美国高校改革STEM教育：重设计入门数学课程并强化实践学习

美国高校正采取多种措施帮助学生获得STEM领域所需的技能和经验，包括重新设计入门数学课程、扩大实践学习、加强职业准备以及开辟进入技术领域的新途径。这些努力旨在解决长期以来高等教育中“进入STEM专业不等于成功毕业”的问题。

微积分常被视为STEM学位道路上的最大障碍之一，微积分I的成绩往往决定学生是否继续留在该领域。非营利组织Every Learner Everywhere近期启动了Courseware Lighthouse Implementation Program，联合12所公立高校重新设计微积分I和II的教学方式。该计划不局限于在个别课堂引入新技术工具，而是与整个数学系合作，重新思考课程设计、加强教师协作，并利用学生表现数据持续改进教学。项目采用六阶段框架，指导院系完成规划、实施和评估，目标是提高入门数学课程的成功率，帮助更多学生坚持STEM专业。

密歇根大学于2024年首次开设ROB 201：Calculus for the Modern Engineer课程，将微积分与工程实践更紧密地结合。课程融合微积分I、II和微分方程的内容，并加入编程和机器人应用。与传统微积分课程从微分开始不同，该课程从积分入手，例如利用真实数据计算无人机轨迹。学生同时进行传统纸笔练习和需要编程解决的现实问题，并学习Julia编程语言。课程开发者、机器人学教授Jessy Grizzle表示，学生常感到数学与工程应用脱节，这种设计能让他们更早接触工程师面临的真实挑战。

纽约城市大学（CUNY）则在应对计算机科学领域的快速变化。城市未来中心的一份报告显示，2014年至2024年间，CUNY计算机科学专业入学人数增长了146%，而同期大学总入学人数下降。但教师增长未能跟上学生扩张，可能造成学生职业发展的瓶颈。与此同时，纽约市入门级技术岗位数量自2022年以来下降了49%，人工智能也在改变雇主对毕业生的技能期望。CUNY正在评估其教学能力和专业知识是否足以应对这些变化。