■刘春岳

(喀什大学教育科学学院,新疆 喀什 844000)

STEM(Science,Technology,Engineering and Mathematics)教育作为具有跨学科性、真实情境性、基于项目式学习等特征的新型教育模式,对培养学生的创新能力与核心素养,满足学生的个性化学习需求等具有重要价值[1]。应对当今世界的瞬息万变,加拿大的儿童和青年需要保持好奇心,提出问题,并有能力面对挑战。为此,加拿大的STEM教育需要跟上步伐。作为加拿大全国性的STEM教育社会组织,“让我们谈科学”(Let's Talk Science,简称LTS)给予积极应对。2016年,在LTS的主导下,“加拿大2067”(Canada2067)计划启动,旨在为STEM学习制定一个行动计划和国家愿景,引导学生做出明智的选择,最终推动国家的创新、经济的发展和增长[2]。“加拿大2067”计划将政府、组织、中小学、大学,教师和学生卷入其中,计划最终发展为一场全民性的STEM教育愿景的研讨和制定活动,在推动全民对STEM教育的认识、支持和深度参与方面发挥了重要的影响,这是加拿大STEM教育发展中的重要事件,也是其他国家少有的教育事件。在世界许多国家重视和探索STEM教育发展路径和策略的当前,如何形成社会合力、进而构建社会支持性系统,是STEM教育发展的关键点之一。而现有研究中,对“加拿大2067”计划的研究仅限于小篇幅的介绍,无法从中了解该计划的缘起、内容和实施,因而无法发现计划的可资借鉴之处。系统研究“加拿大2067”计划的来龙去脉及其特征,可以为我国和其他国家的STEM教育发展提供有益的借鉴和启示。

一、“加拿大2067”计划的背景

“加拿大2067”计划是以加拿大全国性社会组织LTS为主导,应对加拿大社会发展对STEM人才的需求和STEM教育面临的挑战。

(一)STEM人才的社会需求

当今时代,快速的技术进步正在改变着一切,从医疗到农业和制造业,这些变化是由科学、技术、工程和数学的创新推动的,而且创新愈发加快着变革的步伐。同时,全球也面临着一些关键的、需要共同来解决的问题,如气候变化、缺乏清洁饮用水和能源可持续性等,因而科学、技术和经济发展至关重要。在这个创新驱动的世界里,对STEM相关工作岗位的人力需求只会继续增长。在加拿大,从医疗保健到技术行业,约70%的高级职位都需要STEM人才。但现实是首先大多数加拿大学生在高中毕业前就放弃STEM课程,只有不到50%的加拿大高中生在毕业时修完了STEM课程。加拿大STEM人才的储备状况堪忧。另一方面,根据最新研究发现,未来20年内,加拿大25%到42%的工作岗位受到科技的严重干扰,35%-50%的工作岗位可能会因为自动化而丧失[3]。因此,积极面对社会创新发展对STEM人才的需求,是加拿大的重要使命之一。

(二)STEM教育面临的挑战

STEM教育是发展STEM人才的关键途径。但是,当前加拿大STEM教育在STEM教育专业毕业生的数量和质量、全体公民的科学素养水平以及学生解决问题的能力方面面临着亟需解决的挑战,具体如下[4]。

1.提高STEM专业毕业生数量和质量

加拿大当前STEM专业的毕业生在数量和质量方面均显不足,主要原因包括：(1)15岁后对STEM教育的兴趣降低。(2)不利群体代表性不足。不利群体包括女生、低收入家庭学生以及包括土著在内的来自少数民族背景的学生。其中,随着学级的提高,女生愈发表现出对STEM教育失去兴趣；低收入家庭的学生得不到STEM教育领域所需要的鼓励和支持；少数民族背景的学生在与STEM教育相关的研究和就业中所占比例亦不足,以上问题均会导致社会不平等。(3)毕业生质量不高。STEM教育未能确保STEM毕业生具备雇主所要求的全部技能；省际STEM教育质量差异较大,以PISA测试为例,虽然加拿大学生的表现一直很好,但是这些综合分数掩盖了各省之间的巨大差异。

