美國頂尖科技高中的STEM教育有何特色？

導語

美式教育注重培養(yang) 學生的創新與(yu) 實踐能力，鼓勵學子勇於(yu) 探索、敢於(yu) 挑戰 ，而美國科技高中可謂是這種創新精神與(yu) 實踐導向的集中體(ti) 現。如今，科技深度融入教育發展，全世界都在聚焦未來科技英才的培養(yang) ，科技高中教育模式得到與(yu) 日俱增的關(guan) 注。

美國科技高中作為(wei) 這一領域的佼佼者，其教育模式、教育方法不僅(jin) 為(wei) 美國乃至全球培養(yang) 了大量優(you) 秀的科技人才，更為(wei) 全球教育的發展提供了寶貴的經驗和啟示。

一、STEM教育概覽

-什麽(me) 是STEM教育：

STEM教育，即Science（科學）、Technology（技術）、Engineering（工程）和Mathematics（數學），是20世紀80年代美國國家科學委員會(hui) 麵對科技教育不足導致的人才短缺問題整合提出的教育理念，最初是高等教育領域的跨學科綜合教育，但這一概念隨後便延伸覆蓋K-12階段教育。

2006年美國競爭(zheng) 力計劃、2007年美國科學家委員會(hui) 發表國家行動計劃，接連對STEM教育體(ti) 係做出指導方針，使STEM教育成為(wei) 美國教育改革的核心內(nei) 容之一，涵蓋了從(cong) 幼兒(er) 園到研究生院的各個(ge) 教育階段。宗旨是培養(yang) 出數學家、科學家、工程師等高素質科技創新人才。

圖源：iStock

-STEM課程特色：

STEM教育的核心目標是通過跨學科整合，培養(yang) 學生的實踐能力，通過課程的學習(xi) 和技能的掌握讓學生提前為(wei) 未來職業(ye) 做準備，並將所學技能與(yu) 知識和創新能力應用到實際問題的解決(jue) 上，為(wei) 世界培養(yang) 有創新能力的科技人才。

STEM教育不同於(yu) 傳(chuan) 統教育，強調項目式學習(xi) （Project-Based Learning，PBL）和實踐機會(hui) ，通過讓學生切實參與(yu) 到實驗項目或科學競賽來激發學生的探索欲和求知欲，並在解決(jue) 問題的實踐過程中將所學的知識融會(hui) 貫通，培養(yang) 出既具創新意識又富實戰能力的未來人才。

美國科技高中的STEM課程結構可劃分為(wei) ：基礎學科係統學習(xi) （物理、化學、生物、代數、幾何、計算機科學等核心學科）和專(zhuan) 業(ye) 領域深耕（AP課程、榮譽課程）。除此之外部分美國頂尖科技高中也會(hui) 選擇自主開發專(zhuan) 業(ye) 課程與(yu) 合作項目，從(cong) 而激發學生的學術潛能。

-STEM與(yu) 未來就業(ye) ：

STEM教育不僅(jin) 能在高中鍛煉學生的創新能力與(yu) 實踐能力，更為(wei) 學生們(men) 的學來發展指明了方向。學生們(men) 通過高中時期對STEM相關(guan) 項目的參與(yu) 和學習(xi) ，能夠明確自己的未來發展方向，高中時期的AP課程學習(xi) 可以幫助學生積累大學學分，使其有機會(hui) 跳過大學基礎必修課，直接深耕於(yu) 專(zhuan) 業(ye) 領域。

同時STEM學科專(zhuan) 業(ye) 的未來就業(ye) 形勢也很樂(le) 觀，美國勞工統計局根據PayScale的數據預測，STEM專(zhuan) 業(ye) 相關(guan) 行業(ye) 將保持增長趨勢，STEM相關(guan) 專(zhuan) 業(ye) 畢業(ye) 生相較於(yu) 其他學科，獲得的起薪高，投資回報率也最優(you) ，因此選擇學習(xi) STEM專(zhuan) 業(ye) 是一個(ge) 很有前景的選擇。

下文將從(cong) Niche美國頂尖STEM科技高中排名中選取三所辦學性質不同的代表性學校進行探究。這些學校的教育理念和人才培養(yang) 方案有什麽(me) 特點？它們(men) 如何將STEM教育與(yu) 自己學校的育人特色相結合？讓我們(men) 在下文中一探究竟。

