問(wèn)題：公眾的態(tài)度
美國(guó)社會(huì)似乎可以接受STEM學(xué)科的欠佳表現(xiàn)。在我們的文化里，數(shù)學(xué)和科學(xué)不好沒(méi)什么大不了的。一個(gè)人可以在演說(shuō)中對(duì)公眾宣稱：“我的數(shù)學(xué)不好”，而不會(huì)有說(shuō)“我閱讀不好”時(shí)的羞恥感。
在美國(guó)，沒(méi)有太多中小學(xué)生對(duì)STEM感興趣，而在高中生中，追求高質(zhì)量的課程，為將來(lái)成為科學(xué)家、工程師、數(shù)學(xué)家做準(zhǔn)備的，也只有相當(dāng)小的比例。
——在美國(guó)，只有15%的本科生選擇自然科學(xué)或工程學(xué)位，在中國(guó)，數(shù)字是50%。
——在美國(guó)，大約有34%的自然科學(xué)博士學(xué)位和56%在工程博士學(xué)位被授予外籍學(xué)生。
此外，大部分家長(zhǎng)相信，美國(guó)目前的數(shù)學(xué)和科學(xué)教育很好。他們并不期盼教育改革。這些漠不關(guān)心為教育體系改革增添了阻礙。“人們必須明白，數(shù)學(xué)可以變得非常強(qiáng)大，是可以令人興奮的”，數(shù)學(xué)教育特聘教授M.凱思琳.海德說(shuō)，“如今，數(shù)學(xué)教育關(guān)系到教學(xué)思想和理念，這些為規(guī)則的建立和問(wèn)題的解決打下了基礎(chǔ)”。
賓州州立大學(xué)的應(yīng)對(duì)措施：培養(yǎng)年輕的一代
為了改變這些公眾的態(tài)度，教育學(xué)院的教師將工作延伸到了學(xué)生的家長(zhǎng)和教師，通過(guò)他們?cè)诖髮W(xué)里接受的數(shù)學(xué)和科學(xué)教育來(lái)開(kāi)展工作。教學(xué)研究整合中心(The Center for the Integration of Research, Teaching and Learning)是一家?guī)椭鶶TEM領(lǐng)域的研究生和全體教師提高他們的授課技能的機(jī)構(gòu)，并促進(jìn)他們相互學(xué)習(xí)。帶來(lái)的結(jié)果將是，全國(guó)所有的科學(xué)、工程、數(shù)學(xué)教師能夠讓所有的大學(xué)生成為有科學(xué)素養(yǎng)的人。
“我們想研究所有的學(xué)生”，卡羅.科爾貝克，教學(xué)研究整合中心(CIRTL)研究員、賓州州立大學(xué)副教授、高等教育研究中心主管說(shuō)，“我們的目標(biāo)是提高授課水平，保證STEM學(xué)科知識(shí)充分地傳授，不只是為了少數(shù)優(yōu)秀的考取學(xué)位的學(xué)生，更多的，是為了那些需要提高STEM學(xué)科成績(jī)的學(xué)生”。
科爾貝克與STEM學(xué)科核心教師團(tuán)隊(duì)一起工作，這些承諾與本科生一起學(xué)習(xí)的教師是公認(rèn)的優(yōu)秀學(xué)科教研員。他們一起改善教學(xué)方法，把博士生教育成未來(lái)的優(yōu)秀教師和研究者。
科爾貝克將CIRTL的工作集中于培養(yǎng)博士生的研究技能，這些技能可以應(yīng)用于4-H項(xiàng)目的教學(xué)。
100多年前，農(nóng)村青年計(jì)劃幫助大學(xué)獲得了政府撥地，讓那些抵抗政府干預(yù)的農(nóng)民的孩子能夠接受教育。多虧4-h對(duì)青少年的積極影響，讓機(jī)構(gòu)可以接觸這些農(nóng)民，并贏得他們的支持。
科爾貝克說(shuō)，“當(dāng)現(xiàn)在的教師們看到他們的博士生成功的將研究方法應(yīng)用到了教學(xué)實(shí)踐，提高了本科生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和成績(jī)時(shí)，他們便更會(huì)愿意去嘗試新的方法。用‘教’與‘研’相結(jié)合來(lái)提高學(xué)習(xí)成績(jī)，這種興趣是可以傳播的”。
(4-H：即 head,heart,hand,health，美國(guó)一項(xiàng)青少年發(fā)展項(xiàng)目，是美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)“4-H學(xué)校增益計(jì)劃”的一個(gè)組成部分，該項(xiàng)目可以幫助學(xué)生及教師走出書(shū)本，走向以學(xué)習(xí)者為中心的體驗(yàn)程序。目前該計(jì)劃已經(jīng)在美國(guó)多個(gè)州展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，并取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。)
