美国STEM教育报告(中)

第一篇：美国STEM教育报告(中)

美国STEM教育报告（中）

摘要：在美国，没有太多中小学生对STEM感兴趣，而在高中生中，追求高质量的课程，为将来成为科学家、工程师、数学家做准备的，也只有相当小的比例。

问题：公众的态度

美国社会似乎可以接受STEM学科的欠佳表现。在我们的文化里，数学和科学不好没什么大不了的。一个人可以在演说中对公众宣称：“我的数学不好”，而不会有说“我阅读不好”时的羞耻感。

在美国，没有太多中小学生对STEM感兴趣，而在高中生中，追求高质量的课程，为将来成为科学家、工程师、数学家做准备的，也只有相当小的比例。

——在美国，只有15%的本科生选择自然科学或工程学位，在中国，数字是50%。

——在美国，大约有34%的自然科学博士学位和56%在工程博士学位被授予外籍学生。

此外，大部分家长相信，美国目前的数学和科学教育很好。他们并不期盼教育改革。这些漠不关心为教育体系改革增添了阻碍。“人们必须明白，数学可以变得非常强大，是可以令人兴奋的”，数学教育特聘教授M.凯思琳.海德说，“如今，数学教育关系到教学思想和理念，这些为规则的建立和问题的解决打下了基础”。

宾州州立大学的应对措施：培养年轻的一代

为了改变这些公众的态度，教育学院的教师将工作延伸到了学生的家长和教师，通过他们在大学里接受的数学和科学教育来开展工作。教学研究整合中心(The Center for the Integration of Research, Teaching and Learning)是一家帮助STEM领域的研究生和全体教师提高他们的授课技能的机构，并促进他们相互学习。带来的结果将是，全国所有的科学、工程、数学教师能够让所有的大学生成为有科学素养的人。

“我们想研究所有的学生”，卡罗.科尔贝克，教学研究整合中心(CIRTL)研究员、宾州州立大学副教授、高等教育研究中心主管说，“我们的目标是提高授课水平，保证STEM学科知识充分地传授，不只是为了少数优秀的考取学位的学生，更多的，是为了那些需要提高STEM学科成绩的学生”。

科尔贝克与STEM学科核心教师团队一起工作，这些承诺与本科生一起学习的教师是公认的优秀学科教研员。他们一起改善教学方法，把博士生教育成未来的优秀教师和研究者。

科尔贝克将CIRTL的工作集中于培养博士生的研究技能，这些技能可以应用于4-H项目的教学。

100多年前，农村青年计划帮助大学获得了政府拨地，让那些抵抗政府干预的农民的孩子能够接受教育。多亏4-h对青少年的积极影响，让机构可以接触这些农民，并赢得他们的支持。

科尔贝克说，“当现在的教师们看到他们的博士生成功的将研究方法应用到了教学实践，提高了本科生的学习经验和成绩时，他们便更会愿意去尝试新的方法。用‘教’与‘研’相结合来提高学习成绩，这种兴趣是可以传播的”。

(4-H：即 head,heart,hand,health，美国一项青少年发展项目，是美国俄勒冈州立大学“4-H学校增益计划”的一个组成部分，该项目可以帮助学生及教师走出书本，走向以学习者为中心的体验程序。目前该计划已经在美国多个州展开实验，并取得了较好的实验效果。)

CIRTL是一个由五所大学合办的机构，他们是宾夕法尼亚州立大学，威斯康星大学麦迪逊分校，密歇根州立大学，霍华德大学，科罗拉多大学，也是美国国家科学基金会(National Science Foundation)一个为期5年，包含1000万经费的项目的一部分。CIRTL的根基由三根支柱组合而成——教学研究，学习社区，学习的多样化，即机构的博士生可以参与大学的课程，项目和非正式活动。

问题：资深教育者的短缺

美国教育体系存在着一个基础建设型问题，就是在中学和大学都有资深教师的极度短缺。

在全国的高中数学老师和科学老师中，有很大一部分人没有为自己在该领域的教学做好充分的准备。大约30%的美国公立高中数学老师没有主修或辅修过数学;大约45%的生物教师教的是他们所学领域之外的学科。

美国大学里，持有博士学位的教师也存在短缺。因此，成千上万主修数学教育和科学教育的学生，在大学里无法学到足够的、先进的教学方法。“如果我们的研究生院校能够提供足够的博士学位，那么我们的大学就能更好的诠释数学和科学的教学方法，而不是整天钻研那些相似的、无用的资料”，海德说。

能够填补大学教师职位空白的，拥有数学和科学教育博士学位的人远远不够。学校里每年约有300个数学教育职位，却只有70到100名博士生供职。

如今约有80%的数学教师将在10年内退休，所以，这种短缺会变得更加严重，更加糟糕。

这个问题是多方面的。因为许多明智的教师安逸于他们收入稳定的职业，对考取博士学位有着迟疑的态度。对于大多数教师和一些需要经济奖励才能完成博士学位的学生来说，返回学校学习是不划算的。

宾州州立大学的应对措施：授予更多的博士学位

教育学院正努力增加自身博士项目的广度和深度，以及研究项目的数量，以此来适应更多的研究生。这些新增的博士学位候选人将继续开展一些研究，来帮助我们学习更多的STEM学科的‘教’和‘学’的技能。他们也会成为下一代教师培训者，这些教师将成为未来基础教育领域的教师。

担当杂志编辑是学院研究能力增强的一个例子。科学教育教授格里高利.凯利，于2006年5月担任了《科学教育》(Science Education)的编辑，如今在它的第90个年头里，已经成为了一本权威杂志。

