近年來STEM教育呈現出哪些新趨勢？

隨著全球教育改革的不斷深化，STEM教育正日益成為(wei) 培養(yang) 未來創新人才的重要基石。眾(zhong) 多國家和地區紛紛將STEM教育作為(wei) 其教育戰略的核心組成部分。

STEM教育指的是什麽(me) ？

回溯至20世紀80年代，麵對科技教育不足導致的人才短缺問題，美國國家科學委員會(hui) 率先提出了由科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）整合而成的STEM教育理念。這一理念旨在培養(yang) 高素質的數學家、科學家、工程師及科技教育人才，從(cong) 而提升國家的整體(ti) 競爭(zheng) 力。

站在2024年的新起點上，本文將深入審視全球STEM教育的現狀，關(guan) 注其正在經曆的變革與(yu) 新趨勢，以期抓住未來的機遇，為(wei) STEM教育的持續發展提供有力支持。

01、STEM教育發展脈絡

1. 美國中心，全球發展

自20世紀80年代STEM教育逐步實施以來，美國便將之視為(wei) 國家戰略，通過政策保障、社會(hui) 參與(yu) 、資源整合及人才培養(yang) 等多方麵的有力支持，鞏固了其作為(wei) STEM教育發源地在全球研究網絡中的核心地位。

隨著STEM教育的全球擴展，美國的豐(feng) 富研究經驗成為(wei) 眾(zhong) 多國家學習(xi) 與(yu) 實踐新教育模式的重要參考。然而，這一擴展過程並非均衡發展，英國、土耳其、澳大利亞(ya) 和中國等國在全球網絡中展現出尤為(wei) 積極的姿態。

以英國為(wei) 例，作為(wei) 緊隨美國之後較早采納STEM教育的國家之一，在經曆了短暫的發展停滯後，迅速發布了2015-2020年世界級教育和護理戰略，明確強調提升STEM課程的質量。

而中國同樣將STEM教育置於(yu) 國家發展戰略的高位，出台了一係列全麵推進的政策，並持續加大對STEM研究的投入，彰顯了對這一領域未來發展的堅定決(jue) 心。

2.從(cong) 高等教育向基礎教育擴張

隨著終身學習(xi) 的教育理念的逐步深化，對個(ge) 體(ti) 綜合素質與(yu) 創新能力的早期培育，對創新型人才對培養(yang) 更要求我們(men) 超越傳(chuan) 統教育的界限，更早地引導學生探索並確立個(ge) 人興(xing) 趣與(yu) 誌向。

因此，在政策的鼎力支持與(yu) 國際間日益緊密的交流合作氛圍中，STEM教育從(cong) 高等教育向基礎教育階段延伸成為(wei) 了必然趨勢。

STEM教育，這一最初在高等教育領域內(nei) 蓬勃發展的跨學科綜合教育模式，其深遠影響力已逐步向K-12基礎教育階段滲透。

這一轉變在2006年美國競爭(zheng) 力計劃及隨後2007年美國科學家委員會(hui) 發布的國家行動計劃中得到顯著體(ti) 現，這些戰略部署將STEM教育提升至前所未有的高度，成為(wei) 驅動美國教育體(ti) 係全麵革新的關(guan) 鍵要素之一。

自此，STEM教育的影響遍及從(cong) 幼兒(er) 園啟蒙到研究生教育的全學段，旨在構建一個(ge) 連貫、係統的人才培養(yang) 生態，旨在培育適應未來社會(hui) 需求的創新型人才。

科技高中

在20世紀末的科技浪潮中，隨著STEM領域的蓬勃發展，科技高中作為(wei) 教育創新的產(chan) 物應運而生。

這些學校不僅(jin) 精心設計了課程結構，以增強必修課的競爭(zheng) 力，還高度關(guan) 注學生在各自選擇領域的深入探索與(yu) 精進。它們(men) 倡導跨學科的整合教學，旨在培養(yang) 學生的綜合實踐能力和解決(jue) 複雜問題的能力。

此外，科技高中還積極加強與(yu) 企業(ye) 界的聯係，通過整合社會(hui) 資源，為(wei) 創新人才的培養(yang) 提供了堅實的支撐與(yu) 豐(feng) 富的平台。了解科技高中請點擊《走在STEM教育改革的前沿，美國科技高中是這樣培養(yang) 科技創新人才的》。

3.教育實踐取得一定成果

圖源：iStock

STEM教育領域孕育了眾(zhong) 多創新教學方法，並在實踐中取得了顯著成效。其中，備受推崇的創客教育為(wei) 學生開辟了嶄新的學習(xi) 路徑，旨在將抽象思維具象化，要求學生將跨學科知識融會(hui) 貫通於(yu) 具體(ti) 項目之中。