CIRTL是一個(gè)由五所大學(xué)合辦的機(jī)構(gòu)，他們是賓夕法尼亞州立大學(xué)，威斯康星大學(xué)麥迪遜分校，密歇根州立大學(xué)，霍華德大學(xué)，科羅拉多大學(xué)，也是美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(National Science Foundation)一個(gè)為期5年，包含1000萬(wàn)經(jīng)費(fèi)的項(xiàng)目的一部分。CIRTL的根基由三根支柱組合而成——教學(xué)研究，學(xué)習(xí)社區(qū)，學(xué)習(xí)的多樣化，即機(jī)構(gòu)的博士生可以參與大學(xué)的課程，項(xiàng)目和非正式活動(dòng)。
問(wèn)題：資深教育者的短缺
美國(guó)教育體系存在著一個(gè)基礎(chǔ)建設(shè)型問(wèn)題，就是在中學(xué)和大學(xué)都有資深教師的極度短缺。
在全國(guó)的高中數(shù)學(xué)老師和科學(xué)老師中，有很大一部分人沒(méi)有為自己在該領(lǐng)域的教學(xué)做好充分的準(zhǔn)備。大約30%的美國(guó)公立高中數(shù)學(xué)老師沒(méi)有主修或輔修過(guò)數(shù)學(xué);大約45%的生物教師教的是他們所學(xué)領(lǐng)域之外的學(xué)科。
美國(guó)大學(xué)里，持有博士學(xué)位的教師也存在短缺。因此，成千上萬(wàn)主修數(shù)學(xué)教育和科學(xué)教育的學(xué)生，在大學(xué)里無(wú)法學(xué)到足夠的、先進(jìn)的教學(xué)方法?！叭绻覀兊难芯可盒Ｄ軌蛱峁┳銐虻牟┦繉W(xué)位，那么我們的大學(xué)就能更好的詮釋數(shù)學(xué)和科學(xué)的教學(xué)方法，而不是整天鉆研那些相似的、無(wú)用的資料”，海德說(shuō)。
能夠填補(bǔ)大學(xué)教師職位空白的，擁有數(shù)學(xué)和科學(xué)教育博士學(xué)位的人遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。學(xué)校里每年約有300個(gè)數(shù)學(xué)教育職位，卻只有70到100名博士生供職。
如今約有80%的數(shù)學(xué)教師將在10年內(nèi)退休，所以，這種短缺會(huì)變得更加嚴(yán)重，更加糟糕。
這個(gè)問(wèn)題是多方面的。因?yàn)樵S多明智的教師安逸于他們收入穩(wěn)定的職業(yè)，對(duì)考取博士學(xué)位有著遲疑的態(tài)度。對(duì)于大多數(shù)教師和一些需要經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)勵(lì)才能完成博士學(xué)位的學(xué)生來(lái)說(shuō)，返回學(xué)校學(xué)習(xí)是不劃算的。
賓州州立大學(xué)的應(yīng)對(duì)措施：授予更多的博士學(xué)位
教育學(xué)院正努力增加自身博士項(xiàng)目的廣度和深度，以及研究項(xiàng)目的數(shù)量，以此來(lái)適應(yīng)更多的研究生。這些新增的博士學(xué)位候選人將繼續(xù)開(kāi)展一些研究，來(lái)幫助我們學(xué)習(xí)更多的STEM學(xué)科的‘教’和‘學(xué)’的技能。他們也會(huì)成為下一代教師培訓(xùn)者，這些教師將成為未來(lái)基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的教師。
擔(dān)當(dāng)雜志編輯是學(xué)院研究能力增強(qiáng)的一個(gè)例子。科學(xué)教育教授格里高利.凱利，于2006年5月?lián)瘟恕犊茖W(xué)教育》(Science Education)的編輯，如今在它的第90個(gè)年頭里，已經(jīng)成為了一本權(quán)威雜志。
教育學(xué)特聘教授M.凱瑟利恩.海德，將于2007年初成為《數(shù)學(xué)教育研究》(Journal for Research in Mathematics Education)的特邀編輯，另外兩名大學(xué)的高級(jí)教員，教育學(xué)教授格倫.布魯姆和教育學(xué)助理教授羅斯.比克將成為助理編輯。
除了擴(kuò)大研究項(xiàng)目外，學(xué)院還獲得了額外的獎(jiǎng)學(xué)金，來(lái)定向支援渴望從事數(shù)學(xué)和科學(xué)教育的新博士生。
中大西洋數(shù)學(xué)教學(xué)中心(Mid-Atlantic Center for Mathematics Teaching and Learning)吸引了許多無(wú)法做到全日制學(xué)習(xí)的優(yōu)異學(xué)生，由國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助，目前處于第2個(gè)五年資助周期。中心已經(jīng)在更多教授的培養(yǎng)和先進(jìn)研究的開(kāi)展上，取得了雙重收益。
