保持卓越，领导世界——这是当今发达国家全力发展STEM教育的终极宗旨。在以美、德等为代表的发达国家中，STEM教育均位居国家行动的战略高度，承担着打造本国在全球范围内核心竞争力的重大任务。从他们舍我其谁的STEM教育口号中，可以一窥其壮志宏图——“成功者将是那些发明世界的人，而不是那些适应世界的人！”“为未知而教，为未来而学！”

一、时代背景

随着移动互联网、物联网、人工智能、智能制造等高速发展，数字高新技术正渗透到我们生活的方方面面，并不断地与不同领域不同产业紧密结合，重构产业内部结构，提升产业效益，推动人类向数字化和智能制造时代迈进。互联网是数字化时代的关键性技术。十二届全国人大三次会议政府工作报告首次提出“互联网+”行动计划，指出“将推动云计算、大数据、物联网、移动互联网等与现代制造业结合，促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康有序发展，引导互联网企业拓展国际市场”。据有关资料，2016年全球移动工作者已经达到13 亿，比2010年增长了13%。2020年预计互联设备将达到亿数量级，这意味着很多家庭中的家居用品都会关联起来，我们的未来生活可能发生巨变。2016年7月，人民网研究院组织专家学者撰写的《中国移动互联网发展报告（2016）》蓝皮书正式发布。报告对移动互联网价值创造的路径与模式做了总结提炼。总的来讲，借助移动互联网，内容生产要素被跨空间、跨时间重组；新技术加入进来，丰富了内容形态；新资本也形成聚集，创造了新的生产模式，新价值随之产生。

在过去的30 多年中，制造业作为增速最快的经济部门之一，一直是我国经济快速增长的引擎，在促进经济增长和吸收就业方面发挥了重要作用。但近年我国制造业增速放缓，经济进入中高速增长的新常态，制造业面临前所未有的挑战和机遇。目前，在全球产业分工中，我国制造业仍处于全球价值链的中段，参与的是较低层次、研发与创新含量较低、增值率较低的国际分工。今后我国制造业要参与更高层次的国际分工和竞争，迫切需要转型升级。

“中国制造2025”发展规划将在我国制造业转型升级中起到至关重要的推进作用。目前，“中国制造2025”已制定了一个“1 +11”的文件支撑体系，11 个文件包括五大工程落实方案、四个专项规划和两个三年行动计划。五大工程即智能制造工程、高端装备创新工程、制造业创新中心工程、工业强基工程、绿色制造工程。四个战略性领域专项规划分别是制造业人才发展规划、新材料产业发展规划、信息产业发展规划、医药工业发展规划。两个重要支撑行动计划是制造业质量品牌提升三年行动计划和发展服务型制造三年行动计划。

21世纪的人才要在当今复杂世界中维持竞争力，需要具有快速掌握新的知识技能以解决复杂问题、收集和评估信息的能力，尤其是从各种数字媒体中获取信息的能力。各国的教育实践表明，STEM教育有助于培养学生的科学探究能力、创新意识、批判性思维、信息技术能力等未来社会必备的技能和创新能力，并有可能在学习者的未来生活和工作中持续发挥作用。

数字化时代的到来，进一步推动教学突破时空限制，促进教与学的双重革命，打造了没有围墙的校园，汇聚海量的知识资源，为学习者提供更加优质、多样、个性化的学习支持，推进不同地区、不同群体之间教育的平衡发展，使得教育公平理念从理想走向现实。这一时代背景为发展STEM教育提供了良好基础，并深入地改变着教师的教学模式与学生的学习方式。

二、国际背景

当今世界，全球化趋势深入发展，第四次工业革命如火如荼，科技的飞速发展正在重塑人类社会。知识和技能越来越成为各国参与国际竞争、促进经济发展的核心因素，各国均把技能人才竞争提升到国家战略的高度，这其中，又以科学、技术、工程、数学（STEM）人才的竞争最为关键。

STEM专业人才对各国抢占第四次工业革命先机，促进制造业的智能升级具有关键作用。发展STEM教育有助于各发达国家应对老龄化带来的劳动力人口减少、填补技能劳动力缺口，促进经济良性发展；更能够助力新兴经济体抓住信息技术和互联网革命带来的发展契机，在新兴产业领域抢占先机，实现经济上的飞跃和赶超。对于所有国家而言，STEM教育的发展涉及基本的公民科学素养的培养，也关乎劳动者就业能力的提升，对于促进就业、维护社会稳定、提升公民素质均具有重要意义。

