加速迈向国际第一方阵——我国五年来科技创新成就巡礼

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科学课上教师向学生展示等离子球。

　　STEM（科学、技术、工程、数学）教育作为培养创新型人才的核心教育模式，正经历从学科聚合向能力本位的范式跃迁，并日益成为知识经济时代全球重要教育战略。在此背景下，欧盟联合研究中心发布《STEM能力、挑战与衡量标准》报告，期望通过梳理和分析欧洲STEM教育面临的挑战和现实发展需求，明确针对STEM教育未来质量提升的政策革新方向。

　　1 发展STEM教育的必要性

　　在国际视野下，STEM教育理念的内涵并非一成不变，而是一直在丰富。从科学、技术、工程和数学，到艺术元素融入，STEM教育进一步发展为STEAM范式，强调科学素养与人文素养的协同发展。欧盟联合研究中心通过梳理STEM教育从多学科、跨学科到学科融合的演进历程，深入探讨了发展STEM教育的必要性。

　　首先，STEM教育通过整合科学、技术、工程和数学这四个各具特色但又紧密关联的领域，倡导以问题为导向的跨学科人才培养模式。在这一融合的教育框架下，“数学”为其他STEM学科提供量化分析、问题解决和逻辑推理的基本工具；“科学”通过揭示自然规律，为技术和工程解决问题奠定理论基础，深化人类对世界的理解；“技术”侧重于科学知识的实际应用，“工程”则利用科学原理和数学模型进行设计和创新，以满足社会发展需求，二者共同驱动现实问题的创造性解决。因此，STEM教育不仅能够有效提升学生的科学素养、技术素养、工程素养和数学素养，更有助于其全面发展21世纪技能，包括批判性思维、沟通能力、协作能力和创造力等。

　　其次，STEAM教育理念的提出进一步拓宽了人才培养的维度。“A”代表艺术，涵盖美术、人文艺术、语言艺术等。因此，STEAM教育在STEM基础上，更加关注学生人文艺术素养的培育，强调运用人文艺术视角理解和阐释世界，培养科技创新中的创造性表达、批判性思维和跨学科的理解与整合能力。在当前社会绿色化、数字化转型背景下，STEM学科与艺术学科的知识和技能培养，共同构成未来创新型社会不可或缺的教育基石。

　　再次，新一轮科技革命和产业变革对人才的知识结构、能力素养提出了全新的、更高的要求。面对全球竞争格局的深刻调整，世界多个国家将科技人才的战略储备置于优先地位，并将其转化为教育领域的实践，大力推行“STEM+”教育。这一教育理念强调将学习与现实世界相关联，意在培养具备学科融合思维的高水平创新型人才。这类具备综合科技素养和深度创新能力的STEM人才，是应对气候变化、公共卫生、资源短缺等全球性挑战，推动可持续发展的重要人力资源和人才储备。

　　2 欧盟STEM教育的现实挑战

　　尽管STEM教育在全球范围内得到广泛发展，但在欧盟地区的推进仍面临诸多挑战。欧盟联合研究中心提出，当前学生成绩未达标、合格师资短缺、概念定义模糊和本土研究不足是欧盟地区STEM教育亟待解决的现实问题。

　　欧盟联合研究中心根据多个教育评估工具提供的数据，指出欧盟多个国家的学生未能达到STEM技能基本熟练水平。例如，由经济合作与发展组织（OECD）开展的国际学生评估项目（PISA）结果显示，约30%的欧盟学生在数学上表现不佳，约25%的学生在科学领域表现不佳。此外，国际数学和科学教育趋势研究项目（TIMSS）、国际成人能力评估调查（PIAAC）和国际计算机与信息素养研究（ICILS）数据均表明，社会经济背景和性别差异显著影响STEM教育效果。

　　根据多位学者的STEM教育研究和多项教育评估数据，欧盟联合研究中心指出，欧盟教育系统中的数学、科学教师缺口较大，且大多数在职教师缺乏必要的STEM学科专业化知识和相应的教学培训。师资短缺直接影响到实际教学效果，无法与官方教育政策形成有效对接。另外，欧洲中学阶段普遍回归学科分科教学，如物理、化学独立授课，这与STEM教育倡导学科融合的理念相左。

　　不同国家关于STEAM概念存在模糊问题，导致课程设计、评估和科学研究的复杂性增加。最新研究表明，当前学界对“A”的诠释除“艺术”外，也有学者主张其象征学习动机和兴趣等态度（Attitudes），或是将其解读为协作、批判性思维等附加技能（Additional Skills）。无论如何界定“A”，针对这类非认知技能当前仍旧缺少有效的评估工具，这无疑增加了STEAM教育实施中的具体障碍。

　　此外，关于STEM教育的相关研究缺少立足欧洲本土的原创性研究文章，多为地方经验的讨论性或总结性内容，这也在一定程度上限制了欧盟STEM教育的进一步发展。

　　3 欧盟STEM教育的提升路径

　　目前，欧盟多数研究人员和决策者一致认为，STEM教育质量亟待进一步提升。为此，欧盟联合研究中心提出了有针对性的破局路径。

　　一方面，对于教育研究者而言，要对STEM和STEAM教育的概念进行清晰全面的界定，并构建多维度的标准体系，不仅要考量知识掌握程度，更要体现技能水平、学习态度和跨学科协作能力等关键要素，从而为课程设计、教学实践和成效评估提供明确的理论基础和操作指南。在此基础上，研究者应着力开发既能保证学科深度，又能促进学科融合的课程体系，通过项目式学习、问题导向学习等教学策略，提升学生在复杂、真实场景中综合运用STEM知识和技能解决问题的能力。同时，探索和开发更为全面和多元的新型评估工具，并将批判性思维、创造力、沟通能力和协作能力等重要的非认知技能纳入评价体系，以便更加准确地反映学生的综合发展水平。同时，加强欧洲本土化STEM教育研究和应用项目，尤其要注重采用严谨的实验设计和长期跟踪研究方法，以积累更为可靠的、基于具体情境的实证研究数据，为制定更具针对性和有效性的教育政策提供科学支撑。

　　另一方面，对于教育政策制定者而言，要着力于四个关键的政策行动方向。一是提升教师STEM教学能力。为此，政策应大力支持针对教师的跨学科教学培训，使其能够有效整合科学、技术、工程、数学、艺术和其他不同学科领域的知识和方法。同时，应提供先进的教育技术工具和资源，并鼓励和支持教师进行创新性教学实践，从而全面提升其专业素养和课堂教学的有效性。二是实施有针对性的干预措施以缩小STEM教育差距。例如，通过设立奖学金、提供专门的辅导项目等方式，帮助经济困难的学生渡过难关，无障碍接受优质的STEM教育；制定专门政策，提升女性在STEM领域的自我效能感和参与度，打破性别壁垒，促进STEM教育公平和性别平等。三是充分利用公共科学活动、大众媒体宣传、社区项目等多种渠道，普及STEM教育的重要性，提高公众的认知度和支持度，从而激发学生和家长的学习热情和参与意愿。四是积极推动政府部门与学校、研究机构、企业之间的深度合作，构筑起紧密协作网络，整合多方资源，发挥各自教育优势，共同设计、实施和评估STEM教育项目，以确保其可持续发展，并最大限度地发挥其在培养创新人才、推动社会进步方面的价值。

　　（作者单位：南京师范大学，董晓波系南京师范大学教授、博士生导师）

《中国教育报》2025-08-06 第07版