一、中国STEM教育发展历程
STEM作为一种跨学科的教育理念，它不仅强调专业的概念知识和过程能力，还强调处理突发状况或问题的能力，迎合了世界范围内科技人才培养的现实需求。STEM教育通过让学生参与工程设计过程，可以让学生获得真实世界的问题解决技能，以及相关的科学和数学知识。当前，STEM 教育已成为一个国家在科技、社会、经济和国际竞争方面发展的重要推动力。
自2001年起，STEM教育在中国科技教育领域逐步引入。2012年，伴随着“中国梦”的提出，中国STEM教育的研究活动日益繁荣。近年来，STEM教育在我国迅速发展，得到了学校、科研院所、社会机构、企业公司等各方的共同推动，为其教育实践、理论和政策的发展注入了强大动力。国内众多城市积极采取措施，深入探索STEM教育的推进模式，并在中小学STEM课程体系、专用空间建设、评价方式改革等方面进行了诸多尝试。针对科技发展和科技人才培养，我国已出台一系列重要文件，其中对STEM教育提出了明确的专门要求[1]。
2016年，我国颁布了《国家创新驱动发展战略纲要》，该纲要明确了国家发展的三阶段规划：至2020年要确立为创新型国家的地位，至2030年要位列创新型国家前列，而到2050年则要实现成为世界科技创新强国的宏伟目标。
为进一步推进STEM教育的深入发展，中国教育科学研究院于2017年6月正式批准成立跨部门专业研究机构——STEM教育研究中心，旨在推动STEM教育的专业化、系统化研究与实践。教育部印发的《义务教育小学科学课程标准》，建议教师可以在教学实践中尝试STEM教育。
为积极推动“中国STEM教育2029行动计划”深入实施，全面提升中小学科学素养，加快推进新时代教育高质量发展，办好人民满意教育，2023年11月4日，2023中国STEM教育发展大会暨“中国STEM教育2029行动计划”丛书发布会在吉林省长春汽车经济技术开发区举行。
2023年11月，教科文组织第42届大会以协商一致的方式通过了在上海设立国际STEM教育研究所的决议，这标志着教科文组织一类中心首次落户中国，这将是教科文组织在全球设立的第十个一类中心，也是在欧美之外首个全球性的一类中心。
二、北京市STEM教育发展现状
当前，我国正处于飞速发展的黄金时期，而在全球范围内，科学技术是第一生产力已经成为不争的事实。在这一大背景下，我国在STEM领域的发展显得尤为关键。
在审视北京市STEM教育的发展现状时，我们可以从多个维度进行深入剖析。从教育资源角度来看，北京市已经构建了较为完善的STEM教育体系，涵盖了课程设置、师资力量以及教学设施等多个关键环节。从教育质量层面来看，北京市STEM教育着重培养学生的创新能力和实践能力，鼓励学生积极参与科研项目和实践活动，以全面提升学生的STEM素养。从教育国际化的视角来看，北京市STEM教育积极引进国际先进的教育理念和方法，加强与国际STEM教育界的交流与合作，以推动STEM教育的国际化发展。
首先，我们深刻认识到，STEM领域的发展对于一个国家的整体竞争力有着至关重要的作用。一个国家的STEM水平往往直接决定了其在全球产业链中的地位。然而，尽管近年来我国在教育领域的投入持续增加，但在STEM领域的教育资源配置上，与其他发达国家相比仍存在一定差距。这直接导致了我国STEM领域的教育资源相对不足，无法满足当前社会对于高素质人才的需求。
近年来，北京八一学校进行了STEM教育实践探索，建立了系列课程。朱凯、陈咏梅、李锐、常树岩几位老师分享了实践经验，发现STEM与通用技术课有相似之处，因此将研究性学习与通用技术整合，以项目研究方式开展学习，开始了STEM教学尝试。他们设置了7门STEM课供学生选择，并制定了详细的管理办法。
2022年12月9日，在北京海淀区教师进修学校举行了《STEM学科教学：链接与赋能》新书发布会及STEM教育座谈会。该书作为“中国STEM教育2029行动计划”丛书之一，填补了综合化、实践化课程的空白，融合了教研与一线教学智慧，突出了跨学科教育特色。书中丰富的案例旨在培养解决多样化问题的能力，为区域STEM教育提供专业支持。姚校长强调，未来需协同推进教研，围绕STEM教育梳理案例，形成精品课程群，并研究教师育人及课程教学实施评价能力提升的规律、路径和机制，构建方法论和策略性体系，引领教师发展，进一步深入研究，形成中国特色的STEM教育教师能力构成、模型和标准。
