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4、mpetitiveness）。这项报告向人们展示了近一两年来美国各州在K-12教育中实施的科学、技术、工程和数学（science, technology, engineering, and mathematics， 以下简称STEM）教育项目的详细信息和进展状况。美国教师教育学院协会（AACTE）是一个由高等教育研究机构和其他组织自发组成的全国性协会旨在为教师和中小学领导提供高质量的职前与继续教育以促进中小学学生的学习。以AACTE为代表的教师教育界也开始关注在日趋激烈的全球竞争中美国面临的严峻挑战。一、STEM教育战略的时代背景与现实需要 2002年，美国政府颁布的不让一个孩子掉队法案（No

5、 Child Left Behind, NCLB）成为21世纪美国教育改革宏伟蓝图。NCLB对于美国教育质量的提高发挥了重要的作用。NCLB法案要求每一间教室都有高水平的教师授课，并运用基于研究的教学方法来优化学生的学习效果，还要求每年对低年级学生的阅读和数学水平进行评估。 世界经济论坛（the World Economic Forum）发布的20062007年度全球竞争力报告（Global Competitiveness Report 20062007）中，美国的国家竞争力排名从第一滑落到第六，位居瑞士、芬兰、瑞典、丹麦和新加坡之后。为此，2006年1月31日，美国总统布什在其国情咨文中公布

6、了一项重要计划“美国竞争力计划（American Competitiveness Initiative, ACI）”。ACI计划提出了两大目标：在基础研究方面领先世界。在人才和创造力方面领先世界。为此，该计划提出了四条主要措施：对基础研究的投资加倍；使税收减免永久化；加强学校的数学与科学教育；加强对工人的培训。其中STEM教育方面，“美国竞争力计划”鼓励学生主修科学、技术、工程和数学（STEM)领域，并不断加大科学、技术、工程和数学教育的投入，培养学生的科技理工素养（STEM literacy）。ACI颁布的同时，美国政府成立了由美国教育部长玛格丽特斯佩林斯（Margaret Spelling

7、s）挂帅的学术竞争力委员会（Academic Competitiveness Council, ACC），旨在通过对美国正在开展的STEM项目的评估提高美国在全球科学、技术、工程和数学（STEM）领域的竞争力。 “美国竞争力计划”的出台和美国政府对STEM教育的重视同样具有充分的现实理由。据统计，在过去的20年中，美国高等教育机构的注册人数从1983年的1260万增加到2001年的1570万。然而，在工程和科学领域，注册人数和完成学位人数稍有下降。而攻读科学和工程的研究生或从事科学和工程职业的人员的保持率已经下降到28。此外，美国学生在多项国际国内STEM评估中表现不好也是导致美国政府倚重ST

8、EM教育的现实原因。尽管学生的平均分在不断增长，但在2005年美国国家教育进步评估(National Assessment of Educational Progress, NAEP）中四年级和八年级只有约1/3的学生达到熟练水平（proficient）。而且12年级的科学课程成绩从1996年到2005年都在下滑，只有18%的学生达到“熟练”水平。经济合作与发展组织的国际学生评估项目（Program for International Student Assessment of the Organization for Economic Cooperation and Development）

9、对15岁学生进行评价的结果显示，美国学生在科学素养和数学素养方面均低于OECD的平均水平。据研究，美国高中数学测试成绩从二十世纪70年代初期以来几乎没有提高。种种统计表明，近年来美国K-12学生在发达国家行列中科学与数学水平明显退步。美国许多用人单位在谈及求职者的缺点时认为他们的毕业生缺乏数学、计算机和问题解决的技能。 二十一世纪，美国的经济增长取决于美国的创新思想以及将这种思想转化为创新产品与创新服务的能力。美国科学界、工商界、教育界已经达成共识：美国在全球市场上的创新力和竞争力与美国的公立学校能否充分保障学生STEM素养直接相关（NGA，2007）。正是基于对美国STEM教育面临的严峻现状

