北极星计划:以STEM教育为核心的全球创新人才培养’—《制定成功路线:美国STEM教育战略》(2019-2023)解析（3）

4.3培养公民的计算素养

信息技术彻底改变了当今社会，信息素养赋予人们寻找信息、解决问题及分享的能力，其不仅仅是有效地使用信息技术设备，更广泛地说，它意味着用数据和技术解决复杂问题。计算机科学教育是STEM教育中一个特别需要强化的领域，((STEM教育战略》专门提出培养计算思维的三个子目标:

1.加强信息素养培养和网络安全教育

信息素养是一种能力，能够确定、查找、评估、组织和有效地生产、使用和交流信息，并解决面临的问题[34]。它赋予人们发现和识别有效信息、利用数据回答问题、分享想法和促进合作。网络安全则是信息素养的重要组成部分，涉及使用包括加密货币等新型信息技术的道德和责任心，它强调人们在使用信息技术时，要尊重数据保护及个人隐私的核心伦理和

人类价值观。

强大的信息素养和网络安全技能是各级STEM教育不可缺少的部分，其有助于培养学习者的STEM素养，并成为未来员工的必备素质。联邦政府在促进全民数字素养和网络安全教育方面发挥着关键作用，要推进联邦政府与其他部门、机构之间的合作，在各级推广数字流畅性和网络安全实践，开展并支持网络安全人文层面的基础性和应用性研究。

未来STEM领域从业者，需要进行有关数据使用的数字伦理和隐私方面的培训。例如，作为北极星计划的一部分，联邦卫生部呼吁加强数据科学计算、安全教育、技术道德的培训。当前在医学研究领域，从电子健康记录、可穿戴设备到医学图像、DNA序列等，产生了大量而复杂的数据集，美国政府将加大资助对研究人员开展数据管理、使用和保护的相关培。联邦贸易委员会(Federal Trade Commis-sion)支持由第一夫人发起的“做最好的自己”(BeBest)活动，为家长、监护人提供针对成年人与孩子们网络安全和道德进行深入交流的指南[37]0

2.推进计算思维融入所有学科

计算思维是“一种运用计算机科学基本概念求解问题、设计系统和理解人类行为的方式”，其不仅仅属于计算机科学家，而是每个人的基本技能。虽然计算思维的概念是在计算机科学中发展起来的，但它越来越被视为一套具有广泛价值的思维技能，可以帮助人们解决问题、设计系统和理解人类行为。在技术日益进步和复杂的全球经济中，需推动计算思维融入到其他学科中，成为所有教育的必要组成部分，让每一个学习者都能像计算机科学家一样思考，具备评估信息、分析问题，并通过适当使用数据和逻辑找到解决方案的能力。

《STEM教育战略》提出，美国联邦政府的教育政策和计划，将持续鼓励在所有学科和活动中融入计算思维，为儿童提供在正式与非正式学习环境中培养计算思维的机会;强调计算思维是教育的基础，支持教育机构优先考虑计算思维教育的课程设计，开发课程材料和开展教育实践;加强教师的专业发展，培养教师的计算思维。比如，美国西北大学( Northwestern University)研究团队在NSF的资助下，多年来一直致力于开发将计算思维技能融入高中数学和科学课程的教学模块和课程中。该团队不仅在STEM课程中培养计算思维，还在假期开展专业发展研讨会，进行教师培训;提出如何将计算思维纳入K-12课程的分类，开展课程开发和教学实践，旨在探索将计算思维整合到高中STEM课程中的方法与途径

3.扩大数字化教与学平台应用

在线开放课程、远程学习技术、移动学习应用程序及其他数字化学习平台，为当前的学习者提供了更多的学习机会。数字化学习平台在支持STEM教育的多样性和包容性中，具有重要的作用。为了确保所有学习者都能获得高质量、前沿的STEM学习内容与资源，政府将互联网宽带接入并扩大到所需要的社区，帮助建立和扩大在线认证和再培训平台;将继续支持教与学数字化平台的研发与建设，鼓励教育者学习有效使用数字工具，开展课程创新;优先支持远程教育的实践和学习模式。

例如，偏远农村地区学习者接受STEM教育的机会有限，联邦农业部通过对俄克拉荷马州雷德兰兹社区学院(Redlands Community College)拨款，支持该学院与俄克拉荷马州中西部农村学区合作，使用信息技术开展STEM远程教育。如今，雷德兰兹的远程教育项目为29个地点提供现场教学，其中包括19所部落学校和3所高中

