stem教育的发展、特点和科学教育的改革

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1、STEM教育的发展、特点和科学教育改革蔡铁权浙江师范大学课程与教学研究所一、美国STEM教育的兴起与发展二、理解STEM教育三、STEM课程与中小学科学课程创新四、从STEM教育到STEAM教育五、中国STEM教育白皮书（2029创新行动计划）一、美国STEM教育的兴起与发展美国实施STEM教育战略,其最为关键的原因是,经济全球化背景下美国竞争力的相对下降。自20世纪90年代起，许多发展中国家开始将科学和技术作为经济增长和发展的推动力，并且开始着手建设更多的知识密集型经济。在这种经济结构中，研发、商业开发和知识产品发挥更重要的作

2、用，而科学、技术、工程、数学是知识密集型经济所需的基本技能。在广泛的科技活动方面，美国继续保持领导者的地位，但在一些具体的科技发展上，其地位正在慢慢下降。从研发对经济增长的贡献率来说，日本、韩国已经高于美国，中国虽然低于美国，但趋势是在不断增加。而在当前的美国高等教育院校，许多科学、技术、工程、数学领域的人才都是外国学生。有几项数据更是加剧了美国的担忧：一是美国教育进步评价测试最近一次的NAEP报告显示：大约40%的学生只达到了对数学部分掌握的程度，四年级和八年级学生在数学方面达到“熟练”的程度和比例分别只有36%和30%；约2

3、0%的四年级学生和超过30%的八年级学生的成绩低于“基础”水平。在科学水平上，也只有低于1/3的四年级学生和八年级学生，以及低于1/5的十二年级学生“熟练或以上”。二是在国际范围内，美国参加了国际数学和科学趋势研究（TIMSS）以及国际学生评估项目（PISA）。在TIMSS中，美国学生的平均成绩位于所有参与国的中间位置；在PISA中，美国的成绩是较为落后的。目前来看,美国所制定的各项政策和措施都指向两个方面：一是要吸引更多的学生到TIMSS领域学习;二是要吸引更多学生从事STEM领域的职业。早在1986年,在美国国家科学委员会发

4、表的《本科的科学、数学和工程教育》报告中就提出“科学、数学、工程和技术教育集成”的纲领性建议,被视作是提倡教育的开端。1996年,美国国家科学基金会对美国大学科学、数学、工程和技术教育的十年进展进行回顾和总结,并提出今后的“行动指南”,发表了报告《塑造未来透视科学、数学、工程和技术的本科教育》。2005年1月至2007年的1月，美国第109届国会通过的法案中，有3个法案与STEM教育相关。一是美国航空和航天局2005年的授权法案；二是国防部2006年的授权法案；三是2005年《赤字削减法案》。2007年,美国上到国会,下到教师教

5、育大学协会,纷纷提出了与STEM教育相关的法案、报告、行动纲领,将STEM教育提到了前所未有的重要高度。第一,美国国会一致通过了《国家竞争力法》。该法案强调,创新需要雄厚的研发投入和对STEM教育计划的切实执行。第二,美国州长协会拟定了一项题为“创新美国制定一个科学、技术、工程和数学的议程”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。第三,美国国家科学委员会发布报告—《国家行动计划应对美国科学、技术、工程和数学教育系统的紧急需要》。第四,全美教师教育大学协会也提出了一份报告—《准备S

6、TEM教师全球竞争力的关键》,对全美范围内各所大学中有关STEM教师培养的课程计划作了全面的梳理。2009年1月20日，奥巴马入驻白宫,正式当选为美国总统，同年7月,美国教育部制定了“迈向巅峰计划”。该计划推出项重点项目,其中之一是重视教育,并希望各州竞报这一联邦资助项目。2010年3月,美国教育部发表了《改革蓝图—初等和中等教育法再授权》,将STEM教育作为“完整教育”的最为重要的组成部分,以较大篇幅讨论了STEM教育的重要意义及如何加强这一教育。2011年2月,奥巴马在其《总统2012预算要求和中小学教育改革蓝图法案》中进一

7、步明确,将通过增加STEM教育的投入,加强美国在21世纪的领导力。总统2012预算对STEM的投入,主要分为两个方面:一方面是寻求更加有效的STEM教学模式,投入高达2亿600万美元,同时对目前已有的数学和科学合作项目在2011年的基础上增加了2600万美元拨款;另一方面是培养高质量的STEM教师,预算投入8千万美元用于培养STEM教师和提高现有STEM教师的水平。在美国,国家科学委员会国会、能源部、教育部国家科学基金会等各部门联手推动STEM教育。STEM教育己经并不仅仅是一个单纯的学科或课程层面的事情,它更多地代表了美国的一

8、种教育发展战略,甚至可以说是一种国家战略。2013年，颁布了《联邦STEM教育8年战略规划（2013）》，将STEM置于政府教育工作的有限地位。颁布《下一代科学标准》。2014年，《K-12年级STEM整合教育：现状、前景和研究议程（2014）》。美国国家工程院