海淀区50余位STEM教师参加2023中国STEM教育发展大会，海淀进校李佳老师主持“青少年STEM素养与教学评价”主题演讲，多位专家探讨建立科学、合理的评价体系。清华大学附属中学申大山老师分享跨学科课例，提出在STEM中有效运用学科知识的五大观点。八一学校原牡丹老师以生物学为例，分享跨学科研究突破口，强调重构学科课程体系、设计跨学科课程要素的实践方法。
尽管北京作为首都有着遥遥领先的教育资源，但我国发展STEM教育的时间落后于许多国家，北京市也面临着不少问题：
从地域分布角度来看，优质的STEM教育资源主要集中在部分市内教育发达的城中区，有顶尖985高校，中学里也有上述清华大学附属中学、八一学校等高级中学，这些学府凭借其雄厚的师资力量、高端的科研设备以及丰富的教育资源，为STEM领域的进步提供了强大的支撑。然而，相比许多学校和地区，特别是位于北京市偏远和农村地区，如怀柔、密云、延庆的学校，却面临STEM教育资源的匮乏。这些学校常常受限于资金不足、师资力量匮乏以及教育资源短缺等问题，导致其在开展STEM教育时遭遇诸多困难。
北京市中小学阶段的STEM教育存在滞后问题，主要体现在项目实施形式化、资源建设硬件化和课程开发零碎化：项目实施形式化导致真实性缺失。学生在STEM项目中真实问题解决需求少，单一技能训练多，缺乏真正的创意创新创造；资源建设硬件化导致内涵性缺失。过于注重硬件建设，学习空间重复建设，STEM教育变成以3D打印、激光切割、机器人为主的堆料运动，普及性、普惠性程度低；课程开发碎片化导致系统性缺失。STEM课程开发存在内容单一、形式单一、来源单一等问题，缺乏基于学生需求、真实场景和问题的校本化和系列化开发。
北京市在STEM领域的人才培养模式仍有待优化。传统的教育模式过于注重知识传授，而忽视了学生的实践能力和创新思维的培养。学生在课堂上往往只是听讲、记笔记和应对考试，而缺乏实际操作和实践锻炼的机会。这种“纸上谈兵”的教育方式使学生在面对实际问题时感到茫然无措，难以将所学知识应用于实践。同时，由于缺乏创新思维的培养，学生往往只能接受知识而非主动探索，这使得他们在STEM领域难以取得突破性进展。因此，改革传统教育模式、强调实践和创新能力的培养成为我国STEM教育领域的迫切需求。
北京市STEM领域的师资队伍力量单薄。尽管北京市在STEM教育方面投入了大量资源，但合格的STEM教师仍然供不应求。这主要是因为STEM教育涵盖多个领域，要求教师具备跨学科的知识和技能，然而，目前很多教师都是在单一学科背景下进行培养的，缺乏跨学科的教学经验和能力。学校在引入STEM课程后，发现现有的教师队伍无法满足教学需求。为了解决这个问题，学校不得不从其他学科的教师中挑选一些具备相关背景和兴趣的教师，进行STEM教学的培训。然而，这些教师在跨学科知识和教学方法上仍然存在不足，导致STEM课程的教学效果不佳。
三、国外经验
对近年来美国、日本、澳大利亚等教育发达国家 STEM 相关政策、研究报告及文献的分析等方面的简述。
（一）美国
美国作为科技大国，一直高度重视STEM教育，这是因为它深知科技创新对于国家发展的重要性。为了培养更多的科技人才，美国不仅在教育投入上大力倾斜，还通过一系列的政策措施，推动STEM教育的普及和提高。
美国政府将STEM教育作为国家发展战略的重要组成部分。在联邦层面，政府通过制定相关的教育政策和法规，为STEM教育提供强有力的支持。此外，各级政府还通过设立专项资金、提供税收优惠等措施，鼓励企业、高校和科研机构积极参与STEM教育。
美国在教育体系内部也进行了大刀阔斧的改革。为了提高STEM教育的质量和效果，美国各级教育机构纷纷引入先进的教学方法和手段，如项目式学习、翻转课堂等。同时，还注重培养学生的实践能力和创新思维，通过组织各种科技竞赛、创新实验等活动，激发学生的兴趣和潜力[1]。
此外，美国还注重加强国际间的STEM教育合作。通过与其他国家和地区的教育机构、科研机构建立合作关系，共同推进STEM教育的国际化和普及化。这不仅有助于提升美国在全球科技领域的竞争力，也有助于促进全球科技人才的交流和合作。
美国政府通过制定相关政策，投入巨额资金，以及推动教育改革等方式，致力于提高STEM教育的质量和普及程度。同时，美国的企业和社会组织也积极参与STEM教育，形成了政府、企业、学校和社会多方联动的STEM教育生态。