“我們擁有一個(gè)優(yōu)秀的博士生團(tuán)隊(duì)”，中大西洋數(shù)學(xué)教學(xué)中心(MAC-MTL)聯(lián)合首席研究員海德說(shuō)，“因?yàn)榻邮軄?lái)自國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的資助，我們已經(jīng)吸引了一些最優(yōu)秀的教育工作者”。MAC-MTL希望這些博士學(xué)位申請(qǐng)者在成為大學(xué)教員時(shí)，將他們對(duì)學(xué)科的熟練掌握傳遞給學(xué)生-未來(lái)的教育工作者。
黛比.麥卡洛最近通過(guò)了她為中心提交的課程論文，她說(shuō)，“我非常渴望找到一個(gè)能讓我做一些專業(yè)發(fā)展和研究的職位”，能夠成為中心的一員讓她感到很幸運(yùn)，“擁有和數(shù)學(xué)教育研究者一起工作的機(jī)會(huì)想都不敢想，它為我的研究開(kāi)啟了一個(gè)從未有過(guò)的嶄新世界”。
學(xué)院將繼續(xù)增加學(xué)生考取科學(xué)教育研究生的機(jī)會(huì)。比如，杰拉爾丁.布拉什研究生教育助教獎(jiǎng)學(xué)金，每年支持兩個(gè)全日制科學(xué)教育學(xué)研究生的研究和教育。
邊欄：中大西洋數(shù)學(xué)教學(xué)中心(Mid-Atlantic Center for Mathematics Teaching and Learning)
在美國(guó)大學(xué)數(shù)學(xué)教育領(lǐng)域，每三個(gè)空缺職位的候選人中，只有一位持有博士學(xué)位，“大學(xué)里沒(méi)有足夠的擁有博士學(xué)位的人來(lái)教數(shù)學(xué)教育”，數(shù)學(xué)教育特聘教授M.凱瑟琳.海德說(shuō)。
海德是MAC-MTL的聯(lián)合首席研究員，MAC-MTL由賓州州立大學(xué)，馬里蘭大學(xué)，特拉華大學(xué)和三個(gè)學(xué)區(qū)聯(lián)合創(chuàng)辦，也是國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)幾項(xiàng)資助項(xiàng)目中的一個(gè)，二者剛剛簽署了第二個(gè)五年計(jì)劃，NSF將為MAC-MTL提供325萬(wàn)美元，用來(lái)繼續(xù)數(shù)學(xué)教育的研究。這是NSF唯一一個(gè)同意第二次簽署的合約。
中心的初級(jí)目標(biāo)是開(kāi)展如何讓數(shù)學(xué)教師學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，和如何將他們的知識(shí)應(yīng)用到教學(xué)中的研究，海德說(shuō)，“我們的工作重點(diǎn)是教師數(shù)學(xué)知識(shí)的發(fā)展，和這些知識(shí)在課堂教學(xué)的應(yīng)用與學(xué)生成績(jī)的關(guān)系。我們期望我們的研究結(jié)果能夠讓未來(lái)的數(shù)學(xué)教師做好充分的準(zhǔn)備”。
MAC-MTL還致力于提高數(shù)學(xué)課的教學(xué)水平。這種提高可以產(chǎn)生倍數(shù)效應(yīng)，將會(huì)增強(qiáng)全國(guó)高中的教育水準(zhǔn)?！爸行牡囊粋€(gè)主要行動(dòng)是找到方法來(lái)鞏固教師在數(shù)學(xué)方面的理解力”，海德說(shuō)，“教師可以用他們?cè)诖髮W(xué)里所學(xué)的知識(shí)來(lái)加深他們對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)的理解，這樣就會(huì)促使更多的學(xué)生去追求需要數(shù)學(xué)的職業(yè)”。
海德相信，教師的知識(shí)水平對(duì)學(xué)生成績(jī)的提高起著一定的作用。她說(shuō)，“我們希望高中教師數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握足夠扎實(shí)，以此來(lái)把控他們的學(xué)生對(duì)這個(gè)學(xué)科各種各樣的看法。如果一個(gè)老師的理解僅僅依靠于記憶，那么他/她就不會(huì)擁有能夠幫助學(xué)生真正理解數(shù)學(xué)的，靈活的教學(xué)風(fēng)格，并且，教學(xué)的結(jié)果也幾乎是青少年既不懂?dāng)?shù)學(xué)，也不愿意接觸數(shù)學(xué)”。
問(wèn)題：職場(chǎng)需求日益提高
隨著技術(shù)的發(fā)展，職場(chǎng)的面貌發(fā)生著巨大的改變。未來(lái)，制造業(yè)將不再雇傭數(shù)以百萬(wàn)的低級(jí)技術(shù)工人。個(gè)人將需要一個(gè)強(qiáng)大的STEM背景知識(shí)來(lái)面對(duì)高科技職業(yè)。