教育学特聘教授M.凯瑟利恩.海德，将于2007年初成为《数学教育研究》(Journal for Research in Mathematics Education)的特邀编辑，另外两名大学的高级教员，教育学教授格伦.布鲁姆和教育学助理教授罗斯.比克将成为助理编辑。

除了扩大研究项目外，学院还获得了额外的奖学金，来定向支援渴望从事数学和科学教育的新博士生。

中大西洋数学教学中心(Mid-Atlantic Center for Mathematics Teaching and Learning)吸引了许多无法做到全日制学习的优异学生，由国家科学基金会资助，目前处于第2个五年资助周期。中心已经在更多教授的培养和先进研究的开展上，取得了双重收益。

“我们拥有一个优秀的博士生团队”，中大西洋数学教学中心(MAC-MTL)联合首席研究员海德说，“因为接受来自国家科学基金会的资助，我们已经吸引了一些最优秀的教育工作者”。MAC-MTL希望这些博士学位申请者在成为大学教员时，将他们对学科的熟练掌握传递给学生-未来的教育工作者。

黛比.麦卡洛最近通过了她为中心提交的课程论文，她说，“我非常渴望找到一个能让我做一些专业发展和研究的职位”，能够成为中心的一员让她感到很幸运，“拥有和数学教育研究者一起工作的机会想都不敢想，它为我的研究开启了一个从未有过的崭新世界”。

学院将继续增加学生考取科学教育研究生的机会。比如，杰拉尔丁.布拉什研究生教育助教奖学金，每年支持两个全日制科学教育学研究生的研究和教育。

边栏：中大西洋数学教学中心(Mid-Atlantic Center for Mathematics Teaching and Learning)

在美国大学数学教育领域，每三个空缺职位的候选人中，只有一位持有博士学位，“大学里没有足够的拥有博士学位的人来教数学教育”，数学教育特聘教授M.凯瑟琳.海德说。

海德是MAC-MTL的联合首席研究员，MAC-MTL由宾州州立大学，马里兰大学，特拉华大学和三个学区联合创办，也是国家科学基金会(NSF)几项资助项目中的一个，二者刚刚签署了第二个五年计划，NSF将为MAC-MTL提供325万美元，用来继续数学教育的研究。这是NSF唯一一个同意第二次签署的合约。

中心的初级目标是开展如何让数学教师学习数学，和如何将他们的知识应用到教学中的研究，海德说，“我们的工作重点是教师数学知识的发展，和这些知识在课堂教学的应用与学生成绩的关系。我们期望我们的研究结果能够让未来的数学教师做好充分的准备”。

MAC-MTL还致力于提高数学课的教学水平。这种提高可以产生倍数效应，将会增强全国高中的教育水准。“中心的一个主要行动是找到方法来巩固教师在数学方面的理解力”，海德说，“教师可以用他们在大学里所学的知识来加深他们对数学教学的理解，这样就会促使更多的学生去追求需要数学的职业”。

海德相信，教师的知识水平对学生成绩的提高起着一定的作用。她说，“我们希望高中教师数学知识的掌握足够扎实，以此来把控他们的学生对这个学科各种各样的看法。如果一个老师的理解仅仅依靠于记忆，那么他/她就不会拥有能够帮助学生真正理解数学的，灵活的教学风格，并且，教学的结果也几乎是青少年既不懂数学，也不愿意接触数学”。

问题：职场需求日益提高

随着技术的发展，职场的面貌发生着巨大的改变。未来，制造业将不再雇佣数以百万的低级技术工人。个人将需要一个强大的STEM背景知识来面对高科技职业。

“科学技术的更新步伐是难以置信的”，科尔贝克说，“我们需要这些领域的专家，把我们的科学和数学带向未来”。

对员工拥有最一流的数学和科学技能的需求将会是全球性的。如今，一些最好的工作机会已经伸向了海外——不单单是因为廉价的劳动力。事实上，像中国，印度，新加坡这样的国家的员工，有着更好的数学和科学教育。“我们在印度就有外包工作”，科尔贝克说，“与此同时，来到美国的本科生和研究生的数量相比过去的几十年有所减少了”。

宾州州立大学的应对措施：完善认证标准

关于当前的STEM教育有一些好消息：更高、更有效的教育认证标准或许能让学生从事工业有更充分的准备。最近，教育学院高等教育研究中心(Center for the Study of Higher Education)透露，2004年获得工程本科学位的学生在职业准备上，要比二十年前的工程系学生做的好。

研究工作将检测新认证标准对工程专业的影响。工程与科技认证委员会(Accreditation Board for Engineering and Technology)是大学课程在应用科学、计算机、工程学、科技方面的评审机构，委员会认为应该对其自身的标准进行评估，来确定目标是否能够实现。所检测的技能包括基础数学和科学，设计和问题解决，实验技能，工程科学实用软件，技术和人际交往。

据悉，2004届学生毕业成绩在基础数学和科学上表现突出，这对美国工程类大学尤其是个好消息。CSHE助理研究员，副教授丽萨.R.拉图卡说，“一些大学教员曾担心课程和教学的改革必须要以认证指南为标准，那样的话，就会以注重学生在基础科学和数学技能的表现为代价，但事实证明这些并没有发生”。

拉图卡正着手于一个相关的研究。她和特聘教授，CSHE高级科学家帕特里克.T.特伦兹尼一起，在2006夏天开始了一个为期三年的研究，来评估当前的工程系本科生的能力，为他们成为未来的工程师做好充分的准备，随时满足全球职场不断变化的要求。一项国家调查将展现工程教育本科生的前景，展现哪些教学项目在培养工程师具有强有力的分析技能、专业技能、实践智慧、创造力、领导力、道德标准和职业标准方面达到了何种程度。

