1959年，美國學者、海軍中將里科弗（Rickover）發表了一篇題為《教育，美國的第一道防線》的文章，文章的最后一句話是“:未來屬于教育最優的國家，讓未來屬于我們吧！”2011 年，美國總統奧巴馬在一次公開講話中指出“:美國之所以取得今天的成就，完全是依靠我們在全球科技創新領域發揮的巨大作用，我們需要進一步提高科學、技術、工程和數學的教育水平”.

奧巴馬總統的講話讓我們看到了美國國家元首對 STEM 教育的戰略重視，也將我們引入了本文將要討論的話題：科學、技術、工程和數學（Science,Technology,Engineering,and Mathematics;簡稱為STEM）教育。

美國的教育監測不論是從制度、理論還是實踐上都比較完善。美國國家教育進展評估（NationalAssessment of Educational Progress,簡稱NAEP）針對 STEM 相關學科的監測也很早就已經開始。近年來，STEM 學科集成教育提出并不斷深入開展，美國對于 STEM 教育的監測也開始全面進行，許多 STEM 教育監測指標體系和監測方案研制出臺，眾多STEM教育監測項目和實踐實施（NationalResearch Council,2012;Carla C. Johnson,2012;National Research Council,2013）。

因此，對美國 STEM 教育監測的歷史、現狀、未來規劃以及監測的結果數據進行考察分析，可以讓我們了解并學習美國在教育監測方面的做法和經驗，給我國教育監測帶來啟示和借鑒。

一、STEM 教育監測的歷史、挑戰與對策

（一）監測的歷史

美國的教育監測與評估目前已經相當完善，全國范圍內的教育調查統計和監測制度也相當完善，除了聯邦層面的美國教育部國家教育統計中心（National Center for EducationStatistics ,NCES）外，還有很多專業機構、協會和組織，這些組織有的建立了定期的教育監測報告制度，經常性地針對各個層面和范圍進行教育監測和調查評估；有的是臨時短期地對一些特定的教育領域和問題進行監測。

由于美國近些年才基于學科集成、學科交叉和融合提出并強調 STEM 教育概念，所以，在提出STEM 教育之前，對 STEM 教育的監測主要是獨立地或部分集成地針對 STEM 相關學科的教育教學進行監測評估。比如早在 1985 年，美國國家科學院相關委員會就研制開發出了一套專門針對科學和數學的監測指標體系；[6]1988 年國家科學院相關委員會又提出了一套指標體系；[7]還有專門針對科學和技術教育進行監測的指標體系和實踐。

之前對于 STEM 教育相關學科的監測主要是以出臺相關監測指標體系和政策項目為主，主要監測的是各個州、各個學區和學校的 STEM 教育各學科的相關情況。比如 1985 年國家科學院研制開發出的科學和數學教育監測指標以及監測結果，該監測通過運用“CIPP--背景 - 投入 - 過程 - 產出模式”對科學和數學教育所涉及的各項教育要素，比如教師、課程、教學指導時間、學生成績等進行監測運用到各州（加州、伊利諾伊州、密歇根州、紐約州等十個州）得出具體數據和結果。

監測的主要對象還是以學校教育系統內部的各個要素為監測對象，比如教師、課程、教學、學生。監測的方法主要是通過“CIPP--背景 - 投入 - 過程 - 產出模式”設計一系列指標，比如教師的數量，教學投入時間等，以這些指標為載體運用到各個州的各個學校去進行監測評估得到數據和結果，可以知道該州、該校的科學數學教育的現狀，從而實現監測數學和科學教育的目的。1988 年國家科學院又在 1985 年基礎上研制開發出新的科學和數學教育監測指標體系，不過沒有對各個州或者學區進行監測，只是進行了一些大型的測驗評估。該指標體系與 1985 年的相比，加強了對科學和數學教育的學校教育系統外部變量和因素的監測關注，比如財政經費和領導管理的支持，另外監測指標的設計也更加深入了，比如不再僅僅關注教學指導時間，而是更加關注教學質量。

STEM 學科集成概念提出來以后，對 STEM 的監測則以學科交叉和融合，即 STEM 相關學科的整體發展為監測對象，同時更加強調了結合 STEM 教育內部和外部影響因素進行監測，更加重視了對國家各種 STEM 教育政策和項目以及相關研究的監測，同時還關注 STEM 教育的就業和 STEM 高等教育情況。以 2013 年國家科學院頒布的新的 STEM教育監測指標體系、2012 愛荷華州 STEM 教育監測指標體系和 2012 年“變革方程組織”的 STEM教育監測指標體系為例，我們可以得出，新的指標體系和監測都研制開發出了更加系統全面的指標體系，而且監測的對象更加宏觀和多樣，可以立足于某個州，也可以針對一個指標維度，還可以通過一次大型測評來宏觀分析。監測的方法主要依靠各種大型調查和測評以及各大數據庫得到的數據來追蹤各項指標的發展現狀，從而達到監控 STEM發展現狀的目的。三套指標體系都將 STEM 各學科作為一個整體來進行指標設計和監測思考，同時在指標體系設計和監測實踐過程中始終以STEM 學科集成、學科交叉和融合為方法論。比如設計關于 STEM 核心素養共識、標準的課程和教學指標、教師的 STEM 教育綜合素養指標、學生對于STEM 所有學科的興趣和測評成績指標、STEM 學科的高等教育學位、就業職位和勞動力市場情況等。

