我国中小学STEM教育现状的调研与分析
——基于STEM教育大型调研的主要发现与核心结论
当前，推进STEM教育已成为世界性教育发展趋势。STEM教育在中国也取得了突破性进展，这不仅回应了国家经济社会转型对我国人才培养的崭新诉求，更将成为中国立足于世界强国之列、实现大国梦想的教育方案。
此次“中国内地—港澳STEM教育调研”是“中国STEM教育2029行动计划”大型研究项目组织的重大调研，抽样范围覆盖中国八大区域（中国内地华北、东北、华东、华南、华中、西南、西北，以及香港和澳门特别行政区），是迄今为止对于中国STEM教育发展情况最为全面深入的调查研究，并将为中国STEM教育的未来发展奠定理论基础。
中国教育科学研究院STEM教育研究中心研制了三套《中国STEM教育调查问卷》，分别面向学校管理人员、教师、学生三大群体，从理念认知、实践现状与应然性需求三大维度全面收集相关信息。
此次调研的抽样方案为省级行政区、区县、学校、个体四级分层抽样（港澳地区抽样方案单列），历时5个月最终回收有效问卷44 483份。其中小学生问卷21 182份、中学生14 433份、教师8 354份、学校管理者514份。
STEM教育研究中心在上述翔实数据的基础上展开量化分析，深度刻画了中国STEM教育的实践全景，以及STEM在未来教育中的关键性影响与发展潜力。课题组从全国八大区域、三大人群的全系列调研结果中，提炼选取了若干方面的主要发现与核心结论，在此做简要呈现。
一、STEM教育理念已广获认可，但教师相关能力亟待提升
从本次调研的总体情况来看，STEM教育的跨学科性、培养创新精神与实践能力、面向多数学生等基本理念得到了大部分教师和教育管理人员的认可。但同时，他们对自我STEM教育能力的认可度在多个方面都普遍不高。
在关于STEM教育的描述中，本次调研共设置了8个选项。结果显示，对于教师和教育管理人员来说，排在前三位的均为“涵盖科学、技术、工程、数学等跨学科的融合性课程”（比例分别为68.82%和61.28%），“STEM是一种跨学科的学习方式”（比例分别为67.29%和60.12%）和“STEM是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式”（比例分别为63.75%和58.95%）。
可见，广大教育工作者对STEM教育的认识是较为清晰准确的。
关于STEM教育的目的，本次调研共设置了9个选项。结果显示，对于教师和教育管理人员来说，排在前三位的均为“培养学生的创新精神”（比例分别是81.79%和78.60%）、“培养学生的实践能力”（比例分别是75.42%和71.98%）和“学习科学研究的方法，发展综合运用知识的能力”（比例分别是69.52%和68.87%）。
虽然目前关于STEM教育的概念，不同的学者有不同的界定，但对于培养学生的创新精神与实践能力，人们还是有较为广泛的共识。从上述结果来看，我国广大教育工作者对STEM教育的理解比较到位，这说明近年来我国STEM教育推进工作效果明显。
与理念认识比较到位形成鲜明对比的是，本次调研显示，无论是教育管理人员还教师，他们对STEM教育能力的自我评价都不太高。这也许是因为STEM教育近年来才成为热点，广大教育工作者对于其如何落地还处于摸索阶段。
对于教师的调研显示，许多问题的平均得分都在4分以下（总分5分，下同）。例如，“我对STEM内容有足够的了解，能够有效地教STEM课”平均得分为3.51分，“我相信我能回答学生提出的STEM相关问题”平均得分为3.57分，“教STEM相关内容时，我有足够的信心欢迎学生提出问题”平均得分3.69分。
对于教育管理者的调研显示，有近29.77%的学校管理人员不明确本校关注或开展STEM教育的时间，关注或开展STEM教育1~2年的有33.07%，3~5年的有22.76%，只有14.40%的管理人员表示，学校关注或开展STEM教育已有5年以上。学校之所以开展STEM教育的时间普遍不长，一个重要的原因是教育管理者并不清楚如何开展。
