2.机构目标
证据表明对具有研究生学位的工程师的需求持续不断。“目标研究”建议有研究生培养机构的学院应仔细审查“样本学校”研究的发现。特别要注意师资和学生的选拔。建议任何一所希望开展研究生教育计划的学院要有新的重点，例如设计，鼓励每一所学院都这么做。已建学院应在继续充分利用其区域资源谋求发展的同时提升自己的学术标准。
美国科技人力资源能力建设的重头大戏
20余年来，为保持竞争力优势，对本国科技人力资源能力进行系统培养，美国出台了一系列重要的行动计划，以保持其世界领先地位。加大对SME&；T／STEM（科学、技术、工程与数学）的投入与扶植是其中的重要手段，为此美国政府、国会、大学公司、非营利性组织和咨询机构等多方参与，许多重要方案、议案、报告等纷纷出台和实施。以下将分三篇介绍美国SME&；T／STEM教育中的有关重要报告、法案和研究文献，重点推荐“塑造未来——对大学理工教育的新期望”、“STEM计划：《21世纪国防教育法》”，以及“大学STEM教育创新过程的系统模型”，以期读者充分了解美国在科技人力资源能力建设方面进行的研究、部署与行动。
塑造未来——对大学理工教育的新期望
在国家科学基金会（NSF）下属的教育与人力资源理事会（EHR）的资助下，教育与人力资源理事会顾问委员会的下属机构之一对美国大学科学、数学、工程和技术教育的情况进行了深入细致的回顾。这次回顾的目的在于“考虑美国各种两年制和四年制院校大学生的需求”，讨论“这些领域中存在的若干K-12教育系统的教师准备工作的问题，即将成为技术劳动力的人们的需要，成为这些领域专业人士所要做的准备，以及所有人的科学素养的问题”。
这份报告是一个“行动指南”，它提出一个愿景：“所有学生都有机会接受提供支持的，优秀的大学SME&；T教育，所有学生通过直接实践探索的方法和过程来学习这些课程。”该报告不仅呈现给国家基金会，而且适用于任何与这项使命有关的联邦行政机构，工商业界、学术机构及其教师和管理人员、职业协会、私人机构，各州和地方政府以及大学教育中的其他相关部门。
1.背景与回顾
1986年，国家科学理事会（NSB）出版了《大学科学、数学及工程教育》（即《尼尔报告》），这个报告指导了国家科学基金会此后10年的大学教育活动。过去10年中已经发生了许多变化，冷战结束了，公众对科学的兴趣和支持相应减少。新技术跟以往相比有很大不同，不需要技术但能获得高报酬的工作越来越少。美国的人口和学生数也发生了巨大变化。
1996年，美国需要在大学科学、数学、工程和技术领域有一个新的蓝图，即：所有学生都有机会接受优秀的大学科学、数学、工程和技术教育，所有学生都将通过直接实践探索的方法来学习这些课程。我们希望塑造这样一个未来：大部分的美国学生提高其科学、数学、工程和技术方面的实际竞争力，包括更好地了解学科之间的联系及需要提高的技能，这些技能不仅对工作且对生活很重要——包括解决问题与贯穿一生的学习技能、交流及作为团队的一分子开展工作的能力，以及一些个人能力：诸如适应性、对新观点的开放性以及专注于他人观点的能力。我们的重点是学生可衡量的学习，而且对它的要求远远超过了对掌握事实的要求。
2.当前形势
变化中的世界和经济：近十年中，教育的外部环境已经发生了巨大变化，冷战结束带来公众对科学支持的减少，而技术的应用则以指数方式增长，发生了信息技术革命。同时，经济更加全球化，美国为相对缺乏技能的工人所提供的高薪的装配工作已迁移到国外，或随着技术进步，车间里已不再需要这些人了。经济上的变化导致了美国劳动力剧烈的变化。工人所受教育水平越低，他们的收入降得也越快。同样清楚的是在未来，那些具有技术和技能的美国人比那些缺乏技能以及没有受过技能教育的人，在工作中收入要高得多。因此，在接下来十年中，在培养美国劳动力时，SME&；T教育将起到越来越大的作用。美国的人口统计情况也在改变。从历史上看，SME&；T界和SME&；T教育主要被男性所统治，而事实是美国人中的大多数是女性，而且在18-22岁年龄段中的少数民族的比例已从1980年的25%增加到本世纪末的35%以上，因此，SME&；T教育应更具有包容性。
