美国STEM教育探析及其对我国中学物理教育改革的启示
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摘要：1986年，美国提出了STEM教育，在美国各界力量的支持和帮助下，STEM教育经过了三十余年的发展，形成了系统性的协调机制和法律政策，在培养学生科学素养、综合能力等方面取得了良好的成效。本文通过分析美国STEM教育的特点，得出对我国中学物理改革带来的启示。
关键词：STEM教育;教学改革;课程整合
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）19-0111-02
当今社会，科技创新型人才对国家的发展有着至关重要的作用，科技实力、创新能力及竞争力是一个国家综合能力的重要体现，也是一个国家未来的希望。因此，如何培养出创新型人才已成为各国教育领域的重要课题。近年来，美国的STEM教育在培养学生创新能力、科技能力等方面起到了良好的效果，受到了教育界的广泛关注，使STEM教育成为科学教育的重要形式之一。借鉴美国STEM教育的经验，对我国中学物理教育改革具有重要的指导作用。
一、何为STEM教育
STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）的英文单词首字母的缩写，于20世纪80年代由美国发起。STEM教育是将上述四门学科整合在一起，组成一个新的教育形式，使各个学科相互融合、相互渗透，以达到培养创新型人才的目的。STEM教育不是四门学科知识的简单组合，而是以问题为教学主线，与社会环境紧密联系，对各学科知识进行融合，通过对学生进行系统化的训练和指导，培养学生的知识技能、科学素养，提高学生的学习兴趣及个体竞争力。
二、美国STEM教育的特点
（一）政府部门的强大支持
自提出到现在的三十几年中，STEM教育在美国各界引起了广泛的关注。美国政府和各州政府在STEM教育中投入了大量的物力财力，制定了一系列的法律政策，推进STEM教育的变革和发展。美国社会的政界、教育界、社区、学校及相关群体共同努力确保STEM教育的顺利实施及其连贯性。在政策方面，自1986年提出后，STEM教育就一直受到美国政府的重视，不断在报告和法案中提及。财政方面，美国政府分别在2006年、2007年确定投入1360亿美元、433亿美元到STEM教育及其相关的研究中，近几年，也都有大量的资金投入到STEM教育的改革和发展中。
（二）STEM教育师资力量的有效保障
美国为了保证STEM教育的教育质量，花费了大量的精力培养STEM教育的教师以及在职教师教学技能的提高。美国国会在2015年通过了《2015年STEM教育法》等，这些立法为推动STEM教师数量的增加及其专业发展提供了法律保障。美国政府及各州在STEM教师培训计划中也投入了大量的经费，为STEM教育的开展提供了经济保障。另外，为了改变STEM教师数量急缺的状况，各州纷纷提高教师的待遇水平及工作环境，挽留优秀教师以及吸引STEM专业的毕业生。政府及相关组织还大力支持多元机构进行STEM教师培训，近年来，美国STEM教师培训项目层出不穷，有效地促进了STEM教师的专业成长，保证了STEM教师的数量。
（三）全面的STEM教育支持系统
美国的STEM教育在社会各界的关注下，得到了充分的发展。除了政府的政策和法律保障，还有高等院校的STEM理论研究、与STEM教育相关的各种专业协会、非营利组织的社会机构等都对STEM教育的开展提供了必要的支持。遍布在全国范围的STEM教育的专业机构构成了全国STEM教育的支持系统，例如：STEM教育委员会负责协调各联邦机构的STEM教育项目，编制STEM教育资助清查年度报告，制定STEM教育的五年规划;STEM教育联盟是由全美600多个机构、企业、协会等组成的全国性机构，来推动STEM教育政策的制定和实施，旨在提高国会、政府对STEM教育的重视;全国STEM中等学校联合会的使命是促进STEM教育，为教育者提供专业发展和在线学习的机会，为学生提供学习体验，并及时向决策者提供STEM教育的信息，促使其做出调整和决策。
三、美国STEM教育对我国中学物理教育改革的启示
物理学是自然科学的基础学科，与生活、科学、技术、社会紧密相关。在最新的物理课程教育改革中，希望通过物理知识的学习，培养学生的综合素养和能力。但是在我国应试教育的背景下，中学物理教学很少和其他学科、社会生活、科学技术联系起来，物理教师仅教授物理课本上的知识，隔离了物理知识与其他学科、科技生活的联系。美国STEM教育的出现和发展对中学物理教学中加强各学科之间的联系有着积极地启发作用。结合STEM教育发展的特点，对我国中学物理教学改革具有一定的引导意义。
（一）国家、社会需要加强中学物理教学中的STEM教育
任何一种教育形式或教育模式的改革都需要国家政策、社会力量的保证。STEM教育不仅是一种教育改革，甚至成为促进科技发展的重要原因。STEM课程的发展与推广，是国家未来必定要推动的。因此，政府需要提供一定的法律保障，促使STEM教育的推广和实施。基于美国的STEM教育的发展经验，结合我国中学物理教育的实际情况，推行STEM教育还需要得到社会各界力量的支持。我国人口众多，仅仅依靠政府的力量推行STEM教育的进程是相当缓慢的，这就需要充分调动和利用各种社会资源力量，完善社会机构的资助政策和体制，吸引各界力量参与到STEM教育的发展和改革中。
（二）促进STEM教师队伍建设，保障充足的教育力量
STEM教师队伍的建设对于在中学物理教学中推行STEM教育的质量起着至关重要的作用。为了高质量的推行STEM教育，确保学生是由受过良好培训的STEM教师教授，既要增加受过良好培训的STEM教师的数量，也要提高STEM教师培训的质量。首先就要培养一批专业知识扎实、专业素养优越的教师队伍，加强对教师知识能力、科学素养的培育，对相关教师进行专业的STEM教育的培养。建议高等师范院校开设STEM教育课程，提高职前教师的专业能力和综合素质。积极开展在职教师的STEM教育培训，启发在职教师在日常教学中能够逐渐的推行STEM教育;加强各层次教师之间的互动交流，通过教学经验分享、物理公开课、优质课展示等形式，带动广大教师互相学习、共同提高。
（三）确保STEM教育体系的连贯性
STEM教育是一个连续的体系，不仅要进行跨学科的学习和研究，而且必须考虑到与中小学教育的相互衔接和相互之间的影响作用。经过三十余年的发展，美国STEM教育从最初关注的高等教育，已经逐步扩展到中小学以及幼儿园阶段，这说明STEM教育是一个长期、连续的过程。学校的教育、学生的成长是一个连续性的发展过程，STEM教育的实施也需要根据学生在不同学习阶段的学习任务去设定相应的教学目标，从而保证合理有序地推进STEM教育，搭建好中小学教育和高等教育之间的连接桥梁，实现STEM教育中适应社会的高素质人才的可持续发展。
四、结语
STEM教育下的培养模式，符合当今社会对人才的培养需求，通过各学科知识的有效整合，以研究性学习为主要的学习方式，培养学生的探究能力，提高学生的科学素养。在中学物理教学中，要充分利用身边的教学资源，创造性的推进STEM教育，让STEM教育真正走进中学物理课堂，促进学生的全面发展。我国中学物理教学改革已进行了多年的探索，并取得了一定的成果，但是如何延续和深化中学物理课程改革，如何培养学生的批判性思维和应用所学知识的实践能力，需要我们参考借鉴美国STEM教育的发展历程，从STEM教育中吸取更多有益的经验和方法。
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