2.提高公民的科学素养

虽然加拿大所有省份都要求中学生在10年级之前必修科学和数学课程,但只有马尼托巴省、纽芬兰省和拉布拉多省要求开设12年级的数学课程；成人能力国际评估计划(PIAAC)评估结果显示,在向所有加拿大人更公平地传授人生成功所必需的基本技能方面仍有待提升。如何既培养足够多的学生从事科技事业且所有学生对科技感兴趣,又让成人充分了解科学技术在社会中的重要性,是加拿大科技教育需要面对的问题。

3.更新科学教育目标

科学教育应该有助于培养解决问题和创新的能力,以及分析和批判性思维,这是公民所必需的实现社会责任和参与生活的能力和思维。从这个角度来看,科学教育的目的需要改变,即从增加对科学的兴趣到建立科学资本,并打破科学=科学家的关联。

(三)LTS及其STEM教育

LTS由邦妮·施密特于1993年正式创办,是全国性的慈善组织,致力于在全国范围内推广STEM教育[5]。2016年初,当LTS考虑如何庆祝加拿大150周年纪念时,LTS决定要向前看,而不仅仅只是庆祝。为此,LTS提议在全国范围内启动一场有关“加拿大2067”的大讨论,并最终制定一份改善STEM学习的共同愿景。提议得到了3M、加拿大安进公司(Amgen Canada)、托洛蒂埃家庭基金会(The Trottier Family Foundation)等合作伙伴的支持和赞助。该计划旨在激发和召集加拿大人进行对话,共同致力于为加拿大制定K-12阶段STEM学习的国家愿景,以便在未来50年里实施新的STEM学习框架,使学生在毕业时能够了解各种不同的职业,具备积极、知情的公民能力和应对日益复杂和高要求的世界所需的各种能力,帮助青年为正在被科技改造的世界做准备,迎接加拿大在2067年的建国200周年纪念[6]。

二、“加拿大2067”计划的实施

“加拿大2067”计划是一项为期两年的国家建设活动,以确定帮助加拿大青年适应迅速变化的教育和职业环境的有效方法为目标[7]。计划的实施围绕以下方面展开。

(一)进行国内外研究综述

作为“加拿大2067”计划的起点,LTS启动“聚焦科学学习研究项目”(Spotlight on Science Learning Research Program),对2007年以来30多份有关国内外STEM教育的报告做研究综述。国内外报告对STEM教育面临的挑战达成了共识,挑战包括以下六个方面[8]：

(1)如何教。成功的STEM教育必须从教育的早期由STEM专家教授；STEM教师需要获得不间断的专业学习和发展机会,并激活学校内部和学校之间、教师之间的开发合作学习社区。(2)如何学。更加注重如何使用信息技术；在课程中更多地融入跨学科,拓宽STEM的学科重点,使学习体验更具参与性和包容性。(3)学什么。STEM教育需要从强调传授既定学科知识的机构转向支持发展特定能力的基于多学科调查的方法；应为学生提供更多以探究为基础、关注问题和“现实世界”体验式学习的机会。(4)教育目的。成功的STEM教育体系是指将定期的职业教育纳入各级课程,以提高学生和家长对STEM学科与广泛的职业之间联系的理解。(5)谁参与。STEM教育的成功实施需要与各种合作伙伴,包括私营部门、社区组织,特别是家长进行合作；需要加强对合作关系的领导和协调,并改善利益攸关方之间的横向合作,以确保获得足够的资源,加强社会内更广泛的STEM文化。(6)跨领域议题(尤其是公平和不包容)。关注早期阶段的STEM学习；解决STEM教育参与和成绩方面的不平等问题,包括男孩和女孩、不同社会经济背景的学生、土著学生和少数群体学生之间的不平等。

