国际学者眼中的STEM教育

　　《教育强国建设规划纲要(2024—2035年)》指出：“完善教育对外开放战略策略，建设具有全球影响力的重要教育中心。”我国科技教育是培养创新人才的重要路径，能够为我国高水平科技自立自强、推动建设具有全球影响力的重要教育中心提供有力支撑。洞察国际STEM（科学、技术、工程和数学）教育发展现状、机遇挑战和未来趋势，能够为我国科技教育发展提供全球坐标。为此，本报记者独家专访国际有关领域院士、大学校长等专家学者，以飨读者。——编者

　　访谈嘉宾

　　国际工程教育学会终身荣誉主席、奥地利克恩滕州应用技术大学原副校长迈克尔·奥尔（Michael E. Auer）

　　德国工程院院士、德国数字科学大学校长克里斯托夫·梅内尔（Christoph Meinel）

　　联合国教科文组织包容性政策实验室专家、世界艺术与科学院院士皮耶罗·多米尼奇（Piero Dominici）

　　罗马尼亚科学院院士、罗马尼亚科学院国民经济研究所创始人拉杜・雷伊（Radu Rey）

　　国际工程技术协会秘书长、巴基斯坦工程院院士岳晓光

　　主持人

　　本报记者 黄金鲁克

　　1 技术重塑课堂，STEM融合正当时

　　记者：随着新一轮科技革命和产业变革加速演进，全球可持续发展和劳动力市场面临严峻挑战。作为未来创新型人才培养的重要手段，大力发展STEM教育有利于全球携手解答人类面临的共同时代课题。在您看来，STEM教育在全球范围内呈现一种什么样的趋势？普遍存在的共性问题是什么？不同经济发展水平的国家面临的差异化挑战有哪些？

　　迈克尔·奥尔：新兴趋势包括人工智能、虚拟现实等数字技术与在线学习平台融合提升参与度和个性化体验；跨学科方法、编程素养及创新和批判性思维受重视程度提升；跨境合作和国际交流更加普遍，支持全球STEM人才培养。共性挑战有优质STEM资源获取有限、教师培训有差距、性别和社会不平等突出、课程须随技术更新等。差异化挑战方面，发达国家要将先进技术融入传统课程，确保教育资源公平获取；发展中国家面临基础设施、教师和资金不足等基础障碍。

　　克里斯托夫·梅内尔：核心趋势包括人工智能、虚拟现实、增强现实和机器人技术等改变STEM教学和评估，实现个性化学习；项目式和体验式学习取代传统讲座，培养解决现实问题和创新能力；跨学科方法激发创造力，扩大参与度；微证书等灵活认证方式兴起，满足就业市场需求；全球合作深化，丰富教育生态。共性挑战集中在公平和包容方面，如性别、社会经济差异及技术和课程获取不均；教师须持续加强专业能力发展；数字鸿沟和资源短缺；课程应适应就业和技术变化。发展中国家面临基础资源获取问题，发达国家则要解决劳动力市场与教育体系衔接问题。

　　皮耶罗·多米尼奇：一个关键新趋势是艺术与人文学科正融入STEM领域，这表明人们认识到单凭硬科学难以全面真实理解现实。讨论共同挑战前，要注意硬科学的好奇心和艺术人文科学的创造力都源于人类的“惊奇感”。如今，全球STEM教育的核心挑战与构建思维体系能力相关，急需一种有深刻认识论和方法论价值、能广泛自由应用且不抑制多样性的新的思维体系。全球或地方社区，各国面临的主要挑战差异不在于经济发展状况，而在于各主体对复杂系统关键特性的认识。若仅将挑战与经济要素和模式联系，会陷入严重误区。可持续发展是复杂进程，并非单纯经济或技术发展进程。

　　岳晓光：目前，呈现三大趋势：一是人工智能与数字技术推动资源本土化适配，相关专业快速崛起；二是各国纷纷制定量化目标，持续增加STEM教育的投入比例；三是学校、企业、社会联动整合资源，共同推进STEM教育发展。共性问题主要有两个：一是课程更新滞后，前沿知识难以融入教学，导致毕业生技能与企业需求错位；二是教育公平失衡，最不发达国家高等教育毛入学率偏低。差异化挑战方面，高收入国家存在人才结构失衡等问题，中等收入国家面临资源不均或转型压力，低收入国家则受硬件缺失、师资短缺及青年学习动力不足等困扰。