同樣廣受歡迎的PBL（Problem-Based Learning），作為(wei) 提升學生STEM能力的有效載體(ti) ，通過拋出真實且複雜的問題情境，點燃學生的求知欲與(yu) 探索熱情，引領他們(men) 主動探尋解答之道，從(cong) 而鍛煉其批判性思維與(yu) 創新能力。

在探討亞(ya) 洲地區STEM教育成效的研究中發現，將STEM教育與(yu) PBL項目製學習(xi) 緊密結合成為(wei) 首選策略，同時強調教師在教學設計過程中的核心地位。

此外，亞(ya) 洲地區實施STEM教育在提升學生學習(xi) 成效方麵展現出中等程度的效力，其影響首先體(ti) 作用於(yu) 學生的高階思維技能發展，進而是學術成績的提升，最終激發學生的學習(xi) 動力。

02、STEM教育現狀透視

麵對當前諸多挑戰，諸如未來職場對STEM相關(guan) 可遷移技能的日益重視、部分青少年對STEM學科參與(yu) 度的不足，以及STEM教學實踐中遭遇的多樣化難題，各地區與(yu) 國家紛紛響應，推出了創新舉(ju) 措以應對。接下來，讓我們(men) 一同深入探索STEM教育未來發展的藍圖，一窺STEM教育未來的重點方向。

Part.1技術整合

在關(guan) 於(yu) 教育技術應用、STEM教育的全球分布和研究趨勢等相關(guan) 研究中可以看到，關(guan) 注新技術如何為(wei) STEM教育帶來新的可能性將成為(wei) 重要的發展方向之一。

Virtual Reality（虛擬現實）、AugmentedReality（增強現實）和Gamification（遊戲化）在教學上為(wei) 學生提供了沉浸式學習(xi) 體(ti) 驗，尤其適用於(yu) STEM領域，可以幫助學生更好地理解複雜概念，獲得STEM技能。

同時，這種新興(xing) 技術和工具也可以重新定位學校，確保課程內(nei) 容與(yu) 現代產(chan) 業(ye) 相關(guan) ，並促進創新和創造力。未來，人們(men) 致力於(yu) 探索這些技術如何提高學習(xi) 動機以及其教育應用的前景。

最多被提及的25個(ge) 關(guan) 鍵詞

圖源：Zhan, ZH., Shen, WY., Xu, ZC., Niu SJ. & You. G. (2022)

隨著人工智能技術（Artificial Intelligence）與(yu) STEM一體(ti) 化的逐步深化，個(ge) 性化教學與(yu) 人才培養(yang) 的跨區域合作趨勢受到越來越多的重視。

探討AI技術在STEM教育中應用的研究預測，未來在促進STEM教育中有效使用AI技術，要從(cong) 多個(ge) 因素來考量，如教師培訓、資源和基礎設施的獲取、創新教學策略以及整個(ge) 技術整合過程中的持續支持等。

人工智能技術在STEM教育中的應用類別

圖源：Xu, W. & Ouyang, F. (2022)

Part.2教學創新

2022年，STE(A)M IT研究項目創建的第一個(ge) 歐洲綜合STEM教學框架提供了新的方法論，可以為(wei) 未來STEM的教學創新提供重要參考。

圖源：steamit.eun.org

框架將跨學科教學作為(wei) STEM的基本原則展開說明。綜合STEM是一種並行教學（Concurrent Teaching），需要不同學科的教師對STEM學科進行整合。

STE(A)M教學即綜合STEM教學，指結合多種學科背景教授課程。STE(A)M教學增加了字母A，即“All”的概念，它強調STEM學科之間的聯係以及與(yu) 其他如藝術、文學等非STEM學科的聯係。

教師需要將STEM學科與(yu) 其他領域進行聯係以促進教學情境化，以提高STEM教學質量。一些教學方法可以通過擴展的探究過程，來促進綜合STEM教學：

PBL項目製學習(xi)

Project-BasedLearning

未來，若要通過PBL項目製學習(xi) 的模式有效促進STEM綜合教學的蓬勃發展，其核心在於(yu) 精準把握並踐行4個(ge) 關(guan) 鍵要求。

首要之務，是精心構建涵蓋重要知識點與(yu) 技能體(ti) 係的基礎框架，為(wei) 學習(xi) 者鋪設堅實的知識基石。

同時，需以複雜多變的問題、棘手的挑戰或引人深思的問題作為(wei) 驅動引擎，激發學生的探索欲與(yu) 求知熱情。

在此過程中，教師的角色應轉變為(wei) 智慧的引路人，以學習(xi) 者為(wei) 中心，引導他們(men) 自主開展學術研究，鼓勵個(ge) 性化的學習(xi) 路徑探索。

最終，通過實施麵向現實世界的項目實踐，讓學生在解決(jue) 實際問題的曆練中，將所學知識融會(hui) 貫通，培養(yang) 出既具創新意識又富實戰能力的未來人才。

