解读美国STEM教育五年战略规划（一） ——美国STEM教育规划出台的背景、战略构想及目标

2013年5月，在奥巴马总统的领导下，国家科学技术咨询委员会向国会提交了联邦*科学、技术、工程和数学教育战略计划(2013-2018年)，旨在加强美国科学、技术、工程和数学教育领域后备人才的培养和储备，继续保持美国在国际竞争中的领先地位，明确了未来五年科学、技术、工程和数学教育发展的战略目标、实施路径和评价指标。该计划将在未来五年指导美国的科学、技术、工程和数学教育实践，并将在未来十年甚至更长一段时间内在美国发挥积极作用，深刻影响美国未来的国际竞争力和地位。《大众科学研究趋势》(2014年6月至12月)解释了美国科学、技术和工程教育的五年战略计划。

国家、公民、经济和环境的健康和可持续发展在很大程度上取决于科技创新，如改善健康、创造新的工业模式、保护环境和保护人身安全。保持美国在科学、技术、工程和数学(STEM)历史上的国际领先地位，要求美国尽一切努力确保拥有足够的具有相关技能和优秀表现的STEM行业工人。

一、美国科技创新计划的背景

保持在STEM领域的国际领先地位一直是确保美国制造能力的核心任务。这样，美国可以制造更好、更智能的产品，改善医疗保健，发展更清洁、更高效的国内能源供应，保护环境，维护国土安全，保持经济增长。对于美国*来说，为了保持其国际领先地位，它必须确保其科学、技术和工程教育在世界上处于领先地位。

由于美国目前正面临着严峻的国际市场竞争，科技创新知识和技能的培训和储备比以往任何时候都更加重要。从2000年到2010年，科学、技术和工程领域的工作增长是非科学、技术和工程领域的三倍。美国商务部估计，在未来几年，科学、技术和工程领域的工作增长将是非科学、技术和工程领域的1.7倍。与此同时，乔治敦大学的研究显示，从2008年到2018年，美国将创造779，000个工作岗位，所有这些都需要科技与工程学院的毕业生。然而，根据目前的培训模式，美国将只提供55万名科技英语专业毕业生。

目前的美国教育体系不足以确保为训练有素的科学、技术和工程领域培训足够的劳动力。因此，美国*积极鼓励学生参与科学、技术和工程研究，并鼓励更多学生在科学、技术和工程研究中取得优异成绩。对美国来说，年轻人有必要有更多的机会获得熟练的科学、技术和工程技能，以保持他们在科学和创新领域的国际领先地位。如果没有技术娴熟、富有创造力的STEM员工，美国不可能在基因组学、火星探索、互联网和其他领域取得长期领先。新技术和可再生能源技术是美国制造能力的核心，拥有技术和知识的人将有条件创造、建造、装备和应用这些新技术。它们甚至更不可或缺。此外，除了未来工作的需要之外，更清楚地了解与科学、技术和工程相关的议题和概念也是公众就区域和国家政治辩论作出知情决定的基础。同时，STEM素养对公众的个人消费选择也非常重要。

目前，美国教育能力的不足将影响未来科技系统劳动力的形成，从而影响美国在国际竞争中保持其地位。因此，对美国及其未来的经济发展来说，投资科技教育是非常重要的。首先，未来的大部分工作将与STEM相关。总统科学技术咨询委员会最近提交的一份研究报告显示，美国工业在未来10年至少需要100万名科学、技术和工程专业毕业生。第二，国际经济合作与发展组织(经合组织)组织的国际学生能力测试的结果表明，美国的小学和中学教育在国际上处于中等水平。第三，STEM的成就有利于建立一个公平公正的社会。妇女和少数民族参与科学、技术和工程并取得成就，对于她们未来的科学、技术和工程工作以及构建社会和谐至关重要。

第二，美国科技系统规划的战略概念

奥巴马总统认为，现在是领导美国应对国际和国内挑战的机会，应该努力建立一个真正的面向所有美国公众的STEM教育体系。在奥巴马的第一个任期内，总统办公室采取了一些战略措施，并取得了一系列成就。(1)确定科学、技术、工程和数学在美国教育系统中的优先地位，如确定科学、技术、工程和数学在教育部拨款中的优先地位；(2)在私营部门的共同努力下，它制定了一些可实现的战略目标，如由卡内基领导的150多个机构组成的“10年百万(10万10)”联盟，该联盟筹集了5000多万美元的捐款，用于资助美国的科学、技术、工程和数学教师培训；(3)有效增强了总统对科技、工程和数学的兴趣和领导力。2010年和2012年，白宫科学节连续两年举行。总统利用他的个人影响力号召200，000名科学家和工程师成为地方部门科技教育的志愿者。

