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權威白皮書發布!關于STEM教育的現狀和未來都在這里……

發布時間:2018-07-18

很高興今天有這樣一個機會能夠代表我們的研究團隊在這里跟大家分享一下我們的STEM教育研究成果——中國STEM教育白皮書。

我會從三個方面向大家匯報:中國STEM教育的背景,中國STEM教育研究的現狀和中國STEM2029計劃。

時代國際背景之下,中國STEM教育勢在必行

第一部分我們先來看一下中國STEM教育的背景,包括時代、國際、社會經濟發展情況、以及產業人才背景。

1.時代對人才提出了新要求

首先,從時代背景來看,目前我們處在一個技術高度變革的時代,從互聯網、物聯網、人工智能到智能制造,所有這一切不僅改變了我們的生活方式,也改變了我們的生產方式,特別是對于未來的就業和產業所需要的人才提出了新的要求。

在這個過程中,未來的人才競爭主要是知識與技能的競爭,各個國家都非常重視人才的培養。但是各自采用的途徑和手段不同。從國際經驗中我們可以看出STEM教育作為培養學生的探究能力,批判性思維的能力,以及與人溝通能力的載體,具有非常好的效果。因此在這個時代背景下開展STEM教育非常重要。

2.各國都在進行改革,人才是勝出的關鍵

第二,我們來分析一下國際背景中。全球目前各個國家正在進行新一輪的技術革新和產業升級,在新的產業升級的進程當中到底誰能夠勝出?在我們選取分析的幾個國家中,目前全球競爭力指數中美國排在第三位,英國排名第七,德國排名第五,芬蘭第十,以色列排名二十四,中國排在第二十八位。

我們再看一下全球創新指數的排名情況。在全球創新指數排名中,美國依然排第三位,英國第四位,芬蘭第八,德國第九,以色列第十,中國排在第二十二位。即使是目前在全球競爭中排在前列的國家,他們依然非常有危機意識,紛紛出臺了很多政策提高國家競爭力。很多國家都是從國家安全的角度,國家競爭力的角度來看待STEM人才的培養。

早在八十年代,美國就提出了STEM教育。1986年,美國國家科學委員會發表了《本科的科學、數學和工程教育》報告,被認為是美國STEM教育的開端。2017年《美國競爭力計劃》提出知識經濟時代培養具有STEM素養的人才是具有全球競爭力的關鍵,并大力加強了對STEM教育的投入;最近美國又出臺了《STEM2026》,對于STEM教育在未來十年的發展提出了新的愿景。

除了美國之外,英國在2002年的時候就已經把STEM教育正式寫入政府文件,今年1月又出臺了《建立我們的工業戰略綠皮書》,這份報告中提出了在英國的現代工業戰略中技術教育是核心,同時還將促進數學教育的發展和解決STEM技能短缺問題。

德國2008年制定了《德累斯頓決議》,將MINT教育列為教育發展重要目標。

芬蘭是一個創新性很強的國家,他們歷來非常重視做中學,早在90年代就出臺了LUMA計劃,LUMA是芬蘭語的STEM。這項計劃的目標是加強STEM(科學、技術、工程、數學)教育實踐和加強學生對這些學科的學習興趣。

3.中國夢的實現,需要更合理的人才結構

中國目前勞動力數量世界第一,經濟總量處于世界第二,而百萬人研發人員的數量在120多個國家中排46位其實是比較靠后的。我們的人才數量在逐步增長的,但是我們的人才結構是有缺陷的。而我們要實現社會經濟轉型,對人才結構則提出了更高的要求。

中國要想實現中國夢,實現產業結構升級, STEM教育就變得尤為重要。

中國在2015年的時候提出“中國制造2025”,即2025達到制造業的強國,在2035年達到世界制造陣營中的中等水平,到2049年,建國百年的時候進入綜合實力世界制造強國。在2016年頒布的《國家創新驅動發展戰略剛要》當中,也提出國家發展要三步走,在2020年要進入創新型國家,2030年要躋身創新型國家的前列,到2050年要成為世界科技創新強國,所有這些戰略的實現都需要人才的支撐。

從中國目前的人才情況來看,創新型人才、高水平技能的人才會成為我們經濟轉型的瓶頸。

從這組數據可以看到,到2025年,在我們未來發展比較重要的幾個領域當中,人才缺口是非常大的,所以這也是為什么在今天我們必須要加強理工科人才的培養,不僅僅是在新興領域專業方面的人才數量與結構,更重要的是人才質量。

目前中國STEM教育是什么現狀和定位?

