教育数字化国际比较研究｜马利利 江大伟：澳大利亚STEM教育政策探究及启示
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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(6):057-063.DOI:10.3969/j.issn.1673-8454.2023.06.007
教育数字化国际比较研究
澳大利亚STEM教育政策探究及启示
马利利 江大伟
摘 要： 为培养科技创新所需的人才，各国越来越注重STEM学习。通过对澳大利亚STEM教育政策发展历程和特点的梳理，以及面临问题的分析，发现其STEM教育政策具有如下特点：制定国家STEM教育政策、推动STEM教育产学合作、加强STEM资源平台建设、鼓励STEM人才自小扎根、关注女性STEM教育等。但在STEM教育的表现及参与度上，仍面临学生STEM科目表现不佳、STEM专业师资劳动力缺乏、女性STEM参与率低等问题。其对我国STEM教育政策制定提供了几点启示：进一步完善国家层面的STEM教育政策，推动各教育阶段跨领域教育向下扎根；加强STEM专业师资素养提升，为中小学STEM教育提供动能；重视中小学及幼儿教育阶段女生STEM的学习，并鼓励和帮助其进行深入探索。
关键词： STEM教育；教育政策；跨域整合；师资素养；人工智能中图分类号： G434；G510文献标志码： A文章编号： 1673-8454（2023）06-0057-07作者简介： 马利利，江苏省盐城市现代教育技术中心一级教师（江苏盐城 224001）；江大伟，菲律宾莱西姆大学八打雁校区研究生院博士研究生（菲律宾八打雁 4200）基金项目： 江苏省教育科学“十三五”规划2020年度重点课题 “STEM教育师资融通培养的实践研究”（编号：J-b/2020/07）；江苏省教育科学“十四五”规划2021年度一般课题“面向计算思维培养的项目式学习的实践与研究”（编号：SJMJ/2021/13）
一、引言
当前，各国政府为培养科技创新所需的人才，越来越注重STEM学习，STEM教育已成为许多国家教育政策的重要目标。STEM跨域整合的特性，有助于理解和应用数据以及培养解决复杂问题的能力，成为人们重要的生活技能。 联合国教科文组织2015年通过《教育2030行动框架》(Education 2030 Framework for Action)，期望各国注重教育的质量，并强调STEM教育的发展，提升让学生接触STEM领域的机会。[1]澳大利亚作为较早重视STEM教育的国家之一，自2001年起就开始制定了一系列发展 STEM 教育的政策，目前已形成独具特色的跨学科、跨学段STEM 项目课程群，以及校内外一体化的 STEM 学习生态系统。[2]澳大利亚还在STEM领域推动了一系列改革计划，整合了各界资源，从政府部门、教育界扩展到企业界，促成多方连结，共同致力于提升学生的STEM参与度，将STEM学习与解决现实世界的问题联系起来。[3]本研究以文献探讨的方式，通过梳理和分析澳大利亚相关政策与研究报告，了解该国STEM教育政策核心内涵与特点，以期对我国STEM教育政策制定提供参考与借鉴。
二、澳大利亚STEM教育政策发展历程
（一）2000年代：科学与创新 澳大利亚联邦政府于2001年启动《澳大利亚能力:创新行动计划》（Backing Australia’s Ability: Innovation Action Plan），以科学和创新作为策略重点，通过知识创新促进全民技能的发展，强调政府、商业、教育和研究组织需要共同努力，善用创新所提供的潜力。2004年，启动《支持澳大利亚的能力——用科学和创新建设我们的未来》（Backing Australia’s Ability - Building Our Future Through Science and Innovation），强调提高科学、数学和技术教学的质量，持续培育学生技能，并鼓励校本创新。同年，教育、科学与培训部推出《创新、科学、技术、数学教学推进计划》（Boosting Innovation, Science, Technology and Mathematics Teaching Programe），主要目标为鼓励学校的创新，并扩展学生创新能力，吸引和留住在科学、技术和数学领域具有专业能力的教师，从而提高教学和学习质量。 此时期的政策偏向国家整体性发展，以科学和创新为基础，主要推动产业经济发展。学校教育则是注重提高学生科学、数学、科技的能力以及技术培养。尚未将STEM的概念放在政策中，但为之后的STEM教育政策奠定了推动的基础。 （二）2010年代：跨域与素养 2012年，澳大利亚政府启动一项名为“守护澳大利亚的未来”（SAF）项目，计划提供1000万澳元进行系列战略课题研究。