基于国内外相关报告所提出的以上挑战,“加拿大2067”计划将之作为加拿大未来STEM学习愿景的思路,召集全国各利益相关方,启动了全国性的大讨论。

(二)召集全球塑造者千禧磋商会议

应“加拿大2067”计划的邀请,加拿大6个全球塑造者中心(温哥华、埃德蒙顿、卡尔加里、渥太华、多伦多和哈利法克斯)在2017年8月至11月期间于各自城市举办了系列对话会,即全球塑造者千禧磋商会议(Global Shapers Millennial Consultations)。与青年(20-30岁)一起探讨加拿大STEM学习框架的新愿景以及对K-12教育的看法。青年们探讨自己的教育或职业情况,也了解其他人从高中到大学再到全职工作的转变经历,从而从中获取教训和经验——他们会采取什么不同的做法？怎样才能让K-12教育更好地做好准备？

会议主要包括四方面[9]：(1)能力和内容。鼓励个人反思和自我意识的发展、建设性的失败,内容应基于应用程序、个性化和协作性；学习的一部分还应该包括学会一起工作。(2)知识传递。学习应该是实践性的,激发好奇心和培养独立性,进一步发挥教师的作用,加强导师对学习的支持。(3)结果评估。从教育系统中消除学生对失败的恐惧,需要减少对分值评估的重视。(4)能力建设。教师需要资源、支持和公平的报酬,认识到父母是关键的利益相关者。会议召集加拿大青年探讨未来K-12阶段的STEM教育愿景,这些作为刚刚“过来人”的青年有着对STEM教育的经历和切实感受,他们的意见和观点对未来STEM教育愿景提供了重要的参考。

基于国内外报告的回顾研究和全球塑造者磋商会议的内容,LTS提出《加拿大2067 STEM学习框架》(Canada 2067 STEM Learning Framework)的草案,该框架旨在帮助加拿大青年接受良好的STEM教育、从而为未来的经济和社会发展作出贡献[10]。草案由六大支柱构成,即如何教、如何学、学什么、教育目的、谁参与、公平与包容。对于每一个支柱,都有一个愿景陈述、概括的问题和关键的建议。该草案为加拿大的随后讨论提供了框架和思路。

(三)召开全国领导大会

为寻求《加拿大2067 STEM学习框架》草案的实施建议,以及进一步探讨六大支柱所界定的教育问题,2017年12月5日和6日,“加拿大2067”计划在多伦多设计交流中心召开全国领导大会。会议召集了青年、教师、企业决策者和社区伙伴等共300多名代表和专家,共同关注加拿大未来50年的STEM学习愿景。

基于如何让加拿大青年在一个技术驱动的世界中茁壮成长,为下一代做好准备的共同目标,会议讨论包括[11]：(1)性别、文化和STEM教育。成功的学习框架是将学生置于中心地位,强调有必要吸收和支持来自不同背景的学生；(2)如何教。教育工作者的至关重要性以及他们实施STEM教育改革所需的支持、培训和资源；(3)谁参与。不同利益攸关者为支持教育而提供的机会和价值；(4)学什么。任何尝试改进STEM的学习都需要考虑到全球能力在教育中所发挥的作用,并使其适应STEM学习的具体背景；(5)如何学。新的信息通信技术提供的教学可能性以及固有的挑战。领导大会的意见对《加拿大2067 STEM学习框架》草案做了进一步补充和完善,为随后青年峰会的青年讨论奠定了基础。

(四)举办青年峰会

为激励、吸引和赋权青年,为青年提供一个发挥集体创造力的平台,使之为制定未来STEM教育的国家愿景作出贡献,2017年10月到2018年4月期间,“加拿大2067”计划为加拿大西部、中部和东部的9和10年级学生举办了系列为期一天的青年峰会(Youth Summit)。每一场峰会涉及该地区200多名学生,其活动包括三个环节[12],即STEM讲座(STEM Talks)、设计工作坊和分享观点。

