作为亚马逊的未来工程师扩展到5000多所学校，每年有超过55万名学生受益，该公司希望进一步说明，更多有需要的学生需要计算机科学教育。本研究探讨了服务不足和代表性不足社区的学生对STEM教育的需求。
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执行概要
必须培养和培养学生对科学、技术、工程和数学(STEM)的热情。更重要的是，STEM必须向所有人开放。在过去的几年里，人们对STEM给予了如此多的关注，你可能会认为这是美国大多数学校的优先考虑事项。然而，现实却截然不同。
虽然许多学校都有非常基础的课程，在多年旧课程的基础上扩展了基本的计算机和科学课程，但还有一些学校开设了可选的下午俱乐部，还有一些学校根本没有资金或教师来开设任何课程。
另一个误解是，使用ipad和chromebook等技术进行教学的学校处于STEM的前沿。在许多学校，技术最多只能取代纸张，而COVID-19揭示了美国各地学校面临的许多技术缺陷
在寻找帮助培养学生对STEM教育和计算机科学(CS)的热情的方法时，最令人担忧的原因是在服务不足的社区(黑人和棕色人种的孩子数量更多)的机会差距正在继续扩大。
获得STEM学位的黑人学生数量有所增加增加但他们在美国科学和工程企业中的代表人数仍然不足，与他们在美国的人口规模不成比例。估计到2030年，非裔美国人在科学和工程领域的人数必须增加一倍以上，才能代表美国黑人人口。
企业必须明白这一点，随着计算机科学专业人才市场的预测劳工统计局要在2014年至2024年期间以其他劳动力市场两倍的速度增长，多元化不仅是一件好事;这是商业成功的必备条件(国家科学院，2018)。
教育父母，特别是黑人和棕色人种孩子的父母，关于STEM和CS教育可以为他们的孩子提供的机会，首先要展示这些工作岗位持续增长的确凿数据。美国劳工统计局(Bureau of Labor Statistics)显示，2019年CS职业的年薪中位数比美国所有职业的工资中位数高出约4.8万美元
要想长期成功地创造一个多元化的科技行业，就需要私营公司的社会责任倡议，为下一代工人投资STEM教育，同时提高当前劳动力的技能。这种双管齐下的方法对于解决预计到2030年的技能短缺以及我们今天在技术领域已经面临的缺乏多样性是必要的。此外，为儿童提供STEM教育永远不会将他们转变为选择STEM职业的工人，除非他们看到像他们一样的成功人士。
通过STEM让孩子们为未来的工作做好准备
学校有责任培养学生的技能和能力，同时也鼓励他们“以不同的方式思考”，最大限度地发挥他们的能力。然而，目前大多数学校并没有充分发挥它们的潜力。原因在于，课程设置跟不上我们这个世界正在经历的快速变化的步伐，教师们缺乏接受变化的支持，而技术的使用虽然很好，但往往没有明确的目的。换句话说，学校继续满足工业时代学生的需求，而不是让学生为信息时代做好准备。
让学生为工业时代或工厂经济做好准备，意味着把重点放在统一、倾听、依赖领导、尊重权威、自我牺牲、缺乏主动性和自我价值上。所有这些品质都是理想的工厂工人在一个更广泛的系统中作为一个钉子工作的条件。另一方面，信息时代要求注重过程、协作、自我照顾、将错误视为成长的一部分、主动性、沟通、冒险，注重积极的品质，以适应需要适应性、解决问题和多任务处理的工作环境。
2017年初，世界经济论坛发布了一份题为:“工作的未来。”该报告考虑了2020年的就业前景。在与全球主要雇主的首席人力资源和战略官交谈后，作者列出了2020年的十大技能，并将其与2015年的要求进行了比较:
当然，这是在COVID-19爆发之前，我们看到许多公司都在大力转向真正的数字化转型。孩子们必须为世界经济论坛所谓的“第四次工业革命”做好准备，其特点是各种技术的融合模糊了物理、数字和生物领域之间的界限，创造了巨大的机会，也带来了巨大的风险。”在当前和不断发展的环境中，从机器人到人工智能和虚拟现实的颠覆性技术正在改变我们的生活和工作方式。与以往的经济革命不同，培训将从就业前的活动转变为终身的活动。随着失业工人试图重新掌握技能，大流行已经开始了一场强劲的培训浪潮。
全球年轻人受新冠肺炎疫情影响最大国际劳工组织据估计，自COVID-19大流行开始以来，六分之一的年轻人已经停止工作。2019年，青年失业率已经达到13.6%，高于其他群体。全世界有近2.67亿年轻人没有就业、教育或培训。这些就业者也更有可能从事使他们更容易受到伤害的工作，如非正规部门工作、移民工作或低收入职业。
