联邦科学技术、工程和数学(STEM)教育战略计划(节选)
原文作者：John P. Holdren
关于科技政治局
科学和技术政策办公室(OSTP)就科学和技术政策的影响向总统提出建议。国内和国际事务的技术。办公室是科学和技术的来源。总统在重大政策、计划和计划方面的逻辑分析和判断。OSTP领导一个跨部门的努力来开发和实施健全的科学和技术政策和预算。该办公室与私营部门合作，以确保联邦政府在以下方面的投资。
科学技术有助于经济繁荣、环境质量和国家安全。
关于国家科学技术委员会
国家科学技术委员会(NSTC)是1993年11月23日根据行政命令成立的。这个内阁级理事会是行政部门内的主要机构，负责协调组成联邦研发企业的不同实体的科学和技术政策。国家科学技术委员会由总统担任主席，成员包括副总统、科学和技术政策办公室主任、内阁秘书和负有重大科学和技术责任的机构负责人以及其他白宫官员。国家科学技术委员会分为五个主要委员会：科学、技术、工程和数学教育；科学；技术；环境、自然资源和可持续性；以及国土和国家安全。这些委员会中的每一个都监督侧重于科学和技术不同方面的分组。国家科学技术委员会的主要目标之一是为联邦科学和技术投资确定明确的国家目标，这些领域几乎涵盖行政部门的所有任务领域。理事会制定协调的机构间研究和发展战略，形成旨在实现多个国家目标的一揽子投资计划。关于国家科学技术委员会工作的更多信息，请访问国家科学技术委员会网站。
关于科学、技术、工程和数学教育委员会
国家STC教育委员会(COSTEM)根据SEC的要求，协调支持STEM教育的联邦方案和活动。101“美国竞争重新授权法”(2010年)。
COSTEM处理教育和劳动力政策问题；研究和将重点放在STEM教育的发展努力COSTEM履行三项职能：审查和评估联邦STEM教育活动和方案；与管理和预算办公室合作，协调联邦各机构的STEM教育活动和方案；通过参与机构制定和实施联邦STEM教育五年战略计划，每5年更新一次。
关于联邦STEM教育五年计划
美国竞争授权法案(2010年)指导OSTP创建一个机构间委员会根据NSTC制定一项联邦STEM教育五年战略计划.针对该法案，COSTEM成立了联邦STEM教育协调工作队(FC-STEM)，以制定联邦STEM教育五年战略计划，并在COSTEM监督下编写这份报告。FC-STEM包括来自CoSTEM的12个联邦机构和史密森学会的成员。各机构的代表对该计划作出了重大贡献。
COSTEM特许NSTC STEM联邦投资快车道行动委员会(FI-STEM)来设计和进行联邦对STEM教育的投资清单。FI-STEM包括来自12个联邦机构的成员。联邦科学，技术、工程和数学教育组合，于2011年12月发布，提供了联邦STEM教育活动迄今为止最详细的概述，并指导了战略计划的制定。总结2011财政年度投资的投资组合报告载于本文件附录A。
科学、技术、工程和数学(STEM)的进步长期以来一直是我们的核心。国家有能力制造更好更智能的产品，改善医疗保健，发展更清洁和。更高效的国内能源，保护环境，维护国家安全，发展经济。对于美国来说，要保持其在世界上的卓越地位，这是至关重要的。国家继续在STEM领域处于领先地位，但有证据表明，当前的教育途径是没有导致足够多和训练有素的STEM劳动力来实现这一目标。美国也不是培养STEM文化的教育系统，对于STEM通晓的公众来说是必要的。因此，它是必不可少的。美国加强美国学生对STEM学科的参与，激励和装备更多的学生在STEM中脱颖而出。
投资STEM教育对国家及其经济未来至关重要，原因如下：
未来的工作是STEM工作：对STEM领域专业人员的需求预计超过训练有素的工人和专业人员的供应。此外，STEM能力包括对特定STEM职业内外的工人的要求越来越高。最近总统科学技术顾问委员会(PCAST)估计数的报告未来十年，STEM毕业生将比美国各行业少100万人需要。
我们的K-12系统在国际比较中处于“中间位置”：在参加最近一项国际学生评估项目(PISA)研究的33个经济合作与发展组织(OECD)国家中，该项目衡量学生的能力将他们在阅读，数学和科学中学到的知识应用到评估学生是否可以在现实生活中使用他们的知识。12个国家有更高的在科学方面的得分比美国高，在数学方面得分更高的是17名。
STEM的进展对于建设公正和包容的社会至关重要：STEM的参与和成就统计数据对妇女和少数群体来说尤其令人不安，他们在很大程度上在STEM字段中代表不足。虽然获得STEM学位是一个重要的里程碑。追求STEM职业，只有2.2%的拉美裔和拉美裔，2.7%的非洲人美国人，以及3.3%的美国原住民和阿拉斯加原住民获得了第一名。24岁之前获得自然科学或工程学的大学学位，而女性则构成了大学校园的大多数学生和大约46%的劳动力，他们代表不到五分之一的计算机科学和工程等领域的学士学位获得者，并且只占STEM工作的25%。
联邦政府投资STEM教育的战略计划。
许多 STEM机构已将STEM教育置于高度优先地位，并针对其机构的任务、需求和资源