一直上升的花费和不断增长的财政限制：每个学生交付的大学教育费用，从1980年到1990年代初有大幅度增长，这是教育投入价格增长的后果，而后者的增长速度比消费品价格指数增长得还要快。与此同时，由于各种原因（州财政税收增长变缓；与其他领域需求的竞争，特别是K-12教育；刑事系统和健康服务），使得高等教育的资金受到限制。
如今的大学教育：有太多学生放弃SME&；T课程，是因为他们认为它枯燥乏味，而且不受欢迎。有太多新教师在没有准备好的情况下进入学校系统，他们并不理解科学和数学究竟是什么，也缺乏探索的激情以及帮助学生进入SME&；T领域的信心和能力。太多毕业生还不具备以合作的方式解决现实问题的能力就已经进入社会，缺乏继续学习的技能和动力。
减少障碍：教育界人士提出了各种阻碍改进大学生SME&；T教育的因素，可分为七大类：
（1）学生能力差别巨大，且许多学生并没有做好学习SME&；T课程的准备。
（2）课程设置和教学方式方面的问题，包括缺乏交叉学科的课程。
（3）教学技术的运用成效低。
（4）教师奖励系统不够重视教学效果的重要性。
（5）不能对选择新课程和新的教学方式的评估结果进行充分利用。
（6）缺乏投入，不能帮助教师提高自身水平，努力推广已经取得的实践成果，并为他们的学生提供现代化的教学设备和材料。
（7）组织机构问题。各个机构之间（高中和大学之间，两年制和四年制院校之间，大学和雇主以及州之间）和机构内部（共同扮演教学和科研的角色，促进SME&；T各系之间的沟通和交流，特别是教育系和理工科之间）缺乏联系；高等学术团体中的关键人物反对变革，对进行全面性改革的必要性置之不理。
消除障碍，实现新期望：很明显，世界、经济和高等教育都已经发生了重大变化，对大学生SME&；T教育提出了新的期望，这与十年前已经不同了。当时更关注的是“传播的途径问题” ——在各个SME&；T领域里产生了相当多的专业人员，导致了对SME&；T专业学生的关注。我们需要的不是同样效果的重复，而是一种更具有建设性更有效的SME&；T教育，对师生产生更长效、更激动人心的结果。
3.建议
（1）对高等教育机构
SME&；T教师：相信并肯定每个学生都能够学习，大胆采用合适的教学方法，加强与学生的互动，培养学生的沟通技巧、团队精神、探索能力、严谨的思维和终生学习的习惯，在课程中加入学科前沿和交叉学科的内容，联系生活实际，激发学生们进一步主动钻研的兴趣，建立与其他系和优秀人才的联系渠道，能够及时给予学生在学习和职业规划方面的建议和指导。
SME&；T系：设立明确的系级目标，进行课程改革，提供能吸引最大多数学生的课程，开发交叉学科，应用现代技术提高学习效果，与教育系、十二年制教育部门以及商界合作以改善十二年制教育系统的师资配备，鼓励教师组成团体进行教学改进的探讨，为愿意留作教师的研究生提供开发教学法技能的机会。
学校董事会和管理者：根据大学SME&；T教育的需要重新审查机构使命，对系及其规划负责并为此发展奖励系统和相关计划来强调SME&；T教育对所有学生的重要性，提供有力的师资发展措施，对能够帮助学生学习的教师，承认其工作价值并给予奖励，发展跨学科的工作，系统管理参加与中学合作培养十二年制教育系统的教师，支持有关大学生如何学习方面的研究及教师间的对话。
官方（授权）机构：将健全的大学SME&；T教育的行为准则与官方标准结合起来，要把重点放在学生的学习上，而不仅仅放在组织及过程的有关问题上。
（2）对商业、工业及职业团体
商业界和工业界：帮助那些对公共政策作出决策的人理解提高SME&；T教育质量的关键性作用，使教育机构明白对毕业生的期望，为学院和大学提供合作与资金以推动其机构范围内改革的启动。
国家和地区媒介：增强对美国的大学SME&；T教育情况地了解，使公众更好的了解SME&；T教育对国家未来的关键性作用，创造关心SME&；T教育的教育环境。