　　2 能力迭代加速，跨学科和伦理问题双升温

　　记者：从您的专业领域出发，您认为当前全球STEM教育人才培养的“核心能力框架”应包含哪些维度？与5年甚至10年前相比，这些能力的优先级发生了怎样的变化？

　　迈克尔·奥尔：全球STEM教育人才培养“核心能力框架”应涵盖七大关键领域：一是技术熟练度，包括数字工具、编程、数据分析以及人工智能、物联网等新兴技术的应用能力；二是创造性问题解决能力，能够以创新和跨学科的方式应对复杂挑战；三是批判性思维与分析能力，能够批判性地评估信息并作出明智决策；四是协作和沟通能力，具备跨文化、跨学科协作的能力和较强的人际交往能力；五是全球意识与伦理责任感，理解全球挑战并在技术发展中承担责任；六是终身学习和适应能力，能够适应快速的技术变革并持续提升技能；七是创业思维，培养创新精神、主动性和韧性，将想法转化为实际应用。与5到10年前相比，跨学科协作、技术适应性和伦理意识的优先级显著提升，终身学习能力也成为应对职业快速迭代的关键。

　　皮耶罗·多米尼奇：“核心能力框架”要打破学科界限，实现“交叉融合”。STEM主题应开放，避免孤立僵化。历史上杰出人才多有人文学科素养，这让他们视野更广阔。培养STEM人才要重视培养其系统性应对复杂挑战的能力、整体认知现实的能力，培养跨学科“复合型人才”，他们要有开放灵活的思维以应对不可预测性和涌现性。如今，人们意识到世界是深度相互依赖的，过去的研究模型和范式不再适用，各学科相互联系依存。

　　拉杜・雷伊：核心能力获取与生命科学和技术演进相关，数字知识是必备知识，人工智能可辅助但不能替代人类智能。应尽早启动STEM人才培养，从学前和小学开始，在高中形成“筛选机制”，识别有潜力的人才。培养STEM人才须全面多元准备，注重核心领域，形成“通识教育”，塑造多元智能思维，以适应可持续项目需求，服务人类利益。因技术进步、社会差距扩大等，核心能力优先级改变，须设计对应的解决方案，我认为STEM能力将惠及22世纪及以后。

　　岳晓光：“核心能力框架”包含六大维度：一是人工智能及数据科学知识拓展；二是通识教育基础和跨学科终身学习能力；三是创新思维和实际问题解决能力；四是沟通协作、演讲和表达能力；五是国际化视野；六是可持续发展意识。与5到10年前相比，核心能力的优先级呈现4个方面显著变化：跨学科能力和创新能力的优先级明显提升；人工智能和知识更新素养受到高度重视；国际化视野和可持续发展意识日益凸显；沟通和协作能力的重要性持续增强。

　　3 本土创新是关键，避免过度依赖量化数据

　　记者：您所在机构或主导的项目中，有哪些经过实践验证的STEM教育创新模式？这些模式在不同文化背景或教育体系中推广时，需要进行哪些适应性调整？

　　克里斯托夫·梅内尔：我想推荐两种模式。一种是“STEAM+H”模式，将人文、艺术和伦理原则与传统STEM学科相结合，培养创造力、社会责任感和可持续发展能力，强调现实问题解决、项目式学习，并利用虚拟现实等先进技术提供沉浸式实践体验。同时，注重培养批判性思维、团队合作等21世纪技能，并根据学习者年龄和文化背景进行调整，积极适应本地环境。另一种是整合式STEM教育，基于社会建构主义学习理论，核心原则包括STEM内容整合、聚焦现实问题、探究与设计、团队合作以及以学生为中心的实践学习，强调根据学科视角调整探究式学习和设计式学习，并注重团队合作以反映真实职场需求。

　　在不同文化背景和教育体系中推广这些模式时，需要进行内容本土化调整，使课程和问题场景反映当地社会经济、环境和文化情况；加强教师培训，帮助教育者掌握适应本地教师情况和资源条件的教学方法和技术整合能力；资源适配，根据不同地区的基础设施差异和资金限制调整技术和物质资源；制定包容性措施，针对性别、社会经济和语言多样性制定策略，尤其关注代表性不足的群体；与教育体系对齐，调整评估方法、课程框架和发展路径，以符合本国标准和资格框架；推动多方协作，让当地社区、产业和政策制定者参与其中，支持模式的本土化实施和可持续推广。

　　皮耶罗·多米尼奇：多年来致力于培养学生系统性思维的经验表明，教育过程不能标准化，教学的任何部分都无法标准化，每个学生都应得到个性化对待，充分尊重其独特性。除了强调以系统性方法应对复杂性外，不存在可全球推广或适用于不同文化或教育背景的“模式”，每个背景都是独特的，必须区别对待。这也是我在任教大学设立的国际研究与教育项目“CHAOS：复杂人类适应组织与系统”正在探索的要点，该项目不会将STEM研究与其他学科领域孤立开来。当然，这并不意味着每个主题都要从零开始，我们应站在巨人的肩膀上，利用前人的发现造福人类。关键在于重视质的因素，而非仅仅依赖量化数据、数字、公式、模型和测量结果。过度强调教育的量化方面而低估质的因素，对培养有思想的人是有害且适得其反的。对循证教育模式的迷思限制了优秀的教育过程，仅靠量化数据无法充分解释变化，而变化是人类发展的必经之路。