研究还会扫描整个流水线的候补区域，勘测在2年制专科院校中，为向本科学位转换的学生准备的课程。这些专科学院招收了许多低收入，非传统和少数民族学生，这些群体近来被工程专业所忽视。同时研究2年制和4年制学生，将会保证研究者注重不同层面的学生，并探索出工程教育基于他们不同的性别、种族、年龄、社会经济地位，会产生哪些影响。

(来自：http://issuu.com/tlac_onward/docs/fall_2014_tlac_onward)

第二篇：美国STEM教育报告(下)

美国STEM教育报告（下）

摘要：在未来的岁月里，教育者将不断的研究，将科技与课堂融为一体，提高学生的数学和科学成绩，美国的教育体系也将从中获益。联邦及各州政府应该制定和公布可以推动相关学科学习的预算。未来的学校将会拥有一个全新的改观。

STEM教育的未来：改革在即

在未来的岁月里，教育者将不断的研究，将科技与课堂融为一体，提高学生的数学和科学成绩，美国的教育体系也将从中获益。联邦及各州政府应该制定和公布可以推动相关学科学习的预算。未来的学校将会拥有一个全新的改观。

与学校建立良好关系

宾夕法尼亚州立大学以基于实地的研究为己任，以便清楚地了解STEM课堂教学的现状。负责研究生学习、研究，以及教师专业发展的副院长罗伯特.亨德里克森说，“我们注重发展与学区内学校的良好关系，为课程和参考资料的互通大开通道，有了这些急需的资源，我们就能更好的分析和认识不同的STEM学科教学内容产生的影响”。

现在，更多的课堂参与将会带来更多影响课堂体验的机会。“我们懂得，探索与实践之间有着一种强大的共生关系。在我们实地研究的过程中，我们研究教师如何教，学生如何学，与此同时，我们还将扩大研究范围”，亨德里克森说。

让研究成果落实到教育领域

不久的将来，中大西洋地区的基础教育教师将能够轻松的接触到研究人员关于授课和学习的快速解答。

今年早些时候，宾州州立大学与罗格斯大学和三家咨询机构一起，与美国教育部共同签订了一个3400万美元的合约，计划建立新的中大西洋地区教育实验室(Mid-Atlantic Regional Education Labora-tory)。实验室位于教育学院内，将会帮助教师回答他们关于如何提高学生学习的问题。

>边栏：对话斯基普.范内尔(全美数学教师协会主席、宾州州立大学校友)

弗朗西斯.斯基普.范内尔毕业于宾州州立大学教育学院，是1972届课程与教学–数学教育博士。自1976年以来，他一直担任马里兰州迈克丹尼尔大学的教育学教授。2006年，他成为全美数学教师协会(National Council of Teachers of Mathematics)的主席，任期两年，将于一年之后卸任。布什总统最近任命他成立全国数学专家组，他也将成为美国国家数学教学委员会(United States National Commission of Mathemat-ics Instruction)的主席。

教育学院：您认为美国在数学方面落后吗?

范内尔：我认为这确实是一个问题。在国家教育发展评估(National Assessment of Educational Progress)中，全国小学生的数学成绩比以往的分数都要高，并且高分和低分之间的落差也在减少。当我们进行国内外对比时，我们发现，我国的四年级学生完全具备竞争力。但是在八年级成绩开始下降，到了高中成绩急剧下滑。我们真的需要明白，在这些年级之间到底发生了什么，尤其是高中阶段。

教育学院：全美数学教师协会计划如何攻克这些问题呢?

范内尔：我们主要朝三个目标努力：

作为一个国家，我们确实需要更强的竞争力。

我们需要更多的数学专业的大学生，他们将会成为下一代工程师和数学家，更重要的，成为数学教师。

我们需要发展下一代教师和家长，他们需要重视数学，把它视为一个专业，一个职业的选择，并且，坦白的讲，要把数学看作一个重要的学科。

教育学院：我们如何吸引更多的教师来教数学?

范内尔：当教育学学生认为数学是一个选择时，我们必须与他们保持密切的沟通。数学和科学教育学的学生常常会发现，在他们的伙伴们晚上和周末出去消遣的时候，他们却必须要埋头学习。毕业之后呢，他们常常看到的，又是他们的这些伙伴会赚更多的钱。

我们需要尽早的与这些新教师保持密切的联系，为他们提供专业发展的机会，并帮助他们处理各种问题，诸如课堂管理和学生多种多样的需求等。全国有一半的教师在头5年职业生涯中离开本行业，头3年的离开率是30%。数学和科学教师的离职率更高，因为他们能够轻松的在其他领域被雇用，并且赚更多的钱。

我们必须付给教师更多的薪酬，但这不只是钱的问题。从历史的角度来说，我们给教师的报酬一直很低，这是我们文化的一部分。教师按付出获得报酬，并在别人家里寄宿，但在世界其他国家，教师是被尊敬的。

教育学院：教育类院校该怎样做来解决这些问题呢?