4.4、建立透明和问责的管理制度

除上述三个路径，((STEM教育战略》还提出联邦政府及机构将秉承透明、问责制来开展工作。在STEM项目、投资和活动中开展基于证据的实践和决策，分享STEM教育过程和经验;报告当前参与人数不足群体的参与率，使用通用的度量标准来进行评价;公开项目成果，制定项目实施计划并跟踪进展等。通过多个机构部门之间的共同努力，形成透明、问责所需的基础设施和配套方案，从而使联邦政府的STEM教育政策和投资更有效服务公众，真正实现利益最大化。

1.开展STEM领域基于证据的研究及实践

联邦政府将支持STEM领域开展基于证据的项目及实践，从STEM教育中早期的知识生成研究、设计开发项目到实践及评估、发现规律并总结经验。探索有效学习发生的条件和情境，对过程进行详细记录，采用能够改进STEM学习的项目、实践和政策，促进STEM教育更具有多样化和包容性;在证据基础上，利用现有的机构资源和资助机制，不断扩大并更广泛地实施优质项目及实践。例如，联邦政府的教育创新和研究计划，优先资助有强大、严格证据基础的项目。国家科学基金会的教育研究和发展工作也将采用分层结构，根据研究目的和研究项目类型的证据水平，资助不同规模的项目。

2.跟踪不同群体接受STEM教育的参与率

为了实现“所有美国人都将终生接受高质量的STEM教育”这一愿景，确保人人能够接受STEM教育。联邦政府要求STEM教育项目定期报告不同性别、族裔等群体的参与情况，为各机构评估其在促进多样性和包容性方面的有效性提供证据。相关部门和机构通过建立共同的标准和清晰的机制，报告在政府资助和支持的项目及活动中，不同群体的参与率，尤其是需要上报当前参与人数较少群体的情况;对于长期支持的奖学金项目，需要建立水平基线，并设定改进的目标等;科学制定相关的政策，规定报告年限，改善跟踪和报告的途径等。例如，“美国军队教育推广计划”(The Army Educational Outreach Pro-gram , AEOP）在其投资的项目中运用工具捕捉学生的自我报告，并由AEOP评估团队的分析，来确定学生实际参与的百分比。通过数据分析，AEOP得出在其高中和本科学徒制项目的全部参与者中，有38%来自2017年参与较少(政府服务不足)的人群。

3.制定通用标准规范管理项目进展

为了实现STEM教育中的跨部门协调和问责制，并符合国家立法要求，制定和实施共同的度量标准和措施，以跟踪实现本计划中所列出目标的进展情况，是必不可少的。在具有类似目标的项目之间共享绩效数据，可以帮助确定STEM教育的工作原理、对象和背景，还可以促进关于实践的交流，提高STEM教育的有效性。同时，使用通用的标准和数据源，能够使所有领域的涉众在更广泛的背景下评估项目绩效，这有利于对STEM教育项目进行有效、

格和综合的评估。《STEM教育战略》提出，未来五年联邦政府各机构将综合考虑政府计划、投资和活动的多样性和灵活性，共同制定指标，以跟踪项目的进展情况。联邦政府将持续使用一定的指标来评估STEM教育项目、投资及活动的有效性，并为实现本战略计划中提出的目标，制定所需要的额外指标。

4.公开STEM项目绩效和成果

联邦政府各机构之间进行绩效成果分享，支持资源的有效利用和决策协调，通过将项目、投资和活动的绩效及成果公诸于众，以更好地确定协同和互补的领域，为之后的政策制定和资助方向提供证据。在执行五年战略计划的整个过程中，联邦政府及相关部门机构，将进一步强调机构之间的绩效公开、经验分享。国家科学技术委员会STEM教育委员会( CoSTEM)的STEM联邦协调教育小组(FC-STEMS及其跨部门工作组，将为各机构分享实践成果和经验教训提供机会。例如，FC-STEM将探讨开发一个可公开访问的绩效数据库，通过政府收集、组织和报告项目情况，提高公众对政府项目成果的认识，并促进高质量绩效评估和评估方法的使用，从而在STEM教育中实现基于证据的研究及科学决策。

5.制定联邦实施计划并跟踪进展

在FC-STEM小组委员会的指导下，从事STEM教育的联邦机构，将合作制定综合实施计划，提交给CoSTEM和“科学和技术政策办公室”(OSTP)。该综合实施计划，为实现《STEM教育战略》中提出的目标而采取行动，包括:联邦机构近期和长期将采取的行动;机构收集和报告女性、少数群体、农村地区人员参与STEM项目和活动人数比例的情况;当前可用的基线数据的描述，用以评估目标实现的进展情况;跨机构收集通用标准的建议;跟踪实施计划执行情况的方案;向州、地方政府以及STEM教育从业者(包括学校教师和管理人员)，传播联邦政府为STEM教育提供的可用资源信息及方案等。