美国劳工统计局曾预测，到2019年底，美国将需要190万受过stem教育的专业人员，但只有大约40%大多数打算学习STEM专业的学生最终都没有转到其他学科。
2015年发布的另一份报告国际学生评估项目(PISA)在73个国家中，美国的数学排名第38位，科学排名第24位。PISA从2000年开始，每三年进行一次，旨在衡量经济合作与发展组织35个工业化国家15岁学生在科学、数学和阅读能力方面的表现。
的成员美国科学促进会发现只有16%的人认为美国K-12 STEM教育高于平均水平;46%的人表示，与其他国家相比，这一数字低于平均水平。
最近的数据来自国家成绩单在全国参加2019年数学评估的29.7万名学生中，与2017年的结果相比，大多数州的四年级和八年级成绩都没有变化。
更令人担忧的是，在COVID-19大流行之前，STEM工作是预计增长速度是非stem职业的1.7倍，顶级公司很难找到具备合适技能的专业人士来填补这些职位。
当我们看到美国最大的科技竞争对手时，stem的数据看起来要健康得多。根据世界经济论坛在美国，2019年有40%的中国毕业生获得了STEM学位，这一数字是美国毕业生的两倍。
在引导孩子的兴趣和专业方向上发挥重要作用的父母对谁应该学习stem相关学科存在一些误解。根据2016年盖洛普的研究在美国接受调查的家长中，超过80%的人认为计算机科学和其他学科一样重要，但57%的人认为学习计算机科学必须“非常聪明”。当STEM课程被作为一项下午活动提供，而不是被纳入正式的学校课程时，它们经常与体育竞争。这对黑人学生的影响尤其大，因为他们的父母经常把体育奖学金视为让孩子接受大学教育的机会。
STEM和多样性
多样性对任何业务和任何角色都有影响，但在促进创新时，多样性变得至关重要。每个人都为工作和团队带来了不同的经验和观点，提升了批判性思维和解决问题的能力。从人才的角度来看，政府和私营企业都需要考虑其他国家在做什么。世界经济论坛突出了东欧和中亚在科学领域的性别平等可以追溯到苏联积极鼓励女性参与科学的影响。北欧实现了性别平等，这要归功于支持女性在职场的强有力的福利政策。
一个报告皮尤研究中心2018年发布的一份报告显示，大多数在美国STEM领域工作的黑人和西班牙裔员工认为，STEM领域代表性不足的主要原因在于缺乏教育机会。在从事STEM工作的人中，约52%的人表示，这种代表性不足的主要原因是黑人和西班牙裔儿童和年轻人不太可能获得拥有强大STEM基础的优质教育。另有45%的人将这些差异归因于这些群体在早期没有被鼓励学习stem相关学科。
与此同时，在STEM领域工作的所有小组成员中，约有三分之一的人将黑人和西班牙裔员工在STEM领域的代表性不足归因于这些群体不相信他们有能力在这些领域取得成功，因为缺乏鼓励(34%)，在这些领域缺乏与他们相似的榜样(32%)，以及招聘、雇佣和晋升中的种族/民族歧视(32%)。
这些数据说明了寻找多样化的教育工作者所面临的一些挑战，但问题要广泛得多。在美国，几项研究指出，整体上缺乏合格的计算机科学教师。2019年，在一个调查在美国的小学教师中，只有10%的人说他们理解计算思维的概念。
一个2016报告乔治城大学的一名研究人员说，尽管非洲裔美国人上大学的人数从未如此之高，但非洲裔美国大学生更有可能选择那些能找到低薪工作的专业。获得stem相关专业学士学位的非裔美国人，如建筑或工程，可以比获得艺术或心理学和社会工作学士学位的非裔美国人多赚50%。
非裔美国人只占普通工程专业的8%，数学专业的7%，计算机专业的5%。即使是那些选择高收入专业的人，通常也会选择他们所在专业中收入最低的专业。例如，STEM的大多数黑人女性通常学习生物学，这是科学学科中报酬最低的。在工程师中，大多数黑人男性学习土木工程，这是该领域薪酬最低的。
该报告提出的另一个有趣的观点是，拥有强烈的社区价值观的非裔美国人进入反映这些价值观的大学专业。尽管非洲裔美国人只占人口的12%，但却占所有社区组织者的20%。
