STEM教育的发展、特点和科学教育改革.ppt

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背景下美国竞争力的相对下降。

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在这种经济结构中，研发、商业开发和知识产品发集型经济。

在这种经济结构中，研发、商业开发和知识产品发挥更重要的作用，而科学、技术、工程、数学是知识密集型经挥更重要的作用，而科学、技术、工程、数学是知识密集型经济所需的基本技能。

济所需的基本技能。

在广泛的科技活动方面，美国继续保持领导者的地位，但在广泛的科技活动方面，美国继续保持领导者的地位，但在一些具体的科技发展上，其地位正在慢慢下降。

从研发对经在一些具体的科技发展上，其地位正在慢慢下降。

从研发对经济增长的贡献率来说，日本、韩国已经高于美国，中国虽然低济增长的贡献率来说，日本、韩国已经高于美国，中国虽然低于美国，但趋势是在不断增加。

而在当前的美国高等教育院校，于美国，但趋势是在不断增加。

而在当前的美国高等教育院校，许多科学、技术、工程、数学领域的人才都是外国学生。

许多科学、技术、工程、数学领域的人才都是外国学生。

有几项数据更是加剧了美国的担忧：

有几项数据更是加剧了美国的担忧：

一是美国教育进步评价测试最近一次的一是美国教育进步评价测试最近一次的NAEPNAEP报告显示：

报告显示：

大约大约40%40%的学生只达到了对数学部分掌握的程度，四年级和的学生只达到了对数学部分掌握的程度，四年级和八年级学生在数学方面达到八年级学生在数学方面达到“熟练熟练”的程度和比例分别只有的程度和比例分别只有36%36%和和30%30%；约；约20%20%的四年级学生和超过的四年级学生和超过30%30%的八年级学生的成的八年级学生的成绩低于绩低于“基础基础”水平。

在科学水平上，也只有低于水平。

在科学水平上，也只有低于1/31/3的四的四年级学生和八年级学生，以及低于年级学生和八年级学生，以及低于1/51/5的十二年级学生的十二年级学生“熟熟练或以上练或以上”。

二是在国际范围内，美国参加了国际数学和科学趋势研究二是在国际范围内，美国参加了国际数学和科学趋势研究（TIMSSTIMSS）以及国际学生评估项目（）以及国际学生评估项目（PISAPISA）。

在）。

在TIMSSTIMSS中，美国学中，美国学生的平均成绩位于所有参与国的中间位置；在生的平均成绩位于所有参与国的中间位置；在PISAPISA中，美国的成中，美国的成绩是较为落后的。

目前来看绩是较为落后的。

目前来看,美国所制定的各项政策美国所制定的各项政策和措施和措施都指都指向两个向两个方面：

一方面：

一是要吸引更多的学生是要吸引更多的学生到到TIMSSTIMSS领域学习领域学习;二二是要吸是要吸引更多学生引更多学生从事从事STEMSTEM领域领域的的职业。

职业。

早在早在19861986年年,在美国国家科学委员会发表的在美国国家科学委员会发表的本科本科的的科学、数学和工程教育科学、数学和工程教育报告中就提出报告中就提出“科学、数学科学、数学、工、工程程和技术教育集成和技术教育集成”的纲领性建议的纲领性建议,被视作是被视作是提倡教育提倡教育的的开端。

开端。

19961996年年,美国国家科学基金会对美国大学科学、数学、美国国家科学基金会对美国大学科学、数学、工程和技术教育的十年进展进行回顾和总结工程和技术教育的十年进展进行回顾和总结,并提出今后并提出今后的的“行动指南行动指南”,发表了报告发表了报告塑造未来透视科学、数学、塑造未来透视科学、数学、工程和技术的本科教育工程和技术的本科教育。

20052005年年11月至月至20072007年的年的11月，美国第月，美国第109109届国会通过的届国会通过的法案中，有法案中，有33个法案与个法案与STEMSTEM教育相关。

一是美国航空和航教育相关。

一是美国航空和航天局天局20052005年的授权法案；二是国防部年的授权法案；二是国防部20062006年的授权法案；年的授权法案；三是三是20052005年年赤字削减法案赤字削减法案。

20072007年年,美国上到国会美国上到国会,下到教师教育大学协会下到教师教育大学协会,纷纷纷纷提出了提出了与与STEMSTEM教育教育相关的法案、报告、行动纲领相关的法案、报告、行动纲领,将将STEMSTEM教育教育提到了前所未提到了前所未有的重要高度有的重要高度。

第一第一,美国国会一致通过美国国会一致通过了了国家竞争力法国家竞争力法。

该法案。

该法案强调强调,创创新需要雄厚的研发投入和新需要雄厚的研发投入和对对STEMSTEM教育计划教育计划的切实的切实执行。

执行。

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阐述。

第三第三,美国国家科学委员会发布报告美国国家科学委员会发布报告国家行动计划应国家行动计划应对美国科学、技术、工程和数学教育系统的紧急需要对美国科学、技术、工程和数学教育系统的紧急需要。