[4][5]课题最初设定了6个，《STEM：国际比较》（STEM: Country Comparisons）是其中之一，该课题的最终研究报告于2013年6月由澳大利亚学术研究院委员会（ACOLA）正式发布。该报告基于22个国家和地区的研究基础，得出了24个关键性发现，并指出了澳大利亚在STEM教育上面临的挑战。 澳大利亚联邦政府大笔投资科学界与创新企业，提出多项新措施计划，其中包含了促进科学、技术、工程和数学的策略，强调培养年轻人创造和使用数字技术的能力、扩大女性的STEM机会、吸引创新人才以及提升学生的STEM素养。 2015年发布的《国家创新与科学议程》（National Innovation and Science Agenda），规划资助学龄前幼儿的学习计划，以支持发展幼儿基础科学、技术、工程和数学技能，其中一项重要的幼儿STEM学习计划——“澳大利亚学前STEM学习计划”（Early Learning STEM Australia），是由堪培拉大学向教育、技能与就业部提出申请。其学前班在全国各地进行服务，以智慧学习为基础，利用游戏、乐趣、实验和调查来帮助幼儿熟悉STEM思维和实践。[6] 同年，澳大利亚联邦及各州和地区教育部门皆签署《STEM学校教育国家战略2016—2026》（National STEM School Education Strategy 2016-2026），重点是提高STEM学习领域的基础技能，培养数学、科学和技术素养，促进解决问题、批判性分析和创造性思维技能的发展，并认为STEM教育要从幼儿时期开始贯穿中小学教育，在学校教育中持续STEM的学习。从澳大利亚二十多年的策略及计划来看，其已明确将STEM纳入其中，并专门为STEM教育制定了国家层级的相关政策，STEM成为教育发展的重点，而幼儿学习STEM亦逐渐受到重视。
三、澳大利亚STEM教育政策的特点
依据教育政策制定分析的观点，本研究将澳大利亚STEM教育政策的特点区分为5项： (一)制定国家STEM教育政策 全国性的政策具有较强的驱动力，投入资源在STEM领域，等同于投资国家的社会和经济繁荣。依据已出台的《STEM学校教育国家战略2016—2026》，2017年5月，为促进STEM教育与工商界之间的合作，澳大利亚教育委员会召集教育和工商界的代表，成立了STEM合作伙伴论坛(STEM Partnerships Forum)，意在更有效地指导、监控并大力开发更多的校企合作项目。通过与各地企业建立以学校为基础的合作关系，藉此培养学生参与STEM的积极性。 (二)推动STEM教育产学合作 高等教育与产业之间的合作对STEM技术的发展格外重要，产学联手合作可创造出提高学生STEM参与度和绩效的活动，增加学生在STEM领域的热忱。 2018年，STEM合作伙伴论坛在《优化STEM产学合作伙伴关系：激励澳大利亚下一代》(Optimising STEM Industry-School Partnerships: Inspiring Australia’s Next Generation)的报告中，提出产学合作应重点关注教师专业技能学习，通过STEM解决现实问题，以及提高与STEM伙伴的合作。为了支持论坛的工作，联邦政府跨州进行了一系列协商，邀请教育和企业界的专家响应，州和领地政府提供了专门的科学和技术设施，作为与学校的共享资源，企业与大学合作提供专业的学习资源，政府、教育工作者和企业紧密合作。 (三)加强STEM资源平台建设 2017年推出的“STARportal”是由工程师协会与首席科学家办公室合作开发的澳大利亚第一个STEM活动国家数据库，其目的是确保所有家庭都能在其所在地区参与到相关的STEM活动，使学校、教师、学生、家长能够在当地寻找到STEM活动。“STARportal”平台的建设，让使用者能快速方便地找到全国性的资源，是政府和非政府组织之间成功合作的一个范例。 (四)鼓励STEM人才自小扎根 2018年，“澳大利亚学前STEM学习计划”团队开发了智慧教育应用程序，运用扩增实境(亦称增强现实，AR)技术，幼儿可以指导自己的游戏，同时在STEM中培养空间概念、译码和编码信息、逻辑推理能力。2019年，曾获得研究理事会桂冠奖学金资助的墨尔本蒙纳士大学科研项目“概念游戏实验室”(Conceptual PlayWorld)，期望改变教授幼儿STEM概念的方式，并建立关于婴幼儿STEM概念在家庭和游戏环境中的新知识。实验室团队开发了体验游戏世界的虚拟实境(亦称虚拟现实，VR)应用程序App，通过虚拟现实技术体验概念游戏世界，为幼儿建构了STEM概念。[7] 随着世界的变化，教育带给学生的技能也应与时俱进，从小培养幼儿基础的STEM技能，通过开发应用程序，结合新兴技术，在多样性的学习活动过程中，幼儿可从游戏中获得思维能力和科学知识。 (五)关注女性STEM教育为实现女性从学校到职业阶段参与STEM的持续增长，澳大利亚科学院和技术与工程学院共同制定了《女性STEM十年规划》(Women in STEM Decadal Plan)，并于2019年启动。该计划包含了每个州和领地政府的广泛研究，以及进行全国咨询的结果，旨在消除任何对于女性STEM教育的障碍，创建一个STEM生态系统，以促进女性STEM教育的进步。由政府实施对性别平等支持的政策，尝试通过教育促进整个STEM行动，鼓励女性学习STEM领域相关学科，女性可能会获得更多的机会与认可，实现STEM领域的性别平等。