范内尔：教育类院校是培养教师的本体。他们的教育应该是每时每刻的，在早期给予希望，创造机会，帮助他们从一开始就与学生建立良好关系。但我们必须要小心，不要改变教师的本职工作，而只是让他们在教室里围着孩子转。

教育类院校还应该充分解决教师的教学本职与学生的学习本职的关系问题。确保问题解决的深度和健全性。

教育类院校还必须为教师提供专业发展的平台，从职前开始一直贯穿他们的职业生涯。许多大学已经有了尝试。无论是我们的机构，迈克丹尼尔大学，还是宾州州立大学，都有了非常成功的方案，包括教师专业发展学校。我们不光要只针对职前教师开展工作，还要为教育学校的导师提供发展机会。

地区实验室的覆盖范围延伸至4个州，生活在这些地区的专家们第一时间接收并汇总该地区的教师和行政部门提出的问题，然后将学校的重点问题和需求提交给实验室的研究人员。“这些学校的需求将会引导我们的研究”，主管外联、技术、国际项目的副院长，实验室主管凯尔.佩克说，“当这些问题可以通过现有的研究来回答时，我们将努力给出更快，更高质量的回应”。

如果实验室还没有能够回应一些重要问题的研究，那么我们也会开展相关的试验性研究。目前正有一个计划，就是研究25所学校的50个初级代数课堂，判定教师的发展是否更严密，教学任务是否现实，是否能实际地保证学生的兴趣，提高学生的学习成绩。

尖端技术的运用

到2009年，每个高中学生的课桌上都有一台笔记本电脑，这是宾夕法尼亚州州长爱德华.伦德尔的美好愿景。在2006年早期，他给州立法机构的《未来的教室》提案中，伦德尔承诺，每人拥有一台电脑，将会在宾州的每所高中的每一节数学课、科学课、英语课和所有中小学的历史公共课堂上实现。

伦德尔还承诺，随着培养教师使用高科技教学设备，以上学科的每一位教师将拥有一个多媒体电脑，一个智能白板，一个网络摄像机，和其他设备。

“这标志着宾夕法尼亚的学生‘一对一’的电脑使用率，并且我知道，这对我们宾州州立大学设计职前教师培养方案，也具有重要的意义和影响”，佩克说。

教育系统加强科技在课堂中的运用，就像赋予教师一把额外的工具，是必须的。学校科学与技术中心(Center for Science and Technology in the Schools)已经准备开始利用远程教育，来拓展教师专业发展。中心已经开始建立网络研讨会，并且已经制作了一个课程资源的视频，为公众开放。“我们必须坚持利用整合技术来把我们能够影响到的人数最大化”，CSATS主管威廉姆.卡尔森说，“我们尤其对贫困人口感兴趣”。

政府的努力

在布什总统2006年的国情咨文中，他承诺他的美国竞争力计划(American Competitiveness Initiative)“要能够鼓舞整个经济的创新，以及为我们的儿童在数学和科学教育方面，开发一片坚实的教育土壤”。布什政府正在考虑为数学和科学教师提供新的助学金，为数学和科学专业学校、数学和科学教学信息交换中心提供资助，预算还将建立奖学金、研究基金和实习职位，来鼓励学生追求STEM职业。

国家研究委员会(National Research Council)预估，在下一个20年里，将会有大约20万个中级科学和数学教师职位空缺。这些职位，像STEM在商业和研究部门一样，已经习惯地被白人男性所垄断。女性和其他人群在STEM领域被忽视，他们必须被雇用，以填补正在增加的空缺。

在2007-08年，作为不让一个孩子掉队法案(No Child Left Behind)的一部分，关于科学科目的标准化测试将启用。数学和阅读的标准化测试在2年前就启用了，这两个学科已经成为学区试图达到它们发展(Annual Yearly Progress)目标的重点。这些学校的注意力集中在提高学生数学和阅读的表现上，是否会对科学教学产生不利影响还有待观察。

“学校一直全神贯注于阅读和数学的教育，现在，对于提高小学科学教育存在着一个不断增加的压力”，卡尔森说，“忽视科学不再可能了，行政部门必须重视完善科学教育，而不是只为考试做准备”。

张开双臂，迎接未来

未来不会只达到双臂的长度。美国教育系统的所有方方面面都必须调整，以适应日益变迁的科技需求。但是，科学、技术、工程、数学这些学科领域是我们的短缺。STEM教育普及的第一个挑战我们已经输了。那么之后的挑战，就是跟随科技的飞速发展而加快脚步。

(来自：http://issuu.com/tlac_onward/docs/fall_2014_tlac_onward)

第三篇：2017年美国STEM从业者最新调查

2017年美国STEM从业者最新调查

中国科协创新战略研究院 编译

2017年9月18日

该研究报告中的STEM职业包括计算机科学与数学、工程学以及生命与自然科学这三类专业相关的专业性和技术性职业。同时，与STEM紧密相关的管理性职业（计算机与信息系统管理、工程管理和自然科学管理）也包含在内。由于数据有限STEM教育工作者并未包含在本报告的研究范围。同时，与统计部门不同的是社会科学家也没有被纳入本研究范围内。

一、STEM学历与STEM职业

根据ACS的数据分析，STEM学历与STEM职业之间通常存在以下关系：

第一，具备STEM学历是进入STEM领域就业的传统路径。

600万STEM从业者中具备四年制STEM专业大学学历的至少有69%。但是，这并不意味着这些从业者所从事的都是本专业的STEM工作。例如，具有大学学历的计算机科学与数学从业者中只有34%具备计算机科学与数学专业学历，27%则是来自生命与自然科学或工程学专业。

第二，STEM学历还能打开许多其他职业的就业之门。

这点从具备STEM学历的人数要多于从事STEM职业的人数可以看出。具备STEM专业本科学历的劳动者中有近2/3从事的是非STEM职业。其中，生命与自然科学专业学历的持有者从事非STEM职业的几率最大，有83%从事于STEM领域外的工作（其中27%从事医疗保健或技师，11%从事教育）。数学专业的毕业生中则有23%会进入教育领域。

第三，STEM学历和STEM职业有更高的收入能力。无论是否从事STEM职业，STEM专业学历持有者比非STEM专业学历持有者的收入能力更高，高出12%。同时研究发现，无论何种专业的毕业生，从事STEM职业比从事非STEM职业能有更高的收入能力，高出16%。持有STEM专业学历并从事STEM职业能有更为丰厚的收入，这类人群的收入比那些持有非STEM专业学历且从事非STEM职业的人群要高出约31%。