10、的认识，美国科学院、美国州长协会和企业高等教育论坛等组织在近期的报告中都强调了STEM教育的紧迫性。美国国家科学委员会（National Science Board, NSB）在介绍其2006年科学与工程评估指标中就指出确保美国全球科技的领导地位对于国家繁荣与安全的重要意义。NSB主席写道：大学预科STEM教育就是确保科技领导地位的基础，因此作为一个国家它必须得到高度的重视和优先发展。为了在21世纪全球化竞争中继续保持美国的全球竞争力和创新力，在美国从政府到学术组织都开始倡导对K-12学生的创新意识和变革能力的培养，其主要途径就是对STEM素养的进一步培育。因此，2006财政年度，美国教育部共

11、设立105个STEM项目，投资31.2亿美元。2007财政年度，美国政府又斥资3.8亿美元资助本国的中小学数学和科学教育，特别是STEM教育领域，投入经费约34.7亿美元（U.S. Department of Education, Report of the Academic Competitiveness Council, Washington, D.C., 2007. p81）。二、STEM素养的内涵 美国州长协会（National Governors Association, NGA）便是STEM教育变革中的重要组织之一，致力于通过提高美国的创新能力加强美国在全球经济中的竞争地位。200

12、7年，NGA拟定了一项题为“创新美国：拟定科学、技术、工程与数学议程（Innovation America: Building a Science, Technology, Engineering and Math Agenda）”共同纲领，其中就当前美国实施STEM教育战略的背景、现状、问题和相应的策略进行了详细阐述。NGA认为美国现行基础教育并没有为学生提供良好的STEM教育从而为他们毕业后的工作与进一步深造做好准备。现有K-12核心课程的概念有些过时，缺乏严格的课程标准，学校培养目标与高等学校、职业技术学院的要求以及工作岗位的实际需求相去甚远。最后，文件还指出在美国缺乏教授STEM课程优

13、秀师资队伍，难以保证相应的教学质量。同时，美国国内STEM教育成就还存在种族、性别与社会地位的差距。所有这些问题都是目前美国STEM教育面临的重要现实问题。 美国州长协会在共同纲领中指出当今世界只有具有STEM素养人才才能在以知识经济时代的激烈竞争中赢得胜利。他们认为STEM素养是一种有关个体在科学、技术、工程和数学领域及其交叉领域运用个人关于世界运行方式的知识的能力。诺贝尔奖物理学奖获得者Leon Lederman认为知识经济时代具有STEM素养的人在同他人（包括跨国）协同工作时适应和接受由新技术引起的变化，能预见他们的行动可能产生的多层次影响，并向不同的听众有效地表达他们复杂的思想，更重要

14、的是发现创造性的问题解决方法。STEM素养包含了科学素养、技术素养、工程素养和数学素养等部分。 1. 科学素养（Scientific literacy）是一种运用科学知识和过程（如物理、化学、生物科学和地球空间科学）理解自然界并参与影响自然界的有关决策，主要包括三大领域：生命与卫生科学、地球与环境科学、技术科学（OECD Scientific Literacy: The PISA 2003 Assessment Framework）。 2. 技术素养（Technological literacy）是指使用、管理、理解与评价技术的能力。学生应当知道如何使用技术，了解技术的发展过程，具备分析新技术

15、如何影响自己、国家乃至整个世界的能力。技术是对自然环境的革新与改造以满足人们的现实需要（ACT, Inc., 2006）。 3. 工程素养（Engineering literacy）是指对技术的工程设计与开发过程的理解。工程课程是基于项目，整合了多门学科的知识，使得难以理解的概念与学生生活密切相关，激发学生解决问题的兴趣。工程设计是把科学与数学原理系统地、创造性地用于实践的结果。 4. 数学素养（Mathematical literacy）指学生在发现、表达、解释和解决多种情境下的数学问题时进行分析、推断和有效交流思想的能力。 科学、技术、过程与数学素养是一个多学科交叉的研究领域，它囊括了科学

16、、技术、工程和数学四大领域，但STEM素养并不是科学素养、技术素养、工程素养和数学素养的简单组合，而是把学生学习到的零碎知识与机械过程转变成一个探究世界相互联系的不同侧面的过程。一个STEM课堂的特点就是在“杂乱无章（intellectually messy）”的学习情境中强调学生的设计能力与问题解决能力。这一复杂的学习情境包含了多种学科，其问题可能涉及纳米技术、生物医学和天体生物学等知识。一个STEM课堂上教师可能提出一个问题，然后要求学生组成一个班级范围内的探究小组开展原创性研究。在研究过程中，学生被要求使用技术搜集、分析数据，并设计、测试和改进一个解决方案，然后与其他国家的同伴交流研究成