制定了独特的教育计划。为了更好地利用这些资产和专门知识，行政部门正在发布STEM教育战略计划，这是广泛的跨机构合作的结果，以阐明在这一国家优先事项上取得进展的战略。政府通过联合STEM机构致力于奠定基础，为今后五年联邦STEM集体教育投资奠定基础。
该计划首先概述了STEM教育对美国科学发现和创新的重要性，需要使学生更好地为今天和未来的工作做好准备，以及STEM通晓社会的重要性(第2部分)，并描述了联邦STEM教育工作的现状(第3部分)。然后，该文件提出了五个STEM教育投资优先领域，在这些领域可以在五年内制定协调一致的联邦战略，旨在导致关键领域的重大改进。这种增加的协调旨在产生最大影响，并且在实施时，将导致与STEM投资的机构之间进行更密切和更有效协调的战略(第4节)。
该计划还包括STEM教育投资领域每个优先领域的初步实施路线图，提出可能帮助联邦机构实现概述目标的潜在短期、中期和长期目标和战略(第5节)。此外，在整个文件中，该计划强调(1)国家的关键成果和联邦机构可以作出贡献的方式，(2)机构将发挥主导作用的领域，从而增强问责制，(3)建立和分享的方法证据和(4)减少碎片化的方法。
如果美国要继续其在科学和创新方面取得卓越成就的记录，增加年轻美国人获得强大STEM技能的机会是至关重要的。从绘制人类基因组图到发现火星上的水，再到发展互联网，无数的进步如果没有一支技术娴熟、富有创造力的STEM劳动力队伍是不可能实现的。新技术和STEM知识是我们制造更好、更智能的产品、改善医疗保健、保护环境和维护国家安全能力的核心。具备发明、构建、安装和操作这些新技术的技能和知识的个人是必不可少的。此外，一个基本的了解。
STEM的主题和概念在工作场所之外是必要的，以便公民在环境法规等日益成为地方和国家政治辩论中心的问题上做出明智的决定。当涉及到做出健康的个人消费者选择时，干素养也是至关重要的，从医疗保健决策到在杂货店购买。随着美国面临激烈的经济衰退，对STEM知识和技能的需求甚至更大竞争激烈的国际市场，优势属于最先发明和生产创新产品的公司。从2000年到2010年，STEM工作岗位的增长是非STEM工作岗位的三倍，商务部估计未来几年STEM职业的增长速度将是非STEM职业的1.7倍。此外，乔治敦大学教育和劳动力中心预测，美国将在2008至2018年间创造779，000个需要STEM领域研究生学位的就业机会，但根据目前的趋势，在此期间，只有55万土生土长的美国人将获得STEM研究生学位。
行业报告称，无法填补大量与STEM相关的工作和其他劳动力数据，这令人担心美国是否有能力通过适当的培训和技能满足对STEM工人日益增长的需求。私营和公共部门，包括联邦机构，依赖于美国的教育系统和校外学习机会，以使青年具备选择和培训职业所需的基本知识和技能，以及作为工人、父母和公众做出知情决定所需的基本知识和技能。
4.1优先STEM教育投资领域
Co STEM确定的优先领域是在以下基础上选择的：加强和协调联邦在这些领域的投资似乎特别有可能加快实现上述战略远景的进展。这些领域反映了我们国家的需求，与政府和国会的优先事项保持一致，并且可以有效地利用联邦STEM相关资产。通过本计划和联邦机构的实施努力，目的是在五个优先STEM教育投资领域实现重大的、可衡量的影响：(1)改进P-12 STEM教学；(2)增加和维持青年和公众对STEM的参与；(3)改善本科STEM教育；(4)更好地为历史上在STEM领域代表不足的群体服务；(5)为当今STEM劳动力设计研究生教育。
在战略计划的实施过程中，联邦机构将努力调整其STEM教育投资，以支持这五个优先投资领域。通过这一努力，现有的合作将得到加强，并将开展新的合作。随着时间的推移，可能会出现更多的重要领域，随着在这些优先事项上取得进展，它们可能会得到调整和集中。此外，重要的是要注意到，这些国家目标旨在提供总体方向和重点，联邦机构将需要共同努力来实现这些目标。关于联邦机构如何做出贡献的进展将通过制定第5节中介绍的战略目标的指标和里程碑来评估。
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改进STEM教学。通过以下方式培养10万名优秀的K-12新任STEM教师。支持现有的STEM教师队伍。
研究表明，最优秀的教师对学生成绩有显著的影响，并表明，对于年复一年向这些教师学习的学生来说，成绩差距明显缩小。每一个STEM学生都值得一位优秀的老师--一位准备工作包括适当机会学习他或她的学科和参与学校临床经验的老师。每位教师和教育领导者都有权获得成功所需的准备、持续支持、认可和协作机会。然而，并不是所有的教师都能得到所需的支持，科学和数学教师是K-12学校最难招聘和留住的教师之一。
为了增加优秀的K-12 STEM教师的数量，Co STEM机构将在现有和拟议的计划中加强STEM-教师准备、专业发展、支持和表彰工作之间的协调。继续研究教师学习和STEM教师发展对于指导这些实施和协调努力至关重要。将鼓励与地方和州政策、标准和评估的适当联系，以确保联邦投资是为当地的影响和实施而设计的。
2.增加和保持青年和公众对STEM的参与。