（二）面臨的挑戰

一直以來，由于教育的管理體制和資源配置的分散性、分權性和自主性，美國各個州、學區和學校多以不同的方式或程度來實施聯邦層面的各項教育法案和政策。以 STEM 教育為例，對于諸如《美國競爭力法案》、《成功實施 K-12 STEM 教育》等各種研究法案和報告中的建議和措施，各個州的落實方式和程度各不相同。盡管當前在州和國家層面上收集的一些數據能夠提供一些 STEM 教育的實施現狀和問題，但是這些數據并不是以這些目的而收集和分析的，在數據收集過程中也沒有嘗試數據的協調與整合。結果，包括教育工作者、研究人員、政策制定者等社會各界對整個國家實施 STEM 教育的具體程度與情況，以及所取得的進展等方面都缺乏一個全面、清晰的認識。另外，美國沒有一個普遍適用于全國各州和學區、學校等層面的 STEM 監測指標體系，以及全國聯邦層面的監測和報告制度，缺乏全國范圍內的數據收集分析統計機制。具體而言，構建全國范圍內的STEM 教育監測體制機制主要面臨著以下挑戰：

1、制度和體制層面的挑戰

美國是分權制國家，各個州對教育具有獨立的權力，想要建立對全國的所有州所有學區所有學校的監測體系，會遭遇各種制度體制的阻礙。比如，各個州的教育標準可能不一樣，所以想要構建全國統一的監測體系不現實。

2、方法和工具層面的挑戰

美國幅員遼闊，各州各學區的教育發展水平很不均衡。要研制開發出一套能夠適用于全國各個州、學區和學校的 STEM 教育監測制度和指標體系，施行一種可行有效的監測方法和模式是頗具挑戰的。

3、文化傳統層面的挑戰

由于美國的一些文化傳統，對于教育進行監測也遭遇到文化上的阻礙，比如，校長和教師們不喜歡接受監督和評估，他們希望在教學上有自己獨立的自主權；比如，有些學區認為過多地對教育進行監控會導致教育失去活力，統一的標準會讓教育缺乏創新。

（三）解決的對策

為了解決 STEM 教育如何有效監測這個問題，美國正嘗試以大規模評估為抓手，運用信息和計算機技術來支撐，加強對STEM教育的監測工作。

1、研制開發出基于 STEM 教育的目標和各學科教育標準的 STEM 教育監測指標體系一方面要有針對全國 STEM 教育狀況而構建的監測指標體系；另一方面各個州需要參照聯邦政府層面的監測指標體系，并結合本州的 STEM 教育實際情況研制開發出適合本州的 STEM 教育監測指標體系；此外，還要有第三方機構和組織獨立自主地研發出針對各級各類的 STEM 教育的監測指標體系，比如有的專門針對 STEM 教育相關項目和戰略實施情況進行監測，有的專門針對 STEM學校的類型數量等方面進行監測等等。

2、監測實踐層面

構建學區 - 州 - 聯邦的三級監測體系，共同構建一個監測體系，同時獨立自主地進行監測，便于人們了解各個層面的 STEM 教育情況。要加強數據建設分析，要以大規模數據調查和數據庫建設為工作載體，同時各個州和學區以及學校要重視數據和信息的收集和分析，力圖提供一個全方位各層次的 STEM 大數據系統。愛荷華州在 2012年就立足于本州實際設計了一套 STEM 教育監測指標體系，并進行了監測實踐，追蹤并監控了本州的各學區各學校以及學生們的 STEM 教育進展和具體情況，取得了很好的效果，也為其他州和地方的 STEM 教育監測提供了很好的借鑒。

3、形成多方監測主體共同監測的機制特別要引入第三方獨立監測。美國一直很重視智庫和其他機構在經濟社會發展中的重要作用，同時也很重視這些機構在監督評估中的作用。

以國家科學院、國家研究委員會及其相關機構為例，為了響應國會的要求，國家科學基金會（NSF）會同國家研究委員會的科學委員會和測試與評估委員會，召集組建一個特別委員會--成功實施K-12 STEM 教育評估委員會，由該委員會來負責STEM 教育監測評估及監測指標體系的研制。