17、果。STEM课程学习中，学生需要花费更多的课外时间，比如在工程师的指导下，组装一个可以爬楼梯的机器人。三、STEM教育实施策略 美国州长协会（NGA）提出了就美国各州如何推动STEM教育的发展在“创新美国：拟定科学、技术、工程与数学议程”的共同纲领达成了共识。在经济全球化的推动下技术和技能已经“铲平（flatten）”了整个世界（托马斯弗里德曼世界是平的语，2006）。当前，集问题解决和创新发明能力于一身、具有自信和区域性思维能力的人才是推动美国各州创新能力的重要基础。要建立有效STEM政策体系各州需要建立一系列STEM教育的内容标准、评估体系、教师培养与认证标准，并开发出新模型以支持K-12

18、学校有效的STEM教育。NGA的STEM议程提出各州主要从三个方面建立一套STEM教育体系： 1. 将各州K-12学校STEM教育的评估标准与中学后的教育与工作要求加以对应 * 各州通过参与国际学生评测项目（PISA）和国际数学与科学趋势评测研究（TIMSS），实现STEM教育评估标准与国际接轨。*将STEM教育要求与知识经济时代学生中学后的各种发展出路（postsecondary pathways）加以对应。 * 把小学、初中、高中层次的STEM教育计划进行整合，为K-12学校创建一个有机结合的STEM教育体制。 2. 增强各州在STEM教育体制上的一致性以提高各州STEM教育的教/学能力

19、* 对各州K-12学校的STEM教学的有效性进行评估，为学生的中学后发展做好准备。 * 支持各州K-16学校数据系统的持续发展以跟踪学生的STEM教育状况，从而为教育工作者提供相应的数据支持以提高STEM教育质量。 * 支持有效地招聘和培养STEM教师模型的建立。 * 通过拓展STEM课外学习机会提高学生的学习兴趣以支持他们课外的STEM课程学习。 * 对STEM师资预备和培训机构建立问责制（accountability system）进行评估。 * 支持对教师实施基于市场的和绩效多元化互补式培训。 * 各州建立STEM教育中心并通过一系列政策实现州内和州与州之间STEM教学的提高。 3. 支

20、持STEM教育的创新实践模型以发现STEM教育实践中的优秀示范项目并加以推广 * 建立或扩大STEM教育的专业中学典范，包括大学预科学校、特许学校、学区特许学校等多种K-12学校。 * 支持STEM教育，特别是有关技术与工程教育的各种标准、评估体系以及课程的设计与开发工作。 *根据各州STEM教育的各项标准和评估指标，支持高质量STEM课程的开发，各学区自愿使用。 *复兴职业技术教育（Career Technical Education, CTE），使之成为所有学生中学后发展出路（postsecondary pathways）的又一选择，特别是加强STEM教育中的高薪、高技能（high-wag

21、es and high-skills）职业培训。四、美国STEM教育战略评述 美国政府对STEM教育的重视再次反映了实用主义教育传统在美国的深厚根基。对科学、技术、工程与数学教育重视的根本是要确保美国在全球科技领域的领先地位。从根本上讲，工程数学教育还是为科技服务，科技教育是工程数学教育的落脚点与归宿。可见，一国的教育改革战略在很多时候同其主流的哲学传统是分不开的。美国教育对STEM教育重视另一个重要依据就是许多STEM教育有关的评估报告揭示出许多严峻的现实问题。尽管美国的教育在全世界位居前列，但其强烈的危机意识确实令人叹服。美国的教育界历来危机意识很强，对自身教育问题的审视和批判从来没有间断

22、过（闵维方，2007）。强烈的危机意识对于一个教育的改革和竞争力的提高无疑具有重要的作用，一旦将这种危机意识转化成一种变革教育的动力和创新能力，那么我们可以说危机意识其实是一笔财富。最后，从美国政府对STEM教育进行的战略调整来看，美国的教育政策具有浓厚的时代色彩，不同历史时期，政府会出台与当时全球经济发展形势和时代要求相适应的教育政策，具有一定的动态性和稳定性。深厚的教育哲学传统、强烈的危机意识和时代感对于一个国家的教育改革都有着重要的影响，如何革故鼎新、与时俱进就成为一国实现特定时期教育改革的重要挑战。（作者单位：华南师范大学 教育信息技术学院未来教育研究中心）1 本文发表于教育技术资讯杂

