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STEM的由来

今日世界之复杂、变化之迅捷，已远超我们的想象，每一个明天似乎都成为了未来。因此，在科技高速发展的时代，国家的竞争力有赖于教育是否做好了培养具有高素质、创新型的科学家、工程师和具有创造力的员工的准备。无论是国家未来发展战略还是个人的职业发展需求，都将培养学生的创造力、协作交流、批判性思考、解决真实问题的能力、社会责任等，置于优先地位。为此，STEM 教

育应运兴起。STEM（Science, Technology, Engineering and Mathematics）教育，指整合科学、技术、工程、数学等学科的课程学习，用以应对学科割裂所造成的无法创造性解决真实、复杂的科学技术问题、在新硬件时代难以设计出高品质产品的现状，培养学习者设计未来的能力，提升国家经济保持繁荣与竞争力的技术和能力。

STEM 教育在发展过程中逐渐融入了艺术、人文、社会等元素，转向了 STEAM教育。研究表明，STEAM 教育能够有效培育学生的创造和参与的素养，科技与人文的贯通更有力地促进了学生创新能力的提升。

（一）人口负荷

1、工作年龄人口减少

长期以来，我国一直处于国际分工中的低端位置，劳动密集型行业一直是中国制造业的优势行业，缺乏一定的自主科技创新能力，只能依靠数量和价格优势来赢取市场份额。而20 世纪 90 年代的人口出生量相较于 80 年代大幅下降了将近一半，人口的“90 后陷阱”将会直接导致我国在未来一段时间里，工人数量急剧下降。2010 年以后，工作年龄劳动力总的增速已开始快速下降，2013 年工作年龄总人口出现了负增长。若要解决这一问题，关键举措之一就是提升工作人口的素质，尤其是创造性的实践能力和信息技术素养等。

2、人口走向老龄化

2016 年 10 月 5 日，国务院办公厅印发的《老年教育发展规划（2016-2020 年）》指出：当前我国已进入老龄化社会，2015 年底我国 60 岁以上老年人口已经达到2.22 亿，占总人口的 16.1%，预计 2020 年老年人口将达到 2.43 亿。而未来 20年我国人口老龄化形势将会更加严峻，“未富先老”的特征日益凸显。人口老龄化的问题导致我国大量廉价劳动力的优势将不复存在。急剧缩减的劳动力数量造成劳动力成本的迅速提升，中国城镇就业人员平均名义工资增速在10%-18%，制造成本不断提升，我国逐渐开始丧失了出口竞争力。

（二）经济转型

20 世纪 80 年代中后期以来，世界经济发展进入到了高速发展时期。特别是在此期间，我国抓住机遇，取得了令世界瞩目的经济增长成就。2007 年，美国次贷危机爆发，全球经济开始进入下行通道。受其影响，中国的经济增长率也明显减缓。我们看到 2001 至 2007 年，中国 GDP 平均增速为 10.8%，且增速由低到高逐年上升，而在 2008 至 2013 年，平均增速却下降到 9%。到 2013 年，GDP 增速已下降至 7.7%。在这一过程中，我国逐渐认识到了经济减缓并非由周期性因素导致，而是由结构性因素发展变化引起的，我国已经进入到了经济发展的新常态阶段。无论对国家还是对个人而言，这都是一个非常重要的转型期。如何超常规地培养经世致用的人才，实现中华民族的华丽转身，成败在此一举。

1、经济结构性衰退

当前中国经济是一种结构性衰退，而不是周期性衰退。需求不足只是表象，而供给乏力和供给失衡才是问题的症结所在。正如著名经济学家许小年在2014年深圳召开的“湘籍精英高端会聚”上演讲时所指出的，今天依靠低成本扩张、抢占市场的时代已经结束，低成本获取技术的时代也结束了，不会再有市场等着大家去占有，要告别旧时代，面对新时代。过去的后发优势是可以照抄，用低成本获取市场上现成的技术，买个麦克风就可以照抄照做，而如今的产品的抄不来的，买一百台苹果手机，你还是不会做，现在的技术不可能用低成本获得，劳动力成本已不再是关键因素，由麦克风转向智能手机时代是巨大的挑战。创新和研发成为企业生存和发展的关键，而不是成本。可以说，我国当前经济发展面临的重大问题就是企业创新能力不足，缺乏大量的创新型人才，在庞大的就业人口红利的背后，却是大量产业工人科技素养、创新能力普遍偏低的事实。教育，面临重大的挑战。