　　4 多方协同破局，三大关键词锚定未来

　　记者：在全球STEM人才培养中，政府、教育机构、企业、国际组织等应如何明确分工与协作？目前哪些协作机制已初见成效，哪些仍存在改进空间？

　　克里斯托夫·梅内尔：政府、教育机构、企业和国际组织等在STEM人才培养中角色独特且互补，有效协作至关重要。政府负责制定政策框架、提供资金、制定STEM战略、协调举措、建立治理结构，使教育改革与产业需求对齐；教育机构提供高质量课程和培训，注重教师发展，实施创新教学法，开展实证研究以改善学习成果；企业提供行业技能洞察，通过STEM工厂等提供实习、指导和技术资源，参与课程开发；国际组织促进跨境知识交流，支持发展中地区建设与资金供给，推动跨国项目、联盟和微证书体系。

　　已显现成效的协作机制有：多部门 STEM生态系统，连接多方创造包容性学习环境，惠及数百万学习者；政府主导的公私合作伙伴关系举措，如欧洲STEM教育战略计划，提供协调治理等；跨国联合项目和微证书体系，整合资源协调课程，加强技能提升；数据驱动的协调和评估系统，监测评估项目成效，确保改进并契合市场需求。仍需改进的领域包括：平衡推广与本土化，量身定制使项目适应不同背景且保持有效；提升包容性与公平性，采取针对性措施提高代表性不足群体参与度；简化跨部门沟通协作流程，减少隔阂提高效率；解决资金可持续性与资源共享问题，开发资金模式和共享机制面临挑战；加强国际合作，各国和地区协调分享经验，强化全球STEM人才培养。

　　拉杜・雷伊：补充一点，各方应首先在最重要的领域选择现有基础上优化的方案，明确可持续前景，并为选定者和愿意深造者创造有吸引力的激励机制。需要创建专门的教育框架，培养在未来关键领域有发展前景的年轻人，通过获得的能力和一段时间的实践经验，使他们能够制定战略、计划、规范性文件和复杂项目，达到公认的专业能力水平。例如，对于与平原和丘陵地区存在显著差异的山地地区，特别是农村地区，农业专家应在大学的专门部门接受培训，使技术知识与经济和行政管理知识相结合。

　　记者：如果用3个关键词概括全球 STEM教育的发展方向，您会选择哪3个？为什么？

　　迈克尔·奥尔：我想说的是创新、包容和协作。选择创新是因为，随着技术快速发展，STEM教育必须不断适应，培养创造力、批判性思维和问题解决能力，为学习者应对未来挑战做好准备；选择包容是因为，确保不同性别、地区和群体的公平获取和参与至关重要，这是构建能够应对复杂社会问题的多元化全球STEM人才库的基础；选择协作是因为，全球挑战需要政府、机构、企业和社区之间的协调努力，促进STEM教育中的知识共享、资源整合和联合问题解决。这3个关键词凸显了未来全球STEM教育动态、公平和相互关联的本质。

　　皮耶罗·多米尼奇：我选择跨学科性、过时性和不稳定性。跨学科性是比多学科性和交叉学科性更复杂的属性，对教育未来至关重要。虽然大学等机构对此多有宣传，但在融入国家或全球教育过程方面做得少，应分阶段实施，从多学科过程开始，连接研究领域并超越界限，形成新的知识形式。过时性是因过去几十年科学发现和发明使通信连接性和传播速度指数级增长，导致工作场所、市场及法律框架持续过时，需对社会采取系统方法应对。不稳定性是因为创新最初会使社会易受伤害，打破传统、进入未知，意味着不稳定，我们要应对而非恐惧回归旧法、局限于“以前有效的事”。教育机构要打破狭隘界限，建立跨学科路径，培养复合型人才，创新要兼具突破性和包容性。

　　岳晓光：终身学习、跨学科融合和多方协同是我选择的3个关键词。终身学习是应对技术社会挑战的关键，STEM教育需覆盖全生命周期，确保人们在不同阶段都能学习，提升竞争力；跨学科融合要求打破学科界限，结合实际案例培养学生批判性思维等核心素养，适应未来生活、工作环境；多方协同则强调需要政府、企业、教育机构、社会、国际学术组织共同参与，协作推进STEM教育发展。

《中国教育报》2026年01月08日 第09版

作者：主持人 本报记者 黄金鲁克