1959年，美国学者、海军中将里科弗（Rickover）发表了一篇题为《教育，美国的第一道防线》的文章，文章的最后一句话是“:未来属于教育最优的国家，让未来属于我们吧！”2011 年，美国总统奥巴马在一次公开讲话中指出“:美国之所以取得今天的成就，完全是依靠我们在全球科技创新领域发挥的巨大作用，我们需要进一步提高科学、技术、工程和数学的教育水平”.
奥巴马总统的讲话让我们看到了美国国家元首对 STEM 教育的战略重视，也将我们引入了本文将要讨论的话题：科学、技术、工程和数学（Science,Technology,Engineering,and Mathematics;简称为STEM）教育。
美国的教育监测不论是从制度、理论还是实践上都比较完善。美国国家教育进展评估（NationalAssessment of Educational Progress,简称NAEP）针对 STEM 相关学科的监测也很早就已经开始。近年来，STEM 学科集成教育提出并不断深入开展，美国对于 STEM 教育的监测也开始全面进行，许多 STEM 教育监测指标体系和监测方案研制出台，众多STEM教育监测项目和实践实施（NationalResearch Council,2012;Carla C. Johnson,2012;National Research Council,2013）。
因此，对美国 STEM 教育监测的历史、现状、未来规划以及监测的结果数据进行考察分析，可以让我们了解并学习美国在教育监测方面的做法和经验，给我国教育监测带来启示和借鉴。
一、STEM 教育监测的历史、挑战与对策
（一）监测的历史
美国的教育监测与评估目前已经相当完善，全国范围内的教育调查统计和监测制度也相当完善，除了联邦层面的美国教育部国家教育统计中心（National Center for EducationStatistics ,NCES）外，还有很多专业机构、协会和组织，这些组织有的建立了定期的教育监测报告制度，经常性地针对各个层面和范围进行教育监测和调查评估；有的是临时短期地对一些特定的教育领域和问题进行监测。
由于美国近些年才基于学科集成、学科交叉和融合提出并强调 STEM 教育概念，所以，在提出STEM 教育之前，对 STEM 教育的监测主要是独立地或部分集成地针对 STEM 相关学科的教育教学进行监测评估。比如早在 1985 年，美国国家科学院相关委员会就研制开发出了一套专门针对科学和数学的监测指标体系；[6]1988 年国家科学院相关委员会又提出了一套指标体系；[7]还有专门针对科学和技术教育进行监测的指标体系和实践。
之前对于 STEM 教育相关学科的监测主要是以出台相关监测指标体系和政策项目为主，主要监测的是各个州、各个学区和学校的 STEM 教育各学科的相关情况。比如 1985 年国家科学院研制开发出的科学和数学教育监测指标以及监测结果，该监测通过运用“CIPP--背景 - 投入 - 过程 - 产出模式”对科学和数学教育所涉及的各项教育要素，比如教师、课程、教学指导时间、学生成绩等进行监测运用到各州（加州、伊利诺伊州、密歇根州、纽约州等十个州）得出具体数据和结果。
监测的主要对象还是以学校教育系统内部的各个要素为监测对象，比如教师、课程、教学、学生。监测的方法主要是通过“CIPP--背景 - 投入 - 过程 - 产出模式”设计一系列指标，比如教师的数量，教学投入时间等，以这些指标为载体运用到各个州的各个学校去进行监测评估得到数据和结果，可以知道该州、该校的科学数学教育的现状，从而实现监测数学和科学教育的目的。1988 年国家科学院又在 1985 年基础上研制开发出新的科学和数学教育监测指标体系，不过没有对各个州或者学区进行监测，只是进行了一些大型的测验评估。该指标体系与 1985 年的相比，加强了对科学和数学教育的学校教育系统外部变量和因素的监测关注，比如财政经费和领导管理的支持，另外监测指标的设计也更加深入了，比如不再仅仅关注教学指导时间，而是更加关注教学质量。
