4.为年轻人设定学习进阶目标，将STEM经验连接起来并逐步深化
一些项目能够随着年轻人的成长与发展，建构他们的校内外STEM经验，培养他们的知识与技能。他们不断地将这些STEM路径融会贯通，这就为新一代科学标准中提及的学习进阶的实现做好了准备，即“在若干年中，而不是几周或几个月中，拥有不间断的机会去学习深层次的理念并理解这些理念之间的内在关联。”[12]
5.课程与教学注重探究学习、项目学习及与真实世界的联系，增强实用性
新一代科学标准指出：“在所有的探究式科学教学方法中，我们期望学生能自主地参与实践，而非仅仅做一个二手的学习者。学生不亲身体验这些实践，就无法理解科学实践，也不能充分理解科学知识本身的属性。”[13]良好的STEM学习生态系统，既整合了自主、亲手操作的STEM校内外学习，又不断向学生强调所参与的活动与他们的生活、周围世界以及未来职业的联系。
6.借助项目活动、沟通交流和公众意识，争取家庭和社区对STEM学习的理解与支持
家庭和社区也是STEM学习生态环境的重要组成部分。STEM学习过程较为枯燥，因而家人的支持尤为重要，家长同时也是长期以来造就STEM校外教育需求的中坚力量。然而让家长理解并支持STEM学习，却是现有的STEM生态系统中发展尚不成熟的领域。
特拉法根和特拉伊尔研究的15个STEM学习生态系统，目前均未能同时实现上述六个方面的内容，但它们的举措却有重合之处。例如，课外教育机构都为教师提供了协同工作、尝试并检验新方法的机会。对于行之有效的新方法，教师们之后就能带回正规课堂中去推广实施。跨部门合作还为不同的机构讨论同样的事情、建立信任提供了机会。以下的例子可以为此予以佐证。
橘郡STEM计划(the Orange County STEM Initiative，OC STEM)[14]在为教育者提供工具和方法、融合校内外学习、争取家庭和社区的理解与支持等方面，堪称一个范例。该计划始自2012年，代表了从幼儿园到12年级的学校、课后教育机构与科学机构三个STEM教学圈子的地方性整合，参与者包括学生、家长、教师、企业、资助者(从萨穆埃利基金会到波音公司)，重要的实施合作方包括探索科学中心、圣安娜的一所科学院(当地规模最大的非营利性教育资源)、橘郡教育局、一起思考(提供课后教育的非营利性机构)，以及泰格•伍兹基金会。项目开展过程中，合作各方带来各自的资源和技术，互为补充。例如探索科学中心在5.9万平方米的博物馆中办有120多个互动展览，同时还通过延伸项目和实地考察项目长期服务于拓展社区的科学教育。而对于缺乏扎实的STEM专业技能教师的学校，探索科学中心还提供一系列的动手操作、探究式教学活动。博物馆还为准备实施这些项目的一线教师提供资源、课程及专业训练。探索科学中心的员工也会深入课堂进行观察，协助教师顺利地开展这些活动。橘郡计划至今运营点已超过200个，每年吸收参与各种校内、校外以及虚拟的学习活动的学生达10000余名。
底特律地区科学与工程预科项目(the Detroit Area Pre-College Science and Engineering Program)[15]则为给年轻人设立学习进阶、增强课程与教学的实用性提供了榜样。该项目每年通过校内外课程，为4000多名自学龄前至12年级的学生提供科学、技术、工程、数学和医学方面的亲手操作机会。项目在密歇根州东南部开展，主要集中在底特律地区，该非政府组织拥有38年的培养与激励少数民族子女寻求STEM职业的经验。通过提供高质量的化学与机械工程、计算机科学、纳米技术、可再生能源方面的课程，该项目满足了当地的适切需求。
四、美国构建STEM学习生态系统的启示
美国早已认识到STEM教育对推动经济增长、驱动创新的重要性，然而专注于在正规学校中倡导STEM教育多年来却收效甚微，于是转而挖掘非正规教育及课外教育的潜力，并提出在全美构建“三位一体”的STEM生态学习系统。从中我们可以获得如下启示：
1.作为系统工程的教育改革，仍需重心和着力点
教育改革是一项系统工程，涉及政策颁布、资金拨付到课程标准修订、教材编写、教师培训以及考试评价制度的改革等诸多环节，缺一不可。因此，教育改革要获得成功，无论从国家、地区还是学校层面而言，均离不开多部门合作。美国当前诸多教育改革都在倡导多部门合作，而STEM生态学习系统的建立与该理念不谋而合，这在一定程度上表明多方合作已逐步成为教育改革的一种趋势。