学生在青年峰会中表达自己的想法和独特的理念,共形成如下“十大见解”,具体内容如下：个性化和定制(如何教)——教育对每个学生来说都不一样；协作参与(如何学)——学生们互相学习工作,在塑造他们的教育中起着关键的作用；课堂技术(如何学)——技术是改进学习过程的关键；改变教育课程(学什么)——让学生早期参与STEM的教育；体验式学习(学什么)——将STEM学习与实际生活中的问题联系起来；导师制(谁参与)——学生们寻求与有爱心和值得信任的成年人建立有意义的关系；批判性思维和解决问题(教育目的)——弹性和灵活性对今天的教育和明天的工作至关重要；自我意识和方向(教育目的)-STEM教育和自我意识是相互联系的,并帮助学生发展技能,以管理自己的进步和走向新的方向；幸福(公平和包容)——学生希望有一种支持、鼓励和鼓舞人心的学校文化,一个多样性和包容性得到实践和培育的地方；舒适的空间(公平和包容)——学生希望有安全、干净、明亮、鼓舞人心的空间和学校。来自青年的的意见为随后的《加拿大2067学习路线图》提供了重要的信息和依据。

(五)制定《加拿大2067学习路线图》

基于以上研究和会议,“加拿大2067”计划总结和完善了来自全国各方利益攸关者的建议,最终制定《加拿大2067学习路线图》。《加拿大2067学习路线图》由六大支柱构成,主要是对STEM学习未来行动的共同呼吁和建议,强调在学习的各个阶段,尤其从早期开始,就必须涉及所有学习阶段的学生,吸引和激励来自各种文化和背景的学生。《加拿大2067学习路线图》的重点是教育系统的各个部分,以及家长、社区团体和雇主等合作伙伴在加强STEM学习机会方面可以发挥的作用,具体如下[13]：

(1)如何教：教师每年至少有一次机会参与STEM相关领域的专业发展；各区域的教师和社区伙伴联系在一起,形成充满活力的专业学习社区；实施基于能力和探究性的课程和举措,帮助教师发展必要的技能来指导STEM课程、鼓励批判性探究。

(2)如何学：利用新的信息通信技术,将教学转化为以学生为中心的互动体验；为教师实施这些方法提供适当的培训、支持和资源；转变中学后教育入学要求,以承认和重视那些从事创新学习方法的学生；课程和社区学习经验应包括跨学科、胜任力和探究学习方法以及实践方法。

(3)学什么：学生在高中毕业时至少有一门跨学科的STEM课程；学生每年至少有一次与校外合作伙伴参与实践学习的机会；中学后教育与STEM相关领域的学生人数每年都在增加。

(4)谁参与：STEM学习社区的合作伙伴将他们的项目与“加拿大2067”建议相结合,共同努力为所有学生提供动手学习的机会；企业将社区教育投资目标的20%用于支持“加拿大2067”建议的实现；政府承诺至少1%的STEM研究预算来支持“加拿大2067”建议的实现。

(5)教育目的：学生可以在学校的日常课程和社区的实践学习机会中获得有关STEM教育和未来职业的信息；改善课堂中的STEM学习与社区中的体验学习之间的联系；所有的家长都可以获得有关STEM教育和未来职业的信息和支持。

(6)公平和包容：根据性别、文化、社会经济背景和地区,提高学生对STEM课程的参与度；STEM教育的发展是为了满足土著学生的具体需要,并纳入其他世界观。

《加拿大2067学习路线图》总结了教师和社区伙伴对未来STEM教学如何发展的观点、以确保青年能够应对来自日益复杂和技术密集的世界的挑战,同时也表明加拿大认可年轻一代的愿望和能力,期待以有效和多样化的教育系统能帮助其为未来做准备。以上为加拿大K-12阶段STEM教育的发展奠定了充分的社会支持和行动指南。

三、“加拿大2067”计划的特点

“加拿大2067”计划以一种多管齐下的“加拿大制造”方法,制定一个国家愿景和目标,其可供不同利益攸关方使用,以指导他们支持青年发展的意见。可以说,计划是一份活生生的文件,其通过聚焦青年来提升加拿大的竞争力。总体上,“加拿大2067”计划体现出以下四方面特点。