第二個部分看一下中國STEM教育的現狀。

中國STEM教育雖然是新生事物,但也不是無本之源,STEM教育在中國的發展也有歷史的傳承,取得了很多成就,我們總結為開創了新局面,支撐了新發展,明確了新定位。

1. 在實踐上取得了新局面

STEM教育在中國的實踐雖然剛剛興起,但是在幾個方面目前已經能夠看到成效。

首先各地正在積極探索STEM教育的推進方式,很多地方都已經出臺了相關的政策文件。第二,形成了一批教育機構,各類STEM教育機構在全國各地正在逐步的發展。第三是STEM作為一種教育的方法,在學校當中正在得到逐步的認同,學校也在積極的探索之中。第四,一些比較優秀的高中和高校相結合,落地了一批STEM主題實驗室。這些都是在基礎教育當中STEM取得的進展。

2. 在研究上支撐了新發展

在STEM教育研究方面,中國目前也在呈現出逐漸繁榮的趨勢。我們在知網上以STEM教育為主題詞搜索,對相關數據進行了分析。從數據分析上可以看出,中國STEM教育研究在2016年有一個爆發時期。為什么?因為2015年STEM與創客寫入了中國教育信息化的政策文件中,此后,對STEM的研究也呈現爆發性增長。

從研究的層次來看,目前呈多樣化的態勢,從基礎研究到高等教育以及教育政策等方面都有涵蓋。從研究情況機構分布來看,華東師范大學的相關論文的數量最多的,論文數量遠遠超過了其他機構,特別是有些碩士論文和博士論文,對STEM教育進行了非常系統的研究,這對于中國的STEM教育發展起到了積極的推動作用。從研究類別來看,主要集中在教育理論、中等教育和高等教育方面。

3. 在政策上,明確了新定位

明確新定位,把STEM教育納入國家戰略發展政策。

第一,在國家戰略政策中雖然沒有直接寫明STEM,但是在內容上體現了STEM的內涵。2006年《國務院關于實施<國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020年)>若干配套政策的通知》中指出,“大力倡導啟發式教學,注重培養學生動手能力,從小養成獨立思考、追求新知、敢于創新、敢于實踐的習慣。切實加強科技教育。”

第一,STEM教育雖然沒有明確寫入國家政策文件,但是政策是非常鼓勵STEM教育的。在2006年的國家中長期科學技術發展綱要當中,就提出要開發啟發式教學,要注重學生的動手能力,其實這些也正是STEM教育所倡導的理念。在2016年全民科學素質行動計劃綱要當中,提出要完善科學體系,這些對于STEM教育的發展也指出了明確的方向。

2016年國務院發布的《全民科學素養行動計劃綱要實施方案(2016—2020年)》提出,在義務教育階段要基于學生發展核心素養框架,完善中小學科學課程體系,研究提出中小學科學學科素養,更新中小學科技教育內容,加強對探究性學習的指導;在高中階段要鼓勵探索開展科學創新與技術實踐的跨學科探究活動,同時規范學生綜合素質評價機制,促進學生創新精神和實踐能力的發展。

第二,科學教育政策非常重視STEM教育。科學教育的政策分為兩個階段。從相關的政策文本來看,早期我國的STEM教育更多地體現在對綜合課程的倡導上,例如1999年《中共中央國務院關于深化教育改革,全面推進素質教育的決定》提出要改變課程過分強調學科體系、脫離時代和社會發展以及學生實際的狀況,加強課程的綜合性和實踐性,重視實驗課教學,培養學生實際操作能力。從新時期的政策來看,我國STEM教育的實施則更多體現為科學課程。例如,按照2017年教育部印發的《義務教育小學科學課程標準》,小學科學課程的內容主要包括物質科學、生命科學、地球與宇宙科學、技術與工程四個領域,同時該標準指出,小學科學課程是一門實踐性課程,也是一門綜合性課程。

第三,教育信息化政策明確了STEM發展的任務。2015年,教育部在《關于“十三五”期間全面深入推薦教育信息化工作的指導意見(征求意見稿)》中首次提出要“探索STEAM教育、創客教育等新教育模式”。2016年教育部在《教育信息化“十三五”規劃》進一步要求:“有條件的地區要積極探索信息技術在'眾創空間'、跨學科學習(STEAM教育)、創客教育等新的教育模式中的應用,著力提升學生的信息素養、創新意識和創新能力,養成數字化學習習慣,促進學生的全面發展,發揮信息化面向未來培養高素質人才的支撐引領作用。”

中國STEM教育還存在哪些問題和挑戰?

