國際學者眼中的STEM教育

　　《教育強國建設規劃綱要(2024—2035年)》指出：“完善教育對外開放戰略策略，建設具有全球影響力的重要教育中心?！蔽覈萍冀逃桥囵B創新人才的重要路徑，能夠為我國高水平科技自立自強、推動建設具有全球影響力的重要教育中心提供有力支撐。洞察國際STEM（科學、技術、工程和數學）教育發展現狀、機遇挑戰和未來趨勢，能夠為我國科技教育發展提供全球坐標。為此，本報記者獨家專訪國際有關領域院士、大學校長等專家學者，以饗讀者?！幷?/strong>

　　訪談嘉賓

　　國際工程教育學會終身榮譽主席、奧地利克恩滕州應用技術大學原副校長邁克爾·奧爾（Michael E. Auer）

　　德國工程院院士、德國數字科學大學校長克里斯托夫·梅內爾（Christoph Meinel）

　　聯合國教科文組織包容性政策實驗室專家、世界藝術與科學院院士皮耶羅·多米尼奇（Piero Dominici）

　　羅馬尼亞科學院院士、羅馬尼亞科學院國民經濟研究所創始人拉杜?雷伊（Radu Rey）

　　國際工程技術協會秘書長、巴基斯坦工程院院士岳曉光

　　主持人

　　本報記者 黃金魯克

　　1 技術重塑課堂，STEM融合正當時

　　記者：隨著新一輪科技革命和產業變革加速演進，全球可持續發展和勞動力市場面臨嚴峻挑戰。作為未來創新型人才培養的重要手段，大力發展STEM教育有利于全球攜手解答人類面臨的共同時代課題。在您看來，STEM教育在全球范圍內呈現一種什么樣的趨勢？普遍存在的共性問題是什么？不同經濟發展水平的國家面臨的差異化挑戰有哪些？

　　邁克爾·奧爾：新興趨勢包括人工智能、虛擬現實等數字技術與在線學習平臺融合提升參與度和個性化體驗；跨學科方法、編程素養及創新和批判性思維受重視程度提升；跨境合作和國際交流更加普遍，支持全球STEM人才培養。共性挑戰有優質STEM資源獲取有限、教師培訓有差距、性別和社會不平等突出、課程須隨技術更新等。差異化挑戰方面，發達國家要將先進技術融入傳統課程，確保教育資源公平獲??；發展中國家面臨基礎設施、教師和資金不足等基礎障礙。

　　克里斯托夫·梅內爾：核心趨勢包括人工智能、虛擬現實、增強現實和機器人技術等改變STEM教學和評估，實現個性化學習；項目式和體驗式學習取代傳統講座，培養解決現實問題和創新能力；跨學科方法激發創造力，擴大參與度；微證書等靈活認證方式興起，滿足就業市場需求；全球合作深化，豐富教育生態。共性挑戰集中在公平和包容方面，如性別、社會經濟差異及技術和課程獲取不均；教師須持續加強專業能力發展；數字鴻溝和資源短缺；課程應適應就業和技術變化。發展中國家面臨基礎資源獲取問題，發達國家則要解決勞動力市場與教育體系銜接問題。

　　皮耶羅·多米尼奇：一個關鍵新趨勢是藝術與人文學科正融入STEM領域，這表明人們認識到單憑硬科學難以全面真實理解現實。討論共同挑戰前，要注意硬科學的好奇心和藝術人文科學的創造力都源于人類的“驚奇感”。如今，全球STEM教育的核心挑戰與構建思維體系能力相關，急需一種有深刻認識論和方法論價值、能廣泛自由應用且不抑制多樣性的新的思維體系。全球或地方社區，各國面臨的主要挑戰差異不在于經濟發展狀況，而在于各主體對復雜系統關鍵特性的認識。若僅將挑戰與經濟要素和模式聯系，會陷入嚴重誤區?？沙掷m發展是復雜進程，并非單純經濟或技術發展進程。

　　岳曉光：目前，呈現三大趨勢：一是人工智能與數字技術推動資源本土化適配，相關專業快速崛起；二是各國紛紛制定量化目標，持續增加STEM教育的投入比例；三是學校、企業、社會聯動整合資源，共同推進STEM教育發展。共性問題主要有兩個：一是課程更新滯后，前沿知識難以融入教學，導致畢業生技能與企業需求錯位；二是教育公平失衡，最不發達國家高等教育毛入學率偏低。差異化挑戰方面，高收入國家存在人才結構失衡等問題，中等收入國家面臨資源不均或轉型壓力，低收入國家則受硬件缺失、師資短缺及青年學習動力不足等困擾。