国家在STEM方面的进展不仅取决于STEM劳动力，而且取决于公众了解STEM在解决社会问题中的作用，并准备在个人和专业设置中使用STEM知识。对许多美国人，包括学生和成年人来说，STEM学习的机会是通过课堂和校外环境的有效参与而出现的，因为每年有数千万--不同年龄和背景的人--在非正式环境中参与科学，从学前班到博物馆，到国家公园，以及网络空间，所有这些都为提高科学素养提供了潜在的场所。这种参与对于学习过程以及STEM职业中的选择和坚持至关重要。通过有效的参与，学习者有机会发展对STEM主题的兴趣和积极态度，以及改善对他们参与STEM的能力的感知，所有这些都可以导致更好的理解和熟练程度。今天与STEM参与相关的令人兴奋的趋势包括鼓励学生赚取的数字徽章。
逐步认可的形式是在线和移动区别获得累积技能，制造者运动，允许学生设计和制作几乎任何东西的低成本工具，以及“学习游戏”。此外，公民科学活动可以促进科学和学习。
所谓“真实的STEM体验”，Co STEM是指学习者直接参与STEM的校内或校外设计体验。这个宽泛的名称涵盖了一系列普遍引用的概念，从“动手”科学，到基于问题的学习，再到探究。实现这一目标的步骤的一部分挑战将是定义和研究所谓的“真实”体验是否对学生的动机、坚持和学习产生可衡量的影响。
该优先领域的机构实施将涉及学校内外的协调计划、平台和基础设施，以向期望的受众提供通过政府资产实现的STEM体验，包括但不限于材料、设施和熟练的STEM专业人员。CO STEM机构--其中许多机构雇用熟练的科学家和工程师，开发先进的仪器和设施，并在STEM中进行研究--目前在正式和非正式的教育参与工作中都发挥着关键作用。COSTEM机构也产生大量的电子信息和数据供公众使用，这可以使科学或工程学科的探索成为课堂学习的一部分，以鼓励大众的兴趣，或作为公民科学的一部分。所有机构之间的协作对于更好地了解参与活动的当前基线及其结果和促进重点突出和影响深远的政府参与投资至关重要。
3.增强本科生的STEM体验。在接下来的10年内，再有100万名学生获得STEM领域的学位。
美国大学STEM专业本科生的低保留率仍然是一个令人担忧的问题。在四年制公立学院或大学中，只有43%的学生以STEM专业毕业，并获得STEM学位。更糟糕的是，只有大约14%的社区大学学生在入学时宣布选择STEM专业，但在他们上次入学时仍在STEM领域。
经济预测表明，未来十年需要在目前毕业率之上增加多达100万名STEM专业人员。这包括各种技能和知识水平的STEM专业，从社区大学毕业生，到高质量的STEM教师，再到拥有高级学位的科学家和工程师。在STEM职业之外，其他领域越来越要求员工在STEM学科上有良好的基础。此外，一个具有科学和计算能力的公民越来越有必要批判性地评估日益依赖科学技术基础的个人和社会问题。
通过实习、奖学金和奖学金计划、研究经验机会、创建和测试创新教学方法和材料的倡议、教师专业发展和STEM学习研究，联邦机构可以强烈强调改善本科生STEM教育。此外，努力扩大对STEM的参与将是达到所需毕业生数量的关键，由此产生的多样性将促进STEM领域的创新。
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FEDERAL SCIENCE TECHNOLOGY，ENGINEERING, AND MATHEMATICS (STEM)EDUCATION STRATEGIC PLAN
John P. Holdren
About the Office of Science and Technology Policy
The Office of Science and Technology Policy (OSTP) advises the President on the effects of science and technology on domestic and international affairs. The office serves as a source of scientific and techno-logical analysis and judgment for the President with respect to major policies, plans, and programs of the Federal Government. OSTP leads an interagency effort to develop and implement sound science and technology policies and budgets. The office works with the private sector to ensure Federal investments in science and technology contribute to economic prosperity, environmental quality, and national security.
