实施数学和科学合作伙伴项目，国际合作成果

1.实施数学和科学合作伙伴项目的背景

早在1986年，美国便首次提出“科学、数学、工程和技术教育集成”的纲领性建议，到20世纪90年代后期，美国科学基金会开始使用“SMET”这一专业术语，其含义是“科学、数学、工程、技术”，但并没整合联系各学科领域。^[61]2001年后，STEM逐渐取代SMET，成为四门学科的统称。^[62]之后，在小布什的任期内，这一概念不断地在美国的改革政策、项目和法律中出现。马萨诸塞州中小学教育局专门设立了STEM办公室为全州中小学的STEM教育提供支持，其主要职责包括：首先，精确设置高质量的数学、科学和技术工程、媒介素养和计算机等学科的学习标准；其次，开发和传播丰富的教学资源；再次，创造良好的社区环境以便在社区内分享最好的实践；最后，积极地与利益相关者就STEM领域的最新进展开展沟通和交流。^[63]

《不让一个孩子掉队法》第二条第二款对数学和科学的合作伙伴关系进行了明确声明，以图通过鼓励州内的教育机构以及高等教育机构、地方教育机构、小学以及中学都参与到这一合作伙伴关系之中，改善学生在数学及科学等领域的学习成果。具体而言，该法令主要规定了如下行动措施：（1）通过鼓励高等教育机构建立高质量的教师教育培养项目，录取、培养和指导数学和科学教师，以提高和改善中小学数学和科学教学的地位和质量；（2）将数学和科学教师的教育作为一个长期发展的专业领域，不断促进教师知识和技能的更新和发展；（3）将中小学的数学和科学教师，高等教育机构的科学家、数学家以及工程师联合起来，共同促进中小学教师们STEM学科知识的优化和教学水平的提高，并通过为中小学提供实验室设备、制作空间、计算机设备、实验室以及其他的一些资源来改善中小学STEM教学的条件；（4）在符合州和地方学科内容课程标准的基础上开发和制定更加严格的数学和科学课程内容，特别是要符合中学后教育的需求；（5）促进和扩大数学和科学教师的培训，进一步将技术融入课程和教学中。^[64]该法令还对合格的合作伙伴关系进行了规定：首先，必须包括州的教育机构，高等教育机构的工程、数学或科学的部门以及地方的具有较高需求的教育部门；其次，可包括高等教育机构的工程、数学、科学或者教师培训项目，以及其他地方教育机构如公立特许学校、公立中小学、私立中小学或者是这些学校的集合；再次，还可包括有效证明可以提升数学教师和科学教师的教育质量的非营利组织机构。^[65]除此之外，该法令还要为改善数学和科学教学的活动提供经费；为合格的企业伙伴提供三年的竞争性奖励；合作伙伴必须是涉及工程、数学以及科学等领域的高等教育机构；如果州获得联邦政府的经费，则可以在全州选择合作伙伴。^[66]

马萨诸塞州中小学教育局从2004年开始实施数学和科学合作伙伴项目（Massachusetts Mathematics and Science Partnership Program，简称MMSP），旨在为全州的中小学数学、科学、技术和工程领域的教师提供高质量的专业发展。这一项目得到《不让一个孩子掉队法》第二条第二款的资助。马萨诸塞州中小学教育局试图通过这一联邦政府的资助项目来增加全州STEM领域高质量教师的数量，特别是改善高需求学区STEM教师的质量。^[67]

2.数学和科学合作伙伴项目的发展

表3—14　2004—2014年数学和科学合作伙伴项目的经费情况

（续表）

资料来源：Massachusetts Mathematics and Science Partnership Title IIB Annual State-level Evaluation Report （Year 11） Reporting Period： September 1，2013 through August 31，2014Cumulative Reporting Period： February 2，2004 through August 31，2014［R/OL］. （2015—01）［2018—11—27］. http：//www.doe.mass.edu/stem/msp/year11.pdf.

从表3—14中可以发现，自2004年2月到2014年8月，联邦政府和马萨诸塞州中小学教育局在这一项目中的经费投入总共是1936.2万多美元。^[68]截至2014年9月，前七轮项目包含39个合作伙伴关系，其中22个提供了数学教师的专业发展项目，14个提供了科学教师的专业发展项目，3个提供了数学和科学教师的专业发展项目。

3.数学和科学合作伙伴项目的主要目标

得到数学和科学合作伙伴项目资助的所有教师专业发展项目都必须和马萨诸塞州的教师专业发展目标一致。这些标准鼓励教师在专业发展的过程中形成系统的、有目的的以及结构性的学习经验，以便进一步改善教师的教学实践和学生的学习结果。第七轮合作项目中，所有合作伙伴提供的每门课程至少包含45个小时的直接教学和24个小时的补充活动，并鼓励合作伙伴根据自身的资源、专家以及现有设备来调整培训模式，但要求至少一半的参与者来自高需求的学区。^[69]在项目开展的前三年，这一项目的主要目标为如下五个方面。