二、不同主体对STEM教育态度较为支持，但也存在一定差异
（一）STEM兴趣与态度存在学段差异，小学生比中学生更感兴趣
问卷通过设置一系列通俗易懂的选项，来检测学生对STEM相关学科的兴趣与态度，如“数学一直是我最差的科目”“我学科学的时候会对自己感到自信”“我擅长建造和修理东西”“我对机器的工作原理感兴趣”等。根据学生作答情况分别赋值（满分5分），小学生和中学生在数学方面的兴趣得分分别为3.61分和3.33分，科学方面的兴趣得分分别为3.53分和3.37分，工程和技术方面的兴趣得分分别为3.57分和3.38分。
总体来看，不同学段学生对STEM兴趣与态度存在差异，小学生比中学生对STEM教育更感兴趣。而且在STEM学习方面，小学生家长支持率高于中学生家长支持率。此外，有更多中学生表示，他们不喜欢学校科学课、科技社团或竞赛的原因是怕影响考试成绩。这表明，随着学段提升，学生应试和升学的压力日渐增加，造成对STEM学习活动的兴趣逐步下降。
（二）父母学历越高、职业与STEM越相关，越会支持孩子学习STEM课程
卡方检验的统计结果发现，父母学历与他们对中小学生参加科技社团或竞赛的支持率之间，呈现正相关关系。不管是小学生（χ2 =182.992，p<0.001）还是中学生（χ2=60.273，p<0.001），不同学历的父母对学校科学课、科技社团或竞赛的态度存在显著差异，父母学历高的中小学生表现出更强的兴趣。父母职业类别不同的小学生（χ2=67.765，p<0.001）和中学生（χ2=39.012，p<0.001），家长间支持其参加科技社团或竞赛的程度也存在显著差异。
进一步数据分析还发现，当父母是科学家或工程师时，中小学生对学校的科学课、科技社团或竞赛表现出更强的兴趣。这表明，家庭文化背景对学生STEM学习兴趣与态度有着重要的影响。学校开展STEM教育活动，对家庭文化背景不占优势的学生应给予更多关注与支持。
（三）教师与管理者总体支持STEM，年轻教师表现更突出
调研显示，七成以上教师支持STEM教育，20%左右表示一般，只有不到6%表示不支持。八成以上学校管理人员支持STEM教育，15%左右表示一般，仅有不到2%表示不支持。
有趣的是，不同教龄和职称的教师对STEM教育的态度之间存在显著差异。按教龄来看，不足一年教龄的教师对本校开展STEM教育的支持率最高，21~30年教龄的教师支持率最低。
按职称来看，职称较低的教师对本校开展STEM教育的支持率反而较高。原因可能在于，STEM作为一种近年才在国内兴起与传播的教育理念和模式，对教学和学习的创新性要求较高，新教师接受和理解起来反而更容易。
三、STEM课程教学多种形式并存，评价机制有待完善
（一）STEM课程以项目式学习为主，多种课程形式并存
我国中小学阶段STEM课程组织有不同形式，但最主要的是项目式学习方式。中小学开展项目式学习的比例均在70%以上，其他参与形式依次有学校社团课程（如机器人、3D打印、车模、航模、编程等）、学校活动类课程（如科技类竞赛、文化节、科技周、主题日等）、校外科技类课程（主要指兴趣班和特长班）和学校专设课程等。相比其他课程形式，中小学校专门设置以“STEM”命名的课程最少，平均每周开设一节及以上STEM课程的，小学只有21.4%，中学为32.3%。
（二）STEM教学方式以活动为主，不同教师之间存在显著差异
调研发现，STEM 教学主要是通过活动或融入其他课程的方式开展，教学方式与教师的教龄、职称和受教育年限紧密相关。STEM 课程在教学方式上更加倡导采用分组合作、仔细观察或测量、做出可以检验的预测、使用工具收集数据、发现数据中的规律、合理解释实验或调查的结果和抽象推理等。