(一)指向STEM学习的国家愿景

为了激励和培养下一代创新者、企业家、发现者和公民,加拿大必须加强学生的STEM学习,而如何加强、需要怎样的愿景,是当前亟需解决的问题。因此,探索加拿大未来K-12学生如何通过有意义的STEM学习,发展成为创造性、批判性思考者、发现者、创业者、解决问题者和知情公民所需的技能和能力,这是“加拿大2067”计划的核心。为此,“加拿大2067”计划通过广泛的回顾性研究,以及全国涉及青年、教师、中学生、企业决策者、社区伙伴及其他利益相关者的会议和活动,收集全国的意见,最终确定“加拿大2067计划学习路线图”,制定了未来50年加拿大K-12阶段STEM学习的国家愿景。这一基于共识达成的愿景,为切实落实提供了充分的可能。

(二)提供全员参与STEM学习的平台

“加拿大2067”计划的启动是为了促进一场关于未来K-12阶段STEM学习的全国性讨论,共同探讨所有学生都能发展、应对日益复杂的世界所需的技能和平等的学习机会。为此,“加拿大2067”计划邀请政策制定者、教师、家长、商界、社区团体、行业领袖、非营利组织和青年,形成探索未来STEM教育的共同体,加拿大全国约有75万人积极加入STEM教育的大讨论中,这些利益攸关方分享各自的意见和建议,协同互助和合力,相互交流,参与多种相关STEM活动,最终调和所有人的意见制定了《加拿大2067学习路线图》。“加拿大2067”计划表现出“多方力量”的共同努力,并且这是一场关于STEM教育未来的具有里程碑意义的全国性讨论,更是一个推动全社会参与和关注STEM教育及促进STEM教育发展的重要事件,而“加拿大2067”计划本身更充当了一个全员参与STEM学习的平台。

(三)支持学生深度参与STEM学习

“加拿大2067”计划基于真实情境的活动,创设工作坊,为学生提供所需要的材料和工具,在实施中没有要求学生“修复STEM教育”,而是需要在火星上设计一所创业学校,学生可以自由地设想其兴趣、愿望和需要相一致的新可能性。同时,计划以学生为中心,让上千名中学生积极参与活动,发表自己的看法和意见。学生在STEM愿景制定的深度参与中,大胆想象一个全新的教育系统,摆脱传统思维的束缚,培养学生的创新思维,增长了对STEM教育的了解,并获得了更多的专业和合作学习机会,进而增加对STEM教育的好奇心；在好奇心的驱动下,学生们团结一致,努力解决现实中遇到的问题,在潜移默化地培养学生们的批判思维能力和解决问题的能力的同时也激发起了对学习、创新和发现的热情。“加拿大2067”计划真正在“做中学”中发掘学生的兴趣和能力,培养其成为未来需要的创新人才。

(四)计划的理念与SDG4目标相契合

加拿大作为《2030可持续发展议程》的签署国,承诺为可持续发展作出贡献。其中与教育有关的可持续发展目标4(SDG4)的总目标与“加拿大2067”计划的一些目标相交叉和契合。两者都关注教育公平、包容和技能的培养。SDG4提出,确保所有学生接受到从幼儿教育、小学和中学到大专教育和培训的所有各级的优质教育；公平地向男孩和女孩以及来自贫困背景的人提供优质教育,其重点是确保包容和公平的优质教育,促进所有人的终身学习。为此,“加拿大2067”计划秉持一种包容性和参与性的STEM学习信念,即STEM学习不仅仅与学生相关,更与其他所有人相关。尽管“加拿大2067”计划于SDG4的措辞不尽相同,但它们都有一个共同的意图：高质量和包容性的教育具有改变生活的潜力,重振教育的必要性,同时需要社会努力来实现目标,两者交叉点是关于获得公平和包容,确保这个国家的每个人都有平等的机会来培养新经济所需的技能。唯一的不同是考虑的角度不同,SDG4是从世界的角度,而“加拿大2067”计划是从国家的角度。但两者最终目的都是消除国家的贫富差距,设想、创建和巩固可持续的机制,以确保平等获得教育、保健、社会经济和社会文化机会以及所有其他人权,从而带来一个公正、包容、和平、人人平等地看待彼此的可持续发展的社会。