“科學(xué)技術(shù)的更新步伐是難以置信的”，科爾貝克說(shuō)，“我們需要這些領(lǐng)域的專家，把我們的科學(xué)和數(shù)學(xué)帶向未來(lái)”。
對(duì)員工擁有最一流的數(shù)學(xué)和科學(xué)技能的需求將會(huì)是全球性的。如今，一些最好的工作機(jī)會(huì)已經(jīng)伸向了海外——不單單是因?yàn)榱畠r(jià)的勞動(dòng)力。事實(shí)上，像中國(guó)，印度，新加坡這樣的國(guó)家的員工，有著更好的數(shù)學(xué)和科學(xué)教育?！拔覀?cè)谟《染陀型獍ぷ鳌保茽栘惪苏f(shuō)，“與此同時(shí)，來(lái)到美國(guó)的本科生和研究生的數(shù)量相比過(guò)去的幾十年有所減少了”。
賓州州立大學(xué)的應(yīng)對(duì)措施：完善認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)
關(guān)于當(dāng)前的STEM教育有一些好消息：更高、更有效的教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)或許能讓學(xué)生從事工業(yè)有更充分的準(zhǔn)備。最近，教育學(xué)院高等教育研究中心(Center for the Study of Higher Education)透露，2004年獲得工程本科學(xué)位的學(xué)生在職業(yè)準(zhǔn)備上，要比二十年前的工程系學(xué)生做的好。
研究工作將檢測(cè)新認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)工程專業(yè)的影響。工程與科技認(rèn)證委員會(huì)(Accreditation Board for Engineering and Technology)是大學(xué)課程在應(yīng)用科學(xué)、計(jì)算機(jī)、工程學(xué)、科技方面的評(píng)審機(jī)構(gòu)，委員會(huì)認(rèn)為應(yīng)該對(duì)其自身的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估，來(lái)確定目標(biāo)是否能夠?qū)崿F(xiàn)。所檢測(cè)的技能包括基礎(chǔ)數(shù)學(xué)和科學(xué)，設(shè)計(jì)和問(wèn)題解決，實(shí)驗(yàn)技能，工程科學(xué)實(shí)用軟件，技術(shù)和人際交往。
據(jù)悉，2004屆學(xué)生畢業(yè)成績(jī)?cè)诨A(chǔ)數(shù)學(xué)和科學(xué)上表現(xiàn)突出，這對(duì)美國(guó)工程類大學(xué)尤其是個(gè)好消息。CSHE助理研究員，副教授麗薩.R.拉圖卡說(shuō)，“一些大學(xué)教員曾擔(dān)心課程和教學(xué)的改革必須要以認(rèn)證指南為標(biāo)準(zhǔn)，那樣的話，就會(huì)以注重學(xué)生在基礎(chǔ)科學(xué)和數(shù)學(xué)技能的表現(xiàn)為代價(jià)，但事實(shí)證明這些并沒(méi)有發(fā)生”。
拉圖卡正著手于一個(gè)相關(guān)的研究。她和特聘教授，CSHE高級(jí)科學(xué)家帕特里克.T.特倫茲尼一起，在2006夏天開(kāi)始了一個(gè)為期三年的研究，來(lái)評(píng)估當(dāng)前的工程系本科生的能力，為他們成為未來(lái)的工程師做好充分的準(zhǔn)備，隨時(shí)滿足全球職場(chǎng)不斷變化的要求。一項(xiàng)國(guó)家調(diào)查將展現(xiàn)工程教育本科生的前景，展現(xiàn)哪些教學(xué)項(xiàng)目在培養(yǎng)工程師具有強(qiáng)有力的分析技能、專業(yè)技能、實(shí)踐智慧、創(chuàng)造力、領(lǐng)導(dǎo)力、道德標(biāo)準(zhǔn)和職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面達(dá)到了何種程度。
研究還會(huì)掃描整個(gè)流水線的候補(bǔ)區(qū)域，勘測(cè)在2年制專科院校中，為向本科學(xué)位轉(zhuǎn)換的學(xué)生準(zhǔn)備的課程。這些專科學(xué)院招收了許多低收入，非傳統(tǒng)和少數(shù)民族學(xué)生，這些群體近來(lái)被工程專業(yè)所忽視。同時(shí)研究2年制和4年制學(xué)生，將會(huì)保證研究者注重不同層面的學(xué)生，并探索出工程教育基于他們不同的性別、種族、年齡、社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位，會(huì)產(chǎn)生哪些影響。
(來(lái)自：http://issuu.com/tlac_onward/docs/fall_2014_tlac_onward)
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