美國STEM教師嚴重短缺！硅谷工程師帶來創新解決方案_風聞

硅谷Live / 實地探訪 / 熱點探秘 / 深度探討

碼農缺口大，但是，學校的STEM教育跟不上，怎麼辦？

如果問目前就業市場上哪些工作崗位最緊俏又最吃香，大學裏學習的最火熱市場上卻又最供不應求？答案或許不會太多，那就是計算機相關專業!

正如 Code.org 預計，到2020年，將會有 140 萬計算機相關工作，但是學生數量僅僅有 40 萬，這意味着將有 100 萬個工作缺口。

（圖片來自code.org，版權屬於原作者）

隨着 STEM（Science, Technology, Engineering, and Mathematics）行業在現代社會越來越重要的地位，STEM 相關專業的教育也隨之變得格外引人注意。

90 年代，時任美國總統克林頓就多次在公開演講中強調 STEM 教育的重要性，2009年，奧巴馬總統發出了 Educate to Innovate 的社會號召，白宮大力扶持公立學校的 STEM 教育，並預備接下來十年在美國增加 10 萬名STEM 教師。

然而十年過去了，STEM 基礎教育中師資仍面臨很大缺口，教育資源的不公平仍然導致現實中大量的青少年並沒有在基礎教育的階段接觸過 STEM 課程。

2018 年底，白宮發佈美國下一個 STEM 教育五年計劃白皮書，計劃從改善教育機會，關注不同族羣、地區等各方面大力推進美國的 STEM 教育。包括了未來會投入更多 STEM 教育的軟硬件設施，尤其是會彌補教師的缺口。

但是，如果老師並沒有 STEM 背景的話，該怎麼更好地教授學生 STEM 相關的課程呢？硅谷這家專門針對中小學 STEM 科技教育的初創企業 QPi Education 就希望解決這個問題。成立不到兩年，QPI 已經和硅谷數十家中學確立了長期合作，並被 Alchemist、UC Berkeley 等多個知名孵化器所青睞。

授人以魚不如授人以漁

QPi 的創始人 Vivien Macnguyen 告訴硅谷洞察，自己曾是一名工程師，“我非常感激高中老師點燃了我對化學工程的興趣，所以我才會在本科期間選擇了 STEM 專業。中學期間老師對學生們的啓蒙實在是太重要了。”中學學到的 STEM 內容雖然初淺，但是當時課堂上老師帶給她關於 STEM 奇妙的概念並引發 Vivien 強烈在此方面深研的興趣無法取代。

然而，當 Vivien 回到母校和昔日老師的溝通時發現，如今學生們還是用十幾年前和她當初一樣的教材，仍然只有和原來一樣最基礎的物理化學實驗……

儘管世界瞬息萬變，聯邦政府對於學校教育的要求也不斷更新，但中學的教育內容卻因為種種原因，跟隨不上社會前進的快速步伐。意識到 STEM 專業在勞動力市場的重要性和教育系統培養的滯後性，Vivien 決定放棄碼農工作，投身至中小學 STEM 教育的陣營中。

（圖片來自code.org，版權屬於原作者）

其實很多老師有強烈的將基礎 STEM 課程內容加入自己的課堂的願景，可苦於自己沒有 STEM學習的背景，或沒有其他軟硬件資源的現實因素，不得不沿襲老舊的一套教學體系。

本着激發中小學生對科學探索強烈興趣的目標，QPi 上線了一系列時長 6-8 周的課程設計，包括教學的設備材料工具箱，配套提供非 STEM 背景教師的一系列線上教育溝通平台，QPi 收穫了滿滿肯定的反饋。

（QPi 為老師提供的工具箱，圖片來自QPi，版權屬於原作者）

除了提供每個項目需要的材料盒子，最受老師們歡迎的是對老師長期的培訓課程以及線上討論社區。參加QPi項目的大部分老師並沒有 STEM 背景，通過學習 QPi 提供的教學使用材料和線上教學論壇點燃學生的興趣。QPi 還會和老師們交流課堂上的教學技巧。

 （圖片來自QPI，版權屬於原作者）

QPi 使用目前市面上當紅的教育單片機樹莓派（Respberry Pi)，在樹莓派提供的單卡片電路板微型電腦基礎上，設計軟件適合融入傳統中學課程的機器人開發項目，在現有的科學教育基礎上增加 STEM 內容的覆蓋面。樹莓派整合度高，可塑造性強，在代碼發燒友和機器人教育領域非常受歡迎。