每一阶段的教育改革，不可能面面俱到，必然有其改革重心和着力点。对美国而言，发展STEM教育，既是国家未来振兴的关键，也是当前教育中性别、种族、贫富差距及师资匮乏等各种问题的交汇之处，因而若能成功构建卓有成效的STEM学习生态系统，则将为美国当前的整体教育改革注入新的活力。基础教育资源的不均衡，也是长期以来困扰我国的一个突出问题，由此带来了城市里的“择校热”，家长从排队缴纳费用到拼尽全力购买学区房，只为给孩子争取稀缺的优质教育资源；而另一个极端，则是曾受到忽视的流动儿童与留守儿童的教育，那些曾在夹缝中生存的打工子弟学校以及现在乡村逐渐增多的学生托管服务均是例证。如何不让现有的教育差距扩大，甚至缩小差距?这是我国当前基础教育改革的重心，我们需寻找问题的关键症结，并以此为着力点，解开改革之难题。近年来各地纷纷出台流动人口子女就近入学的规定，中央政府三部委近期发布的《关于推进县(区)域内义务教育学校校长教师交流轮岗的意见》，[16]均是旨在促进基础教育均衡的重要举措。
2.学习是一个有机整体，但学校教育有其边界
纵观美国构建STEM学习生态系统的路径与策略，“整合”乃是其核心与灵魂，一切策略、措施都是围绕着“如何更好地整合STEM学习资源”而展开的。这源自一个理念：学习是一个有机整体，而非若干割裂的部分；学校教育的局限性，可以通过校外教育来弥补。长期以来，我们基础教育阶段的科学、数学及其他学科的教学，多以每门学科各自为政的方式展开，学科之间缺乏融会贯通。而学校教育与课外机构之间更是缺少衔接。借鉴美国构建STEM学习生态系统的理念，学科间的整合以及校内外资源的整合利用或许可成为我国基础教育改革借鉴的框架。在学科整合方面，自1999年开始的文科综合课程、理科综合课程的改革试点，到国务院颁布的《关于深化考试招生制度改革的实施意见》中提出不分文理科的高考招生改革尝试，我们已迈出重大的步伐。而在校内外资源的整合上，尤其还需深入挖掘校外资源的潜力，构建学校教育的支持平台。我国的中小学能与高校合作的尚且不多，能与校外培训机构、公共机构、企业等合作则更属难能可贵。然而要提高学生的动手能力、培养他们的创新能力，却离不开这些校外机构的支持。
同时，美国还在STEM学习生态系统的构建中未雨绸缪，强调要明确各部门在其中的责任，让学校教育、校外教育和非正规教育各司其职。为此，我们在强调资源整合的过程中，也应当明晰学校教育的边界，辨明哪些不是学校教育应承担的责任。只有明晰学校教育的边界，才能理性地看待学校教育的作用，也才能合理地发挥校外教育的优势。
3.教育改革应为教师发展提供平台，强化理论与实践的衔接
教育改革成功的关键在于教师，通过培训提高教师素质、转变教师观念，便是首要任务。美国STEM生态学习系统的构建，首先提及的便是对各教育机构中教育工作者加以培训，让他们掌握合作的工具和技能。我国当前的基础教育课程改革，已经成功地进行新课程理念的教师培训。然而会讲理论术语并不等同于能将教育理论应用到教学实践中去。
将教育改革的理念转化为教师行动的过程，其实质就是教育理论与实践的衔接和转化过程。当前我国的现实是，拥有大量专注于一线教学的教师，也有不少从事教育理论研究的专家，但既懂得教育理论又理解教育实践的却为数不多。因此，要充分发挥“学习生态系统”的自组织作用，整合各种公共机构乃至私人企业的教育资源，为教师提供更广阔的教学支持平台和专业发展空间。教师视野的拓展，将会为学生带来更丰沛的养料，也会为新的理论的孕育提供土壤。
4.让兴趣引领学生，在个性化学习中成长
美国学者发现其学生在校学习时间尚不足清醒时间的1/5，因而呼吁整合课外教育机构利用课余时间强化青少年的学习，其实质是“增负”。我国政府规定必须减负，学校和教师只得另行补课，家长则给孩子报更多的辅导班、强化班，结果是学习负担越减越重。家长“望子成龙”心切，教师要以学生的分数、升学率作为绩效考核的依据。亚裔各族对子女教育的重视程度足以令西方人惊诧；而对儿童与生俱来的好奇心与兴趣的保护和培养，则是美国教育中的一方净土。美国人素来尊重儿童的兴趣、较少强迫孩子学习，才会有教育负担过轻之嫌；但我们过早地加重学习负担，若以扼杀学习兴趣为代价，却是得不偿失的做法。
美国的STEM教育似乎为我们提供了一个答案，即以激发学生的学习兴趣为目标。当前STEM学习生态系统的构建也不例外，从学校授课到科技馆的展览与动手操作、与专业人士的接触、实地考察，无不渗透着一个共同的目标：培养学生对STEM学习的兴趣。我们的教育如果以培养儿童对学习的兴趣为目标，学习将会成为他们自觉自愿的行为，而不再是负担。然而，每个儿童的兴趣点、学习方式又是各有差异的，那又该如何应对这种差异?以STEM学习生态系统的构建为例，整合多种资源的目的，并不在于为学生提供一种标准化的学习模式，而在于为他们提供一种个性化学习的空间。个性的彰显源自拥有自主选择的权利，而自主选择的前提在于拥有丰富、多样化的资源。若能充分地利用各种机构和专业人士等社会资源为学生服务，我们的学生也将拥有更大的自主选择权，从而得以展开个性化的学习。教育公平的实现，并非要为所有学生提供模式化的学习资源和教学方式，而是要让他们获取符合自己个性与特质的学习资源，采用适合的学习方式，充分发展自己的才能。
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