二、全美STEM學校大數據

根據Niche 2025 Best Schools for STEM in America榜單呈現的信息，全美施行STEM教育的學校共計有10219所。

在榜單中，私立學校的排名整體(ti) 表現力較好，TOP50的科技高中中私立學校占據多數位置，少時公立學校入選，值得注意的是，在TOP50的科技高中中還有三所是在線課堂模式。從(cong) 地圖顯示，全美TOP50的頂尖科技高中多數分布在東(dong) 西海岸，集中在加利福尼亞(ya) 州、馬塞諸塞州和新澤西州。

1-25名STEM高中分布

圖源：Niche

26-50名STEM高中分布

圖源：Niche

榜單排名前5的學校分別是：

下文將從(cong) 榜單中選取一所私立、一所公立和一所在線高中進行分析。

三、不同特點的美國科技高中

STEM教育案例分析

1、Phillips Academy Andover

菲利普斯安多弗學院

菲利普斯安多弗學院在Niche全美STEM高中榜單中位列第四，在全美STEM私立高中中排名第二；在馬塞諸塞州STEM高中中位列第一；同時在京領2025國際化學校競爭(zheng) 力世界300強榜單中獲得AAAAA級評價(jia) 。

菲利普斯安多弗學院（菲利普斯學院）成立於(yu) 1778年，是一所獨立的男女同校的中學，擁有廣闊的國際視野和卓越的學術傳(chuan) 統。在建校之初，菲利普斯學院就以“確保學生真機構悟人生的終極意義(yi) 與(yu) 生活真諦”（ensuring its students learn “the great end and real business of living.”）為(wei) 自己的使命，致力於(yu) 培養(yang) 學生嚴(yan) 謹的分析能力、豐(feng) 富的想象力和創新力以及辯證的批判精神。菲利普斯學院歡迎全美乃至全球對知識充滿熱情的學生來此學習(xi) 。

菲利普斯安多弗學院擁有20個(ge) 學科部門，開設了超過300門課程，除了通識教育外還包括了8門世界語言課程和150門選修課程，涵蓋學術、體(ti) 育和社區三個(ge) 維度，覆蓋藝術、英語、世界語言、曆史與(yu) 社會(hui) 科學、實驗科學、數學（包括統計學和計算機科學）、哲學與(yu) 宗教研究等學科。同時還囊括了跨學科和大學水平的課程，激發學生對學習(xi) 的熱愛和知識的渴望。學校實行小班教學模式，平均班級人數13人，5:1的師生比使得每位學生都能得到老師的專(zhuan) 業(ye) 指導，課程互動性強。

菲利普斯學院強調學生具備獨立學習(xi) 能力以及自主學習(xi) 能力，學校施行大學化的分學科專(zhuan) 業(ye) 的選課模式，學生在必修通識課和選修專(zhuan) 業(ye) 課中可以自由選擇自己感興(xing) 趣的學科和課程進行學習(xi) ，給予了學生充分的自由度，並且這種貼合大學的選課方式可能夠幫助學生更好的適應未來的大學生活。

菲利普斯學院作為(wei) 美國STEM頂尖高中，格外重視STEM學科的教育，將實驗室科學實踐課程作為(wei) 高中四年的必修學科貫徹始終。菲利普斯學院的學生需要按要求完成課程要求和獲取足夠的學分後才能達到畢業(ye) 要求，拿到相應學位。

得益於(yu) 菲利普斯學院對通識課程的基礎教育以及STEM課程的專(zhuan) 業(ye) 深耕，使得學生們(men) 在美國大學申請標化考試中（SAT/ACT）表現出色，更是達到了99%的大學入學率。

2、Thomas Jefferson High Schoolfor Science and Technology

托馬斯·傑斐遜科技高中

托馬斯·傑斐遜科技高中在Niche全美STEM高中榜單中位列第十一名；U.S. News美國STEM高中排名中位列第五名；同時在京領2025國際化學校競爭(zheng) 力世界300強榜單中獲得AAAAA級評價(jia) 。