相关性分析结果显示，在开展 STEM 教育教学活动时，教师教龄和职称与学生做上述相关任务的频率之间存在显著的负相关，而教师受教育年限与学生做上述相关任务的频率之间存在显著的正相关。此外，调研还发现，小学生比初中生在STEM 课堂上动手操作机会更多，可见有更多的小学教师愿意将课堂主导权交给学生。
（三）STEM评价指向21世纪学习技能，评价机制有待完善
21 世纪学习技能是 STEM 课程的重要评估目标。对比教师、小学生和中学生对 21 世纪学习技能的认识后发现，教师对学生学习过程中这些技能重要性的认同程度普遍高于中小学生，而小学生的认同程度又普遍高于中学生。
作为一门非必修课程，学校和任课教师在STEM 教学评价中具有较强的自主性，由于缺乏科学的评价标准指引，评价的随意性较强，评价机制有待进一步规范和完善。从评价主体上看，中小学以教师评价为主，其次是学生评价，自评的比例最低。对于教师开展的STEM教学活动， 学校主要通过学生作品的创意、学生的反馈和平时的课堂效果来评价，学生自评和互评没有受到足够重视。
此次调研让我们看到，我国许多地区、学校和机构，已经开展了一些STEM教育的研究、实践和探索，初步形成了中国STEM教育发展的新气象。可以说，STEM教育已成为我国进一步深化课程教学改革，创新人才培养模式和选拔模式、提升学生科学与创新素养的重要抓手。
同时，我们必须清醒地认识到，中国STEM教育还刚刚起步，未来中国STEM教育的推进还有赖于系统的顶层设计，有赖于跨部门的协作和全社会的参与，有赖于科学有效的研究引领和广泛深入的实践探索。为此，我们结合此次大型调研的主要发现，提出以下倡议。
（一）促进STEM教育顶层设计，明确落地路径与方法论
数据表明，在理念与态度层面，STEM 教育的前瞻性、优越性及其作为未来教育发展趋势的必然性，已经在各地取得共识。理念与态度在趋同，但落地路径与方法论还存在大量模糊环节。
在主动促进顶层政策设计，将 STEM 教育变成政府推动、学校主导、全社会共同努力的国家行为的同时，我们还应准确把握世界 STEM 教育的发展趋势，找准我国 STEM 教育发展现状和实践路径，使人才培养模式改革、STEM 课程建设、政策与标准制定更为清晰和可操作，为一线教学实施与活动组织提供指南与方向。
数据显示，STEM教育实践在中小学的高年级活跃性降低，同时，作为以融合理工类学科为主的STEM教育，受学生性别与家长文化背景的影响较大。有鉴于此，有必要采取措施，以维护男女学生对STEM教育的共同兴趣与发展潜力；促进家长群体对STEM教育的认可与支持，消弭家庭差异导致的过度影响；为长久保持学生对于STEM教育的兴趣，有效保障教育工作者的创造性教学实践，应努力探索机制、营造空间。
要持续关注和分享各地优秀实践案例，并从特色课程、学科渗透、主题活动等类别上丰富教育形式；面向21世纪学习技能、面向中国新高考等前沿教育理念与制度走向，打造切实可行的针对学生、教师、管理者等各类人群的评价体系，实现STEM教育在中国的可持续发展。
要加强资源整合，推动 STEM 教育领域的技术创新、教学模式创新和体制机制创新，打造公共服务平台，共同探索 STEM 教育的发展前沿，共享创新成果，实现融合发展；要建立有效的 STEM 教师培养和培训体系，加强具有跨学科背景的师资培养，尤其是针对相对落后地区的师资培训。
对于在 STEM 教育中表现突出的年轻教师与高学历教师群体，要贯通其培养与成长体系，保障其长足发展与潜力发掘；对于年长教师等群体，要打造可匹配的评价与激励机制，激发动员所有教师为 STEM 教育贡献智慧与力量。
以全球视野综观时代大势，新一轮的国际竞争已然蓄势待发，而融合科学、技术、工程与数学的 STEM 领域，正在成为重塑世界格局与国家地位的关键变量。期待以此次中国内地—港澳STEM 教育大型调研为契机，推动中国 STEM 教育研究和实践进入更系统化的、更具科学性的协同发展阶段，努力让 STEM 教育惠及最广泛的学生群体，让科学与创新精神注入每个学生的基因，共同参与到这场科技创新浪潮的千帆竞进中，参与到民族复兴的砥砺奋进中。