新世纪以来，以美国、英国、德国为代表的主要发达国家，都在国家战略的层面制定了促进STEM人才培养的政策措施，加大了对STEM教育领域的公共和私人投资，整合政府各个部门、大中小学、企业、科研机构、社区和家庭的力量，共同促进STEM 教育发展。

2007年，美国国会通过《国家竞争力法》，提出了应加强STEM教育投入。2007—2011年，美国国家科学委员会先后发表了三份报告，提出了促进STEM教育的国家行动计划，将STEM教育从大学本科阶段拓展到基础教育阶段，并制定了《K-12 科学教育框架》和《新一代科学教育标准》，从联邦政府到州政府，从基础教育到高等教育，STEM教育促进项目在美国全面展开。

在英国，一方面STEM对于知识密集型经济的重要影响不断凸显，另一方面技能短缺的问题日益突出，科学、技术、工程和数学领域有43%的技能缺口难以填补。为促进STEM教育发展和相关领域人才培养，英国注重相关政策的顶层设计，协调包括政府教育、商业、贸易、就业、国防等各个部门，联合广大专业学会和科研机构、大中小学、企业雇主，共同开展促进STEM教育的项目计划。近年来，英国开展了STEM教师培训，建立了国家科学学习网络，确立了国家级STEM示范活动，并启动了国家科学技术大赛和高等教育STEM计划。这些计划已经显现出成效，2010年以来，英国大中学生学习STEM专业的人数显著增加，STEM学科成绩也有所提升，人才缺口问题初步缓解。

作为传统的制造业强国，德国为助力“工业4.0”，应对技能人才的巨大缺口，自上而下搭建了STEM教育战略框架，将促进STEM人才培养写入国家发展战略。新世纪以来，德国联邦和各州提出了有关数学、信息、自然科学和技术教育和人才培养的多项倡议，启动了一批涵盖从学前教育到高等教育和职业教育的“教育链”全程的STEM促进项目。

在芬兰，学生们在PISA数学和科学项目测试中优异成绩并没有令政府、教育届人士和社会公众降低对于STEM教育的重视程度。相反，如何促进学生对于STEM学科的兴趣，帮助学生认识到STEM教育与未来职业生涯的联系，更早地引导和鼓励儿童参与STEM学习，同时促进和提升STEM教育教学的研究成为近年来芬兰教育发展的重要内容。芬兰政府、大中小学、工商企业、社区、家庭等多方合作，积极推动STEM教育发展，推出了以LUMA数学和科学教育发展项目为代表的全国性STEM教育促进项目，设立了LUMA国家中心，以“专业共享”为原则，在校外针对3—19 岁的儿童和青少年量身打造STEM学习和教育活动，促进STEM教育研究和教师发展。

在以色列、日本、澳大利亚、韩国等国家，STEM 教育同样受到高度重视，各国都在针对各自技能劳动力结构和产业发展中的相关问题，从国家人才战略层面制定STEM教育发展政策，在学前教育、基础教育、高等教育和职业技术教育中，广泛开展促进STEM教育教学和人才培养的项目计划，加大投入，并积极探索跨部门合作、促进社会广泛参与的有益模式。

三、政策背景

虽然STEM的概念在近几年才成为我国教育界的一个热点，但这并不味着STEM教育在我国是一个全新的领域。因为STEM（或STEAM）教育是“一种重实践的跨学科政策的教育理念和教育模式”。STEM具有跨学科、趣味性、体验性、情境性、协作性、设计性、艺术性、实证性、技术增强性等九个特征。在跨学科整合上，有“学科知识整合取向”“生活经验整合取向”“学习者中心整合取向”三种类型。据此，总结我国STEM相关教育政策，可以发现具有以下几个特点。