举例而言，在美国STEM program毕业的国际学生可以在一年的常规OPT后申请两年的OPT ext ension，对于在美就业是一个巨大的优势——三年OPT意味着三次抽H1B工作签证的机会，在中签率和审批成功率都越来越低的现在，这无论对于雇主还是自己来说都更为稳定；即使不想长期留在美国发展，不抽H1B，带着三年工作经验回国也是不错[2]。
STEM专业为美国留学本科硕士的专业，但根据官方职业网站统计，不只在美国，在澳洲英国加拿大等国家，STEM专业的就业率和起薪比非STEM专业要高不少，甚至排在TOP起薪专业前十。
由此可知，美国高度重视STEM教育，通过政策支持和教育改革提高STEM教育的质量和普及程度。同时，美国的企业和社会组织也积极参与STEM教育，形成了政府、企业、学校和社会多方联动的STEM教育生态。STEM专业就业率高，起薪高，吸引了越来越多的学生选择STEM专业。
（二）日本
在20世纪60年代，日本的教育体系主要侧重于应试教育。然而，随着时代的进步和教育理念的革新，该国转向了所谓的“宽裕教育”，旨在促进学生的全面发展并提升他们的学习能力。遗憾的是，这一政策的实施并未取得预期的效果，反而导致学生学业水平出现了下滑。
针对这一问题，日本政府开始深入关注并研究美国的STEM教育模式。为了加强本国的STEM教育，日本政府决定从以下四个方面进行改进：增加STEM教育的课时和内容，确保学生能够得到更为系统和深入的学习；设立专项基金，为STEM教育提供充足的经费支持；加强教师队伍建设，提升教师在此领域的专业素养和教学能力；鼓励女性投身STEM教育，以促进性别平等并拓宽人才库。这些举措体现了日本政府对STEM教育的高度重视和全面规划。
举例来看，为达到中小学STEM教育目标，日本改进了传统教育方式：加强中小学STEM学科的课时和内容，增加科学教育项目，提高基础教育质量，为STEM教育打下社会基础，例如，2008年中小学课程标准大幅增加STEM相关课程；设立STEM精英教育专项基金，识别并培养有STEM天赋的学生；加强STEM教师队伍建设；支持和鼓励女性投身STEM教育和相关职业；日本通过国际合作，特别是与美国的合作，加快STEM教育改革步伐，例如，日本代表团曾访问美国爱荷华大学教育系学习STEM教育经验，美日两国也围绕STEM教育组织学生交流项目[3]。
在这些措施的共同推动下，日本的STEM教育取得了显著的成果。不仅学生的学业成绩得到了提升，他们的创新能力和实践能力也得到了很大的提高。同时，越来越多的年轻人开始关注STEM领域，选择投身其中，为日本的科技创新和经济发展做出了积极的贡献。
（三）澳大利亚
澳大利亚STEM教育的发展历史可以追溯到20世纪后期。当时，澳大利亚政府开始意识到科学技术和工程领域对于国家发展的重要性，并开始采取措施加强STEM教育。最初，这些措施主要集中在提高STEM学科的教学质量和覆盖范围上。政府加大了对STEM教育的投入，提供了更多的资金和资源，以支持学校和教育机构开展相关的教学和研究活动。
进入21世纪，澳大利亚STEM教育的发展更加迅速。政府和社会各界对于STEM教育的重视程度不断提高，STEM教育的质量和水平也得到了显著提升。
澳大利亚教育委员会于2015年12月颁布了《STEM学校教育国家战略（2016—2026）》，旨在推动STEM教育的发展，确保学生具备坚实的STEM知识基础和技能，激发他们参与更具挑战性的STEM学习活动。该战略明确了国家层面推进STEM教育的五大方向：提升学生的STEM能力、参与度和兴趣，加强教师STEM教育水平，支持学校开展STEM教育，促进教育机构、商业领域与行业的三方合作，以及构建强大的实证研究数据库[4]。
举例而言，为了推动STEM教育的普及，澳大利亚政府首席科学家办公室与本土大学合作，创建了“数字技术慕课”等在线STEM教育平台。同时，他们还发布了《STEM项目索引2016》手册和STEM项目索引网站“STARportal”（https://starportal.edu.au/），这些资源涵盖了全澳500多个STEM项目，为广大师生提供了丰富的学习机会[4]。
为了进一步提升早期学习者和在校学生的STEM技能，澳大利亚政府在2020-2021年间投资了2730万澳元，以支持STEM教育的持续发展。
四、对策