　　2 能力迭代加速，跨學科和倫理問題雙升溫

　　記者：從您的專業領域出發，您認為當前全球STEM教育人才培養的“核心能力框架”應包含哪些維度？與5年甚至10年前相比，這些能力的優先級發生了怎樣的變化？

　　邁克爾·奧爾：全球STEM教育人才培養“核心能力框架”應涵蓋七大關鍵領域：一是技術熟練度，包括數字工具、編程、數據分析以及人工智能、物聯網等新興技術的應用能力；二是創造性問題解決能力，能夠以創新和跨學科的方式應對復雜挑戰；三是批判性思維與分析能力，能夠批判性地評估信息并作出明智決策；四是協作和溝通能力，具備跨文化、跨學科協作的能力和較強的人際交往能力；五是全球意識與倫理責任感，理解全球挑戰并在技術發展中承擔責任；六是終身學習和適應能力，能夠適應快速的技術變革并持續提升技能；七是創業思維，培養創新精神、主動性和韌性，將想法轉化為實際應用。與5到10年前相比，跨學科協作、技術適應性和倫理意識的優先級顯著提升，終身學習能力也成為應對職業快速迭代的關鍵。

　　皮耶羅·多米尼奇：“核心能力框架”要打破學科界限，實現“交叉融合”。STEM主題應開放，避免孤立僵化。歷史上杰出人才多有人文學科素養，這讓他們視野更廣闊。培養STEM人才要重視培養其系統性應對復雜挑戰的能力、整體認知現實的能力，培養跨學科“復合型人才”，他們要有開放靈活的思維以應對不可預測性和涌現性。如今，人們意識到世界是深度相互依賴的，過去的研究模型和范式不再適用，各學科相互聯系依存。

　　拉杜?雷伊：核心能力獲取與生命科學和技術演進相關，數字知識是必備知識，人工智能可輔助但不能替代人類智能。應盡早啟動STEM人才培養，從學前和小學開始，在高中形成“篩選機制”，識別有潛力的人才。培養STEM人才須全面多元準備，注重核心領域，形成“通識教育”，塑造多元智能思維，以適應可持續項目需求，服務人類利益。因技術進步、社會差距擴大等，核心能力優先級改變，須設計對應的解決方案，我認為STEM能力將惠及22世紀及以后。

　　岳曉光：“核心能力框架”包含六大維度：一是人工智能及數據科學知識拓展；二是通識教育基礎和跨學科終身學習能力；三是創新思維和實際問題解決能力；四是溝通協作、演講和表達能力；五是國際化視野；六是可持續發展意識。與5到10年前相比，核心能力的優先級呈現4個方面顯著變化：跨學科能力和創新能力的優先級明顯提升；人工智能和知識更新素養受到高度重視；國際化視野和可持續發展意識日益凸顯；溝通和協作能力的重要性持續增強。

　　3 本土創新是關鍵，避免過度依賴量化數據

　　記者：您所在機構或主導的項目中，有哪些經過實踐驗證的STEM教育創新模式？這些模式在不同文化背景或教育體系中推廣時，需要進行哪些適應性調整？

　　克里斯托夫·梅內爾：我想推薦兩種模式。一種是“STEAM+H”模式，將人文、藝術和倫理原則與傳統STEM學科相結合，培養創造力、社會責任感和可持續發展能力，強調現實問題解決、項目式學習，并利用虛擬現實等先進技術提供沉浸式實踐體驗。同時，注重培養批判性思維、團隊合作等21世紀技能，并根據學習者年齡和文化背景進行調整，積極適應本地環境。另一種是整合式STEM教育，基于社會建構主義學習理論，核心原則包括STEM內容整合、聚焦現實問題、探究與設計、團隊合作以及以學生為中心的實踐學習，強調根據學科視角調整探究式學習和設計式學習，并注重團隊合作以反映真實職場需求。

　　在不同文化背景和教育體系中推廣這些模式時，需要進行內容本土化調整，使課程和問題場景反映當地社會經濟、環境和文化情況；加強教師培訓，幫助教育者掌握適應本地教師情況和資源條件的教學方法和技術整合能力；資源適配，根據不同地區的基礎設施差異和資金限制調整技術和物質資源；制定包容性措施，針對性別、社會經濟和語言多樣性制定策略，尤其關注代表性不足的群體；與教育體系對齊，調整評估方法、課程框架和發展路徑，以符合本國標準和資格框架；推動多方協作，讓當地社區、產業和政策制定者參與其中，支持模式的本土化實施和可持續推廣。

　　皮耶羅·多米尼奇：多年來致力于培養學生系統性思維的經驗表明，教育過程不能標準化，教學的任何部分都無法標準化，每個學生都應得到個性化對待，充分尊重其獨特性。除了強調以系統性方法應對復雜性外，不存在可全球推廣或適用于不同文化或教育背景的“模式”，每個背景都是獨特的，必須區別對待。這也是我在任教大學設立的國際研究與教育項目“CHAOS：復雜人類適應組織與系統”正在探索的要點，該項目不會將STEM研究與其他學科領域孤立開來。當然，這并不意味著每個主題都要從零開始，我們應站在巨人的肩膀上，利用前人的發現造福人類。關鍵在于重視質的因素，而非僅僅依賴量化數據、數字、公式、模型和測量結果。過度強調教育的量化方面而低估質的因素，對培養有思想的人是有害且適得其反的。對循證教育模式的迷思限制了優秀的教育過程，僅靠量化數據無法充分解釋變化，而變化是人類發展的必經之路。

