美国大学STEM人才培养策略解读
李碧虹 施融
摘要：基础科学学科的人才培养将深刻影响社会未来的发展。我国大学基础科学学科的教学状况尚不乐观。美国大学开辟STEM专门领域以发展基础科学学科，在课程教学改革、教师专业发展、教育伙伴、制度支持几方面所采取的策略，反映了以学生学习为中心、重视培养学生探究力、在教师专业发展中渗透学科学习内容、将人才培养作为一项系统工程而实施的特征。为我国基础科学学科的人才培养提供了可资借鉴的经验。
关键词：STEM；人才培养；课程改革；教师发展；教育伙伴
Interpretation the Strategies of STEM Talent Cultivation inAmericanUniversities
LI Bi-hong SHI Rong
Abstract:The talent cultivation of Basic science disciplines will profoundly affect the future development of our society. Nowadays the education of these fields in our country is not optimistic. The STEM field has been built to develop basic science disciplines in America, and strategies such as reformation of curriculums, development of faculty, setting education partnership and institutional support were implemented. These strategies demonstrate that the American university has been taking focus on improving students’ learning and inquiring ability, integrating the learning content of STEM disciplines in faculty development, and implement it as a system engineering. Significant experience is provided for the talent cultivation of our country in the same fields.
Key words:STEM; talent cultivation; reform of teaching and learning; teacher development; educational partnership
一、为何关注STEM的人才培养
发展深源于基础研究，新的发展、新的知识源自人们的创新意识和创新能力，这些来自基础科学。[1]这便是我们应当重视基础科学发展的原因。基础科学的发展则有赖于基础科学学科的人才培养。正是由于深刻认识到了这一点，美国一直对于基础科学学科人才培养格外关切，将其与国家生存和发展相联系。1986年，美国国家科学委员会发表《本科的科学、数学和工程教育》报告，开启了STEM教育集成战略的里程碑。[2]STEM是science（科学）、technology（技术）、engineer（工程）、mathematics（数学）的缩写，即为基础科学学科。当前，奥巴马政府将培养STEM领域专门人才作为影响美国未来的一项重要国家发展战略。然而，美国从政府到教育界，仍担忧STEM人才储备不足。因为学习中的辛苦和就业中的弱势，正在削减着美国青少年对于这些学科领域的兴趣。从1985年到2004年，大学工程学位授予缩减了20%，主修计算机科学的本科生人数从2002年到2004年减少了33%。[3]专业属于STEM的大学生改变专业、辍学等现象越来越普遍：本科生中工程专业40%、物理和生物学专业50%、数学专业60%的学生放弃原专业。[4]与之对应的是，越来越多的亚裔学生正在进入美国填补这一市场，冲击着美国本土的人才培养。因此，美国从高等教育界到政府都十分重视STEM人才培养问题，从课程教学、师资建设、教育伙伴等方面，形成颇具特色的人才培养策略。
与美国比较，我国的高等教育并不格外关注基础科学学科，更无STEM专门领域。这与我国基础教育扎实、产业结构影响下科技和工程专业学生具有就业优势有关，但从可持续发展的角度，不难看出以下问题：其一，基础科学学科难以为科技进步储备优质人力资源。由于大学没有按照培养科学技术发明创造人才的模式去办学，[5]我们所培养的人才科技原创能力不高，与国际水平比较，我国大学的原创性科研成果少，影响力偏低。[6]其二，在日益激烈的国际竞争中，发达国家正在移民政策等方面采取措施吸引STEM人才输入。作为人才输出国，我们如果自己对基础科学学科的发展长期忽视，将对人才回流十分不利。其三，拥有就业优势的只是技术和工程学科，一些基础科学学科如物理、数学，也面临就业难的问题，本科生申请转专业的比例很高。因此，我们有必要关注美国STEM人才培养策略，分析和借鉴其中的成功经验。
二、美国大学STEM人才培养策略
（一）STEM领域的课程改革
支持大学教师进行课程教学改革，是美国大学STEM学科人才培养策略之一。其实施的原因在于，课程改革对学生的发展具有深刻的影响。在大学STEM领域的课程教学中，教师对课程的研究越深入、对课程改革参与程度越高，学生的收获则越多。[7]经过对STEM课程改革多年的研究，“探究性学习”现在被列为STEM领域最重要的新学习形式。学生在学习中“探究”包含：观察；提出问题；通过书籍资料检索已知；进行文献回顾；为调查做规划；运用工具组织、分析和阐释数据；回答问题、解释并进行预测；交流结果。[8]
成立于2003年的科学与数学改革伙伴组织(the Partnership for Reform in Science and Mathematics，简称PRISM) 是STEM课程改革中具有代表意义的组织。在PRISM的努力下，课程改革可以得到竞争性的小型资助项目。资助项目向教师征求提案进行教学改革实验，目的在于通过课程改革促进学生的学习。2004年夏季东北乔治亚地区发起了一个小型资助项目，乔治亚大学（University of Georgia）和乔治亚周界学院（Georgia Perimeter College）资助STEM学科的大学教师进行教学创新，这些项目囊括生物、化学、地理、数学、天文学科等基础科学学科。[9]2006-2007年项目如表1。该组织还成立科学与数学教学学习研究协会，资助STEM教师学习、分享、交流有效的教学方法。
表1：STEM教学改革实验项目（2006-2007年