托馬斯·傑斐遜科技高中 (TJHSST) 成立於(yu) 1985年，坐落在美國首都華盛頓哥倫(lun) 比亞(ya) 特區市郊，隸屬弗吉尼亞(ya) 州費爾法克斯縣。以美國開國三傑的托馬斯·傑弗遜總統命名，TJHSST的辦學宗旨是以孕育基於(yu) 道德行為(wei) 和人類共同利益的創新文化為(wei) 使命，提高科學、數學和技術教育水平。

學校為(wei) 學生提供以數學、科學和技術為(wei) 重點的嚴(yan) 謹的學術氛圍，激發學生的探索精神。學校在全麵的通識課程基礎上，深耕數學、科學和技術領域，並在課程中融入核心技能與(yu) 價(jia) 值觀，培養(yang) 學生的辯證思維能力、解決(jue) 實際問題能力以及社會(hui) 責任感。

托馬斯·傑斐遜科技高中開設課程超過120門，並實行學分製度，學生在四年高中學習(xi) 生活中可以任意選擇自己感興(xing) 趣的課程進行學習(xi) ，並不需要完成所有學科的課程，滿足畢業(ye) 要求所需的學分後即可畢業(ye) 。這樣的管理製度在施行上更為(wei) 靈活，也給了學生們(men) 能夠自由安排時間的機會(hui) 。

托馬斯·傑斐遜科技高中作為(wei) STEM頂尖學校，課程涵蓋了DNA科學、高級海洋生物學、自動化和機器人技術、建築製圖和設計、研究統計和AP微積分等STEM學科，幫助學生們(men) 在高中時期明確未來深耕領域和研究方向。並且在課程設計中融入了大量跨學科學習(xi) ，並將此類課程設置為(wei) 必修課程IBET（綜合生物學、英語、技術），也成為(wei) 了學校獨有的將語言、生物、技術等學科相結合的跨學科特色課程。

作為(wei) 以STEM學科為(wei) 重點課程的學校，學生想要在從(cong) 托馬斯·傑斐遜科技高中拿到科學技術方向的學位不僅(jin) 要滿足必修課程和學分的要求，還需滿足完成校內(nei) 實驗室或通過學校合作政府、企業(ye) 或大學研究實驗室的原創工程、實驗研究項目或導師計劃。為(wei) 此學校成立了15個(ge) 專(zhuan) 業(ye) 的研究實驗室，為(wei) 學生們(men) 提供最先進的實驗環境和技術支持。

科研實驗室 Laboratory

· 天文學與(yu) 天體(ti) 物理學

· 自動化與(yu) 機器人

· 生物技術與(yu) 生命科學

· 化學分析與(yu) 納米化學

· 通信係統

· 計算機係統

· 能源係統

· 工程設計

· JUMP實驗室

· 微電子

· 移動和Web應用程序開發

· 神經科學

· 海洋學與(yu) 地球物理係統

· 量子物理與(yu) 光學

· 原型和工程材料

托馬斯·傑斐遜科技高中在STEM教育的基礎上還開設了23門AP課程，以幫助學生更好的與(yu) 大學接軌。同時學校鼓勵學生不局限於(yu) 理論學習(xi) ，在實踐中掌握知識，通過跨學科項目和挑戰性競賽，讓學生們(men) 能夠在解決(jue) 實際問題中獲得經驗，從(cong) 而培養(yang) 批判性辯證思維和創新精神，成為(wei) 麵向未來的創新人才。

托馬斯·傑斐遜科技高中的學生們(men) 也通過STEM學科的學習(xi) ，在標化考試中取得了優(you) 異的成績，大多數學生在畢業(ye) 後得以進入美國頂尖大學繼續進行學習(xi) 。

3、Stanford Online High School

斯坦福在線高中

斯坦福在線高中在Niche全美STEM高中榜單中位列第三名；是全美排名第一的線上高中；同時在京領2025國際化學校競爭(zheng) 力世界300強榜單中獲得AAAAA級評價(jia) 。

斯坦福在線高中（斯坦福OHS）2006年在斯坦福大學內(nei) 成立，最初是一個(ge) 為(wei) 期三年的高中項目，由一群誌同道合的全球學生和教師組成，並在後來擴展到了涵蓋7至12年級的課程的獨立學校，通過在線課程的方式幫助全球的學生進行學習(xi) 。斯坦福OHS學校獲得了美國西部院校協會(hui) （WASC）、加利福尼亞(ya) 獨立學校協會(hui) （CAIS）和國際學校聯盟（CIS） 的認證。