　　4 多方協同破局，三大關鍵詞錨定未來

　　記者：在全球STEM人才培養中，政府、教育機構、企業、國際組織等應如何明確分工與協作？目前哪些協作機制已初見成效，哪些仍存在改進空間？

　　克里斯托夫·梅內爾：政府、教育機構、企業和國際組織等在STEM人才培養中角色獨特且互補，有效協作至關重要。政府負責制定政策框架、提供資金、制定STEM戰略、協調舉措、建立治理結構，使教育改革與產業需求對齊；教育機構提供高質量課程和培訓，注重教師發展，實施創新教學法，開展實證研究以改善學習成果；企業提供行業技能洞察，通過STEM工廠等提供實習、指導和技術資源，參與課程開發；國際組織促進跨境知識交流，支持發展中地區建設與資金供給，推動跨國項目、聯盟和微證書體系。

　　已顯現成效的協作機制有：多部門 STEM生態系統，連接多方創造包容性學習環境，惠及數百萬學習者；政府主導的公私合作伙伴關系舉措，如歐洲STEM教育戰略計劃，提供協調治理等；跨國聯合項目和微證書體系，整合資源協調課程，加強技能提升；數據驅動的協調和評估系統，監測評估項目成效，確保改進并契合市場需求。仍需改進的領域包括：平衡推廣與本土化，量身定制使項目適應不同背景且保持有效；提升包容性與公平性，采取針對性措施提高代表性不足群體參與度；簡化跨部門溝通協作流程，減少隔閡提高效率；解決資金可持續性與資源共享問題，開發資金模式和共享機制面臨挑戰；加強國際合作，各國和地區協調分享經驗，強化全球STEM人才培養。

　　拉杜?雷伊：補充一點，各方應首先在最重要的領域選擇現有基礎上優化的方案，明確可持續前景，并為選定者和愿意深造者創造有吸引力的激勵機制。需要創建專門的教育框架，培養在未來關鍵領域有發展前景的年輕人，通過獲得的能力和一段時間的實踐經驗，使他們能夠制定戰略、計劃、規范性文件和復雜項目，達到公認的專業能力水平。例如，對于與平原和丘陵地區存在顯著差異的山地地區，特別是農村地區，農業專家應在大學的專門部門接受培訓，使技術知識與經濟和行政管理知識相結合。

　　記者：如果用3個關鍵詞概括全球 STEM教育的發展方向，您會選擇哪3個？為什么？

　　邁克爾·奧爾：我想說的是創新、包容和協作。選擇創新是因為，隨著技術快速發展，STEM教育必須不斷適應，培養創造力、批判性思維和問題解決能力，為學習者應對未來挑戰做好準備；選擇包容是因為，確保不同性別、地區和群體的公平獲取和參與至關重要，這是構建能夠應對復雜社會問題的多元化全球STEM人才庫的基礎；選擇協作是因為，全球挑戰需要政府、機構、企業和社區之間的協調努力，促進STEM教育中的知識共享、資源整合和聯合問題解決。這3個關鍵詞凸顯了未來全球STEM教育動態、公平和相互關聯的本質。

　　皮耶羅·多米尼奇：我選擇跨學科性、過時性和不穩定性。跨學科性是比多學科性和交叉學科性更復雜的屬性，對教育未來至關重要。雖然大學等機構對此多有宣傳，但在融入國家或全球教育過程方面做得少，應分階段實施，從多學科過程開始，連接研究領域并超越界限，形成新的知識形式。過時性是因過去幾十年科學發現和發明使通信連接性和傳播速度指數級增長，導致工作場所、市場及法律框架持續過時，需對社會采取系統方法應對。不穩定性是因為創新最初會使社會易受傷害，打破傳統、進入未知，意味著不穩定，我們要應對而非恐懼回歸舊法、局限于“以前有效的事”。教育機構要打破狹隘界限，建立跨學科路徑，培養復合型人才，創新要兼具突破性和包容性。

　　岳曉光：終身學習、跨學科融合和多方協同是我選擇的3個關鍵詞。終身學習是應對技術社會挑戰的關鍵，STEM教育需覆蓋全生命周期，確保人們在不同階段都能學習，提升競爭力；跨學科融合要求打破學科界限，結合實際案例培養學生批判性思維等核心素養，適應未來生活、工作環境；多方協同則強調需要政府、企業、教育機構、社會、國際學術組織共同參與，協作推進STEM教育發展。

《中國教育報》2026年01月08日 第09版

作者：主持人 本報記者 黃金魯克