STEM 学科集成概念提出来以后，对 STEM 的监测则以学科交叉和融合，即 STEM 相关学科的整体发展为监测对象，同时更加强调了结合 STEM 教育内部和外部影响因素进行监测，更加重视了对国家各种 STEM 教育政策和项目以及相关研究的监测，同时还关注 STEM 教育的就业和 STEM 高等教育情况。以 2013 年国家科学院颁布的新的 STEM教育监测指标体系、2012 爱荷华州 STEM 教育监测指标体系和 2012 年“变革方程组织”的 STEM教育监测指标体系为例，我们可以得出，新的指标体系和监测都研制开发出了更加系统全面的指标体系，而且监测的对象更加宏观和多样，可以立足于某个州，也可以针对一个指标维度，还可以通过一次大型测评来宏观分析。监测的方法主要依靠各种大型调查和测评以及各大数据库得到的数据来追踪各项指标的发展现状，从而达到监控 STEM发展现状的目的。三套指标体系都将 STEM 各学科作为一个整体来进行指标设计和监测思考，同时在指标体系设计和监测实践过程中始终以STEM 学科集成、学科交叉和融合为方法论。比如设计关于 STEM 核心素养共识、标准的课程和教学指标、教师的 STEM 教育综合素养指标、学生对于STEM 所有学科的兴趣和测评成绩指标、STEM 学科的高等教育学位、就业职位和劳动力市场情况等。
（二）面临的挑战
一直以来，由于教育的管理体制和资源配置的分散性、分权性和自主性，美国各个州、学区和学校多以不同的方式或程度来实施联邦层面的各项教育法案和政策。以 STEM 教育为例，对于诸如《美国竞争力法案》、《成功实施 K-12 STEM 教育》等各种研究法案和报告中的建议和措施，各个州的落实方式和程度各不相同。尽管当前在州和国家层面上收集的一些数据能够提供一些 STEM 教育的实施现状和问题，但是这些数据并不是以这些目的而收集和分析的，在数据收集过程中也没有尝试数据的协调与整合。结果，包括教育工作者、研究人员、政策制定者等社会各界对整个国家实施 STEM 教育的具体程度与情况，以及所取得的进展等方面都缺乏一个全面、清晰的认识。另外，美国没有一个普遍适用于全国各州和学区、学校等层面的 STEM 监测指标体系，以及全国联邦层面的监测和报告制度，缺乏全国范围内的数据收集分析统计机制。具体而言，构建全国范围内的STEM 教育监测体制机制主要面临着以下挑战：
1、制度和体制层面的挑战
美国是分权制国家，各个州对教育具有独立的权力，想要建立对全国的所有州所有学区所有学校的监测体系，会遭遇各种制度体制的阻碍。比如，各个州的教育标准可能不一样，所以想要构建全国统一的监测体系不现实。
2、方法和工具层面的挑战
美国幅员辽阔，各州各学区的教育发展水平很不均衡。要研制开发出一套能够适用于全国各个州、学区和学校的 STEM 教育监测制度和指标体系，施行一种可行有效的监测方法和模式是颇具挑战的。
3、文化传统层面的挑战
由于美国的一些文化传统，对于教育进行监测也遭遇到文化上的阻碍，比如，校长和教师们不喜欢接受监督和评估，他们希望在教学上有自己独立的自主权；比如，有些学区认为过多地对教育进行监控会导致教育失去活力，统一的标准会让教育缺乏创新。
（三）解决的对策
为了解决 STEM 教育如何有效监测这个问题，美国正尝试以大规模评估为抓手，运用信息和计算机技术来支撑，加强对STEM教育的监测工作。
1、研制开发出基于 STEM 教育的目标和各学科教育标准的 STEM 教育监测指标体系一方面要有针对全国 STEM 教育状况而构建的监测指标体系；另一方面各个州需要参照联邦政府层面的监测指标体系，并结合本州的 STEM 教育实际情况研制开发出适合本州的 STEM 教育监测指标体系；此外，还要有第三方机构和组织独立自主地研发出针对各级各类的 STEM 教育的监测指标体系，比如有的专门针对 STEM 教育相关项目和战略实施情况进行监测，有的专门针对 STEM学校的类型数量等方面进行监测等等。
2、监测实践层面
构建学区 - 州 - 联邦的三级监测体系，共同构建一个监测体系，同时独立自主地进行监测，便于人们了解各个层面的 STEM 教育情况。要加强数据建设分析，要以大规模数据调查和数据库建设为工作载体，同时各个州和学区以及学校要重视数据和信息的收集和分析，力图提供一个全方位各层次的 STEM 大数据系统。爱荷华州在 2012年就立足于本州实际设计了一套 STEM 教育监测指标体系，并进行了监测实践，追踪并监控了本州的各学区各学校以及学生们的 STEM 教育进展和具体情况，取得了很好的效果，也为其他州和地方的 STEM 教育监测提供了很好的借鉴。
3、形成多方监测主体共同监测的机制特别要引入第三方独立监测。美国一直很重视智库和其他机构在经济社会发展中的重要作用，同时也很重视这些机构在监督评估中的作用。
以国家科学院、国家研究委员会及其相关机构为例，为了响应国会的要求，国家科学基金会（NSF）会同国家研究委员会的科学委员会和测试与评估委员会，召集组建一个特别委员会--成功实施K-12 STEM 教育评估委员会，由该委员会来负责STEM 教育监测评估及监测指标体系的研制。