第四第四,全美教师教育大学协会也提出了一份报告全美教师教育大学协会也提出了一份报告准备准备STEMSTEM教师全球竞争力的关键教师全球竞争力的关键,对全美范围内各所大学中有关对全美范围内各所大学中有关STEMSTEM教师培养的课程计划作了全面的梳理。

教师培养的课程计划作了全面的梳理。

20092009年年11月月2020日，奥巴马入驻白宫日，奥巴马入驻白宫,正式当选为美国总正式当选为美国总统，统，同年同年77月月,美国教育部制定了美国教育部制定了“迈向巅峰计划迈向巅峰计划”。

该计。

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项目。

20102010年年33月月,美国教育部发表了美国教育部发表了改革蓝图改革蓝图初等和中初等和中等教育法再授权等教育法再授权,将将STEMSTEM教育作为教育作为“完整教育完整教育”的最为的最为重要的组成部分重要的组成部分,以较大篇幅讨论了以较大篇幅讨论了STEMSTEM教育的重要意义教育的重要意义及如何加强这一教育。

及如何加强这一教育。

20112011年年22月月,奥巴马在其奥巴马在其总统总统20122012预算要求和中小学预算要求和中小学教育改革蓝图法案教育改革蓝图法案中进一步明确中进一步明确,将通过增加将通过增加STEMSTEM教育教育的投入的投入,加强美国在加强美国在2121世纪的领导力。

世纪的领导力。

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一方一方面是寻求更加有效的面是寻求更加有效的STEMSTEM教学模式教学模式,投入高达投入高达22亿亿600600万美万美元元,同时对目前已有的数学和科学合作项目在同时对目前已有的数学和科学合作项目在20112011年的基年的基础上增加了础上增加了26002600万美元拨款万美元拨款;另一方面是培养高质量的另一方面是培养高质量的STEMSTEM教师教师,预算投入预算投入88千万美元用于培养千万美元用于培养STEMSTEM教师和提高现教师和提高现有有STEMSTEM教师的水平。

教师的水平。

在在美国美国,国家科学委员会国会、能源部、教育部国家科学国家科学委员会国会、能源部、教育部国家科学基金会等各部门联手推动基金会等各部门联手推动STEMSTEM教育。

教育。

STEMSTEM教育教育己经并不仅仅是己经并不仅仅是一个一个单纯的单纯的学科或课程层面的事情学科或课程层面的事情,它更多地代表了美国的一它更多地代表了美国的一种教育种教育发展战略发展战略,甚至可以说是一种国家战略。

甚至可以说是一种国家战略。

20132013年，颁布了年，颁布了联邦联邦STEMSTEM教育教育88年战略规划（年战略规划（20132013），将将STEMSTEM置于政府教育工作的有限地位。

颁布置于政府教育工作的有限地位。

颁布下一代科学标下一代科学标准准。

20142014年，年，K-12K-12年级年级STEMSTEM整合教育：

现状、前景和研整合教育：

现状、前景和研究议程（究议程（20142014）。

美国国家工程院和国家研究委员会联。

美国国家工程院和国家研究委员会联合成立合成立STEMSTEM整合教育委员会，对整合教育委员会，对K-12K-12年级年级STEMSTEM整合教育产整合教育产生积极成果的方法和情况开发研究议程。

生积极成果的方法和情况开发研究议程。

20142014年，公布年，公布用用2121世纪技能培养美国人：

世纪技能培养美国人：

20152015年年STEMSTEM教育预算（教育预算（20142014）。

把。

把3.23.2亿美元用于亿美元用于STEMSTEM教育的教育的自发性创新。

自发性创新。

20152015年，颁布年，颁布20152015年年STEMSTEM教育法（教育法（20152015）。

这是。

这是一部界定一部界定STEMSTEM教育以将计算机科学包括在内并支持国家科教育以将计算机科学包括在内并支持国家科学基金会现有各项学基金会现有各项STEMSTEM教育计划的法律。

教育计划的法律。

K-12K-12科学教育框架：

实践、跨领域概念和核心概念科学教育框架：

实践、跨领域概念和核心概念重点讲述其中的科学和工程实践。

重点讲述其中的科学和工程实践。

二、理解二、理解STEMSTEM教育教育STEMSTEM是科学（是科学（ScienceScience）、技术（）、技术（TechnologyTechnology）、工程）、工程（EngineeringEngineering）和数学（）和数学（MathmaticsMathmatics）英语）英语首首字母字母的缩写的缩写。

STEMSTEM教育教育被称为是被称为是“后设学科后设学科”（Matadiscipline）（Matadiscipline）。

STEMSTEM这这门跨领域的学科门跨领域的学科将原本将原本分散的四门学科集合成一个分散的四门学科集合成一个整体。

这四门学科整体。

这四门学科分别分别代表着四类代表着四类素养素养四个学科素养分别是：

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球与环境科学、技术科学。

技术素养技术素养,即使用、管理、理解与评价技术的能力。

即使用、管理、理解与评价技术的能力。

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