二、STEM从业者数量和职业数增长快

2015年，从事STEM工作的人数是900万，占劳动者总人口的1/16。2000—2010年，STEM从业者的数量增长了7.9%（年均0.8%），相比之下非STEM从业者数量同期只增长了2.6%（年均0.3%）。过去的5年中，由于经济的复苏，STEM从业者数量以1.7%的年均速度加速增长，而同期非STEM从业者数量的年均增速仅为0.6%。

OCE在之前的研究报告中曾预测，2008—2018年STEM职业数将增长17%，非STEM职业数将增长9.8%。本研究报告数据截至2015年，离该预测窗口还剩3年之时，STEM职业数自2008年以来已增长了14%，而非STEM职业数仅增长了1.7%。根据美国劳工统计局的最新预测，2014—2024年3大类所有STEM职业数的增长将有所放缓，计算机科学与数学类职业数预计将增长13.1%，这比之前2008年所预测的22.2%要低得多；工程学类职业数预计将增长2.7%（2008年的预测为10.3%）；生命与自然科学类职业数预计增长7.4%（2008年的预测为19.0%）。

三、STEM从业者收入能力高

无论教育程度如何，STEM从业者平均收入都要高于其他职业，尤其是对高中或高中以下学历的人员来说，STEM职业与非STEM职业的收入差别最大。这类学历的STEM从业者在2015年的平均时薪为27.53美元，比同等学历的非STEM从业者高出11.32美元。但必须指出的是，STEM从业者中高中或高中以下学历的只占不到10%。具有研究生学历的STEM从业者的时薪是45美元以上，比同等学历的非STEM从业者平均高出10美元以上。

从表1可看出，通过回归分析控制年龄、婚姻状况、种族、民族、教育程度、地区、行业等因素，2015年STEM从业者总体收入能力比非STEM从业者高出29.3%，高于2010年的26%和1994年的18%。从教育水平看，最为突出的是高中及以下学历水平，该学历的STEM从业者收入能力比同等学历的非STEM从业者高出40%。如图1所示，STEM从业者收入能力高的情况在时间上具有持久性，而且这一趋势从上世纪90年代中期以来有所加强。

表1 2015年STEM从业者小时薪金收入能力比非STEM从业者高出的百分比（基于回归分析法）

总体

低于本科学历 仅有本科学历 研究生学历

数据来源：OCE利用CPS的公用微数据计算得出。

低于本科学历

总体

本科学历

研究生学历

注：该测算仅针对25岁以上的工薪阶层。

数据来源：OCE利用美国国家经济研究局的CPS收入档案公用微数据计算得出。

图1 1994—2015年STEM从业者小时薪资收入能力比非STEM从业者高出的百分比（基于回归分析法）

四、STEM从业者平均失业率低

除了收入更高外，STEM从业者的平均失业率也要低于其他职业领域。如图2所示，2007年STEM从业者的失业率为1.9%，2009年上升至5.2%，2015年又回落到2.5%，而非STEM从业者失业率在2007年为4.8%，2009年为9.5%，2010年持续上升至近10%。2015年，非STEM从业者失业率降至5.5%，但仍然是STEM从业者失业率的两倍多。

注：该测算针对16岁及以上的民用劳动力。阴影部分表示经济衰退期。数据来源：OCE利用美国国家经济研究局的CPS收入档案公用微数据计算得出。

图2 1994—2015年STEM职业与非STEM职业的失业率

STEM和非STEM从业者的失业率差距也反映出了教育程度上的差距。STEM从业者普遍受教育程度较高，一般情况下具有较高教育背景的劳动者失业率较低。以本科或研究生学历的劳动者为例，这类劳动者从事STEM职业和非STEM职业的失业率差距比更低学历的劳动者的失业率差距要小。在最近的一次经济衰退期中（2009年），具备大学学历的STEM从业者和非STEM从业者的失业率都达到了4.8%，而后在2015年又呈现出差异化——STEM从业者为2.5%，非STEM从业者为2.8%（见图3）。

注：该测算针对16岁及以上的民用劳动力。阴影部分表示经济衰退期。数据来源：OCE利用美国国家经济研究局的CPS收入档案公用微数据计算得出。

图3 1994—2015年具备本科及更高学历的STEM从业者与非

STEM从业者的失业率

联系人：高晓巍

电子邮箱：gaoxiaowei@cast.org.cn

第四篇：从科学教育走向STEM教育

从科学教育走向STEM教育

这是

中国未来学校实验室独家策划的

第一届中国STEM教育发展大会系列报导 第9篇 注：全文长4000字，阅读时间约为8分钟

王志宏

西安高新国际学校校长

▲本文整理自王志宏在第一届中国教育发展大会上的主题报告，以下为口述实录： 王志宏：

四年之前，基于对科学教育的重视，我们学校从一年级开始便开设了小学科学课程。今年教育部明确要求从小学一年级开始要开设小学科学课程，从这个意义上来讲，我们比国家的政策预先开始了四年。基于对STEM教育的重视，三年之前，我在学校组织了一个专业的研究团队，对美国所倡导的STEM教育展开了比较系统和深入的研究。

近几年，在和美国教育者的同行交流过程当中，他们突出说的一句话是“STEM教育一定要从小学开始！”在美国，对小学开设STEAM教育的重视程度，远远高于中学。所以，我希望我们中国的STEM教育一定要从娃娃抓起，从小学开始。经过三年的基础性研究，从去年的九月份开始，我们学校在一至六年级将STEM课程纳入到了学校整体的课程体系当中。我将从四个方面介绍我们学校从开展科学教育到走上STEM教育，整个探索和实践的过程。1 体现课程价值的完整体系