目标1：为四至八年级的数学教师、四至十二年级的科学及技术工程的教师开发有效的和可持续发展的学习课程。

从2004年到2006年，一共开发了85门数学和科学合作伙伴项目的课程，其中有76门数学课程，8门科学课程。一共有909个独立的参与者参与了数学和科学合作伙伴项目的课程，其中97%来自公立学校，2%来自非公立学校，少于1%的参与者未说明自己来自何种学校类型。大概有60%的参与者来自具有高需求学区的公立学校。超过354名参与者参加了2门以上的数学和科学合作伙伴项目课程，其中60%来自高需求学区的公立学校。^[70]

目标2：增加在合作学区学校任职的获得教师资格证书的人数，或者增加完成高目标统一州立评估计划（High Objective Uniform State Standard of Evaluation，简称HOUSSE）的教师人数。《不让一个孩子掉队法》中明确指出，公立学校的教师必须达到联邦法律对高水平教师的要求。这一目标重点关注教师的资格证书、专业发展以及专业素养等。

在初中和高中数学和科学教师的资格证书方面，从2004年到2006年，参与MMSP项目的普通教育领域的数学教师中有67%获得教师资格证书；参与MMSP项目的特殊教育领域的数学教师有18%获得教师资格证书；参与MMSP项目的普通教育领域的科学或技术教师中有35%获得教师资格证书；参与MMSP项目的特殊教育领域的科学或技术教师有3%获得教师资格证书。

在培养高素质教师方面，从2004年到2006年，在所有未达到高素质水平的教师中，有111位经过课程培训达到高素质的水平，其中16位通过马萨诸塞州教师资格证书测试（MTEL），5位获得所教课程的更高学位，3位获得了教学证书，3位获得本科同等学力证书，14位达到至少2项标准。

在HOUSSE方面，从2004年到2006年，在883个公立学校的教师中，有38%的人参与了这一计划。

目标3：在教师教育项目中，融合文理学院的课程和教育学院的课程，以培养更多高质量的合格的数学、科学、技术和工程领域的 教师。

目标4：提高合作学区参加基于内容的专业发展活动的教师数量，并且提高他们在专业学科领域的知识水平，以使让他们能够有效地开展符合州教学标准的教学。

在第三年合作伙伴提供的85门课程中，课程前测试和课程后测试结果显示，这些课程对参与者的学科知识内容有着积极的影响。在其中一个合作伙伴提供的3门课程中，实验组和对照组采用不同的教学方式，结果显示，试验组的成绩显著地高于对照组的成绩，虽然其中一门课程的对照组得分显著高于试验组。78%的参与者反映，参加MMSP的课程丰富了他们的知识。

目标5：提高学生在马萨诸塞州综合评估系统中数学、科学、技术和工程的分数。^[71]

在项目开展11年之后，这一项目的目标做了相应的调整，主要包括如下方面。^[72]

目标1：在教师教育项目中，集合文理学院和教育学院的课程，以便开发和应用更加有效和可持续的课程，培养更多STEM学科领域的教师。

目标2：识别出可信的对学生成长具有帮助的有效措施，开发和采用学区决定的测量方式，以衡量学生的成长是否符合马萨诸塞州学科课程框架。

目标3：增加合作学区的STEM教师数量，丰富他们的相关学科知识，提高他们的教学实践水平和学生学习成绩。

目标4：开发一个将学区和学校STEM改进活动融合到教师的专业发展中的系统。(https://www.xing528.com)

4.数学和科学合作伙伴项目的评估

马萨诸塞州州立大学唐纳休研究所（UMass Donahue Institute）负责州层次的MMSP项目的评估，代表马萨诸塞州中小学教育局收集项目的结果。之前，项目协议要求每个合作伙伴开展自身的评估，而唐纳休研究所仅在评估工具的设计和应用方面提供有限的技术支持。从第七轮开始，马萨诸塞州中小学教育局扩大了唐纳休研究所在MMSP项目评估中的角色，唐纳休研究所进行州层面和地方层面的项目评估。

（1）评估目标

开展州层面和地方层面的评估主要是为了达到如下目标：第一，帮助各个合作伙伴完成每年需要提交给联邦政府的报告，帮助中小学教育局完成整个州的报告；第二，为中小学教育局和合作伙伴提供及时的形成性评价反馈，支持项目的实施和完善；第三，基于项目的目标对整个州的项目完成情况以及各个合作伙伴的表现进行评价，追踪MMSP项目参与教师所教中学生的学业成就。