（一）国家科技战略政策融入STEM教育理念

与其他国家不同的是，虽然我国没有把STEM教育这一概念写入到国家的有关发展战略中，但是在一些战略性政策中，特别是科技战略政策中将STEM教育的理念融入了其中。例如，2006年《国务院关于实施〈国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）〉若干配套政策的通知》中指出，“大力倡导启发式教学，注重培养学生动手能力，从小养成独立思考、追求新知、敢于创新、敢于实践的习惯。切实加强科技教育。”2016年国务院发布的《全民科学素质行动计划纲要实施方案（2016—2020年）》强调指出：“科学素质决定公民的思维方式和行为方式，是实现美好生活的前提，是实施创新驱动发展战略的基础，是国家综合国力的体现。”该文件还提出，在义务教育阶段要基于学生发展核心素养框架，完善中小学科学课程体系，研究提出中小学科学学科素养，更新中小学科技教育内容，加强对探究性学习的指导；在高中阶段要鼓励探索开展科学创新与技术实践的跨学科探究活动，同时规范学生综合素质评价机制，促进学生创新精神和实践能力的发展。(www.daowen.com)

（二）科学教育政策重视STEM教育

综合课程是我国STEM教育早期实施途径，新时期则为科学课程。从相关的政策文本来看，早期我国的STEM教育更多地体现在对综合课程的倡导上。1999年《中共中央国务院关于深化教育改革，全面推进素质教育的决定》提出要改变课程过分强调学科体系、脱离时代和社会发展以及学生实际的状况，加强课程的综合性和实践性，重视实验课教学，培养学生实际操作能力。2001年《国务院关于基础教育改革与发展的决定》则更是明确提出“小学加强综合课程，初中分科课程与综合课程相结合，高中以分科课程为主”的改革。这里的两个文件虽然都没有提及STEM教育，但是所提出的课程改革的理念与STEM教育是一致的。例如，在内容上，按照2010年教育部征集基础教育课程改革教学研究成果时对综合课程的解释，其包括科学、历史与社会、艺术等。而在具体的教学形式上，前述文件所强调的与真实生活相联系、注重实践性与动手能力等与STEM教育的主张也是一致的。从新时期的政策来看，我国STEM教育的实施则更多体现为科学课程。例如，按照2017年教育部印发的《义务教育小学科学课程标准》，小学科学课程的内容主要包括物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四个领域，同时该标准指出，小学科学课程是一门实践性课程、也是一门综合性课程。另外，小学科学课程要与并行开设的语文、数学等课程相互渗透，促进学生的全面发展，其实施的主要形式为探究活动。倡导跨学科学习方式，介绍了STEM是一项以科学、技术、工程、数学有机融为一体，以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，有利于学生创新能力的培养，建议教师可以在教学实践中尝试STEM教育。

（三）教育信息化政策明确STEM教育发展任务

STEM教育是教育信息化内涵发展的重要方式，明确STEM教育发展任务成为教育信息化新战略、新规划的重要内容。从目前的国家政策来看，STEM（或STEAM）的概念均出现在信息化相关的文本中。2015年，教育部在《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》中首次提出要“探索STEAM教育、创客教育等新教育模式”；2016年教育部在《教育信息化“十三五”规划》进一步要求：“有条件的地区要积极探索信息技术在‘众创空间’、跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力，养成数字化学习习惯，促进学生的全面发展，发挥信息化面向未来培养高素质人才的支撑引领作用。”这反映出，目前我国STEM教育政策是与信息技术密切联系在一起的，利用信息技术手段是我国推进STEM教育的一个重要政策主张。

四、现实背景

STEM人才不能满足经济社会发展需要是STEM教育面临的根本问题和终极挑战。高级技能人才和创新人才的匮乏已经成为我国经济社会发展的瓶颈。人力资源与社会保障部发布的数据显示，我国市场高级专业技术职务（高级工程师）、职业资格一级（高级技师）、职业资格二级（技师）、中级专业技术职务（工程师）岗位空缺与求职人数的比率较大，倍率分别为2.10、2、1.91、1.81，社会发展迫切需要培养大量的高技术技能人才。汽车产业、信息技术产业、航空航天行业、高档数控机床和机器人领域、先进轨道交通装备制造业领域、新材料领域、生物医药及高性能医疗器械领域等普遍存在人才培养层次结构不能与市场需求相匹配、高素质综合能力较强的复合人才略显匮乏、人才总量缺口较大等问题。