1. 中國STEM教育的問題和挑戰

中國目前的STEM教育面臨著很多問題和挑戰。主要有以下幾個方面:

第一,中國STEM教育雖然呈現一個非常繁榮的態勢,但是我們還缺少國家頂層的設計。

第二,我們的社會聯動機制不夠健全,各部門之間相對來說比較割裂的。如果僅從內容上看,STEM教育目前從幼兒園到高中,每一個階段都是存在的。但是目前各階段的內容不連貫,沒有完整打通的整體框架設計。因此,在知識和能力方面都缺乏遞進的連續性培養。

第三,標準和評估機制尚未建立。目前STEM教育可以說是百花齊放,其實也是魚龍混雜。課程與產品缺少標準和認證,學校不知道該如何選擇。因此在標準和評估機制方面我們還需要進一步的完善。

第四,師資隊伍方面我們目前并沒有做好準備。目前中國的大學沒有專門培養STEM教師的專業。我們的教師是按照分學科的模式培養的,但是STEM教育更加強調綜合性和跨學科,我們缺少能夠把學科整合,進行綜合教學的師資準備。

第五,我們缺乏國家示范項目的引領。STEM教育在中國還在起步階段,很多學校和教師都還處在迷茫狀態,不知道該如何做,國家示范項目對于希望開展STEM教育的學校會起到更好的引領作用。

2. 中國STEM教育2029創新行動計劃

面對STEM教育存在諸多問題與挑戰,我們制定了中國STEM教育2029創新行動計劃。

為什么定在2029年?因為2049是建國百年,建國百年的時候中國要建成世界創新型國家,為了實現這一目標,人才的培養需要有提前度。我們希望從現在行動起來,在2029的時候我們已經能夠培養出一批創新型的人才。我們希望通過未來十幾年的努力,能夠讓中國涌現出更多的具有國際競爭力的STEM方面的創新人才。

在討論創新行動計劃之前,我們先來看一下在中國背景下對STEM教育內涵的認識。通過研究,我們可以看到,世界上對于STEM的認知并不相同,而且是一個動態的不斷變化的過程。我們認為STEM教育在中國當年的背景下的內涵有五個方面:

第一,我們認為中國的STEM教育應該納入國家創新人才培養戰略。

第二,我們認為在中國,STEM教育應該是一場國家終身學習運動。

第三,我們覺得STEM教育是跨學科、跨學段連貫的課程群。

第四,我們認為STEM教育是面向所有學生的,培養綜合素質的這樣一個載體,也是培養學生21世紀技能的載體。

第五,STEM教育應該是全社會共同參與的教育創新實踐。

在中國STEM2029創新行動計劃當中,我們認為應該遵循如下指導原則:

第一,協同。STEM教育是一項全社會都應該參與的活動,在這一過程中需要建立充滿活力、合作、包容的新的STEM生態系統。

第二,合作。STEM教育研究者和內容資源的提供者是非常多樣化的,在實施國策過程中各部門機構間應該相互合作,建立起良好的伙伴關系。

第三,開放。我們將支持在各方同意的情況下,自愿推動知識擴散和技術轉移。

第四,包容。

第五,創新。

中國STEM2029創新行動計劃中,我們有七個行動的主要內容,具體如下:

第一,STEM教育應該有國家的頂層設計。從國際經驗來看,STEM教育取得成效的國家均有頂層設計,這一點非常重要,只有在國家層面上有了頂層設計,才能把STEM教育和國家戰略以及人才戰略密切結合起來,才能打通學段和社會資源的整合。

第二,實施人才培養暢通計劃。STEM教育應該是終身教育,是從小到大的學段貫通的。否則,就缺少連續性,在低年級沒有做好如果低端沒有做好興趣的培養和技能的貯備,那么在高端開設的課程就會缺乏知識是和技能基礎。

第三,要建立資源整合和師資培養平臺。我們希望通過建立STEM教師發展平臺,在全國高校和教育學院、教師進修學校中能夠建立開展STEM教師培訓的工作網絡。應該在統一的教師STEM專業發展框架的指導之下,開展STEM教師的分層培訓,以滿足現在STEM教師缺乏,以及技能不足的問題。

第四,STEM教育的標準和評價。標準是有序推動STEM教育的保證,無論是課程資源還是教師培訓,以及各類產品和服務,它都應該有相應的標準才能夠保證質量,推動中國STEM教育良性發展。

第五,打造一體化的STEM教育創新生態系統。因為STEM教育不是單一機構所能完成的,它一定是通過全社會共同努力,各機構形成合力的創新協作的生態系統。

第六,打造服務經濟的教育人才戰略高地。這也是我們開展STEM教育最核心的目標,為國家人才培養戰略服務。

第七,推廣STEM教育的成功模式。STEM教育作為一個系統工程,需要進行長期的探索,在這個過程中先進的經驗和典型案例,具有很好示范作用,所以我們希望與大家共同努力探索各種有效的模式,能夠在中國更多的地區推廣和實施。

我們的愿與各方一道,以服務國家創新發展戰略為宗旨,整合社會資源,建立一個政府部門、科研機構、高新企業、社區和學校相融合的STEM教育生態系統,打造若干理念先進、特色鮮明、質量領先的STEM教育示范基地,培養一批國家的創新人才。

(本文根據中國教育科學研究院國際比較教育研究所所長、STEM教育研究中心主任王素在第一屆中國STEM教育發展大會上的發言整理。)


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