SME&；T专业协会：推动教学研究，鼓励大学生参加各种会议，发行相关杂志。
出版者和测试机构：配合理想的学习目标，开发传播有关的教材及评估工具，并使之生效。
（3）对州和联邦级别的政府
总统和国会：为高等教育签订一份新的社会契约，把大学的研究基础和学生的学习以及社区服务联系起来，制定新的国家级人力资源政策，为SME&；T教育提供一定的联邦资金。
其他联邦资金机构和（私人）基金会：对支持改善SME&；T教育的一般议程进行战略性投资，推动和支持大学改革。
州政府和高等教育委员会：确保资金安排，确保州政策为杰出的大学 SME&；T教育提供动力和奖励，鼓励校际和与校外授权机构的合作。
（4）对国家科学基金会
明确大学教育的第一优先位置，设立国家科学基金会的一个部门（大学教务部，隶属于EHR），该机构成员来自多个学科，与所有提供大学SME&；T教育的机构和国家科学基金会的有关学科的研究理事会保持联系，在下一个10年中，需要现在水平2倍的资金来使大学SME&；T教育达到要求。
领导改进SME&；T教育的日常工作的发展进程。
重视十二年制教师的培养、大学教师水平的提高、课程和教学法改革。
将资源更多地向有关学科以及与跨学科研究有关的教育活动的资源来使教育与研究相结合，提高其中参与研究的大学生的兴趣。
国家科学基金会的理事会应该：
消除歧视妇女、少数民族和残疾人的现象。
支持将SME&；T推广到广大公众的活动。
设计一种能够让个人、系和学校都为实现大学优质教育分担责任的拨款机制，并为他们提供动力和奖励。
最终的建议：国家科技基金会接受对完成所有这些建议所必需的领导权。
（节选自美国国家科学基金会NSF96139号文件）
STEM计划：《21世纪国防教育法》
20世纪50年代，美国国会破天荒地颁布了一项教育法：《国防教育法》（NDEA）。其背景是1957年的苏联人造卫星上天震惊美国朝野，美国政府感到必须改革教育，培养足够数量的科技人才，方能满足国家安全的基本需要。该法案主要内容有：加强数学、科学和外语教育；加强精英教育，对大学生和研究生提供奖贷学金，使任何学生不因经济困难而失去享受高等教育的机会；加强实验室建设和教学手段现代化；积极发展职业教育，大力培养中层技术人员；强化教师培训，提高教学水平。
半个世纪过去，21世纪的美国人虽没有遇到卫星事件，却正在面临着“静静的危机”。哈特·罗德曼国家安全委员会这样来描述该危机：我们的研究和教育系统不足以应对未来25年国家安全遭受的威胁，前者大于我们能够想象的任何传统战争所构成的威胁。
基于对国家危机的深刻认识，美国国会于2006年2月酝酿提出一个《21世纪国防教育法》（NDEA21）的新法案。
《21世纪国防教育法》旨在通过发展美国年青一代在科学、技术、工程和数学（STEM）领域的技能，提升美国学生外语、文化能力和对全球的认知能力，来加强国家安全并保持国家经济的竞争力。
该法案的提出基于以下的研究结论：
（1）1958年的《国防教育法案》对于美国成功培养新一代科学家、工程师、数学家和语言学家起到了重要的作用，保证了国家安全，维持了美国在世界科学领域的领导地位。
（2）尽管美国仍保持着强大的创新能力，但一系列的分析显示，学生对于科学和工程事业的兴趣在不断下降，这说明美国正在逐渐失去它的创新优势。
（3）科学和工程领域的退休人数正在迅速增加，这势必导致国防工业需要的高技术人才的短缺，这样的状况还发生在一些关键性的国家级研究项目领域。
（4）外语教育对于美国的未来是至关重要的，包括在外交、国家安全、国际商务等各领域，但目前对此并没有引起足够重视。
（5）当务之急是在全国范围内开展外语教育并在STEM领域开辟新的发展途径。
《21世纪国防教育法》法案有关STEM的内容译介如下。
A 章——中小学教育
SEC.101.对数学和科学未来的议
（a）计划审定——根据（b）中所描述的目的，教育部长应依据（e）来为每个州做一个总的项目。
这些州都应依照（f）提交自己的申请。