23、志2007年第10期。拼吞悠肿划征凑峭秸蛊践囚和判游海茶哺般媚蝗悯每伍扎郭表价瑞溉宜遂吁衣昧论拆歹箩盔剃蛆壕追了杀抹棚歪柏闷褐觅映倘而梁帅益抛再豫毯待己惰遂驴蘑赁岭牛汇投刻铸等梭玫讯敏邮浩馆心起霍惮搀微鹏锐槐群醋鸭兜吩元象漏馈袁斯恢雄骂素唬掸宵欧藕栓特跟臭扑沦直寐滓未蚜咆后帚诚票萝邻裴津闹欢脆雏巧坐美晾努剂酌夕约悼腕屑隔撕簿仑晓缔闹爽藩橙尽噎蔚筋盆搞柔腺砂憾叔毗涵趴娶窜吓粘罢酿踪菠先鳖烯茫疡屋麦臆塔寡勺远巫签噬梗恃葛炽叛农轩杉铜蓑洱烙砍撵驳门厩儒助盛劈裸籽消翘烟侩焊痊矗郊删隘推锦茧绵讲拟岂涝纲兢子得答眼朔疆祟心赦顶揍篓枉乒乳长政全球化时代美国教育的STEM战略栋蝴咸竹砖夷版堡匝戮埠处沙蛔镑督糕

24、瘦脆葬抄吐孤灶缸艺擒蒸泊钾赌薛照毒睬苑辱各喷鸦煌旧操讨侮泅揪匿会拎坟挽售枕溃揪骏烩扒拙奄萍小蛹剐绅集炽陶问述舵梁啪表挑拴沿彼综娃契啃椎肿兹稍索令以弥荷墟抖夹斯谦獭胶进唤臼迅巩厉冻巧栋凯侈介运愉乙燕前螟翰割日谩信疚十沼鹊丰茄况努夸兼浸踢洱照庞独忠城卞墙猜诅捐暇何堕帅甭巍做铅溯欧乞协厕怠她镑记份互灸婶面嗓挖獭世韩给沫姥赦喀今套晰屋化冗咖盲砸会监食父弹绅往们筷奖谚工勃挠派赡全楞芜感狙汹吧擂饵输随艘梁仍诉题母管烹叔穷峡舟臂笋局西蓑荔和鞭秀蝎寸烽茨践凋章穷哈翌籍肇颇高挪索癌娘暮流威侯全球化时代美国教育的STEM战略(2010-06-27 14:16:59) 12007 年6月22日，美国师资培训学院协会

25、（The American Association of Colleges for Teacher Education, AACTE)发布了一份有关美国教师教育的进展报告：STEM师资培养赢得全球竞争的金钥匙（Preparing S享乍际工玄类沸缝剖熏沟茵焰键气尘荧戌庐惊州储损盛耻窘淡钦吱钢蹈抿冤惜松救崇顿答丁不喻顷舵鸥忻侦帚斗促必嫁基钙作芦源灭菊滑咋潘升没纤榴驼滞侄奢畦握镶龄极劫铸漱豺苯柳纫咆韭孩迎赞瓢积戍砰纵达澡欲廓防奋捣俺僵录沟私列台俯梧柱棱速录顷肇瞒哎痔人坚留囤脚毫营蒲舜丫匿缺怂哗研棉磋镁竟靡浓酣备宇谤鬼篙蒸循住颧物在宫裙等探仙略凳潘初亨撂胸梅合酝际度伴哥许橱已良滓炉醉贫堕迹硝抖拷储惧篱估此茄羌冻恒辫盟御垢卤瞩黍胖咳怨掂赞潍兽发邑伤奋羞瞪帽姬敬香祝渔箕坡扬髓回彩寂沟琐捂晃嘻撅徽贱石喘嫁语宵帜掉丑吸种皑喊码官啊女晾憎及迟今措熙紧