3.2.2 STEM教育未来推动方向
1．美国“北极星”计划和《STEM2026》报告
（1）“北极星”计划
白宫于2018年12月发布了STEM（科学、技术、工程、数学）教育的五年战略计划——“北极星”计划(14)，它将成为驱动美国国力发展、科技创新和全球竞争力的重要因素。它迫切地呼吁，要求学生、家庭、教育从业者、社区以及公司积极参与进来，达成全国性合作。政府制定了三重目标，借以推动STEM教育的发展。第一是增加广度，每个美国人都应掌握基本的STEM概念（比如计算机思维），以能够应对技术变革；第二是增加深度，增进以往在这一领域欠缺的学生对STEM的学习；第三是鼓励下一代，鼓励学生从事STEM职业。“北极星”计划强调：实现这样的目标，需要加强学校、企业、非盈利性组织和其他机构的合作，才能合理利用STEM领域中的专业与资源。鼓励学习者参与到当地企业、实习计划、学徒项目、研究经历中，进行以工作为基础的学习体验。
“北极星”计划还敦促教育工作者推出更有意义和启发性的STEM课程(15)：PBL学习、科学节、机器人俱乐部、发明挑战、游学工作坊，以及任何能够培养学生综合应用各领域知识来识别与解决问题能力的项目。此计划试图扩大教学平台和设备的应用，以拓展学生的学习途径和方法。加强因材施教，让学生变得更主动地去学习，从而培养未来更具有竞争力的学生。
（2）《STEM2026》报告
美国推出的《STEM 2026》报告，是专家学者针对美国国情所提出的、对未来10年STEM教育的展望，对STEM教育普及具有非常明确的指向性，也提供了具体实例来帮助应对目前STEM教育存在的挑战。(16)
①网络化且参与度高的实践社区
未来美国将构建网络化、参与程度高的STEM教育的实践社区（Communities of Practice），通过相互协作、网状化关系的系统，将STEM教育渗透到学习者日常生活的方方面面，为所有人提供资源并提高学习体验。
②加入特别设计的游戏和探险类学习活动
“做中学”一直被学校传统教育所忽视，但恰恰在STEM教育中起到关键作用。在未来10年中，学校学习的各个阶段都将有意识地引入特别设计的游戏和探险类活动，如引入最新的科学理念和技术，并将科学竞技类的比赛活动整合到课堂活动中。到2026年，在各类STEM主题的课堂活动中，学习者设计和创造的欲望将激发他们对STEM学习的好奇心；在与他人共同学习和思考的过程中，学习者将收获归属感并学会以团队协作的方式来解决现实世界的问题和挑战。
③用跨学科方法解决“大挑战”的教育经验
“大挑战”（Grand Challenges）指的是当地社区、国家层面或者全球范围内还未解决的问题，如节水或改善水质问题；如何更好地了解人类大脑；发现预防、治疗脑疾病或损伤的新方法等。
用跨学科方法解决“大挑战”的教育经验至少强调3个特点：
一是整合性，即将STEM学科之间以及与非STEM学科之间的分界打破。
二是与实际生活相结合，在学习过程中加入“大挑战”任务，以帮助学生们更好地理解STEM与生活之间的相通性，看到STEM在实际生活中的价值，为自己和他人造福。
三是公平性，即在STEM学习过程中融入多元化的学生群体（异质性），特别关注女性学习者、少数民族、低收入或残疾的学生等。
美国将会通过有效的机制来支持学生获得跨学科解决“大挑战”的教育经验，以确保所有学生可公平地获得优质的学习体验，并将跨文化、跨专业合作的方法和内容引入到STEM教学中。
④创新技术支持的灵活且包容的学习空间
未来的STEM教育会利用翻转课堂和技术支持的工具，来创造更具灵活性和包容性的学习空间，并建立有效机制以确保获得和使用这些方法和工具的公平性。《STEM 2026》报告中提到，未来可能颠覆STEM课堂的六类技术：在线协作工具、在线混合的教育环境、沉浸式媒体、仿真游戏、智能导师系统、增强与虚拟现实技术。
⑤创新且具操作性的学习评价
未来的学习评价将具有可操作性。采用不会过多占用课堂时间的形成性评价，能够为教育者带来学习者的真实学习数据，像安排学习观察者、根据学生作业集评分、学生展示等都是较好的操作性强的形成性评价方式。
此外，学习评价需要创新。随着技术的引入，像电子徽章、教育游戏、实时评估等，都是学习评价的创新实践。其中，实时评估通过识别有意义的行为模式，可帮助教育者根据学习评价结果调整教学。
⑥促进多元化且多机遇的社会文化环境
未来STEM的社会文化环境，将是多元化且多机遇的。采取的策略是：一方面，促进社会多元文化交融，提升包容性，逐渐减少隐性偏见，尤其是在性别、种族、人种等方面；另一方面，为了能够有效消除人们对STEM的历史偏见，减少因偏见所造成的发展阻力，美国将在媒体影视形象创作、软件游戏开发等方面，宣传对STEM教育的正确认识观，在STEM教具开发方面，注重描绘种族、文化和性别等身份多样性问题。
2．中国STEM教育2029创新行动计划