教育和學習更重要的還是面對面的口傳心授，特別是對於中小學基礎教育，激發學生對知識的興趣啓蒙更為重要。比如説市面上雖然有大量的線上公開課程，但即使是成人，能夠自主完成線上學習的人也才不到5%。

（高中老師參加QPi workshop學習如何搭建機器人，

圖片來自QPi，版權屬於原作者）

“我把教師們擅長的和學生們口傳心授，興趣啓蒙的部分留給他們，而把他們需要卻又不擅長的STEM教學內容設計留給我們，這樣更好地輔助老師教學。“ Vivien 提到 QPi 設計的初衷。

在一些課堂上，學生們學習挑戰了樹莓派的產品，開始創造向更高一階的其他更有創意的機器人點子。

（來自Medium，版權屬於原作者）

“我們耽誤了多少個愛因斯坦？****”

美國教育研究機構 Education Commission of the States 調研數據顯示，北美地區，低收入地區學校給學生提供的 CS 課程竟然不及高收入地區學校提供課程的一半，AP CS 的課程甚至少於 1/4。

（圖片來自ECS，版權屬於原作者）

​

哈佛大學經濟學教授 Raj Chetty 的一份研究報告顯示，**賦有創造力並專利申請的人羣數量與他們小學時的數學成績以及家庭收入呈絕對正相關。**隨着現代發明技術門檻的進一步提高，如果在基礎教育中錯過了 STEM 的啓蒙，日後是越來越難趕上其他小夥伴們的發明創造能力。Chetty 教授更是吶喊：因為教育資源的不公平，我們可能埋沒了多少個潛在的愛因斯坦！

（截圖來自The Equlity of Opportunity Project，版權屬於原作者）

而 Chetty 教授的另一項研究數據表明，整體上看雖然來自不同家庭和地區的專利數量呈顯著分層，但在同一所活躍的高校，比如説 MIT，**來自貧窮家庭和富裕家庭學生的專利申請數量卻非常接近。**這也側面證明了中小學 STEM 教育的重要性，越早讓孩子們接觸 STEM，越能激發並保持他們的發明創造能力。

STEM 教育類初創公司日漸增加

美國已經實施加強 STEM 教育超過 30 年，不斷有各種教育機構或是大公司推出新的 STEM 教育項目。然而如同其他的教育資源，目前更多的 STEM 教育資源也更容易流向富裕地區和富裕學校。

Vivien 也提及，自己在產品銷售的過程中的確發現，對於 QPi 幾百美元的產品，私立學校比公立學校接受速度的更快，鋪開的更廣更容易。但是自己的產品設計還是根據普通學校普通課堂的特點來設計，希望能更進一步的普及到大量公立學校的課堂中，使更多不同地區不同背景的學生受惠。

國內早在 2000 年前後就不斷有中小學嘗試在課堂中引入機器人、編程等課程，但是更多是作為學校課外項目進行，或像是學校課程裏的曇花一現，對青少年在 STEM 方面系統的理解和建立缺乏持續性。多種和 STEM 掛鈎的課程，由於沒有評判標準，缺乏成熟師資，填補 STEM 教育真正的缺口還有很長的路要走。

正因如此，大量的科技類教育產品公司嘗試設計可持續性，提供更加連貫循序漸進的 STEM 教育課程。如本文提到給中小學教育系統錦上添花的 QPi Education，Google AIY，code.org, 覆蓋家庭和學校人工智能教育的 Microduino， 機器人教學機構蘿蔔太辣 Roboterra，專注於整合 STEM 教育集合資源的 STEMfinity 等等。

此外，眾多的硅谷公司也加入到培養未來 STEM 人才的陣營。比如説谷歌的夏季CSSI（Computer Science Summer Institute)課程，Code with Google, 微軟Microsoft Research Data Science Summer School 等等，在學生們尚未確定發展方向的時候引領他們往 STEM 的方向更進一步。

世界經濟論壇提到，現在 65% 的小學生未來成年後的工作職業在現代社會還未曾出現。在各國都把 STEM 教育提上國家戰略日程的今天，小探衷心希望，基礎教育能夠將 STEM 部分合理的納入體系，趕上社會發展的步伐。

你覺得在中小學階段，自己受到的 STEM 教育課程啓蒙大嗎？是否影響自己之後的職業選擇？歡迎大家留言討論！

參考資料：

STEMtistics: http://ecs.force.com/studies/rsviewstemL?faq=a080g000019815h

http://reports.weforum.org/future-of-jobs-2016/chapter-1-the-future-of-jobs-and-skills/

哈佛大學Chetty教授關於創造的研究總結：http://www.equality-of-opportunity.org/assets/documents/inventors_summary.pdf