自2007年以來，STEM教育一度呈現(xiàn)爆炸式增長態(tài)勢。盡管全球?qū)TEM教育的投入在不斷加大，青少年學習STEM的興趣卻持續(xù)下降，這導(dǎo)致他們選擇STEM專業(yè)作為未來職業(yè)的比例不斷減少。有學者認為，STEM教育誕生于支撐國家安全和經(jīng)濟發(fā)展的宏大語境下，與經(jīng)濟增長、科技創(chuàng)新緊密相連，過分強調(diào)人才的經(jīng)濟屬性，而忽略了人文屬性和對個體學習者STEM學科興趣的培養(yǎng)和維系。[1]自2020年以來，全球?qū)TEM教育的關(guān)注逐漸從“宏大語境”轉(zhuǎn)向從政策、課程、學習環(huán)境上塑造學習者獨特的學習體驗，以多元化的教學手段，促進教育公平，培養(yǎng)STEM學習的終身興趣。

青少年是否對STEM感興趣并參與相關(guān)活動，決定其未來是否選擇STEM作為繼續(xù)深造的專業(yè)、畢業(yè)后從事的工作甚至終身興趣。[2]傳統(tǒng)測評數(shù)據(jù)（如是否選修STEM課程以及考試成績是否優(yōu)秀）不再能夠準確預(yù)測其未來是否會參與STEM相關(guān)事業(yè)；興趣與身份認同（是否認為自己適合學習STEM學科）、是否參與校外科技活動、是否常參觀科技場館、是否具有一定的社會文化資本等因素綜合起來共同成了預(yù)測青少年能否在未來投身到STEM相關(guān)行業(yè)的準確指標。[3]換言之，青少年未來的職業(yè)選擇不再僅由校內(nèi)因素決定，校內(nèi)和校外的因素共同決定了一個國家是否有大量人才愿意投入到STEM事業(yè)中?；谶@樣的研究結(jié)果，科學教育決策者和研究者把STEM的生態(tài)構(gòu)建作為促進青少年STEM興趣和參與的主要手段，通過促進多元主體（包括學校、科技場館、科研院所、科普機構(gòu)、公司企業(yè)等）的參與和合作，把對青少年STEM學習的支持滲透在校園內(nèi)外。

一、學習生態(tài)系統(tǒng)理論與STEM多元主體構(gòu)建

生態(tài)系統(tǒng)理論由Bronfenbrenner在1977年提出，用來描述青少年與周圍環(huán)境的多層級生態(tài)互動，[4]作為STEM多元主體生態(tài)構(gòu)建的理論基礎(chǔ)，該理論可作為STEM多元主體生態(tài)構(gòu)建的基礎(chǔ)指導(dǎo)（如圖1）。其中多層生態(tài)包括由父母、教師、朋友、同學等身邊成員組成的微小環(huán)境生態(tài)；由微小環(huán)境生態(tài)中的互動構(gòu)成的中間環(huán)境生態(tài)；由教育、經(jīng)濟、政策、媒體等構(gòu)成的外圍環(huán)境生態(tài)，及最廣闊的由文化、風俗、價值觀風俗等構(gòu)成的大環(huán)境生態(tài)。青少年的教育機會由學習活動、學習資源、人際關(guān)系共同創(chuàng)造，為實現(xiàn)個人學習目標提供支持。因此，有效的學習過程就不再局限于某一個時間段（如每日的在校時間或是初中學段）和某一處環(huán)境（如學校），而是成了一個跨時間、跨空間的過程。

然而，并不是簡單地把學習者放在一個或多個學習環(huán)境中就能產(chǎn)生有意義的學習。學習者在學習環(huán)境中的地位與態(tài)度、教師和家長對學習者的支持度、學習資源的分布和獲取方式、學習環(huán)境的組織架構(gòu)，都可能促進或阻礙有效學習的發(fā)生。換言之，厘清青少年在STEM教育生態(tài)中的學習路徑，尤其是從學習興趣發(fā)展為職業(yè)選擇的長久效應(yīng)，對由多元主體組成的教育生態(tài)建設(shè)尤為重要。那么，教師、家長、學校和社會應(yīng)當如何建立或改進一個健康、有活力的學習生態(tài)來激發(fā)青少年對STEM長久的興趣和參與呢？學習生態(tài)系統(tǒng)理論認為，可以從生產(chǎn)力、持久性和恢復(fù)力三個方面著手。