为推动北京市区域STEM教育发展、更好地将SETM教育理念与实践相结合，为STEM 教育下的人才培养体系创造更好环境和条件，本研究提出以下建议：
加强STEM教育资源供给和供给侧改革。STEM教育作为培养学生必备能力的有效载体，受到政府和学校的重视。建议政策制定者颁布和研究实施新政策，加大对支持STEM教育的政策倾斜，如加大资金支持等；同时关注区域内STEM教育均衡发展，鼓励优势资源共享帮扶，偏远地区和学校的管理者需要收集来自一线教师的反馈意见，合理利用学校资金、提供足够且恰当的资源、一线教师应当合理选择教学方法和教学策略，合理设计教学活动和教学过程，充分利用已有资源，建设新资源。实施STEM教育的重要支持是构建STEM教育生态，支持STEM教育实施方式的多样化。
着力打造“高素质”师资团队持续为教师赋能。教师是开展STEM教育第一媒介人，需要专业的教学能力与职业素养。一方面要大力研发教师STEM教育专业能力的研修课程体系，以系统地提升教师STEM教育的能力，才能高质量地保证STEM教育效果；另一方面要充分利用教学公开课、教师培训、教学研究论坛等平台，增设“课程思政”专题 培训及教学交流活动，在高水平课堂和优秀教师的带领下，强化每位教师的立德树人意识，将STEM教育元素有机融入每门课程中，建立STEM教师常态化培训模式。
设定指定多元化STEM教育评价标准。在STEM教学中，评价是一个重要的环节。传统的单一评价方式已经无法满足现代教育的需求，因此需要建立多元化评价体系。这些指标应该涵盖学生的技能、知识、态度、收获等多个方面，改变对教学结果的传统性定义，加大对学习过程的认识，除了知识和理解维度之外，关注学生的应用与创造，如学生在认知技能提升的评判，毅力、耐力、团队协作能力、抗挫折能力等的获得，从而以更加全面的视角评价学生的学习成果。通过多元化评价体系，可以更全面地了解学生在STEM教育模式下的学习情况，提高他们的参与度和积极性。同时，STEM教育的多元化评价体系也有助于培养学生的自主学习和自我评价能力，为他们的终身发展奠定基础。
加强STEM教育或课程的本土化建设。不论是引进课程和设计新课程，还是教育模式的创新和新教育模式的引进，都不能仅对现基础的模式进行简单累加，而应当通过某种方式与现行的学校模式关联，避免形成孤岛，高效将STEM课程与教育的优点融于现有的教学课程或模式中，有利于提升学生综合应用知识解决问题的能力，培养批判性思维、创造力、沟通与协作，新的、面向未来的课程才是适合学生，有利于社会发展的。
打造区域性的STEM教育教学合作。在一定的教育覆盖范围内，加强学校与企业机构间的合作，一方面有利于教师间根据地方特色进行针对性的STEM教育项目的规划、研发、实施和评价，又能实现资源的区域共享，而在这个过程中也是为教师赋能的过程；另一方面又能充分利用校外的社会资源，大力打造校外的STEM教育实践基地，利用高校、科研院所、图书馆、博物馆、企业等社会资源，搭建学科实践活动平台，加强校企合作和产学交流，让学生能够有机会走进真实的研究环境中，有利于激发学生的创造潜能，培养学生的实践能力。最终实现STEM教育模式的区域化，保证了STEM教育创新的同时促进了STEM教育的可持续发展。
总之，加强STEM教育已成为21世纪世界性教育发展主题，我们必须以发展的眼光积极看待，抓住机遇，开拓进取，主动作为，在学习借鉴发达国家STEM教育实践经验的基础上，立足本土，努力探索和发展具有中国特色的STEM教育发展道路，为培养具有科学、技术、工程和数学素养的复合型创新型人才做出积极贡献，实现STEM教育需要国家、社会、学校和学生的共同努力，我们才能培养出具有创新精神和实践能力的新一代人才。
参考文献
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[2]邓莉,陈丽莎,王超男.美国教育发展战略的时代特征与基本逻辑：从美苏冷战到中美竞争[J].外国教育研究,2024,51(02):21-38.
[3]郑军,顾子强.日本本科STEM教育质量监测：逻辑、标准与启示[J].赣南师范大学学报,2021,42(04):61-68.DOI:10.13698/j.cnki.cn36-1346/c.2021.04.010.
[4]马利利,江大伟.澳大利亚STEM教育政策探究及启示[J].中国教育信息化,2023,29(06):57-63.