（一）缺少STEM教育国家战略高度的顶层设计

目前，STEM教育在中国仅仅在教育部信息化文件中提到，这远远与STEM教育在国家发展中的重要性不相匹配。中国的《国家创新驱动发展战略纲要》提出要在2020年建成创新型国家。目前我国在全球竞争力中排名28，在各项指标中我们排名比较靠后的指标为：技术准备度排名74，高等教育与培训排名54，创新排名30。在全球创新指数排名中，中国排名25。《中国制造·2025》规划已经进入到实施阶段。教育部、人力资源社会保障部、工业和信息化部联合印发了《制造业人才发展规划指南》。据预估，到2025年，中国的新一代信息技术产业人才缺口950 万，高档数控机床和机器人产业人才缺口450 万，电力装备产业人才缺口905 万，新材料产业人才缺口400 万，节能与新能源汽车产业人才缺口103 万。

STEM教育对于实现我国建设创新型国家和制造业2025 规划都具有非常重要的意义，因此必须提高到国家层面来看，而不能仅仅把STEM教育作为教育内部的一种理念和方法。而目前缺少国家层面的顶层设计，必须要站在国家创新人才培养的高度来看问题，从产业发展、人才需求、人才培养的角度统筹考虑，整合全社会的资源推动STEM教育的开展。

（二）社会联动机制不健全

STEM教育是国家的事情，需要动员全社会的力量推进，而不仅仅是教育部门的事情，所以需要建立社会联动机制，整合各种社会资源，发挥各自优势，在同一体系下形成合力。目前中国的STEM教育各自为战，尽管也形成了一些联盟，但是都是民间的松散机构，无法形成全社会的合力，导致力量分散，缺乏力度，质量也良莠不齐。

（三）缺少打通学段的整体设计

STEM教育作为人才培养战略，需要根据未来人才的需求通盘考虑人才的培养，才能真正见到实效。人才的成长是从小到大以一贯之的，根据不同的年龄段的身心发展特点，提供最恰当的内容与方式，并且保证人才培养目标的连续性，内容、技能、方法的叠加性，而不是割裂的教育。目前我国的STEM教育没有形成完整的系统性方案，各学段内容和目标不衔接。在小学科学教育中有STEM的内容设计，但是到了初中没有相应的延续课程，到了高中也没有，完全由学校自行开课。由于对STEM 的理解不同，STEM教育的实施内容也是五花八门，没有标准，没有系统。高等教育与基础教育没有衔接，职业教育与高等教育也没有衔接，基础教育与职业教育也没有衔接。这样凌乱的STEM教育内容不利于人才的系统性培养和叠加效果的产生。因此，STEM教育要打通学段做系统性的整体设计。

（四）标准与评估机制尚未建立

STEM教育是面向青少年的教育，也是进入学校的教育，因此什么样的课程能够进入学校，期望取得什么样的效果，开展的众多STEM教育项目是否达到了预期的效果，最终培养的STEM人才数量是否与国家的发展需求相匹配，高等教育和基础教育应该做什么调整都应该有相应的标准和评估。只有这样才能保证STEM教育有效健康地发展，而不会乱象丛生、鱼龙混杂。目前中国的STEM教育还处于发展初期，所以相应的标准和评估机制都还没有建立起来，急需改进这一现状。

（五）STEM教育师资队伍整体水平不高

STEM教育目前在学校实施中面临的最大瓶颈就是教师问题。中国STEM教育最缺少的是技术与工程教育，而原有的师范院校中没有相应课程，所以技术工程类教师在学校几乎没有。

（六）缺乏国家项目示范引领

中国目前国家倡导的科技类活动和项目，主要是全国青少年创新大赛、全国未来工程师博览与竞赛、还有一些科技体育类的项目和机器人竞赛项目。这些项目都在某种程度上丰富了学生的科技活动，在倡导理念、推进实践方面发挥了作用。但是这些项目都由各部门分别组织，没有形成整体。作为国家层面的STEM教育，还需要设计一些国家倡导的示范项目，能够在全国范围内推动STEM教育的有效开展。这些示范项目不仅仅局限在竞赛活动上，还应该包括课程开发、教师培训等方面，从而形成系统性。