科學(xué)課上教師向?qū)W生展示等離子球。

　　STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)）教育作為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的核心教育模式，正經(jīng)歷從學(xué)科聚合向能力本位的范式躍遷，并日益成為知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代全球重要教育戰(zhàn)略。在此背景下，歐盟聯(lián)合研究中心發(fā)布《STEM能力、挑戰(zhàn)與衡量標(biāo)準(zhǔn)》報(bào)告，期望通過(guò)梳理和分析歐洲STEM教育面臨的挑戰(zhàn)和現(xiàn)實(shí)發(fā)展需求，明確針對(duì)STEM教育未來(lái)質(zhì)量提升的政策革新方向。

　　1 發(fā)展STEM教育的必要性

　　在國(guó)際視野下，STEM教育理念的內(nèi)涵并非一成不變，而是一直在豐富。從科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)，到藝術(shù)元素融入，STEM教育進(jìn)一步發(fā)展為STEAM范式，強(qiáng)調(diào)科學(xué)素養(yǎng)與人文素養(yǎng)的協(xié)同發(fā)展。歐盟聯(lián)合研究中心通過(guò)梳理STEM教育從多學(xué)科、跨學(xué)科到學(xué)科融合的演進(jìn)歷程，深入探討了發(fā)展STEM教育的必要性。

　　首先，STEM教育通過(guò)整合科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)這四個(gè)各具特色但又緊密關(guān)聯(lián)的領(lǐng)域，倡導(dǎo)以問(wèn)題為導(dǎo)向的跨學(xué)科人才培養(yǎng)模式。在這一融合的教育框架下，“數(shù)學(xué)”為其他STEM學(xué)科提供量化分析、問(wèn)題解決和邏輯推理的基本工具；“科學(xué)”通過(guò)揭示自然規(guī)律，為技術(shù)和工程解決問(wèn)題奠定理論基礎(chǔ)，深化人類(lèi)對(duì)世界的理解；“技術(shù)”側(cè)重于科學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，“工程”則利用科學(xué)原理和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，以滿足社會(huì)發(fā)展需求，二者共同驅(qū)動(dòng)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的創(chuàng)造性解決。因此，STEM教育不僅能夠有效提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)，更有助于其全面發(fā)展21世紀(jì)技能，包括批判性思維、溝通能力、協(xié)作能力和創(chuàng)造力等。

　　其次，STEAM教育理念的提出進(jìn)一步拓寬了人才培養(yǎng)的維度。“A”代表藝術(shù)，涵蓋美術(shù)、人文藝術(shù)、語(yǔ)言藝術(shù)等。因此，STEAM教育在STEM基礎(chǔ)上，更加關(guān)注學(xué)生人文藝術(shù)素養(yǎng)的培育，強(qiáng)調(diào)運(yùn)用人文藝術(shù)視角理解和闡釋世界，培養(yǎng)科技創(chuàng)新中的創(chuàng)造性表達(dá)、批判性思維和跨學(xué)科的理解與整合能力。在當(dāng)前社會(huì)綠色化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，STEM學(xué)科與藝術(shù)學(xué)科的知識(shí)和技能培養(yǎng)，共同構(gòu)成未來(lái)創(chuàng)新型社會(huì)不可或缺的教育基石。

　　再次，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革對(duì)人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力素養(yǎng)提出了全新的、更高的要求。面對(duì)全球競(jìng)爭(zhēng)格局的深刻調(diào)整，世界多個(gè)國(guó)家將科技人才的戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備置于優(yōu)先地位，并將其轉(zhuǎn)化為教育領(lǐng)域的實(shí)踐，大力推行“STEM+”教育。這一教育理念強(qiáng)調(diào)將學(xué)習(xí)與現(xiàn)實(shí)世界相關(guān)聯(lián)，意在培養(yǎng)具備學(xué)科融合思維的高水平創(chuàng)新型人才。這類(lèi)具備綜合科技素養(yǎng)和深度創(chuàng)新能力的STEM人才，是應(yīng)對(duì)氣候變化、公共衛(wèi)生、資源短缺等全球性挑戰(zhàn)，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的重要人力資源和人才儲(chǔ)備。

