美國高校改革STEM教育：重設計入門數學課程並強化實踐學習

美國高校正採取多種措施幫助學生獲得STEM領域所需的技能和經驗，包括重新設計入門數學課程、擴大實踐學習、加強職業準備以及開闢進入技術領域的新途徑。這些努力旨在解決長期以來高等教育中“進入STEM專業不等於成功畢業”的問題。

微積分常被視為STEM學位道路上的最大障礙之一，微積分I的成績往往決定學生是否繼續留在該領域。非營利組織Every Learner Everywhere近期啟動了Courseware Lighthouse Implementation Program，聯合12所公立高校重新設計微積分I和II的教學方式。該計劃不侷限於在個別課堂引入新技術工具，而是與整個數學系合作，重新思考課程設計、加強教師協作，並利用學生表現數據持續改進教學。項目採用六階段框架，指導院系完成規劃、實施和評估，目標是提高入門數學課程的成功率，幫助更多學生堅持STEM專業。

密歇根大學於2024年首次開設ROB 201：Calculus for the Modern Engineer課程，將微積分與工程實踐更緊密地結合。課程融合微積分I、II和微分方程的內容，並加入編程和機器人應用。與傳統微積分課程從微分開始不同，該課程從積分入手，例如利用真實數據計算無人機軌跡。學生同時進行傳統紙筆練習和需要編程解決的現實問題，並學習Julia編程語言。課程開發者、機器人學教授Jessy Grizzle表示，學生常感到數學與工程應用脫節，這種設計能讓他們更早接觸工程師面臨的真實挑戰。

紐約城市大學（CUNY）則在應對計算機科學領域的快速變化。城市未來中心的一份報告顯示，2014年至2024年間，CUNY計算機科學專業入學人數增長了146%，而同期大學總入學人數下降。但教師增長未能跟上學生擴張，可能造成學生職業發展的瓶頸。與此同時，紐約市入門級技術崗位數量自2022年以來下降了49%，人工智能也在改變僱主對畢業生的技能期望。CUNY正在評估其教學能力和專業知識是否足以應對這些變化。