美国大学STEM人才培养策略解读

美国大学STEM人才培养策略解读

作者：李碧虹施融

来源：《大学教育科学》2013年第05期

摘要：基础科学学科的人才培养深刻影响着社会未来的发展。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、制度支持等方面所采取的策略，体现了“以学生学习为中心、重视培养学生探究力、在教师专业发展”等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

中图分类号： G649.1

文献标识码：A

文章编号：1672-0717（2013）05-0038-07

收稿日期：2013-05-03

基金项目：教育部人文社会科学青年项目“大学教师工作的国际化研究”

（12YJC880038）。

作者简介：李碧虹（1972-），女，湖南长沙人，管理学博士，湖南大学教育科学研究院副教授，主要从事高校教师管理研究。

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。正因深刻认识到这一点，美国一直对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、technology、engineer、mathematics的缩写，即为基础科学学科。因为学习中的辛苦和就业中的弱势，正在削弱着美国青少年对于这些学科领域的兴趣。从1985年到2004年，大学授予的工程学位缩减了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，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，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。

与美国相比，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。这与我国产业结构影响下科技和工程专业学生具有就业优势的现状有关。但从可持续发展的角度，不难看出以下问题：其一，我国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

课程改革对学生的发展具有深刻的影响。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。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。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。从2006-2007年项目清单很容易看到这一点，见表1。

（二）以职业准备和学术团队促进STEM大学教师专业发展

教师专业发展包含职前和职后两个阶段。“PREP”模型建立的主旨是对未来的STEM大学教师即现在的博士生进行的教学与学习专业训练。“PREP”为Planning，Resilience，Engagement，Professionalism的首字母，是来自美国高校协会和研究生院委员会建立的“教师职业准备”项目，模型的涵义是：规划（Planning），为确定和完成职业目标而进行的贯穿整个研究生阶段的规划；Resilience（顺应力），培养个人发展和职业阶梯成功所需的顺应力和韧性；接触（Engagement），就积极接触人生中重要决定进行练习，掌握达到职业目标所需的技

能；专业化（Professionalism），在科研、教学和服务中达到高层次的专业标准[9]。表2是密歇根州立大学PREP模型在各阶段的具体内容。

有两类团体承载着STEM大学教师专业发展的使命。一类是研究、教学与学习集成中心（the Center for the Integration of Research， Teaching and Learning.简称CIRTL）所建立的学术共同体，以教学即研究在学术共同体中转换的理念，帮助未来的STEM教师（研究生和博士后研究人员）、现任的STEM教师应对未来大学STEM领域教学的挑战[10]。对于现任的STEM 学科大学教师，另一种团队是大学教师学习团体（Faculty Learning Community.简称FLC）。FLC是提高STEM教师专业水平的重要组织，团体的活动包括跨学科的习明纳、联合课程、教学实验、双周会议。对FLC评估发现，这种团体是加强STEM学科教学与学习的有效机制[11]。

（三）MSP的U-S教育伙伴

NSF中的数学与科学合作项目（Mathematics and Science Partnerships.简称MSP）是一个国家研发项目，主要支持U-S（高校和中小学学校系统）合作关系的发展，通过建立和发展U-S 教育伙伴关系，帮助中小学发展数学和科学学科的教学，为大学STEM学科储备优质生源。MSP建立于2002年，资助以下四种类型项目的开展：（1）综合性伙伴项目：在数学和科学教育中实施贯穿K-12教育的变革；（2）定向的伙伴项目：在相对较窄的年级或学科范围中致力于K-12学生成绩提高；（3）协会伙伴项目：以培养校本的知识权威和大师级教师来发展中学的数学和科学教育；（4）研究、评估和技术援助项目：为MSP夯实研究和评估能力以及建立基础设施[12]。教育伙伴的主旨是改善中小学学生的学习，为他们未来的发展打下基础；提高教师的专业水平，增强他们在教学中的理论研究和实践探索[13]。

参与U-S伙伴项目的大学教师主要是享有终身教授职位的教师，一般而言是在暑期进行两到八周时间的合作。大学STEM教师较多参与的活动有：研究保留和增加中小学在职教师的策略、制定职前教育新政策、一般的中小学教师招募活动、针对STEM专业学生的招募活动、教师职前培训的课程开发[14]。参与促进中小学数学与科学教师专业发展活动的人员有14类，包括STEM大学教师、教育学学科大学教师、大学管理人员等。Moyer-Packenham等（2009）检验了34个数学与科学伙伴关系（MSP）项目，发现在中小学数学与科学教师专业发展活动中，大学STEM学科的教师都有广泛的、高程度的参与，尤其对与大学人才培养最为接近的高中教育参与更多[14]。而在所有人员中，大学STEM教师参与程度是最高的。

（四）以经费和法案为STEM人才培养提供支持

为适应STEM领域人才培养的需要，联邦、州政府采取各种行动方案支持大学的STEM 人才培养，主要表现在两个方面：一是提供经费资助相关的组织或项目；二是以法案促进STEM人才培养。根据2005年政府问责办公室的调查，在2004年有207个联邦教育项目专门针对STEM教育，约28亿美元适用于这些项目，其中71% （约20亿）分布于国家卫生研究院（9.98亿，51个项目）和国家科学基金委员会（9.97亿，48个项目）。这些项目所涉及的