2、创新经济

根据世界知名的商务和专业智能信息提供商汤森路透（Thomson Reuters）的研究报告，2012 年，以专利为主要指标的全球创新企业百强排名，中国企业无一上榜，以知名商标为主要指标的世界品牌 100 强当中，中国仅有 4 个。国家知识产权局对 25 家具有代表性的创新型企业的统计显示，其无形资产占企业总资产比例平均仅为 0.65%，而其中知识产权资产占无形资产的比例则仅有 16.98%，

与发达国家的平均水平差距显著。为此，提升创新能力，推进大众创业万众创

新是我国经济转型的重要内容。

3、生态经济

长期以来的粗放型经济发展策略，虽然促使我国经济得到了迅速的增长，但也带来了极为严峻的生态危机。以空气污染为例，2015 年全国 338 个地级以上城市中，有 73 个城市环境空气质量达标，占 21.6%；265 个城市环境空气质量超标，占 78.4%。然而，空气污染问题还只是中国生态环境问题的冰山一角，工厂废水排放、生活垃圾污染、资源浪费、过度开采捕猎、酸雨等等，都对我们的生存环

境产生了极其严重的破坏。生态危机不仅成为了制约我国经济增长的主要原因，更是严重影响到了人的生存与发展。为此，我国政府提出了生态经济理念，力图从社会、经济、自然复合生态系统平衡中寻求经济的快速增长。这样一种复合生态系统的问题异常复杂，需要综合多种学科才能很好地加以解决。因而，培养具有综合素养的、能创造性解决问题的未来公民，至关重要。

（三）教育乏力

2015 年 9 月 30 日，总部位于瑞士日内瓦的世界经济论坛发布了《2015-2016年全球竞争力报告》，中国位列第 28 位。虽然领跑金砖国家，但仍与世界前列存在较大距离。如前所述，在庞大的人口基数的背后，我国当前面临的主要困境却是创新人才的严重不足。习近平总书记在 2017 年 2 月 6 日主持召开中央全面深化改革领导小组第三十二次会议并发表重要讲话，会议审议通过了《新时期产业工人队伍建设改革方案》，方案指出，工人阶级是我国的领导阶级，产业工人是工人阶级的主体力量。要从巩固党的执政基础的高度，从促进我国经济社会持续健康发展的高度，加快产业工人队伍建设改革，坚持全心全意依靠工人阶级的方针，按照“政治上保证、制度上落实、素质上提高、权益上维护”的总体思路，针对影响产业工人队伍发展的突出问题，创新体制机制，提高产业工人素质，畅通发展通道，依法保障权益，造就一支有理想守信念、懂技术会创新、敢担当讲奉献的宏大的产业工人队伍。如何实现这一重大的目标？教育作为专门培养人的活动，自然是责之所在。必须积极寻求变革，努力培养新时达所需的大量具备新素养的应用型创新人才。然而，当前教育却表现乏力，具体表现在以下几个方面：应试教育根深蒂固，为应试而机械地学习、记忆、训练，导致会做题却不会解决真实问题；让学生学习的是一些脱离情境的、碎片化的事实、概念和割裂的技能，难以迁移应用；分科教学让学科之间相互割裂，无法给予学生更加全面、整体性的认识；多采用讲座式教学，未能真正实现新课程改革倡导的自主、合作、探究的学习方式和个性化的学习；资源非常丰富，但有针对性的、高质高效的课程资源却极度欠缺，因而无法促进学生深度的学习，也很难培养出面对现实困境和未来挑战，能够负起责任、勇于担当的拔尖创新人才。