1.生產(chǎn)力

在生物學里，一個生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力通常指該系統(tǒng)所能產(chǎn)生的能量。在學習生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)力指該系統(tǒng)能夠為學習者提供的學習“能量”，即學習資源的豐富程度和對學習者的可見度、可利用性和獲取通道。具體來說，如果青少年在初中和高中階段接觸到的校內(nèi)與校外STEM學習資源和他們的興趣相關(guān)，并且這些資源具備多樣性和易得性，那么這些學習資源就會有效地影響他們的學習路徑。因此，在學習生態(tài)上，校內(nèi)外學習資源可以通過改進組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化其生產(chǎn)力，校內(nèi)資源可以提供更加精準、多樣的STEM課程，校外資源則需要為青少年提供長時間跨度的學習支持。

2.持久性

如果說生產(chǎn)力保證了學習資源的產(chǎn)生，那么持久性則保證了學習資源能夠被長期、有效地利用。當一個學習生態(tài)系統(tǒng)能夠為學習者提供長時間、跨場景的支持時，這個學習系統(tǒng)便具備了持久性。研究表明，持久性取決于學習者所具備的社會文化資本（如家庭收入、家長文化程度、師資、所在地區(qū)的資源等）。一方面，社會文化資本能保持學習資源的豐富性。例如，一名對天文學感興趣的學習者如果可以從校內(nèi)課程、課后服務(wù)、興趣小組、在線資源、場館資源等不同場景和不同角度接觸到天文學，那么這個系統(tǒng)便可以持久地支持這名學習者對天文學的興趣。另一方面，社會文化資本能夠幫助學習者正確地使用優(yōu)質(zhì)的學習資源。例如，家長如果了解所在社區(qū)、城市有哪些開放實驗室，就可以為孩子創(chuàng)造接觸科學家、參與真實探究活動的機會；學校如果持續(xù)性參加各類科技競賽，與科技場館、企業(yè)、社區(qū)聯(lián)動，學生就可以接觸到不同年齡、不同背景的學習者，豐富學習體驗。家長和學校不僅要把青少年當下需要的優(yōu)質(zhì)學習資源呈現(xiàn)在他們面前，并且要讓他們知道“下一步”在哪里。

3.恢復(fù)力

一個健康的學習生態(tài)系統(tǒng)除了需要具備資源，能夠幫助學習者持續(xù)利用資源外，還需要能從失去的學習興趣中恢復(fù)、重新建立興趣，面對變化進行自我調(diào)節(jié)和自我更新，即需要具備恢復(fù)力。一個生態(tài)系統(tǒng)中的物種越復(fù)雜，相互關(guān)系越緊密，其恢復(fù)力就越強。一個學習生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力來自學校和校外教育機構(gòu)的多樣性，以及機構(gòu)之間合作的緊密程度。學校和校外教育機構(gòu)的多樣性體現(xiàn)在對具體STEM科目的精細化程度，突破傳統(tǒng)物理、化學、生物這樣的大學科，為學習者提供如地質(zhì)、法醫(yī)、編程等更加細分的興趣支持。這樣的精細化分類可以保證學習者在某一個領(lǐng)域?qū)W習受挫時，仍然能夠有豐富的其他選擇去延續(xù)他們對STEM的興趣。機構(gòu)合作的緊密程度體現(xiàn)在面對變化時各個機構(gòu)之間的協(xié)調(diào)和自我更新能力。例如在面對疫情沖擊時，大量線下教學轉(zhuǎn)為線上教學，線下實體資源轉(zhuǎn)為線上數(shù)字資源。面對這一轉(zhuǎn)變，學校在提供線上課堂的同時，也需要其他教育機構(gòu)合作，轉(zhuǎn)換教育模式，維系青少年的學習體驗。