About the National Science and Technology Council
The National Science and Technology Council (NSTC) was established by Executive Order on November 23, 1993. This Cabinet-level council is the principal body within the executive branch that coordinates science and technology policy across the diverse entities that make up the Federal research and development enterprise. Chaired by the President, the membership of the NSTC consists of the Vice President, the Director of the Office of Science and Technology Policy, Cabinet Secretaries and Agency Heads with significant science and technology responsibilities, and other White House officials.
The NSTC is organized into five primary committees: Science, Technology, Engineering, and
Mathematics (STEM) Education; Science; Technology; Environment, Natural Resources and
Sustainability; and Homeland and National Security. Each of these committees oversees subgroups focused on different aspects of science and technology. One of the NSTCrsquo;s primary objectives is to establish clear national goals for Federal science and technology investments in an array of areas that span virtually all the mission areas of the executive branch. The Council prepares coordinated interagency research and development strategies to form investment packages that are aimed at achieving multiple national goals.
For additional information concerning the work of the National Science and Technology Council, please visit the NSTC website. About the Committee on Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Education The NSTC Committee on STEM Education (Co STEM) coordinates Federal programs and activities in support of STEM education pursuant to the requirements of Sec. 101 of the America COMPETES
Reauthorization Act (2010). Co STEM addresses education and workforce policy issues; research and development efforts that focus on STEM education at the Pre K-12, undergraduate, graduate, and lifelong learning levels; and current and projected STEM workforce needs, trends, and issues. Co STEM performs three functions: review and assessment of Federal STEM education activities and programs; with the Office of Management and Budget, coordination of STEM education activities and programs across Federal agencies, and; development and implementation of a Federal STEM education 5-year Strategic Plan through the participating agencies to be updated every 5 years.
Advances in science, technology, engineering, and mathematics (STEM) have long been central to our Nationrsquo;s ability to manufacture better and smarter products, improve health care, develop cleaner and more efficient domestic energy sources, preserve the environment, safeguard national security, and grow the economy. For the United States to maintain its preeminent position in the world it will be essential that the Nation continues to lead in STEM, but evidence indicates that current educational pathways are not leading to a sufficiently large and well-trained STEM workforce to achieve this goal. Nor is the U.S. education system cultivating a culture of STEM necessary for a STEM-literate public. Thus it is essential that the United States enhance U.S. studentsrsquo; engagement in STEM disciplines and inspire and equip many more students to excel in STEM.
Investing in STEM education is critical to the Nation and its economic future for a number of reasons:
The jobs of the future are STEM jobs: The demand for professionals in STEM fields is projected
to outpace the supply of trained workers and professionals. Additionally, STEM competencies are
increasingly required for workers both within and outside specific STEM occupations. A recent
report by the Presidentrsquo;s Council of Advisors on Science and Technology (PCAST) estimates
there will be one million fewer STEM graduates over the next decade than U.S. industries will
need.
Our K-12 system is “middle of the pack” in international comparisons: Among 33 Organization for Economic Cooperation and Development (OECD) countries that participated in a recent Programme for International Student Assessment (PISA) study, which measures studentsrsquo; ability to apply what they have learned in reading, mathematics, and science and has been designed to assess whether students can use their knowledge in real-life situations 12 countries had higher scores than did the United States in science and 17 had higher scores in mathematics.
Progress on STEM is critical to building a just and inclusive society: STEM participation and
achievement statistics are especially disturbing for women and minorities, who are substantially
underrepresented in STEM fields. While earning a STEM degree is one important milestone in
pursuing a STEM career, just 2.2 percent of Hispanics and Latinos, 2.7 percent of African
Americans, and 3.3 percent of Native Americans and Alaska Natives have earned a first
university degree in the natural sciences or engineering by age 24.While women constitute the
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- 更好地为历史上在STEM领域代表不足的群体提供服务。增加数量。在未来10年内获得STEM学位的代表不足的少数族裔。并提高妇女在STEM领域的参与程度。 lt;
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