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（4）

5、对我国STEM教育战略发展与实施的启示

通过上述对美国STEM教育发展现状分析以及“北极星计划”的解析，我们可以清晰地了解到，STEM教育已经成为全球教育发展的制高点，一些发达国家纷纷将其上升到国家战略。即STEM教育事关国家安全与未来发展，STEM教育将为国民经济发展和社会安全等各领域，源源不断地提供优秀的科技创新人才，助力其在国际竞争中脱颖而出。

2015年，我国教育部发布《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》，明确提出要“探索STEM教育、创客教育等新教育模式”,STEM教育在国家政策层面得到了重视，一些地区正在积极开展STEM教育的实践推广工作。但是，我国仍没有支持STEM教育全方位发展的专门政策和行动计划，尤其缺乏顶层设计，以及相应保障和激励机制;同时，面临着各地跨学科师资缺乏与社会力量整合不足等严峻问题。

定成功路线:美国STEM教育战略》，已经“先行一步”，联动多个部门和组织机构，针对美国国情所提出的对未来五年STEM教育发展的目标和路径，对政策制定者、研究人员、教育者、行业领导者，具有明确的指向作用。美国教育部、商业部、国防部等10多个部门和组织机构，已经开始在开展STEM教育项目、投入和活动方面进行落实(如表2所示)，还计划增加预算，协调其他资源。旨在通过具体行动与措施，切实保障相应的STEM教育目标得以实施。

我们认为，对美国北极星计划提出的目标、任务、机制及举措等，必须充分重视与研究。STEM教育作为全球公认的科技创新人才培养的有效模式，对我国进行科技创新人才培养与未来竞争，具有重要的战略意义。所谓“得人才者得天下”，我们必须进一步在中小学生的素质培养、高考改革、高等教育质量这三个高地，加快STEM教育生态体系建设，尽快推动我国STEM人才培养向高精尖方向迈进。

5.1、构建符合中国特色的STEM教育生态体系

当前，社会解决问题所需的知识和能力越来越趋向综合、复杂，需要人们具备高度应用跨学科知识和能力，来解决这些复杂问题。STEM教育作为培养多学科交叉创新人才的有效方法，是培养优秀科技创新人才的有效途径。美国已形成技术、人才、社区、家庭、企业协同建设的生态系统，而我国尚处于技术媒体、工具应用水平阶段，生态系统建设缺位。根据美国STEM教育策略和经验，函需联动政府、社区、企业与学校，构建符合中国国情的STEM教育生态体系，以加快我国持续培养各种创新人才。

我国正进行各层级的教育改革，高考改革是众多改革中的重要一环。我们认为，推动STEM教育生态体系建设，需要形成评价闭环，让STEM教育成为选拔优秀人才的有效途径之一，并与高考改革联动，以优化人才选拔机制，促进优秀的科技创新人才脱颖而出。即我国STEM生态体系建设，应从人才选拔的角度进行构建，高考作为我国人才选拔的一种有效机制，虽然各大高校都在自主招生方面做足了功夫，并取得了一定成效，但并不能化解应试教育与高考指挥棒的作用。为了促进我国STEM教育的良性发展，我们初步构建了一个生态体系.

首先，在顶层设计上要将STEM教育纳入人才选拔的机制中，让学生基于STEM学习而进入学历上升通道;其次，联动政府、学校、科研机构、企业、社会各界等，将其纳入STEM教育生态，形成有机关联，从政策、资源、环境、师资、资金等各方面提供支持，促进STEM教育生态体系的正向构建和保证其良好的运转;同时，打通与衔接学校教育及其它非正式教育，整合学科间及校内外资源，建设STEM教育实践社区，打造一体化STEM教育生态体系。

5.2、成立国家STEM教育委员会

美国联邦政府对STEM教育的重视程度和其严谨的规划，促进了STEM教育的迅猛发展，并取得了明显的成效。这主要与美国国家科学技术委员会下专设的STEM教育委员会(CoSTEM)有很大关系。近年来，美国连续发布多项关于发展STEM教育的指导性文件，大多由该委员会牵头，并联合联邦国防部、能源部、农业部、教育部等多部门和各州政府进行协调、推动，在资金保障、社会参与、项目设计等方面给予STEM教育大力支持，并定期发布相关STEM教育研究和分析报告。

我国作为世界范围内的教育大国，STEM教育在整个教育体系中的战略地位需要进一步明确定位。目前，我国的STEM教育都是由各省、市、校自行推动或开展，虽然相关学术机构也开展了一些探索性研究，但总体上缺乏高级别的政府机构来进行统一规划及推动，这对形成全国性STEM教育发展不利。因此，函需结合我国国情和发展现状，成立中国特色的STEM教育委员会。这一委员会可以设置在教育部，也可以跨部门联合，以切实加强STEM教育的顶层设计和政策制定，明确我国STEM教育的未来发展愿景，推动STEM教育健康、有序发展。

5.3、鼓励跨学科交叉融合，培养创新性4C人才

美国STEM教育注重人才的跨学科融合，鼓励学生进行跨学科交叉学习，培养学生使用跨学科的知识和方法来识别和解决各种问题。通过跨学科的活动促进创新，通过计算思维与批判性思维整合，不断促进学生把在进行STEM教育过程中涌现出的创新设计和想法，转化为创造力。