四、启示

(一)科学规划STEM教育国家愿景

加拿大STEM教育之所以能够迅猛发展,这与加拿大政府和社会组织的重视程度分不开。最新发布的“加拿大2067”计划,号召全民参与到愿景规划、关键挑战、应对建议等方面,对如何创新未来50年STEM教育,提出了详细方案和指导意见。该计划不仅对STEM教育愿景的定位清晰,还提出了各级部门、地区、学校应该承担的责任和发展方向。STEM教育服务于国家竞争力的现实需求,助力应对提高STEM人才竞争力、增加STEM领域毕业生数量、满足STEM人才需求和优化劳动力构成等战略问题,因而我国STEM教育迫切需要站在国家发展的战略高度来科学规划,结合我国国情和发展基础,进行合理的顶层设计,明确我国STEM教育的发展愿景,以政府或关键性的教育机构为主体,发动全社会力量,集思广益,制定STEM教育全国性战略规划,确保STEM教育的未来发展方向和策略,确保其战略性功能的实现[14]。

(二)构建STEM教育的生态系统

STEM教育是国家人才战略的组成部分,是社会可持续发展的重要工具,聚焦于在跨学科背景中培养学生解决复杂问题的能力,培养STEM人才,学校教育发挥着关键的作用,但无法独自承担。STEM教育已经超出了单一的学校教育形式,这种教育需要整合各界资源,构建正式的学校教育、非正式的课外教育和社会实践教育为一体的教育系统,在这一系统中,每个部分都对STEM教育作出应有的贡献,并协调发展、取长补短[15]。国家需要构建一个社会各方参与的协同机制,促进社会利益攸关方共同参与,使政府、企业公司、科研院所、社会组织、媒体、研究人员、志愿者均发挥重要作用,包括政策制定和完善、资金支持、课程开发、教学手段、教师专业发展和场所设施、教育推广等,从而促进STEM教育的有效实施。

(三)激发学生的STEM学习兴趣

孔子说“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”。使学生保持对知识的浓厚兴趣,是提高学习效率的根本秘诀。把知识留给学生,把快乐带进课堂,兴趣是学习最好的老师[16]。因此,我国的学校可以为学生提供多种STEM学习机会,包括校内和校外的STEM课题学习和活动,创设以问题为中心、自由探索的学习情境,使学生在相互交流、共同协作中,批判思维和创新创造,克服困难,努力解决问题。学习过程中教师的及时引导和帮助、解决难题后的欣喜和展示学习成果时的成就感,会激发学生进一步探究的兴趣。课程结束了,但学习可以继续,正是因为有了兴趣。可以说,激发学生的STEM学习兴趣是STEM教育和未来职业生涯的起点。

(四)重视STEM教育公平和质量

STEM教育聚焦学习者批判思维、解决问题、创造和合作、创新等能力的发展,为学习者在技术密集的社会中取得成功做准备。具有解决真实复杂问题和创新意识的个人,可以身体力行地在社会各个行业和领域以可持续的方式促进社会的可持续发展。正如党的十九大报告指出“落实立德树人,发展素质教育,推进教育公平,加快教育现代化,坚定实施科教兴国战略、人才强国战略”。STEM作为一种跨学科综合教育形态,对培养大批高科技创新人才、提升国家未来竞争力具有重大意义[7]。中国作为多元文化和多民族国家,存在一些区域发展不平衡、城乡二元结构等问题,使得不同地域和不同社会阶层的学生学习特征、学习能力、知识基础、文化背景等有所差异。这正是我国发展STEM教育时更应该关注公平问题的原因[18]。因此,STEM教育公平和质量问题不仅关系个人的发展,更是社会可持续发展的重要内容。提升STEM教育的包容性、普及性和终身化,将之作为人人应接受的教育；另外,采用“互联网+教育”促进优质教育资源共享和教师专业发展,助力提升不利群体教育和STEM教育质量[19]。