?中國教育科學研究院院長田慧生認為，現階段我國基礎教育階段STEM教育存在的問題：沒有形成完整的系統性方案，各學段內容和目標不銜接。教育標準與評估機制尚未建立，什么樣的課程能夠進入學校，期望取得什么樣的效果，缺乏國家項目示范引領，已有項目系統性不強等等。
那么今天我們就帶大家來看看美國的STEM特色高中是如何運營以及解決這些問題的!
案例學習
Chattanooga STEM 特色學校
是一所公立學校，位于美國田納西州;該校成立于2012年，以科學、技術、工程、數學、藝術相結合的STEM內容為教育特色;在學科內容學習之外，注重學生創新能力、批判性思維和合作能力的培養;采用Project/problem-based learning，基于項目的學習方式
與傳統美國高中的區別：
1. 鼓勵學生自主學習與學生能力測評機制
Michael Stone之前在傳統高中是一位非常成功的微積分老師，最開始考慮去Chattanooga STEM學校任教時，他對這所學校所采用的基于項目的學習(Project Based Learning 簡稱PBL)模式并不了解。
當他第一次參觀Chattanooga STEM學校，帶領他參觀的并非校長，也不是教職人員，而是一名普通的學生志愿者。這名學生告訴他：“學生用這種方式學習可以完全靠自己，不需要他的幫助。”這在他的微積分教學中是不可想象的，但是隨著這位學生志愿者的講解，他對這所學校的教育理念有了全面的了解。
學生首先向他介紹了學校的評價機制，如何鼓勵學生嘗試去完成一個任務，犯錯，搞清楚失敗原因，再重新嘗試。另一方面，在學習知識時，也會對學生在學習過程中需要鍛煉的能力評價。
Stone明白，一個10年級學生能夠如此清晰地表達他對教育的理解，這和傳統高中是完全不一樣的，他決定加入這所學校。
2. 組織學生參與“實踐訓練”，和企業合作學習解決問題!
Stone作為學校Lab主任及“基于項目學習”課程負責人，他負責在Chattanooga商業社區尋找那些有實際問題需要解決的合作伙伴，指導學生們組成小組設計方案，幫助合作伙伴解決一些問題。通過這種學習，培養學生解決問題的能力。
Stone主動與社區里的商業公司聯系，告訴對方請給我2小時的時間告訴我你需要待解決的問題，他不需要對方付任何費用，很多公司都非常愿意嘗試這樣的合作。
他的第一個大項目來自于EPB----當地一家電力設備與通訊公司。EPB每年都會以節日為主題，用燈光來布置辦公室櫥窗。于是，公司請Chattanooga STEM學校的學生為櫥窗裝飾設計一個方案原型。
九星期后，學生們設計出了各種巧妙的裝置原型，6個學生小組分別為EPB的管理層展示了他們的方案，公司決定資助他們，完成真實產品的制作。一開始，Stone只想找到一個真實待解決的問題，現在這些學生可以在現實中實現他們的創意。
3. 在解決實際問題中，學生學習如何應用所學的知識
當然有些方案制作起來并不是很容易，例如，有一個方案需要制作一個總高30英尺的冰雕城堡，由有機玻璃磚塊搭成，學生需要用CAD制圖，并用3D打印機打印出來。
Stone發現冰雕城堡那組中有個孩子，平時默默無聞，他發現如果將城堡的塔尖傾斜，強度會降低。他掏出手機開始重新計算承重，這涉及到三角函數的計算。這個學生之前在數學上并不突出，但通過參與項目，他獲得了一個在解決真實問題過程中探索所需的學科知識的機會。
冰雕城堡小組的另外一位成員是一個典型的“好學生”------按時交作業，很有領導力，但當她面對這個真正需要做的項目時，卻束手無策，她說“我只擅長在學校里的學習，我做不出任何真正的東西。”Stone老師指導她做東西，打消她的恐懼，他認為這種挑戰對今天的學生來說非常有必要。