二、建設(shè)我國STEM教育多元主體生態(tài)的思考

當全球STEM教育從強調(diào)人力資本和經(jīng)濟發(fā)展向培養(yǎng)青少年持續(xù)的學習興趣、創(chuàng)造多元化學習體驗、促進教育公平轉(zhuǎn)變時，構(gòu)建STEM教育的多元主體生態(tài)就成為培養(yǎng)STEM人才體系的基石。當前，我國校內(nèi)外的STEM資源已初具規(guī)模，但家長、教師往往不了解身邊有哪些資源以及如何利用這些資源；在多元主體合作的過程中，學校在考試的重壓下，往往缺乏合作的主動性和內(nèi)驅(qū)力；家長在指導(dǎo)孩子時，常把就業(yè)前景、考試成績放在個人興趣之上，青少年長期缺乏情感支持；校內(nèi)外科學教育機構(gòu)之間缺乏統(tǒng)一的話語體系，在支持青少年STEM興趣時常出現(xiàn)時間和內(nèi)容的斷層。因此，構(gòu)建健康的STEM教育的多元主體生態(tài)，能激勵青少年持續(xù)地參與到STEM學習活動中，探索個人在STEM中的興趣，形成獨特的學習路徑，最終把對STEM的興趣轉(zhuǎn)變?yōu)镾TEM的職業(yè)選擇和終身學習就顯得尤為重要。構(gòu)建這樣的學習生態(tài)，需要家庭、教師、學校和校外教育機構(gòu)、社區(qū)等多元主體共同合作，提高學習生態(tài)的生產(chǎn)力、持久性和恢復(fù)力?？茖W教育工作者具體可以從以下方向著力。

1.生產(chǎn)力

在提供豐富的校內(nèi)和校外STEM資源的基礎(chǔ)上加大宣傳力度，讓青少年意識到這些資源的存在，并且知曉相關(guān)資源的獲取渠道。

通過校內(nèi)外多元主體合作，為青少年建立個性化的維持興趣的學習路徑，不僅實現(xiàn)跨環(huán)境，而且實現(xiàn)跨時間、跨學段的銜接。

避免同質(zhì)化的STEM項目，為青少年提供個性化、多路徑、進階性的學習機會。

2.持久性

學校和校外教育機構(gòu)需要幫助家長、學校教師和其他教育工作者意識到青少年學習興趣的重要性，認識到鼓勵和重視青少年參與STEM學習活動是一種很重要的文化資本，幫助他們?yōu)榍嗌倌晏峁I(yè)選擇咨詢和職業(yè)咨詢。

把幫助家長和教師了解社區(qū)中現(xiàn)有的STEM教育資源、功能和使用方式放在與建設(shè)STEM資源同等重要的位置，這一行為對于貧困家庭、弱勢群體來說，尤為重要。

3.恢復(fù)力

現(xiàn)有STEM教育機構(gòu)內(nèi)的合作已日臻完善，需加強機構(gòu)間的合作，進一步建設(shè)校內(nèi)與校外的合作機制、合作通道，為青少年在STEM的學習興趣、內(nèi)容和活動上提供無縫銜接。

整合社區(qū)內(nèi)的STEM教育資源，教育機構(gòu)之間應(yīng)當持續(xù)溝通與更新，保證青少年參與當前學習活動的同時，還能明確下一階段的學習目標。

將對STEM教育的宣傳和學校與校外教育機構(gòu)之間的合作納入評價系統(tǒng)中，精細化、多樣化青少年STEM興趣的培養(yǎng)。

教育政策應(yīng)為校外教育機構(gòu)，如科技場館、科學中心、科普場所、科研院所，提供與學校合作的政策支持，把校內(nèi)外科學教育機構(gòu)作為一個整體生態(tài)進行建設(shè)。

小結(jié)

STEM教育的目的從最初的促進經(jīng)濟發(fā)展、提高國家安全，轉(zhuǎn)向到現(xiàn)今的強調(diào)學習興趣、多元化學習路徑和教育公平，這是經(jīng)濟需求與人文需求的平衡，是教育高質(zhì)量發(fā)展的需求。一個健康、有活力的STEM教育的多元主體生態(tài)能夠統(tǒng)一興趣培養(yǎng)與人才發(fā)展，使系統(tǒng)中的多元主體通過協(xié)調(diào)設(shè)計，相互連接，成為一個整體。這個整體能夠為青少年提供豐富的校內(nèi)外學習機會，創(chuàng)造個性化、跨環(huán)境、跨學段的學習路徑，持續(xù)支撐青少年的學習興趣。

[項目：2022年國家自然科學基金青年科學基金項目“區(qū)域經(jīng)濟社會文化畫像下的教育資源精準分配研究——基于地理信息系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析”，編號：62107004]

參考文獻

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[2]Gail M J，Gina C，Elysa C， et al. Free choice science learning and STEM career choice[J]. International Journal of Science Education， Part B，2019（01）.

[3]MALTESE V A，MELKI S C，WIEBKE L H. The Nature of Experiences Responsible for the Generation and Maintenance of Interest in STEM[J]. Science Education，2014（06）.

[4]Bronfenbrenner，Urie. Toward an experimental ecology of human development.[J]. American Psychologist，1977（07）.