将社区服务的元素融入STEM职业生涯将增加对非裔美国学生的吸引力，并将成为技术在这些社区更引人注目的一种方式。例如，对于基于项目评估的STEM学位，大学可以考虑一个有利于学生所在社区的项目。这可以成为一个积极的传福音循环，但需要从黑人学生首先看到机会开始。为了充分理解多元化需求的重要性，我们应该考虑到黑人和西班牙裔员工的比例大约四分之一占2016年美国劳动力总数的27%。尽管如此，他们加在一起只占STEM职业的16%。
种族和民族并不是在STEM领域追求职业生涯的唯一障碍。性别也起着重要作用，女性的代表人数也一直不足。皮尤研究中心对美国人口普查局的分析1990年至2018年的数据显示，虽然STEM领域的工作岗位大幅增长，尤其是在计算机科学领域，但随着时间的推移，从事STEM工作的女性比例一直保持在男性的一半左右。
与乔治城大学的报告类似，皮尤研究中心还发现，广泛的STEM分类中的各种职业并不都被女性平等地考虑。
女人化妆大多数的从事与健康相关的职业，但平均仅为从事高薪工程工作的14%。在增长最快的计算机职业类别中，包括计算机科学家、系统分析师、软件开发人员、信息系统经理和程序员，女性的比例从1990年的32%下降到2018年的25%。
很明显，从这些数字来看，我们需要做更多的事情，首先是提供更高质量的STEM教育。高质量的STEM教育不仅仅是获得技术和科学实验室。这也意味着你可以接触到与你有关系的老师和导师，因为他们长得像你，或者因为他们来自你的社区。皮尤研究中心(Pew Research Center)之前的研究中提到，需要种族和民族多样化的导师，这是解释STEM专业代表性不足的一个原因，同样适用于女性代表性不足的原因。
STEM教育从小学早期开始并持续到高中也很重要。大学不应该是为STEM职业生涯做准备的唯一切入点。许多研究发现，黑人和棕色人种的年轻人上大学的可能性较小，即使他们上了大学，也可能受到一些因素的不成比例的影响，比如工程或学术咨询实践等基于stem的课程的成本较高，这些课程将某些性别或种族的学生推向特定的专业，这使他们不愿进入该领域。
一些大型科技公司，如谷歌，已经改变了他们的招聘惯例，不再要求有学位才能从事某些技术工作，他们正在考虑通过新兵训练营和职业课程获得实践经验的候选人。如果有更多的公司效仿这一做法，他们就会扩大招聘范围，从而创造一个更加多元化的工作场所。这样的举措不仅有利于增加多样性，还能确保你雇佣的人拥有最新的技能。特别是在技术领域，创新的速度如此之快，以至于你的技能可能需要在四年学位结束时更新。
我们可以提供高质量的STEM教育。我们可以通过提供支持和强有力的导师来解决导致女孩对STEM学位失去兴趣的管道漏洞。我们可以让工作场所的员工更加多样化。通过采取所有这些措施，我们可以解决多样性问题，但包容性和公平性问题仍然存在。公司必须专注于提供同工同酬，提供平等的职业机会，并营造一个不容忍微侵犯和更公然的骚扰的环境。这将提高员工留存率，确保随着下一代STEM员工的加入，女性和代表性不足群体的比例只会增长。
STEM提升技能，进一步促进科技角色的多样性
当我们考虑谁能从高质量的STEM教育中受益时，我们不应该只考虑下一代。目前的劳动力也需要STEM领域更多样化的工人。在2019冠状病毒病期间，获取新的数字技能以更好地为未来工作场所做好准备的需求可能有所加快，但这种情况多年来一直存在。为现有员工提供STEM课程可能有助于培训(或再培训)他们学习一项新技能，并寻求晋升或职业转变。
几年前，LinkedIn将所有关于可用职位、所需技能和求职者现有技能的数据进行了操作，并创建了经济图．该图表是全球经济的数字表示，基于超过6.9亿专业人士、5000万家公司、1100万个工作岗位、3.6万种确定的技能和9万所学校。经济图表使人们能够发现需求技能、新兴工作和全球招聘率。作为微软推动的技能提升计划的一部分，领英确定了10个在当今经济中有需求的工作，这些工作在未来将继续增长。这10个职位提供了最多的职位空缺，在过去四年里一直在稳步增长，工资水平可生活，而且在这个时刻至关重要的是，它们拥有可以在线学习的技能。值得注意的是，这10个职位中有5个与stem相关:数据分析师、软件开发人员、IT管理员、IT支持和数字营销专员。技能提升为女性和劳动力中代表性不足的群体提供了在工作场所之外改善职业生涯和生计的机会，同时使她们成为下一代的榜样。
结论
全面而言，STEM教育是子孙后代取得成功的基础。这是因为从STEM中获得的技能超出了仅在STEM领域学习和取得成功所需的技能。在STEM中取得成功的孩子掌握了解决问题、批判性思维、生产力、项目管理、媒体和技术素养、领导能力、决策能力、谈判技巧和接受失败的能力。