　　2 歐盟STEM教育的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)

　　盡管STEM教育在全球范圍內(nèi)得到廣泛發(fā)展，但在歐盟地區(qū)的推進(jìn)仍面臨諸多挑戰(zhàn)。歐盟聯(lián)合研究中心提出，當(dāng)前學(xué)生成績(jī)未達(dá)標(biāo)、合格師資短缺、概念定義模糊和本土研究不足是歐盟地區(qū)STEM教育亟待解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

　　歐盟聯(lián)合研究中心根據(jù)多個(gè)教育評(píng)估工具提供的數(shù)據(jù)，指出歐盟多個(gè)國(guó)家的學(xué)生未能達(dá)到STEM技能基本熟練水平。例如，由經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）開(kāi)展的國(guó)際學(xué)生評(píng)估項(xiàng)目（PISA）結(jié)果顯示，約30%的歐盟學(xué)生在數(shù)學(xué)上表現(xiàn)不佳，約25%的學(xué)生在科學(xué)領(lǐng)域表現(xiàn)不佳。此外，國(guó)際數(shù)學(xué)和科學(xué)教育趨勢(shì)研究項(xiàng)目（TIMSS）、國(guó)際成人能力評(píng)估調(diào)查（PIAAC）和國(guó)際計(jì)算機(jī)與信息素養(yǎng)研究（ICILS）數(shù)據(jù)均表明，社會(huì)經(jīng)濟(jì)背景和性別差異顯著影響STEM教育效果。

　　根據(jù)多位學(xué)者的STEM教育研究和多項(xiàng)教育評(píng)估數(shù)據(jù)，歐盟聯(lián)合研究中心指出，歐盟教育系統(tǒng)中的數(shù)學(xué)、科學(xué)教師缺口較大，且大多數(shù)在職教師缺乏必要的STEM學(xué)科專(zhuān)業(yè)化知識(shí)和相應(yīng)的教學(xué)培訓(xùn)。師資短缺直接影響到實(shí)際教學(xué)效果，無(wú)法與官方教育政策形成有效對(duì)接。另外，歐洲中學(xué)階段普遍回歸學(xué)科分科教學(xué)，如物理、化學(xué)獨(dú)立授課，這與STEM教育倡導(dǎo)學(xué)科融合的理念相左。

　　不同國(guó)家關(guān)于STEAM概念存在模糊問(wèn)題，導(dǎo)致課程設(shè)計(jì)、評(píng)估和科學(xué)研究的復(fù)雜性增加。最新研究表明，當(dāng)前學(xué)界對(duì)“A”的詮釋除“藝術(shù)”外，也有學(xué)者主張其象征學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和興趣等態(tài)度（Attitudes），或是將其解讀為協(xié)作、批判性思維等附加技能（Additional Skills）。無(wú)論如何界定“A”，針對(duì)這類(lèi)非認(rèn)知技能當(dāng)前仍舊缺少有效的評(píng)估工具，這無(wú)疑增加了STEAM教育實(shí)施中的具體障礙。

　　此外，關(guān)于STEM教育的相關(guān)研究缺少立足歐洲本土的原創(chuàng)性研究文章，多為地方經(jīng)驗(yàn)的討論性或總結(jié)性?xún)?nèi)容，這也在一定程度上限制了歐盟STEM教育的進(jìn)一步發(fā)展。

　　3 歐盟STEM教育的提升路徑

　　目前，歐盟多數(shù)研究人員和決策者一致認(rèn)為，STEM教育質(zhì)量亟待進(jìn)一步提升。為此，歐盟聯(lián)合研究中心提出了有針對(duì)性的破局路徑。