（一）强国之梦

二十世纪七八十年代的日本超过了美国，成为世界顶级的制造业大国。尽管日本的总人口是美国的40%，但日本大学中学习理工科的学生数量是美国的四倍。人们普遍认为，是日本的科学家和工程师造就了日本经济的腾飞。因此，在第四次工业革命迅速发展的当口，我国若想实现制造大国向创造大国的跨越，也必须从科技创新中寻求突破口，培养更多富有创造力的科学家和工程师。

1、从人口大国迈向人力资源强国

我国拥有丰富的人口资源，而人口资源只有转变为人力资源，才能把过多的人口负担变成发展的动力。因为人力资源才是知识经济时代经济增长的最重要源泉，它是“活”的资源，是创造利润的主要源泉，是一种战略性资源，同时也是可以无限开发的资源。“只有人力资源是可以通过教育和健康投资，加以积累改善的。”随着教育的普及与高校的扩招，我国经济增长的源泉正逐渐由人口红转向人力资源红利。“这在未来不仅可以有效地抵消人口红利不断减少的负面作用，而且还可以保持人力资本总量的持续增加，从而支撑整个中国经济的长期持续高增长，为未来 20 年中国成为世界经济强国提供巨大的丰富的人力资源基础。”我国当前正逐渐从人口大国向人力资源强国迈进，并呈现出了新趋势、新特点。根据第六次人口普查数据显示，我国国民的受教育年限不断提高，全国高中（含中专）文化程度人口与大学（大专以上）文化程度人口迅速增长。2000年，大学以上人口占总人口比例仅 3.6%，而 10 年后就达到 8.73%，年均增长率达 10.12%。与此同时，高等教育的毛入学率也是逐渐提升，到2015 年已经达到了 43%。

2、从中国制造转向中国创造

2010 年，我国占全球制造业产值的 19.8%，居世界首位。中国制造由一代代中国企业发展成为中国国家品牌的形象。然而，“Made in China”长期以来似乎成为了廉价产品的代名词。在“中国制造”光鲜亮丽的背后是中国制造企业的如履薄冰，存在成本优势丧失、自主技术含量低和附加值低等诸多压力。面对“中国制造”给带来的众多尴尬问题与困扰，成功实现从中国制造向中国创造的转型成为我国“十二五”期间转变经济增长方式的重要内容之一，中国制造企业的全面转型升级迫在眉睫，亟需大力鼓励创新，培养创新人才，为我国经济社会的持续健康发展提供出路。近年来，随着创客教育的兴起，北京、深圳、上海等地陆续兴建了大量创客空间，为大众创新提供孵化器，就是国家以此培养创新人才的重要举措之一。

（二）课改深化

自2001 年国家基础教育课程改革启动以来，我国基础教育的发展迈上了一个新的台阶，取得了令人瞩目的成就。然而，改革到目前为止还未能全面满足人们对教育的期待。为应试而机械地学习记忆训练、学的是一些脱离情境的碎片化的事实概念和割裂的技能，难以迁移应用，学科之间相互割裂无法给予学生更加全面、整体性的认识，因而也很难培养出拔尖创新人才。随着我国对大量科学家、工程师和高素质的产业工人的渴求，对创新教育的投入不断加大。为推进课程改革的不断深化，国家连续出台多项鼓励创新的政策，其中包括赋予学校课程自主权，进行课程结构的重组和研发，尤其培养学生创造力和实践能力的课程，以满足学生发展的需要。倡导课程的融合性和创新性，强调学生的创新能力和实践能力培养。例如，北京市全面实施初中“开放性科学实践活动”和“综合社会实践活动”，力图“充分利用中小学生社会大课堂资源单位、高校、科研院所、博物馆、企业、社会团体等社会资源开展学科实践活动，用好各学科平均不低于 10% 的实践活动课时，逐步形成学科内综合以及跨学科多主题、多层次的系列课程。综合培养学生的人文、科学素养，提高学生综合运用知识解决问题的能力、交流与合作的能力、创新意识与实践能力。”此外，继续强调学生学习方式的改变，倡导探究性、实践性、由信息技术支持的创新性学习等。众多举措都指向了通过开设 STEM 课程，培养能够适应第四次工业革命需求的学生，促进经济和社会的发展，确保国家安全。