我们认为，推动我国STEM教育发展，理应借鉴美国相关战略或方案，汲取其优秀经验和方法，服务于我国STEM教育。21世纪核心素养提到了人才应具备学习和革新技能，强调人才应具备“4C能力”，即批判性思维和问题解决能力(Critical Thinking ) ,沟通交流能力(Communication、合作能力(Collabora-tion)、创造与革新能力(Creativity and Innovation )。STEM教育正符合4C人才的培养目标。所以，通过推进STEM教育，以培养学习者更广阔的视野与思维;鼓励跨越学科边界的知识融合和应用，解决真实世界中富有挑战性的问题，使学习者获得多学科解决问题的教育经验。总之，通过跨学科交叉融合，能大量培养创新型4C人才，以服务于我国创新型国家建设，以及应对未来科技创新与发展。

5.4、以STEM培育跨界思维和促进知识融通

STEM教育的核心价值在于通过跨学科的方式培养创新人才，不断促进学生形成跨界思维与能力。在STEM教育领域，科学知识的应用不再局限于某一学科或领域，而是多学科、多领域的交叉应用，这对学习者的知识掌握、融合、应用等提出了较高的要求，需要学习者具备多学科、多领域、多层次知识的交叉、融合应用，随机应变地解决相关问题。

目前，我国各级各类教育还严重依赖于分科分类路径，社会各界对我国学科的认识基本还处于文科、理科、工科与医科层面，包括高考。在相关课程设置上，不注重学科之间的交叉融合，往往强调单一学科的性质，甚至高校的专业设置也以单一学科背景为主，使得人才培养的综合效益低下。这一传统专业设置理念需要打破，随着人工智能、大数据、云计算、物联网、机器人、量子通信等高科技领域的发展，我们的教育必须要有全新的理念来培养创新人才。因此，我国应该充分借鉴STEM理念，以STEM教育为契机，促进学生的跨界思维与能力发展，打破现有学校教育中各学科相对封闭的局面，促进学科交叉与整合，以实现知识的跨界应用、融通与创新。

5.5、强化STEM教育中的计算思维等培养

我们认为，计算思维(包括设计思维、编程教育等)不能仅仅被限制于信息技术课程，未来需要尝试在所有学科和活动中融入计算思维，在正式与非正式学习环境中为所有符合年龄段的学生，提供培养计算思维能力的途径与机会。计算思维包含抽象、分解、概括、算法思维、评估等内涵要素，STEM教育实践活动需要计算思维能力等支撑;学生只有具备基本的计算思维能力，才能更好地在STEM教育活动中完成相应的学习任务。计算思维的培养应该与多学科的知识进行有机融合，培养学生运用计算思维解决问题的能力;结合STEM教育跨学科、情境化的特征，有目的地创设情境，通过项目实践活动，鼓励探索与创新，以提高学生信息素养和解决实践应用类问题的能力;要突破传统的思维定势，全面融通相关知识，注重培养学生的动手实践能力。

当下，我国教育信息化进入2.0时代，信息技术与教学呈现融合发展的态势，这对提升STEM教育质量，助力STEM教育良性发展起到了积极的促进作用。要进一步通过聚合先进的信息技术到相关的学科教学当中，激发学生的学习热情和兴趣，让他们在学习过程中感知技术的逻辑和内在运行规律，促进学生对STEM学习的积极性;在线开放课程、远程学习平台、移动与泛在学习、VR/AR技术应用等，要让更多的学习者接受STEM教育，这些都将有利于STEM教育的推广和跨学科教学实践。

5.6、建立有效的STEM教育监管和评价机制

美国提出的联邦政府及机构将秉承透明、问责制开展工作，通过一系列监管制度和评价机制，推动STEM教育有序进行，确保STEM教育的发展质量，这一套工作机制也值得我们充分借鉴。目前，STEM教育在我国尚处于发展阶段，还没有形成与之相适应的监管与评价机制。虽然各级各类学校开展了STEM教育，但都建立在相关学科独立评价的基础上，没有形成专门的STEM教育评价机制。这对推广和发展STEM教育带来一些困难和缺少证据性支持，很难判断我国STEM教育能否对国民经济发展，或者能在多大程度上起到促进作用。

因此，我们需要借鉴美国等国际STEM教育发展经验，并结合我国实际，与中小学、有关高校及社会机构等联合，制定符合我国未来创新人才发展需要的监管制度和评价机制:一是利用政府、社会、学校和企业等各团体的优势和作用，促进政府制定政策以引导STEM教育发展，由社会和企业积极参与相关教学活动，并聘请第三方机构对STEM教育项目进行跟踪和评估，切实起到监理的作用;二是在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，跟踪不同群体的STEM教育参与率情况，采用数据量化管理模式，将STEM教育过程可视化，便于跟踪和干预，促进STEM教育健康发展;三是制定通用标准，管理STEM项目的进展，构建国家、省、市、县(区)四级STEM教育监管与评价机构，定期进行考察和评价，向社会发布STEM教育基本概况和动态，进行绩效考核;同时，鼓励社会各界参与STEM教育的监管和评价。