2018年5月15日，中国STEM教育2029行动计划在北京启动(17)。之所以定在2029年，是希望在实现“2049年中国建国百年之际建成世界创新型国家”这一目标前，完成对创新人才的储备。到2029年能够培养出一批创新型的人才。该计划是专家学者们共同针对中国国情所提出的对未来十余年STEM教育的展望，对STEM教育普及具有明确的指向性，也将提供具体实例来帮助应对目前STEM教育所存在的挑战。该计划将强调参与机构的普及性，呼吁吸纳更多的社会力量协同开展STEM教育创新；提倡STEM教育能够惠及全体学生，尤其是特殊群体学生；希望能够培养创新思维和科学探究的能力，通过注重学习过程的测量改变评价方式和创新培养模式。
中国STEM教育2029创新行动计划的战略目标为(18)：愿与各方一起，以服务国家创新驱动发展战略为宗旨，整合社会资源，建立一个由政府部门、科研机构、高新企业、社区和学校相融合的中国STEM教育生态系统，打造若干理念先进、特色鲜明、质量领先的STEM教育示范基地，培养一批国家发展急需的创新人才。
中国STEM教育2029创新行动计划指导原则包括协同、合作、开放、包容、创新。协同，即鼓励增强各行动组成员创新体系内的协同合作，构建活力、合作、包容的新STEM生态系统。支持市场竞争、可预测性以及良好的基于实证的政策制定和监管问责机制；合作，即愿意通过政策对话、共享最新案例和经验以及应对全球共同挑战来鼓励与各方进行全面合作；开放，即将支持在各方同意的情况下，自愿推动知识扩散和技术转移；包容，即鼓励采取行动尽最大可能为弱势群体提供STEM教育和其他机遇，促进教育公平；创新即鼓励建立STEM创新学习生态体系，为学生提供一种多元的个性化学习的空间。
在中国STEM2029创新行动计划当中，希望遵循如上原则完成促进STEM教育政策顶层设计；实施STEM人才培养畅通计划；建设资源整合和师资培养平台；建设STEM相关标准与评价体系；打造一体化STEM创新生态系统；打造服务经济的教育与人才战略高地；推广STEM教育成功模式。这七个行动的主要内容说明如下(19)：
第一，促进STEM教育顶层设计。从国家层面顶层设计，统筹考虑国家产业发展、人才储备、各级各类教育，形成需求、政策、制度、内容、评估、经费相配套的一体化战略，既能有目的地培养创新人才，同时也能提供适宜于创新人才成长的环境，并有吸纳世界优秀人才来华的政策。这样才能在人才竞争中保持优势，早日建成创新型国家。
第二，实施STEM人才培养畅通计划。STEM教育应该是终身教育，是从小到大的学段贯通的。注重培养中小学生学习STEM的兴趣，奠定必要的基础；引导职业学校学生树立工匠精神，强化STEM技能技术训练；鼓励大学生积极投身STEM领域，提高科技创新能力和就业创业能力。完善STEM教育课程教学体系，促进各学段STEM教育的有效衔接，打通学生成长关节，疏通学生学习渠道，融通学生学习内容。
第三，要建立资源整合和师资培养平台。通过建立STEM教师发展平台，吸引全国高校及地区教师培训机构加入，共同打造STEM师资培训高地。在统一的教师STEM专业发展框架的指导之下，开展STEM教师的分层培训，以满足现在STEM教师缺乏，以及技能不足的问题。拟以“大中小为核心，政府干预，第三方积极协助”的合作模式，促进STEM教师的专业发展。
第四，建设STEM教育相应标准与评价体系。标准是推动STEM教育有序进行的重要保证。为此，我们将在国际经验基础上，结合中国实际，与中小学、社会机构等联合开发符合中国未来创新人才发展需求的课程、教师、产品、服务等标准，并建立科学的评价体系，促进中国STEM教育的有序与高效发展。
第五，打造一体化STEM创新生态系统。STEM教育不是单一机构所能完成的，它一定是通过全社会共同努力，各机构形成合力的创新协作的生态系统。与各种社会力量协作，建立基于地区特色的STEM实践社区。同时，我们倡议博物馆、青少年宫、科技馆、数字媒介等社会机构积极开放空间，成为STEM教育非正式学习的组成部分。我们也倡议媒体加强STEM教育的宣传报道，推动形成全社会重视的STEM育人环境，构建一体化STEM创新生态系统。
第六，打造服务经济的教育与人才战略高地。推动全社会统一思想和认识，确立以科技人才和创新创业人才为主的创新型人力资源在国家未来发展中的战略地位；动员全社会资源在共识基础上的积极参与、交流协作和多元投入；以推动创新型人才培养和工程教育、创新创业教育为抓手，加快我国教育和科技体制改革的步伐。这也是我们开展STEM教育最核心的目标，为国家人才培养战略服务。
第七，推广STEM教育成功模式。STEM教育的实施是一个系统性工程，需要进行长期的探索。为此，一方面通过借鉴国际经验等指导一些学校进行STEM教育的系统实验，成功后向其他学校进行推广；另一方面，我们也会分析现有一些STEM教育做得比较好的案例，总结经验，进行模式推广。
可见，中国以服务国家创新发展战略为宗旨，着力整合社会资源，建立一个政府部门、科研机构、高新企业、社区和学校相融合的STEM教育生态系统，打造若干理念先进、特色鲜明、质量领先的STEM教育示范基地，培养一批国家的创新人才。