針對過去在PBL實施過程中的一些問題，未來需要注意：PBL項目是課程的中心，而不是外圍。學生在被分配到的特定任務中需要做到：（a）創建一個(ge) 問題的準確陳述，（b）識別理解問題所需的信息，（c）識別用於(yu) 收集信息的資源，以及（d）生成可能的解決(jue) 方案並對其進行評估。

PBL是一種更有效的適應學生多樣化的方法學習(xi) 方式，以上的策略旨在構建一個(ge) 既充滿挑戰又富有激勵的學習(xi) 生態，讓STEM教育在PBL的引領下煥發新的生機與(yu) 活力。

CLIL內(nei) 容和語言整合學習(xi)

Content and Language Integrated Learning

內(nei) 容與(yu) 語言整合學習(xi) （CLIL）是一種完善的教學方法，其核心在於(yu) 將外語教學與(yu) 學科內(nei) 容的深度融合，無縫融入學校各科目的教材之中。這一教學方法不僅(jin) 賦予教師和學生在非語言類課程中運用外語作為(wei) 溝通橋梁的能力，還促進了第二語言的自然習(xi) 得與(yu) 持續優(you) 化，同時能應用於(yu) 科學科目到人文學科的各種科目。

相對而言，CLIL更加關(guan) 注的是知識的交付而非課程的具體(ti) 內(nei) 容，因此對於(yu) 教師而言，利用技術工具來查找和調整資源和材料，並創建符合學生需求和能力的活動就是重中之重。

當語言學習(xi) 與(yu) 學科內(nei) 容深度融合時，外語作為(wei) 傳(chuan) 遞知識的媒介，既能更容易得學好外語本身，又能讓外語的思維更加可視化。CLIL能激發學生好奇心和熱情，促進高效學習(xi) ，產(chan) 出實際成果。

Part.3教育公平

在教育公平的議題上，相較於(yu) 發展中國家，發達國家在STEM教育的均衡推進上已展現出更為(wei) 積極的姿態與(yu) 舉(ju) 措，並且在不同的方麵各有側(ce) 重，這一趨勢將在未來持續深化。

聯合國教科文組織UNESCO發布了《她們(men) 的教育，我們(men) 的未來》（Her Education Our Future）報告指出創新和技術對於(yu) 賦予女性權能從(cong) 而實現性別平等發揮著重要作用，但目前創新和科技領域的性別差距仍然存在。從(cong) 事STEM職業(ye) 的女性人數不足，在全球範圍內(nei) ，女性僅(jin) 占科研和開發人員的31%，人工智能領域中也隻有22%的從(cong) 業(ye) 者是女性。

因此UNESCO強調要將促進性別平等置於(yu) 教育部政策的核心地位，將具有性別變革意義(yi) 的STEM和ICT教育納入國家課程，支持女性從(cong) 事STEM職業(ye) ，擴大女性榜樣的影響力，並消除家庭內(nei) 部關(guan) 於(yu) 女性智力、能力、從(cong) 業(ye) 領域的性別偏見，強調數字技能培養(yang) 對女性的重要性。

在聯合國教科文組織和歐盟等國際組織對STEM教育公平的重視引起了全球範圍內(nei) 的支持，據不完全統計，歐美多個(ge) 發達國際提出相關(guan) 的戰略部署，詳情參考以下表格：

各國政策都在強調縮小STEM領域性別差距，促進女性的參與(yu) 和領導。這表明未來STEM教育公平將更加關(guan) 注性別平等。從(cong) 政策和戰略的製定、教育和職業(ye) 發展的全周期支持、榜樣和代表性的提升、資源和網絡的建設以及消除係統性障礙等個(ge) 維度綜合推進。

未來的STEM教育趨勢之一必然包括建立一個(ge) 更加包容和平等的STEM教育環境，讓所有人都能從(cong) 中受益。

Part.4評估標準

發展STEM教學必然包括評估方法的革新。評估體(ti) 係的更新是實現跨學科學習(xi) 目標的關(guan) 鍵任務之一。一些學術論文通過新的數學評估體(ti) 係，提出了能夠準確反映STEM技能標準的新方法。

這些方法不僅(jin) 評價(jia) 學生的知識掌握程度，還重視他們(men) 的批判性思維、問題解決(jue) 能力和創新能力。通過這樣的評估機製，教育者能夠更好地理解和促進學生在STEM領域的全麵發展。

基於(yu) OECD學習(xi) 框架2030的

STEM學科相關(guan) 能力框架

從(cong) 經合組織2030年數學能力框架可以看出，未來，圍繞實踐的STEM教育將重視知識、技能、態度和價(jia) 值觀與(yu) 學術成果多個(ge) 維度。例如關(guan) 注數學在多種情境中的應用，或在創造性問題等類別中的應用解決(jue) 、批判性思維、探究、適應力、設計思維等。