我们在未来社会所面临的情境以及需要解决的问题，一定具有开放性、综合性和复杂性的特征。面临这样一种社会，我们单靠一方面或者一个学科的知识，实际上已经难以解决问题。所以，我们应用多角度、多维度、系统性的知识和能力使我们的学生形成综合性的素养。

这就要求我们一定要做好学科内整合以及学科之间的整合，将课程整合与技术融合，构建体现课程价值的完整体系。这个理念是我们学校课程改革的一项重要的内容。

结合对STEM这门课程性质的认识，我们学校STEM课程以小学科学为基准，以科学的核心概念为基点，以新型技术事物的体验和应用为基线，开展基于实践项目的学习。开展项目式学习的核心目的是形成以grit为首的教育理念，通过项目式的学习，使我们的孩子具备坚毅、激情、自制力、乐观态度、感恩精神、社交智力和好奇心。

基于STEM完整性、创新性和融合性的特点，我们将团队建设、课程建设、空间建设“三线建设”并行，形成了STEM课程特点，有四大方面：一个是全员参与；二是整合课程，包括小学科学、信息技术、综合实践和结构搭建、航模、机器人等等能够体现工程及技术这些维度的课程融合在一起，形成我们整合性的课程。三是体系完整，有必修课、选修课和竞赛课；四是大小课运用上采取的是小课单节，大课两节，这样课时的划分是基于每一个项目自身的要求，我们灵活的使用课程。

团队建设

我们学校的团队组成分成两个部分，核心成员是我们的科学老师，成员除科学老师之外的所有老师都深入、系统的了解STEM教育的一些理念。

从专业发展上来讲，我们要求核心成员自学和互学，自学是让老师精通自己的专业，互学就是跨学科学习。因为STEM课程对老师的专业素养和跨学科素养的要求非常高，所以必须要这样学习。同时要开展全学校共同式的教学和全科式的教学，让STEM的实践深入到每一个老师和每一个学生家庭当中。另外，组织成员外出学习和考察，积极的开展校内的一些研讨课。

我们学校STEM教师核心团队的成员，有14名专业的科学教师。这14个老师来自于物理、化学、生物、数学、工程管理，计算机科学、食品工程、人文科学等各个专业，我们组建的教学团队，实际上本身就是跨学科的，符合STEM教育对教师的综合性表现。

为了加强学校STEM教育的推进，2016年上半年，STEM国际论坛由我校承办举行。我们聘请了美国专家给学生上STEM课程，同时我们也聘请到美国波斯顿麻州大学教育领导主任、国际领导研究院的院长作报告，给我们系统的讲解了美国的STEM教育的一些经验和启示，同时我们也邀请到了波士顿艺术学校STEM实验室主任做汇报。

我们还承办了全国中小学生STEM教育研讨会，并被授予了“全国中小学STEM教育示范基地”的称号。此外我们还邀请国内外专家做“科技与创新教育”的主题报告、“STEM教育与中小学改革教育”等主题报告。

开展STEM课程以后，学生都制作了自己的科技作品。另外，我们把我们教师团队的核心成员派遣到全国各地组织进行学习，前往世界机器人大赛学习等等。

课程建设

我们学校STEM课程采取的三级设置对学生进行分级培养，有必修课、选修课和竞赛课。必修课整合了小学科学课、信息技术课、综合实践课，融合了工程技术类的课程。选修课按照四个模块，开设了八门课程，四个模块是航模、机器人、创业设计、绿色奥秘；八门课程是绿色创意、robot、伟大的建筑师、scratch魔法、智能乐园、航模F3、创意设计、航模F1，还有竞赛课、机器人等等。我们还开了展STEM研讨课，比如《放飞的风筝》、《探秘太阳系》、《弹球游戏》、《细胞模型》、《揭开庞贝古城消失的面纱》等。

我们采取“请进来”的方式，把一些国内外知名的专家、教授、请到学校来，一是这些教授给我们带来了前沿的科技知识，二是教授们给我们学生传递严谨、求实的科学态度和精神。

我们邀请到中国科学院、科普宣讲团的专家徐邦年教授走进我校，带来“飞向蓝天”的科普讲座；邀请荷兰埃因霍温理工大学创客团队，带着他们的纯电动摩托车，为我们展示创新驱动和快速充电的尖端科技。还有西安市科学协会工作人员走进学校，开展“关注天宫二号发射”体验航模乐趣进校园的活动。

我们还开展了科技、实践活动，组织我们的孩子“走出去”。科技社团一行170多名学生组成高校科学云，到陕西示范大学，走进他们学校各实验室和博物馆，让孩子近距离接触最尖端的科研现场和科研成果。组织学生到西北濒危药材资源开发，国家工程实验室去探究学习，到西北国土资源研究中心的风洞实验室去参观和学习，到气象站参观学习等。

另外，我们也从我们四千多个学生家庭当中把在各自专业领域、已经取得过相当成绩和有一定造诣的学者请进到我们的学校，开展家长课堂周。有的家长给孩子们上火山喷发的课，“创意乐高”等课程。空间建设

我们学校的空间建设分成了两个大块，第一大块就是功能部室区区域，总共11间教室，作为STEM实验教室，有4间微机教室、2间科学实验室、两间科学仪器室，1间科学实验准备室，1间劳技教室，1间科技活动教室。

第二大块是STEM课程实验中心区，包括功能教室区、公共阅读区，学生展示区、专业加工区、创意互动区、教师活动区等等。基于我们对科学教育的重视，对STEM教育的重视，仅功能室以及STEM教室我们拿出两千多亩为孩子们从事STEM活动提供空间。

