美國以社區科學計畫培育解決實務問題的STEM人才
長期以來美國引領全球教育改革的潮流，政府自1986年即推動科學、技術、工程與數學(STEM)，彰顯STEM人才對美國長期競爭力與科技領導地位的重要性。美國STEM教育涵蓋各階段的學校教育、社區參與和企業學習等跨組織與跨領域合作，因此所有政府部門及相關利益機構須通力合作，以更加協調各部門的資產、知識和技術資源，提高STEM教育專案的執行效率。
在2018年白宮所公布的美國STEM教育之發展戰略五年規劃(2019-2023年)中提出三項戰略目標，分別是：(1)建立培養STEM素養的基礎；(2)提高STEM教育的多樣性、公平性與包容性；(3)為未來STEM就業做準備。至於達成上述目標的四種途徑，包括：(1)發展與豐富戰略夥伴關係；(2)跨領域合作與學習環境吸引學生；(3)培養公民計算素養；(4)流程透明度與問責。STEM教育是國家長期發展的重要投資，惟上位政策仍必須透過動員基層資源和制度安排達成目標，其中推動STEM教育向下扎根的公民科學(citizen science)仰賴社區內的產官學研合作，也是美國建構STEM教育生態系的關鍵。
美國STEM教育政策中推動公民科學相關策略：
- 跨組織合作和體驗學習。教育機構、企業及社區跨部門合作，社區資源包括博物館、公共圖書館、企業等，整合校內與校外的知識，提供學習者參與解決實際問題的機會。
- 跨領域合作提高學生對STEM興趣。設計與開發專案學習、科學展覽、機器人俱樂部、發明挑戰或遊戲研討會等，具有啟發性的STEM課程，運用跨領域知識解決問題。
- 培養公民運用資通訊技術的能力。不僅培養公民能有效地使用資訊技術設備和軟體，更進一步可利用數據和技能解決複雜問題。
以下列舉美國推動公民科學的案例：
- USGS之公民科學工作坊
成立於1879年的美國地質調查局(U.S. Geological Survey，簡稱USGS)，是隸屬內政部的科學機構，其任務是監測、分析和預測複雜的人與自然地球系統交互作用，且長年累積豐富的自然科學專業知識和範圍廣大的地球和生物數據資源。2011年USGS的數據整合社群(Community for Data Integration)開設公民科學工作坊(Citizen Science Workshop)，期望達到以下目標(註[1])：
- 提高USGS結合公民科學研究的認知。
- 建立實踐社群(Community of Practice)，以共享知識和專業。
- 提供論壇平台，討論USGS研究整合公民科學的機會和挑戰。
- 培育與支持可能從公眾參與科學研究中受益的科學家和管理人員。
依據USGS公民科學工作坊的任務，其透過公民科學或社區科學(community science)扮演STEM教育推動者，尤其是發展以數據為基礎的科學教育。社區的利害相關者共同進行在地的科學調查，由學校和企業指導學生團隊辨識問題和蒐集數據，以獲得真實經驗和發表研究發現，引發STEM學習動機，例如：在大峽谷高中學生在研究黃昏時孵化的昆蟲，以衡量生態系統健康狀況(註[2])；在德州沿海，十年級學生使用GIS映射技術標記島上紅樹林遷移，同時持續累積與分析數據；在愛荷華州，高中生定期追踪土壤水分。
- NSF的非正式STEM學習(AISL)計畫
除了正式的STEM教育之外，美國政府也重視非正式的STEM教育，國家科學基金會(NSF)的Advancing Informal STEM Learning (AISL)是其中一個計畫。AISL計畫的目的包括：(1)開發提供公眾參與STEM學習機會的非正式環境之新方法和實證理解；(2)提供多元途徑擴大取得和參與STEM學習經歷的機會；(3)促進非正式環境中STEM學習的創新研究和評估；(4)吸引各個年齡段的公眾在非正式環境中學習STEM。
在AISL計畫架構下，2017年補助近50萬美元給麻州的新英格蘭水族館 (NeAq)所提出的Changemakers: Advancing Community Science Literacy專案。此專案的目的是想翻轉一般民眾對於科學知識過於抽象的認知，同時讓科學知識連結市民的日常生活。過去的STEM學習偏重以個人為中心的學習方式，在Changemakers專案中試圖建構以文化機構作為社會資產推動的集體學習(collective learning)，整合科學知識和社區組織，提高社區領導人的科學素養，具備運用科學方法、日常的資訊和技能解決問題的能力。
Changemakers專案採取的社區參與模式包括：積極傾聽、記錄文件、對準關注焦點和目標，和共同開發滿足所有參與者需求的共享解決方案。來自NeAq和其地區合作夥伴的不同領域團隊參加該模式的培訓，透過培訓方法制定和實施計劃，以推動解決在地社區環境問題的計畫。在此專案中主要是透過文化機構(水族館、圖書館等)傳播有關氣候科學的技術和知識，並整合其他組織的科技協助解決社區的緊急問題，例如：風暴湧浪與沿海洪災。
註：
[1] USGS Citizen Science Workshop.
[2] Citizen Science Light Trapping in Grand Canyon.
參考文獻：
- Committee on STEM Education. (2018). Charting a course for success: America's strategy for STEM education. National Science and Technology Council, 1-48.
- Spitzer, W., & Fraser, J. (2020). Advancing community science literacy. Journal of Museum Education, 45(1), 5-15.