（2）评估工具

唐纳休研究所主要采取如下评估工具和手段来开展州层面和地方层面的项目评估：第一，参与者的反馈和项目记录；第二，短期的前后测和跟踪测试；第三，通过马萨诸塞州教师资格证书测试的比例，完成高目标统一州立评估计划的比例以及获得教师资格证书的比例；第四，自我报告测试和课堂观察；第五，项目专门测试和MCAS的成绩。

图3—10　MMSP教师专业发展活动的基本模型

除此之外，州层面和地方层面的项目评估还会进一步关注一些核心的数据信息，比如课程完成后的报告、合作伙伴的访谈、项目参与者年度调查报告、学区决定性测试等。^[73]

课程完成后的报告：在MMSP项目开展的这些年中，唐纳休研究所和马萨诸塞州中小学教育局为所有的合作伙伴建立了持续性的课程完成后的总结报告包，具体包括课程注册率和完成率、所有参与注册者的邮箱、每个参与者的知识评估的前测和后测结果、课程参与者的背景信息测试结果等。第12年的唐纳休研究所开始改变收集项目参与者背景信息的方式，更多地依赖马萨诸塞州中小学教育委员会目前现存的数据库，并在后测调查中更多地关注收集参与者对课程体验的反馈。

合作伙伴的访谈：在对接受项目经费的核心合作伙伴进行访谈时收集资料，主要是为了对目标2和目标3进行评估。除此之外，评估团队也会对其他合作伙伴进行访谈。

项目参与者年度调查报告：参与者除了要在课程结束后参加调查外，还需要参加唐纳休研究所开发和实施的年度调查。这个调查会更加广泛地收集合作伙伴的专业发展项目，包括项目的追踪等。除此之外，参与者还可以更好地反馈他们参与的课程对自己的课堂教学实践产生的影响。

学区决定性测试：唐纳休研究所会同每个合作伙伴开展合作，充分理解学区决定性测试在评估学生的成长以及形成合作伙伴中学层面的分析数据中所起的作用，以提供评估目标4的证据。

（3）评估结果

从表3—15中可以看出，在所有MMSP项目参与者中，89%的参与者是来自普通教育机构的教师，其中49%的教师教授数学，32%的教师教授科学，26%的教师教授小学阶段的全科课程。

表3—15　2004—2014年MMSP项目参与者的情况

（续表）

资料来源：Massachusetts Mathematics and Science Partnership Title IIB Annual State-level Evaluation Report （Year 11） Reporting Period： September 1，2013 through August 31，2014Cumulative Reporting Period： February 2，2004 through August 31，2014［R/OL］.（2015—01）［2018—11—27］. http：//www.doe.mass.edu/stem/msp/year11.pdf.

从表3—16可以看出，在每个资助年度，至少89%的MMSP参与者来自公立学校，总的来说有96%的参与者来自公立学校，3%来自非公立学校。正如前文所述，马萨诸塞州中小学教育局要求项目参与者至少有50%来自高需求学区，后来甚至要求至少75%的参与者来自高需求学区。虽然有些学区的需求水平在发生变化，但是为了便于项目评估和报告，只要一个学区在接受资助的第一年被认定为高需求学区，此后就都被认定为高需求学区。另外，如果一个学区在接受资助的第一年没有被认定为高需求学区，而后来其需求水平发生变化，成为高需求学区，即被认定为高需求学区。总的来说，69%的MMSP项目参与者来自高需求学区，超过56%的公立学校的参与者来自高需求学区。

MMSP一共有425门课程，其中288门是数学课程，135门是科学或者技术、工程课程，2门课程同时提供数学和科学的内容。一共有3678位单独的参与者参与了MMSP课程，1378名参与者参加了多门课程，MMSP累计提供了7305人次的课程学习机会。相关调查结果显示，并不是所有的MMSP参与者都具有其授课领域的教师资格证书，也就是说他们真的需要这些课程。在普通学校的MMSP参与者中，仅有47%获得数学资格证书，在特殊学校的MMSP参与者中，仅有10%获得数学教师资格证书；在普通学校的MMSP项目参与者中，仅有26%获得数学学位，在特殊学校的MMSP项目参与者中，仅有2%获得数学学位，在普通学校的科学、技术和工程领域的教师中，仅有27%获得所在学科的学位。课程的前后测结果显示，在417门课程中，有87%的课程对参与者的学科知识内容的提升有显著的影响。

表3—16　2004—2014年教师所在学校的类型

（续表）

资料来源：Massachusetts Mathematics and Science Partnership Title IIB Annual State-level Evaluation Report （Year 11） Reporting Period： September 1，2013 through August 31，2014Cumulative Reporting Period： February 2，2004 through August 31，2014［R/OL］.（2015—01）［2018—11—27］. http：//www.doe.mass.edu/stem/msp/year11.pdf.