STEM实验室 2 发展学生思维的科学途径 我们认为，对学生的教育一定要从基础思维能力的培养和综合思维能力的培养两方面进行结合。

思维在对学生整体教育中占重要地位，发展学生的思维主要从两个方面的结合进行考虑的。学生的基础思维能力包括观察能力、联想能力、想象能力、空间认知、类比推理等；综合思维能力包括问题提出、问题解决、创意设计、科学探究等。

例如，《结构搭建——认识齿轮》课，通过让孩子组装机器人，让孩子们观察齿轮的内部构造，来固定齿轮，最后使齿轮啮合，让孩子体验整个知识形成的过程，让孩子动手、动脑，自己解决问题。

在智能乐园里，通过让学生结构搭建、路线规划、电脑编程、反复调试，最终将发散性思维和集中思维进行优化。发散思维可以让我们的孩子产生更多的想法，集中思维可以让我们的孩子在众多的想法当中选择最优的一种方法来执行，优化孩子的整体思维。3 践行课程标准的基本理念

小学科学课程标准中提到，小学科学是基础性的课程，也是实践性课程以及综合性的课程，核心目的让学生通过动手、动脑培养孩子的实际动手能力和创新能力以及批判性的思维。从科学课程到STEM课程，我们进行了整合，如下图所示：

比如STEM课程《导体与绝缘体》，S为电路基本知识，T为运用规律解决故障，E为电路连接的设计与搭建，M为感知电压与电流的比例关系。通过电子模拟设备项目式学习，让学生检测电路、验证排除、接通电路、安全用电，其核心是让学生去发现问题，然后讨论合作去探究问题，最后一直到让学生自主的来解决问题。

《养蚕和植物的繁殖扦插》课程，通过观察、对比、记录和研究，让学生深刻的认识，形成自己的完整的一个知识体系。在绿色创意中，让孩子制作种子画、叶脉画、植物标本，将主动参与、动手动脑与证据结合。

种子画

STEM教育实际上是以项目为主线，教师为引领，学生为主体的一种自主学习和探究的一种形式。我们的基本流程是，老师发布STEM项目，研究课题，最后由学生合作来完成，根据已有知识、技能与自我创意，利用工具材料，最终建构知识、解决问题。4 培养核心素养的重要载体 核心素养是我们课程改革的风向标，每一门课程都担负着核心素养某一个方面的构成，比如数学课和科学课，担负的核心素养的要素是批判性思维和创造性思维，要让孩子明白知识从哪里来，知识到哪里去，建立回归生活的学习方式。

但知识技能不等于核心素养，已有的知识技能要在真实或虚拟的情境中，进行知识迁移、来解决新的问题，在这个过程中，学生再一次深化认识已有知识技能，自主建构知识体系的过程，这个过程实现所谓的核心素养。

例如在《关心天气》课程中，通过创设情境，让学生去研学、旅游、考察，让学生主动关注天气，了解和认识天气变化，最终能够明确天气现象、认识天气符号，并学会描述；会进行室外观察，比如云量、降水、温度、风等；能够学会专业测量，用温度计、寒暑表、风向标等测量；了解一些民间智慧，比如看云识天气；还能用Excel进行初步数据分析。从科学教育走向STEM教育，引领学生像生活一样学习，这是时代发展的对培养全面发展的人的需求，这是将学生引向“深度学习”的理念走向行动的指南，改变着教师的教学方式。正如布鲁诺所说的“教学过程是一种提出问题、解决问题的持续不断的过程”；改变着学生的学习方式，正如《小学科学课程标准》所倡导的“以探究式学习为主的多样化学习方式促进着学生主动探究”。

第五篇：【跨学科教育】上海市中小学STEM教育调研报告

【跨学科教育】上海市中小学STEM教育调研报告

篇首语STEM教育，以项目式的学习方式融合各学科内容，解决真实环境下实际问题，通过针对学生设计的活动来培养学生的创新品质。在注重学生核心素养培养的形势下，许多国家都加强了STEM教育的引入与本土化，中国上海也在这个浪潮中积极尝试，社会、学校、教师和学生都投入了大量的成本，STEM教育在上海的实际开展情况如何？进一步推广需要有哪些具体措施？经历3个月的时间，本次上海市中小学STEM教育调研给出了基于实证的回答。▲ STEM教育为什么？本次调研的主要目的是了解目前上海中小学STEM教育开展情况；从调研中吸取经验，完善健全跨学科领域课程建设；提供学校跨学科领域课程设置的建议意见。如何做？在前期准备过程中组建了一支由教研室、大学、出版社及专家组成的调研团队，明确了调研的相关任务及要求。在前期准备过程中还编制了学生及教师网上调研问卷、评课记录单等。在调研前两周时间学校填写自评报告。调研当天听课或听取课程介绍，并围绕学校跨学科领域课程建设及课堂教学交流讨论，同日学校完成相关学生、教师的网上调研问卷填写。▲ 评课记录单

怎么样？▲ 上海市中小学STEM教育调研调研对象信息本次调研涉及的区县有：黄浦区、普陀区、闵行区、徐汇区、杨浦区、静安区、浦东新区、长宁区、虹口区共计9个区县。本次调研涉及的学校有小学9所、初中9所、高中8所，共计26所中小学校，其中民办学校占比15.4%，公办学校占比84.6%。