　　一方面，對(duì)于教育研究者而言，要對(duì)STEM和STEAM教育的概念進(jìn)行清晰全面的界定，并構(gòu)建多維度的標(biāo)準(zhǔn)體系，不僅要考量知識(shí)掌握程度，更要體現(xiàn)技能水平、學(xué)習(xí)態(tài)度和跨學(xué)科協(xié)作能力等關(guān)鍵要素，從而為課程設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)踐和成效評(píng)估提供明確的理論基礎(chǔ)和操作指南。在此基礎(chǔ)上，研究者應(yīng)著力開(kāi)發(fā)既能保證學(xué)科深度，又能促進(jìn)學(xué)科融合的課程體系，通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、問(wèn)題導(dǎo)向?qū)W習(xí)等教學(xué)策略，提升學(xué)生在復(fù)雜、真實(shí)場(chǎng)景中綜合運(yùn)用STEM知識(shí)和技能解決問(wèn)題的能力。同時(shí)，探索和開(kāi)發(fā)更為全面和多元的新型評(píng)估工具，并將批判性思維、創(chuàng)造力、溝通能力和協(xié)作能力等重要的非認(rèn)知技能納入評(píng)價(jià)體系，以便更加準(zhǔn)確地反映學(xué)生的綜合發(fā)展水平。同時(shí)，加強(qiáng)歐洲本土化STEM教育研究和應(yīng)用項(xiàng)目，尤其要注重采用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期跟蹤研究方法，以積累更為可靠的、基于具體情境的實(shí)證研究數(shù)據(jù)，為制定更具針對(duì)性和有效性的教育政策提供科學(xué)支撐。

　　另一方面，對(duì)于教育政策制定者而言，要著力于四個(gè)關(guān)鍵的政策行動(dòng)方向。一是提升教師STEM教學(xué)能力。為此，政策應(yīng)大力支持針對(duì)教師的跨學(xué)科教學(xué)培訓(xùn)，使其能夠有效整合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)和其他不同學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)和方法。同時(shí)，應(yīng)提供先進(jìn)的教育技術(shù)工具和資源，并鼓勵(lì)和支持教師進(jìn)行創(chuàng)新性教學(xué)實(shí)踐，從而全面提升其專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和課堂教學(xué)的有效性。二是實(shí)施有針對(duì)性的干預(yù)措施以縮小STEM教育差距。例如，通過(guò)設(shè)立獎(jiǎng)學(xué)金、提供專(zhuān)門(mén)的輔導(dǎo)項(xiàng)目等方式，幫助經(jīng)濟(jì)困難的學(xué)生渡過(guò)難關(guān)，無(wú)障礙接受優(yōu)質(zhì)的STEM教育；制定專(zhuān)門(mén)政策，提升女性在STEM領(lǐng)域的自我效能感和參與度，打破性別壁壘，促進(jìn)STEM教育公平和性別平等。三是充分利用公共科學(xué)活動(dòng)、大眾媒體宣傳、社區(qū)項(xiàng)目等多種渠道，普及STEM教育的重要性，提高公眾的認(rèn)知度和支持度，從而激發(fā)學(xué)生和家長(zhǎng)的學(xué)習(xí)熱情和參與意愿。四是積極推動(dòng)政府部門(mén)與學(xué)校、研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)之間的深度合作，構(gòu)筑起緊密協(xié)作網(wǎng)絡(luò)，整合多方資源，發(fā)揮各自教育優(yōu)勢(shì)，共同設(shè)計(jì)、實(shí)施和評(píng)估STEM教育項(xiàng)目，以確保其可持續(xù)發(fā)展，并最大限度地發(fā)揮其在培養(yǎng)創(chuàng)新人才、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步方面的價(jià)值。

　　（作者單位：南京師范大學(xué)，董曉波系南京師范大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師）

《中國(guó)教育報(bào)》2025年07月10日 第07版