四、澳大利亚STEM教育存在的问题与挑战
澳大利亚教育体制是由联邦和各州及领地政府共同承担，不同级别政府之间分散监督的方式，导致教育系统管理职责存在差异性，也分散了STEM教育绩效的表现。联邦政府持续推动STEM教育革新，试图在不同级别政府之间形成一致性。尽管已有大量的政策推广，在STEM教育的表现及参与度方面仍存在不少挑战。 澳大利亚在STEM教育中面临的问题与挑战： (一)学生STEM科目表现不佳澳大利亚将STEM教育视为攸关国家未来竞争力和人才培育的国家政策，教育、技能和就业部认为STEM技能对不断变化的未来极为重要。2000—2018年，澳大利亚在国际学生能力评量计划(PLSA)的成绩表现不太理想，各科在全球的排名呈现逐年下降的趋势(见图1)，而数学及科学素养的国际评量结果影响着联邦政府对STEM教育政策制定的方向。[8]
图1 澳大利亚2000—2018年PISA情况
(二)STEM专业师资劳动力缺乏 “守护澳大利亚的未来”计划的比较研究归纳出STEM教育成效显著的国家主要具有以下特点：STEM教师受人尊敬、薪资优渥，且具有认证才能够在STEM学科任教，这与澳大利亚有鲜明的对比。虽然有《澳洲教师专业标准》(Australian Professional Standards for Teachers)，但并没有针对STEM学科统一的师资标准，未要求STEM学科教师进行专业学习，也没有制定对从事STEM教师进行专业师资培训的规定。 澳大利亚学术研究委员会公布的《STEM：国际比较》报告中称，在澳大利亚7—10年级数学课程中，有超过1/3的教师并不完全具备教授数学的资格。专业教师的缺乏影响着学生STEM学习的情况，应更加重视STEM科目教师的专业发展，为其提供更好的培训和资源。 (三)女性STEM参与率较低 针对STEM领域性别比率在全球呈现失衡的情况，在2021年度发布的《联合国教科文组织科学报告：与时间赛跑，实现更智能的发展》(UNESCO Science Report: the Race Against Time for Smarter Development)中指出：全球科学研究总人数中男性占72%、女性仅占28%，并强调需制定各项政策和方案，让女性较早地学习科学、技术、工程和数学学科。而在澳大利亚，与男生相比，女生在学校的STEM参与度和兴趣都较低。 据经合组织公布的2018年国际学生评估计划测试结果显示，澳大利亚在数学或科学方面表现出色的学生中，有1/3的男生希望在30岁时成为工程师或科学专业人士，只有大约1/5的女生希望这样做;有4%的男生希望从事与信息通信技术相关的职业，几乎没有女生希望从事信息通信技术相关的职业。提高女性在STEM中的参与度需要通过政府政策、学校教育、社会群众以及各界支持来改善。[9]五、对我国STEM教育政策的思考
STEM已成为我国中小学和幼儿教育的新方向，《中国学生发展核心素养》以“核心素养”为关键词，希望各教育阶段能达到连贯以及各领域、科目间的统整。教育部2017年发布的《义务教育小学科学课程标准》强调动手实作及跨学科学习方式，如科学、科技、工程、数学等知识整合运用的能力;而《义务教育数学课程标准(2022年版)》也强调数学是一种实用的规律科学，教学宜重视跨领域的统整，这与STEM教育跨域整合的概念一致。
基于此，本研究提出以下建议： (一)推动STEM教育政策落地 《中国STEM教育白皮书》提出“中国STEM教育2029行动计划”。[10] 2017年7月，《新一代人工智能发展规划》出台，人工智能发展正式上升为国家战略。该计划提出实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程、推广编程课程等。2021年6月，国务院发布《全民科学素质行动规划纲要(2021—2035年)》，强调提升基础教育阶段科学教育水平，完善初高中包括信息技术等学科在内的学业水平考试和综合素质评价制度，推进信息技术与科学教育深度融合。 综上可知，国家层面对STEM的教育政策规划目标较为明确，但尚需地方层级的落地策略支持，尤其需要注意东西部各省份之间差异较大的问题。 