作為(wei) 一所線上學校，斯坦福在線高中的學生們(men) 通過在線實時研討課的形式，在同一個(ge) 虛擬教室中進行討論、辯論、提問、評論和分享，課程體(ti) 係和安排遵循大學的課程模式，從(cong) 初中課程到高中課程和大學課程，在每個(ge) 層次上都對學生提出挑戰。學生可以選擇全日製、半全日製或者隻選一門課程。斯坦福在線高中以幫助學生培養(yang) 長久友誼、促進學生獨立性發展、塑造堅強的品格和激發學生對知識的熱愛和追求為(wei) 目標，為(wei) 世界各地的學子提供平等的學習(xi) 機會(hui) 。

斯坦福在線高中的使命是培養(yang) 一個(ge) 由敢於(yu) 求知的學生與(yu) 教師組成的全球性社群。

【求知若渴，礪學以新】

斯坦福OHS的課程由各學科領域的專(zhuan) 家精心設計並執教，鼓勵學生在跨學科整合知識的過程中不斷錘煉與(yu) 驗證自己的觀點。

【智識社群，共思共進】

小班製同步課堂匯聚充滿好奇心的師生，讓學習(xi) 成為(wei) 思想碰撞的深度社交體(ti) 驗。

【情誼長存，聯結永續】

通過課程、社團、線下聚會(hui) 等多元活動，學生在教育者的關(guan) 懷下與(yu) 同窗及校社建立深厚羈絆。

【全球視野，聚焦學術】

斯坦福OHS匯聚來自全球不同文化背景的學生，構建真正國際化的學習(xi) 共同體(ti) 。

斯坦福OHS通過結構化的教育為(wei) 學生提供了多樣化的課程，線上學習(xi) 的模式也為(wei) 學生提供了靈活自由安排學習(xi) 時間和內(nei) 容的機會(hui) 。

斯坦福在線高中課程涵蓋九個(ge) 主要學科：核心課程、英語、人文、曆史、語言、數學、計算機科學、經濟學和科學。這些課程均以高水平授課，並以高難度著稱。

其中，不同於(yu) 傳(chuan) 統高中，核心課程是斯坦福OHS的一大特色，通過跨學科特色的核心課程幫助學生掌握了深度閱讀、評估數據、批判性思維以及口頭和書(shu) 麵辯論的卓越技能。

在畢業(ye) 要求方麵斯坦福OHS同樣實行學分製，但不同於(yu) 其他學校，斯坦福OHS對於(yu) 特定的STEM學科有額外的學分要求，學生要在滿足總學分的前提下同樣滿足特定學科的學分要求才能順利畢業(ye) 。

斯坦福在線高中作為(wei) 一個(ge) 獨特的STEM高中，不僅(jin) 僅(jin) 是一個(ge) 在線教育平台，更為(wei) 學生搭建了一個(ge) 可以探討學術問題，激發學生創新力的學術社區，在嚴(yan) 格的學術標準和多樣化的課程安排下形成了獨特的課程體(ti) 係，為(wei) 世界培養(yang) 出更多科技創新人才。

結語

STEM教育模式現在已經廣泛應用到了美國科技高中裏，為(wei) 應對全球教育的發展與(yu) 變革，美國頂尖的科技高中不約而同的都使用了相似的策略貫徹STEM教育：將STEM基礎學科列為(wei) 必修科目，同時增設研究項目和相關(guan) 社團以調動學生對STEM學科的興(xing) 趣。

目前STEM教育模式也在逐步引入到中國國際學校中，而這種教育模式將成為(wei) 國際學校常態化的教育模式與(yu) 教學方向。越來越多的學校增設了STEM學科的基礎教育，並將STEM學科與(yu) 中國傳(chuan) 統文化進行跨學科融合，相信中國的國際學校也將以此為(wei) 基礎，培養(yang) 出更多具有國際化視野和中華文化底蘊的創新人才。

參考資料

https://www.andover.edu/learning

https://www.niche.com/k12/search/best-schools-for-stem/

https://www.usnews.com/education/best-colleges/articles/a-guide-to-stem-majors

https://www.usnews.com/education/k12/articles/what-to-know-about-stem-public-high-schools

https://ohs.stanford.edu/academics

*注：所有未標注圖源均來自Niche或學校官網