除此之外，在跨學科的基本特征之上，STEM教育的評判標準注定更加多元化，人文主義(yi) 轉變就成為(wei) 重要趨勢之一。科學教育需要與(yu) 人文教育相輔相成、相結合。

通過整合藝術，在科技創新中融入靈活整合的學科元素、審美創造、人文關(guan) 懷和社會(hui) 責任，使跨學科學習(xi) 更具吸引力。比如中國學者提出的C-STEAM（即文化STEAM）強調運用跨學科知識探索傳(chuan) 統文化，培養(yang) 學生人文精神，加強文化理解和傳(chuan) 承。

Part.5教師培訓

教師對STEM領域的洞察、相關(guan) 學科知識的掌握以及STEM教學技巧，對於(yu) 提升教學成效具有不可估量的作用。教師的實踐經驗和對學生需求的關(guan) 注，正推動STEM教育者朝著跨學科能力、創新思維和實踐技能的方向發展。

在歐美等發達國家，鑒於(yu) STEM相關(guan) 職業(ye) 的未來發展趨勢，培育具備高素質的STEM教師對於(yu) 推動STEM教育的專(zhuan) 業(ye) 化發展、並確保教育內(nei) 容與(yu) STEM領域的緊密結合，顯得尤為(wei) 關(guan) 鍵。

相較之下，中國、韓國、新加坡等東(dong) 方新興(xing) 國家雖然在STEM教育領域起步較晚，但它們(men) 正逐漸意識到STEM教師的核心地位，並積極探索教師的能力結構和培訓模式，以期推動STEM教育的深入發展。

過去十年的研究成果表明，教師培訓對於(yu) 教師有效指導學生應對未來挑戰、以及促進社會(hui) 和經濟的發展具有極其重要的意義(yi) 。為(wei) 了優(you) 化STEM教育的實施效果，需要學生與(yu) 教師的緊密合作、高質量的課程設計、持續的教師專(zhuan) 業(ye) 發展，以及STEAM教師專(zhuan) 業(ye) 成長的支持。

03、結語

通過對全球不同國家和地區的研究和舉(ju) 措，本文總結了未來STEM教育發展的幾大關(guan) 鍵趨勢。這些趨勢揭示了教育領域正麵臨(lin) 的轉型和升級，預示著一個(ge) 更加綜合和多元的教育模式的到來。

它們(men) 並不是孤立存在的，尤其是在教學實踐中，不同的方麵是相互連接、相互作用的。例如，技術整合與(yu) 教學創新緊密相連，新興(xing) 技術如虛擬現實和增強現實為(wei) 創新的教學方法提供了可能，而教學創新又依賴於(yu) 技術的支撐來實現。同樣，教育公平與(yu) 評估標準的更新也相互影響，公平的教育評估體(ti) 係能夠促進包容性教育環境的形成，而包容性的教育環境又能夠推動更加公平的評估標準的製定。

全球多個(ge) 國家的STEM教育發展呈現出多特點、不均衡的局麵，這反映了不同國家和地區在教育資源、政策支持、經濟發展水平和文化背景上的差異。一些國家在STEM教育方麵投入巨大，擁有先進的教育設施和訓練有素的教師隊伍，而其他國家則可能還在努力解決(jue) 基礎設施和師資培訓的基本問題。

未來總體(ti) 的發展會(hui) 朝著更加均衡和協調的方向發展。隨著全球化的深入和國際合作的加強，STEM教育的優(you) 質資源和成功經驗將得到更廣泛的分享。同時，教育公平將被置於(yu) 更加重要的位置，以確保所有學生無論性別、種族、經濟狀況都能獲得高質量的STEM教育。此外，隨著社會(hui) 對STEM技能需求的增加，教師培訓和專(zhuan) 業(ye) 發展將變得更加重要，以確保教師能夠滿足新時代教育的需求。

總體(ti) 而言，未來STEM教育將更加注重培養(yang) 學生的創新能力和跨學科思維，同時也會(hui) 重視教育的普及和公平。教育模式將更加靈活和多樣化，以適應不同學生的需求和興(xing) 趣。評估體(ti) 係也將更加全麵和公正，以促進學生的全麵發展。教師的角色將轉變為(wei) 學習(xi) 的引導者和促進者，而不僅(jin) 僅(jin) 是知識的傳(chuan) 遞者。通過這些趨勢的推動，STEM教育將更好地準備學生迎接未來的挑戰，並為(wei) 社會(hui) 培養(yang) 出更多具有創新精神和實踐能力的人才。

參考資料

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*文中部分數據和信息來源於(yu) 互聯網，具體(ti) 以官方數據為(wei) 準