2015年，江苏省发布《关于开展科学、技术、工程、数学教育项目试点工作的通知》，开始推进中小学教育创新，并确定26所第一批STEM教育项目试点学校，两年后扩大至243所学校。2017年，山东省教育厅出台《山东省学校创客空间建设指导意见》，计划在2018年覆盖全省的学校创客生态发展体系。同年，深圳市出台了《深圳市全民科学素质行动计划纲要实施方案(2017—2020年)》，提出建设适合深圳的STEM课程体系，普遍开设STEM课程，培育具有深圳特色的STEM项目，在全市定期举行中小学创客节。2018年，河南省和山西省相继提出在中小学开设Scratch等程序设计课程，重视创客教育、STEM教育和机器人教育。2021年，《广州市教育事业发展“十四五”规划》提出，加强跨学科综合性主题教学和情境教学，开展基于学科的研究型、项目化、合作式学习，优化教学方式，开展STEM教育与创客教育，推进科学普及、创新教育，提升学生人文素养、科学素养、创新精神和实践能力。 综上可知，在STEM教育方面，教育强省和经济强省走在了前列，而其他地区较为滞后，尤其是在县市和学校层面，各地区和学校间的课程设计和教学质量差异较大，很难形成具有一致性的教学标准和体系。这样不仅会给学生带来教育上的不公平，也会降低STEM教育的整体水平。今后需进一步推动STEM教育在更深层次上的落地实施。 (二)强化STEM教育师资培训 不同于澳大利亚专任教师师资缺乏，专任科目可能会由非专业领域教师任教的情况。在我国，中小学各学科专任教师采取分科制，缺乏具有STEM跨领域整合的师资，教师迫切需要提升STEM素养。近年来，各地已经开展一些STEM教育实验，包括举行编程、机器人等活动课程。但具体到学校落地，还缺乏专业教师负责。 众所周知，STEM教育是一门跨学科的课程，需要教师具备科学、科技、工程和数学等多领域知识，目前相关教师比较缺乏STEM专业知识培训。因此，教育部门需要进一步提供STEM相关课程的培训与认定，同时规范STEM师资的统一标准，让职前教师拥有充分的STEM专业素养。同时，还需要增加在职教师研修活动或进修课程，在专业技术设定上创设条件，鼓励有基础的教师转向STEM专业教师，提升师资队伍水平。 (三)提升STEM教育女性占比 澳大利亚学术研究委员会在《澳大利亚学校中STEM学习面临的挑战》(Challenges in STEM Learning in Australian Schools)中指出，在澳大利亚取得大学学位的学生中，女生占比超过了男生，但在获得数学、工程、科学、信息技术等学科学位的学生中，女生占比不到20%。[11]我国也存在同样问题。现有的中小学STEM教育相关教师很少关注到女生在STEM 课程中的参与度。事实上，女生在STEM教育中参与度的提升不仅具有社会意义，亦能改善妇女生活质量、经济能力。在开展STEM相关项目时，应更加重视中小学及幼儿教育阶段女生的STEM学习情况。在STEM教育政策实施中，对女生形成“吸引—加入—发展”为一体的发展框架，对女生参与的相关项目提供更多的资金来确保落实，从而吸引更多女生参与STEM教育。也可以通过举办STEM体验营或工作坊，甚至是参观实验室，与STEM产业合作，鼓励女生多参加体验活动，帮助其了解相关工作的职责和内容。在参与这些专业化的线上线下学习平台，以及形式多样的STEM教育活动的同时，也让女生看到选择STEM领域未来发展的可能性。
六、结论
在全球化背景下，对于如何更好地发挥学生的优势，STEM成为关键所在。在过去的二十多年间，澳大利亚的STEM教育政策形成了由国家投入资源、与学校课程相衔接、与产业链结的模式。[12]对我国而言，融合了科技、科学、工程和数学知识于一身的STEM 教育，一经引入就受到社会各界的广泛关注。在实施过程中，可参考相关国际策略经验，吸取其失败的教训，对相应问题进行持续改善与调整，制定更加完善的STEM教育政策，使各个教育阶段的学生都能系统地学习STEM，并逐步向提高全民STEM能力的更高目标迈进。
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[12]唐科莉.让所有年轻人具备必要的STEM技能和知识——澳大利亚《STEM学校教育国家战略2016—2026》[J].基础教育参考,2016(3):72-74,76.（1.Yancheng Modern Educational Technology Center, Yancheng 224001, Jiangsu;
2.Bantangas Campus Graduate School, Lyceum of the Philippines University, Bantangas 4200, Philippines）
编辑：李晓萍 校对：王天鹏
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