4.關注當下的問題，獲得真實學習經驗，并為他們提供持續學習所需的工具
校長Tony Donne介紹之所以采用這種全新的教育模式，是希望學生有朝一日進入這個復雜、變幻莫測的世界時，可以做好充分的準備。而要實現這一目標，學生不僅要達到畢業要求，他們個人的思維能力，包括：批判性思維、創造性思維和領導力，都需要達到較高的水平。
而PBL的學習方式讓學生關注當下的問題，并為他們提供持續學習所需的工具，能夠使學生最終得到人才市場歡迎，在國際范圍社會、經濟、政治事務上，產生積極的影響。學校聚焦科學、技術、教育、數學、藝術，學生通過做各種項目獲得真實世界的學習經驗。這些項目通常與當地的工業及高等教育機構合作，解決當下實際的問題。這些項目也能讓學生找到學校里學術性的學習與真實世界的聯系。
每個學年，學生都將完成若干個小項目，高中最后一年，需要完成一個持續一學年的大項目(包括定義問題、提出解決方案、撰寫商業計劃書、向風投推薦項目并融資，整個流程)。
5. 表現性評價---關注學生學習過程中理解和表現的達成情況
學校要求學生在自己的學習過程中掌握主動性，不再正襟危坐。學生是學校的主體，教師是學習過程的促進者。課堂上，由學生自己掌握學習進度、選擇想使用的技術手段、小組合作、動手做項目。
學校采用表現性的評價機制，關注學生在學習過程中各方面的達成情況。學生獲得的評價反映的是學生知道什么和能做什么，是對知識理解水平的高低，而不僅是一個數字。它也能激勵學生做出真正高水平的成果，體現學生應用能力、綜合能力、知識掌握程度多維度能力。
Donen校長認為，科學、技術、工程、數學教育不是學更多知識，而是通過做項目將這些知識與過程性能力進行整合，學生們需要合作、解決問題，提出自己獨特的問題解決思路。
6. 如何一點點幫助學生建立“合作”意識?
Donen校長說：“合作可能是這其中最難學的一個技能，因為它包含很多方面。”雖然許多學校會專門教學生合作，但Donen校長認為這還不夠，關鍵是教育者真正明白這項技能在高中階段應該如何一點點建立起來。換句話說，是哪些特別的東西讓11年級的學生比10年級學生更懂得合作?
Chattanooga學校“合作意識”教學模型
9年級，學生學習了解自己，學習如何與和自己不同的人一起工作。
10年級，學生學習面對一個未知的難題時，團隊伙伴們如何相互負責分工。
11年級，學生學習在個人層面和團隊層面如何做好時間管理。學生需要把握好項目各階段的時間才能保證項目最終完成。
12年級，學生學習“超越校園的合作”，他們主動去尋找自己感興趣的專家，并與他們建立聯系。他們學習如何創業，并獲得校外“老師”的建議。
7. 如何幫助學生去建立批判性思維?
對于批判性思維和創新，學校也開發了一系列的學習路徑。Donen校長發現，學生用手機可以搜索幾乎所有信息，但他們在完成任務時，還是依賴老師告訴他們正確的方法。批判性思維的培養就是幫助他們明白他們擁有哪些工具，如何使用這些工具去解決遇到的問題。
Donen校長說,“現在學生們已經從‘老師沒告訴我做什么，所以我做不了’變成說‘老師也不是專家’”
小結
從這個案例中，我們了解到，美國真正的STEM辦學特色并不在于科學實驗室或者創客空間的設計多么炫酷，也不是追求課程覆蓋范圍與難度系數，而是利用項目制學習方法來讓學生鍛煉自學和探究能力，結合學校的評價體系設計，企業真實設計需求，“軟能力“合作與批判精神的培訓設計，都是這所美國特色STEM學校辦學理念的核心。