联邦每年对科学、技术和工程教育的投资约为30亿美元，主要通过国家科学基金会、教育部和国家卫生研究院以项目资助的形式进行。一些特殊机构由于其特殊的使命和任务，在与牵头部门的科技教育合作中具有特殊的地位，可以分享其特殊的资源和设施。例如，美国宇航局比太空探索更好。农业部在全国有一个4-H (1)教育网络。国立卫生研究院为研究生和博士后学生提供并监督培训和实习项目，使他们将来成为杰出的生物医学科学家。此外，国防部(DOD)、商务部(DOC)和卫生与公众服务部(HHS)等部门也利用其科技设施来支持与其部门任务相关的科学、技术和工程教育，如派遣科学、技术和工程专家、科学研究设施、数据、自然资源等。在他们的控制下。一些机构，如国家科学基金会和教育部教育科学研究所，致力于收集案例和研究有效的商业推广实践和模式。教育部等其他机构正在研究推广机制，并积极推广和实施这些有效的实践模式。

如何进一步加强科技创新教育已经成为奥巴马第二任期的首要任务。奥巴马希望重新组织STEM教育项目，以建立一个更合作、更有效、更容易评估的战略计划。例如，尽管与2012年相比，2014年的科学、技术和工程教育预算增加了6%，但科学、技术和工程教育委员会14个成员单位的科学、技术和工程教育项目数量从226个减少到110个，78个项目被取消，38个项目被合并。教育部、国家科学基金会和新的史密森尼学会将节省下来的资金重新分配给科学、技术和工程研究所的旗舰项目。

重组后，所有CoSTEM成员单位将继续发挥关键作用。14个成本管理成员单位拥有或资助图书馆、科学研究仪器和设备，以及科学家、研究人员和工程师，并获得项目和活动的资金，以加强美国的科学、技术、工程和数学教育。成员单位的大多数项目旨在培养懂科学、技术和工程的公众，以确保在与他们相关的科学、技术和工程领域有高水平的合格劳动力。因此，这些部门被赋予了具体的任务、需求和资源，并高度优先重视改善科学、技术和工程教育、员工培训、发展教育和创新准备。为了更好地利用成员单位的设施和人员，总统办公厅发布了联邦科学、技术、工程和数学教育战略计划，旨在扩大跨部门合作，确保今后五年更有效地进行科学、技术、工程和数学教育投资。

该战略计划将通过联邦机构之间的合作和资源共享，促进STEM教育的国家优先事项。为此，战略计划设定了五个优先的STEM投资领域和两个主要的联邦资金合作战略。通过战略计划的实施，联邦机构将共同应对挑战，提高联邦STEM投资的效果，实现更快更好的投资效果。CoSTEM成员单位为所有学习者提供24小时学习，包括学前教育、基础教育、两年或四年大学教育、综合研究型大学教育和非正规教育。大量项目和投资旨在为公众提供学习资源，如出版物、网站、电视节目、博物馆展览、课外活动、视频材料等。

尽管联邦*在STEM教育中发挥着重要作用，但仅仅成功实现规划目标是不够的。为了获得更好的STEM教育投入效果，联邦*必须联合非联邦合作伙伴，如公共机构、州*和地方机构，包括教育部门、高等教育公共机构、专业和科学协会、慈善和企业基金、水族馆、植物园、博物馆、科学中心、课外活动、私营企业等。每个参与者都将自己的资源和人力投入到国家科学、技术、工程和数学教育体系中，这正是国家科学、技术、工程和数学教育所需要的，有助于国家科学、技术、工程和数学教育体系充分发挥其潜力。

STEM教育战略规划中的所有任务都有实施路线图，都制定了短期、中期和长期战略目标及相应的实施战略。纵观整个计划，重点在于联邦机构可以为国家STEM教育提供哪些方法和重要成果，哪些机构是牵头部门，建立案例共享机制和减少分散投资。

三、美国STEM规划目标

美国STEM战略计划设定了一套雄心勃勃的国家发展目标，设定了五个优先投资领域和两个密切相关的部门的合作路径。

五个优先投资领域:

改进国家科学、技术、工程和数学教育课程:到2020年，将提供100 000名基础教育优秀的新的科学、技术、工程和数学教师，同时支持现有科学、技术、工程和数学教师的在职培训；

●促进和保持青少年和公众参与科技教育的积极性:确保青少年参与科技教育的人数每年保持50%的增长；

●加强大学生的科技创新体验:未来10年将新增100万名科技创新毕业生；

向传统上没有受到科学、技术、工程和数学教育重视的群体提供更好的服务:在未来10年，增加科学、技术、工程和数学教育传统上没有重视的群体的科学、技术、工程和数学大学毕业生人数，并增加妇女参与科学、技术、工程和数学教育的机会和途径；

为未来的科学、技术、工程和数学劳动力重新设计研究生教育:在基础和应用研究领域提供基于研究生的科学、技术、工程和数学专业培训，以期获得相关国家关键部门关键职位所需的具体技能，以及在更广泛的职业生涯中的一些必要辅助技能。

两条主要的跨部门合作道路:

●建立高效跨部门合作的新模式:牵头部门和协助部门应能够采取适当的模式，充分利用跨部门的设施和人员，以实现联邦STEM教育投资的最大效益。

●基于实证研究的合作的建立和应用:通过使用具有显著效果的实践和项目来指导跨部门的科学、技术和工程教育的研究和评估，然后加以推广，以提高联邦科学、技术和工程教育投资的效果。