创新和研究的蓬勃发展来自团队的努力，而不是个人的成就，这使得多样性成为在所有stem相关领域取得卓越成就的关键因素。根据国家妇女与信息技术中心(National Center for Women & Information Technology)的数据，在1980年至2010年期间，男女混合团队的人数越来越多40%与全男性团队相比，专利更多。不提供多样化和包容性的环境只会导致人才、机会和进步的丧失。
今天可以采取一些明确的措施，让STEM成为女性和弱势群体更好的职业选择:
- 资助黑人和布朗学生占很大比例的社区的学校，以培育这一渠道。
- 帮助教师和教育工作者负责鼓励和奖励来自代表性不足群体的女童和儿童学习stem相关技能。
- 解决STEM课程和专业在大学和工作申请中存在的偏见，这些偏见使弱势群体处于不利地位，并使学费更容易负担。
- 为女性和弱势群体量身定制提高技能的STEM课程，这样明天的孩子就可以在今天的工作场所有更多的榜样。
如果说在企业环境中培养多样性和包容性对企业有利，那么在STEM教育中促进多样性和包容性显然有利于美国科技创新的未来。
参考文献
计算机科学中的女性:参与STEMhttps://www.computerscience.org/resources/women-in-computer-science/
为什么没有更多的女性工程师?http://www.paristechreview.com/2010/09/29/why-more-women-engineers/
5个数字解释了为什么STEM多样性对我们所有人都很重要https://www.wired.com/brandlab/2015/05/5-numbers-explain-stem-diversity-matters-us/
STEM中的多样性:它是什么以及它为什么重要
https://blogs.scientificamerican.com/voices/diversity-in-stem-what-it-is-and-why-it-matters/
STEM在教育中的价值是什么
https://www.invent.org/blog/trends-stem/value-stem-education
利用内隐偏见训练来改善STEM领域对女性的态度https://www.uwo.ca/bmi/wwins/events/Jackson-et-al.-2014.pdf
重新构想管道:推进STEM多样性、持久性和成功史黛西-安·艾伦-拉姆戴尔和安德鲁·g·坎贝尔
科学家们发起草根活动，向美国政府展示STEM的重要性
https://www.cambridge.org/core/services/aop-cambridge-core/content/view/C6F2E013BC89C276CD841605B03AE20D/S0883769417001737a.pdf/scientists_initiate_grassroots_efforts_to_show_importance_of_stem_to_us_government.pdf
STEM教育在小学年级的重要性:向职前和新手教师学习——观点科学教育电子杂志第20卷第5期(2016)劳伦·马登，美国新泽西学院詹姆斯·拜尔斯，美国新泽西学院史蒂夫·奥布莱恩，美国新泽西学院
NAEP数学评估https://www.nationsreportcard.gov/highlights/mathematics/2019/
STEM领域的性别平等是可能的。这些国家证明了这一点。https://www.weforum.org/agenda/2019/03/gender-equality-in-stem-is-possible/
关于K-12计算机科学教育的扩展，我们需要知道什么?
https://www.brookings.edu/research/what-do-we-know-about-the-expansion-of-k-12-computer-science-education/
构建计算思维https://brill.com/view/book/edcoll/9789004399990/BP000017.xml
