美国国家科学基金委(National Science Fund,以下简称NSF)是美国国会1950年创立的一个独立机构,主管国家科学基金。其宗旨是“促进科学进步、增进国民健康、财富、福祉和保障国防安全……。”① NSF主要通过给研究者个人、团队、研究中心和高校基础研究项目提供资助的方式来实现其宗旨。其中,对高校基础科研的资助额度占联邦资助总额的20%。NSF每年大概有1万个新的资助项目,每个项目的资助周期通常为3年,资助领域主要是数学、计算机科学和社会科学等。2010年NSF的总资助预算达69亿美元。②
2009年1月11日,美国国家科学委员会(National Science Board,以下简称委员会)代表NSF发布致美国当选总统奥巴马的一封公开信,其主题是《改善所有美国学生的科学、技术、工程和数学(以下简称STEM)教育》。信中明确指出:国家的经济繁荣和安全要求美国保持科学和技术的世界领先和指导地位。大学前的STEM教育是建立领导地位的基础,而且应当是国家最重要的任务之一。委员会敦促新政府抓住这个特殊的历史时刻,并动员全国力量支持所有的美国学生发展高水平的STEM知识和技能。至关重要的是,国家现在就应当采取行动,确保在21世纪以技术为基础的经济中,美国社会作为一个整体继续繁荣下去。委员会将提供各种形式的帮助,帮助政府实现其所提出的目标。
委员会向新的行政当局提出了一系列行动方案,并建议在2009年年初即开始实行,以提高所有美国学生的STEM教育水平,培育创新精神,并确保国家经济的长期繁荣。委员会强调:必须确保美国在21世纪继续保持其在科学和技术领域的杰出地位;确保美国企业所需的熟练劳动力,并保证给所有的美国学生提供融入21世纪以科学和技术为基础的经济社会所需的教育资源和工具。
一个有效的STEM教育系统的基本要素
1. 民众、学生及家长的积极参与:新的行政系统为复苏美国STEM教育开启了一扇窗。它需要国家领导的关注。
总统及其管理部门应该尽早并时常向公众强调夯实教育基础的重要性,尤其是STEM教育对所有学生的重要性。必须要唤起公众的意识,就像过去唤醒公众的健康意识一样(如:食物金字塔、抵制吸烟等)。
家长的理解尤其重要。总统应该号召所有家长运用他们在各个层面的影响力——家庭、学校和社区——带来我们所期望的变化。
家长、政府、商业和企业、私人和公共基金会、社会名人、科学家和工程师、媒体和其他利益相关者之间应组成各种联盟,共同关注这一需求,并在当地合作采取相关策略,为所有学生提供高质量的STEM教育。
2. 明确的教育目标和评估机制:美国教育系统分散管理的特征导致学区课程的易变性。尽管这是美国教育系统的优势,但缺乏一致性也会导致地区间严重的不平衡,给那些经常在学区间流动的学生带来不便。
管理部门应明确指出学生应该掌握的核心概念和技能,并对个体在学习上的差异做出反应。州和地方学区在确保本学期学生掌握了核心技能和概念的前提下,可以改编具体的课程,便于更好地反映出地区背景和个体学生需求。
联邦政府应该帮助开发评估机制,促进学生在STEM领域的学习,培养学生的批判思维、沟通以及解决问题的能力;同时应该设计一些有挑战性的问题,甄选出能力较强的学生。这些STEM评估工具可帮助州和当地教育机构衡量学生学习上的进步。
联邦政府应确保开发所有可能成为STEM领域创新者或优秀的STEM专家的儿童的才能。
3. 高素质的教师:具有奉献精神的高素质师资队伍是确保所有学生接受高质量STEM教育的核心因素。我们只有付给他们与其在STEM业界所获酬劳相当的薪水,才能确保最好和最有潜力的STEM教师不流失。在劳动力市场上,这些受过STEM教育的专业人员会获得比教学职业更多的报酬——这是使STEM教师放弃教学的一个原因。
管理部门必须发展创新机制,与国会和州政府进行合作,分配财源,给STEM教师支付合适的酬劳,以应对劳动力市场的竞争。
继续给某些项目提供稳定的资助,如NSF的“罗伯特•诺伊斯教师奖学金项目”,帮助STEM本科专业的学生和STEM专家成为基础教育领域的科学和数学教师,解决师资短缺的问题。
4. 给教师提供世界一流的资源和支持:即使是最好的教师也需要教学材料、技术和资源专家的支持。教师没有必要开发自己教授STEM课程所需的所有工具。
先进的技术可以提供很多用于课堂教学的工具。联邦政府应采取行动来检测在教育中应用技术的最佳方式。
应建立由在职和退休的专业人员组成的“科学团队”,在课堂、学校和社区等各个层面帮助教师。强化课堂学习的暑期和校外项目也可以利用这种支持性的科学团队。
应开发经同行评估的有关STEM教材和最佳实践方式的网络资源,甄别出经证实是有价值的、高效率的教学材料和实践方式。这种资源可以包括其他国家开发的、被证明是有效的材料和实践方式。
应开发让教育者和政策决策者都了解的网络资源,该网络资源应汇集与教育实践相关的认知科学研究和STEM教育领域的研究。
有关儿童如何学习以及优质教学方式的研究已经发表了很多见解深刻的成果。然而,如同其他一些关键问题一样,我们还需要做更多的研究。因此,应该提高对同行评审的资助经费,并且必须提高对学习问题和STEM教学研究的资助经费。
5. 尽早接触科学:儿童接触STEM概念越早,他们在今后的生活中越能游刃有余。
STEM的核心理念和思想应该包含在《提前教育》和其他各种早期教育计划中。
应该优先考虑提高小学STEM教育的范围和质量。
总统应该经常运用他的领导力,并积极鼓励家长和社区成员支持这些目标。
6. 交流、协作和合作:地区的卓越、国家的和谐以及STEM教育的全球相关性只有在所有利益相关者的共同参与下才能实现,家长是其中最重要的成员。
联合组织应该推动基础教育学校体系、2年制和4年制高校、非正式的科学教育组织、工业和商业界之间的交互活动,推进21世纪所需的STEM技能的发展。
应该加强和推广相应机制,让联邦政府协调STEM教育研究和大规模的教育活动,并向国家和地方教育机构进行宣传。
我们这个委员会,由总统任命,并经过参议院认可,代表广阔的科学、工程和教育领域,正如国会赋予我们的使命那样,已经做好准备与新一届政府合作,共同促进科技进步,增进国民健康、国家繁荣和民众福祉。
(作者单位:北京航空航天大学首都高等教育发展研究基地)
实习编辑:覃云云
注:
① NSF at a Glance [ EB/0L ]. http://www.nsf.gov/about/glance.jsp, 2010-7-15.
② NSF at a Glance [ EB/0L ]. http://www.nsf.gov/about/glance.jsp, 2010-7-15.