▲ 跨越9个区县▲ 穿越3个学段 ▲ 兼顾公办民办

学校重视STEM教育通过1131份学生的网上问卷调查及62份教师的网上问卷调查，得到以下基本信息：学校校长及教师99%认为STEM教育很重要，说明STEM教育被广泛的认可。在相对重视的前提下，学校对开设这类课程所用的教室也有特别的考量，超过60%的学校建有创新实验室或科学实验室。▲ 教室配置拓展课成为主要选择课时安排上，64.8%集中在拓展课课时，16.7%集中在研究型课程课时，说明拓展课、研究型课程课时是学校对STEM教育课程课时安排的主流选择。平均每周STEM教育课时在2节课课时左右，课时安排上小初高差异不大。大多数学校选择每周在拓展课时中拿出2课时，也有些学校采用1 1模式，即每周一节拓展课加一节自然（科学、劳技）课，整合出2个课时，满足课时需要。学习年段上，在小学学段主要集中在小学二、三年级，初中主要集中在初中预备班、初一年段，高中主要集中在高一年段，可以发现年段设置集中在各个学段的起始阶段，考试压力相对较轻，小学一年级设置比较少或许与该阶段学生学科基础不充分相关。▲ 课时安排▲ 学习年段采用项目式学习所调研学校开设的STEM教育课程均采用项目式学习的方式，即围绕一个项目主题（完成某一作品或解决某一问题），连续地通过一系列课时（4—24课时不等）来组织教学。与基础学科建立联系多数学校能够主动将STEM教育课程与基础学科建立联系，挖掘基础学科中可以“跨”的点，作为与STEM教育课程的结合点，从而在学生已有的知识基础上进行合理的拓展与延伸，使得STEM教育课程有了明确的根基，不再是虚幻的空中楼阁。STEM教育与学科知识关联调查数据显示：STEM教育课程学习中与科学、数学、劳技三门学科关系最密切。STEM教育授课教师来源调查数据显示：STEM教育课程授课教师排在前三位的分别是科学、劳技、物理。说明授课教师与课程内容涉及学科关联的高度一致性，也说明目前试点学校开设的STEM教育课程内容紧扣基础学科。▲ STEM教育课程与不同学科知识关联程度职业引导成效显著职业引导方面，80%以上的学生对能对某些职业有所了解，超过60%的学生并对该职业产生了一定的兴趣，说明STEM教育对学生的职业引导起到正面作用，在关注职业领域方面，排在最前面的是电子信息、教育、金融、航天与医疗。▲ 职业引导▲ 敏感主题 优质课程资源缺乏虽然有大量的有实力的公司和教育者在做这方面的努力，但是大多数课程都是简单的拷贝国外的资料，没有做任何改进，不符合本地学校情况，没有体现STEM教育真实问题解决的理念。课程中还存在部分科学性错误，导致学生最终完成的作品不能解决实际问题。还有课程结构过于固定模式化、课程内容过于形式化，刻意将毫无关联的知识内容拼装式组合进课程、配套的辅助工具缺乏系统的规划等等。课堂教学方式需转型本次调研的学校提供的观摩课中，超过一半的课堂被教师牢牢把控，教师严格控制着课堂教学的各个环节，从板书到问题提出、从学生实验到交流展示，完全按照教师的节奏和意图步步推进。学生不知道活动内容的目的和意图，不知道活动与总项目之间关系，只是被动的被老师牵着鼻子走。这样的课堂显然不能有效发挥学生的主动性、培养学生的求知欲，这与STEM教育通过项目式学习培养学生的创新能力是背道而驰的，所以戴着项目式学习的帽子，穿着应试教育教学方式的里子是不可取的。教师培训缺位首先中国传统师范教育有大量的数学、科学方面的老师，但是缺乏工程技术方面的人才，所以STEM教育的师资培训首先是工程技术上需要提供系统且专业的培训。其次STEM教育不同的领域适合不同学科的教师教学，这样可以避免教师专业基础的缺失，以医疗领域、环境领域、建筑领域为例分别可以请生命科学老师、化学老师、物理老师来授课，但即便如此，在领域内相当大的知识覆盖依然超出学科教师的专业范围，所以需要在不同领域针对专业学科的教师有针对性的师资培训。第三STEM教育的教学教法与基础课程是有一定的区别的，某种程度上说是更难的，也是教师特别不擅长的方面，比如相对开放的课堂、跟着学生的思路节奏演绎教学等等，需要提供课堂教学教法方面的专业指导。评估体系缺失好的评估系统是教学质量的保证，由于STEM教育并不是简单地将科学与工程组合起来，而是要把学生学习到的零碎的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。所以对于这种项目式学习，用工程技术方法来做现实问题解决的STEM教育评估体系的开发是很有挑战性的。STEM教育评估体系还需要对教师的能力进行考核。目前的评价机制无论是学生的成果作品评价还是学生过程性评价，都还只是浅尝即止的初探，对教师的评价也缺乏规范的体系。▲ 老师在上“食物与能量”主题课▲ 老师尝试过程性评价

再思考自下而上的归纳本次调研对上海市STEM教育实际情况有了总体的了解，总体看社会有需要，学校教师有需求，这与高考综合改革方案有关，更与培养创新人才的大环境相关，很多人都寄希望跨学科领域的教育能改变学生的学习方式，培养学生的创新能力。从这次调研现场看，我们看到了个别学校的优秀课例设计，也欣喜的寻觅到课堂教学中的闪光点，给我们跨学科领域教育增添了信心。所以我们要不断自下而上的归纳，提炼来自一线实践的经验，通过不断的实践证明“跨学科领域教育有利于学生的发展”。

自上而下的演绎本次调研发现STEM教育课程、课堂、培训等等问题及复杂性超出预期，让我们对跨学科领域教育研究更加有了使命感和责任感。通过自上而下的演绎指导学校区县的工作，再结合自下而上的归纳，上下贯通才能将跨学科领域教育落到实处。作者：上海市教委教研室

管文川