桑標 王楓：構建中國特色中小學科技教育的理論和實踐體系

STEM教育作為融合科學、技術、工程和數學的教育模式，從誕生伊始就憑借其跨學科整合的核心特征和服務科技創新人才培養的重要功能而備受推崇，在全球各國迅速得到實踐傳播。2023年11月，聯合國教科文組織（UNESCO）第42屆大會以協商一致的方式，通過了在中國上海設立國際STEM教育研究所的決議。2025年9月21日，聯合國教科文組織國際STEM教育研究所在上海正式成立。這是聯合國教科文組織首次將全球性一類中心設在歐美以外的國家，對我國深度參與國際STEM教育的研究、實踐、決策及交流合作具有深遠意義。中共中央、國務院印發的《教育強國建設規劃綱要（2024—2035年）》明確將“支持國際STEM教育研究所建設發展”作為建設教育強國、加大教育對外開放力度、積極參與全球教育治理的一項重要舉措。這一切對我國本土STEM教育高質量改革發展提出了新的時代命題。

一、深化本土STEM教育改革是培養科技創新人才的重要路徑

STEM教育是在科學、技術、工程之間的聯系愈發緊密和經濟全球化背景下復合型人才的培養需求急劇增長的歷史背景下發展起來的。[1] 隨著人類社會經歷第四次科技革命逐步邁入智能化時代，全球知識競爭、科技競爭日益激烈，創新驅動高質量發展已成為普遍共識。科技競爭歸根到底是科技人才的競爭。實現高水平科技自立自強，就必須依靠教育培養大量科技領域的創新人才和拔尖人才。黨的二十大報告深刻提出教育、科技、人才一體推進的戰略部署。《教育強國建設規劃綱要（2024—2035年）》進一步對“加強科學教育”和在基礎教育階段“點面結合”實施科學素養培育“沃土計劃”、面向具有創新潛質的高中生實施“脫穎計劃”作出了重要部署，旨在從小培養學生的科學素養和運用科學技術創造性解決實際問題的創新實踐能力，促使科技領域極具創新潛能的拔尖人才得以持續涌現。STEM教育因其整合科學、技術、工程、數學的跨領域針對性和直指創新創造實踐的“基因”，天然成為培育科技人才的重要教育手段，深化本土STEM教育改革也成為我國提升科技創新人才培養效能的重要路徑之一。

二、我國STEM教育的實踐經驗與面臨的主要挑戰

自21世紀初STEM教育引入我國至今已有20多年歷史。多年來，我國積極借鑒國際先進的STEM教育理念和做法，推動了大量卓有成效的STEM教育探索和實踐，為進一步深化本土STEM教育改革奠定了扎實基礎。

（一）我國STEM教育的實踐及經驗

1.納入科學教育框架加強政策引領

我國STEM教育的探索和實踐主要在加強科學教育、落實在教育“雙減”中做好科學教育“加法”的總體框架下展開。近年來，STEM教育理念融入科學教育政策日益凸顯。2023年，教育部等十八部門印發《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》，提出“統籌規劃科學教育與工程教育，體現實踐性、綜合性”和“探索項目式、跨學科學習，提升學生解決問題能力”等要求，這些內容都帶有鮮明的STEM意味。此后，全國多地陸續出臺以科學教育推動STEM教育的相關政策舉措。一系列國家和地方的科學教育政策，切實推動了新時代背景下STEM教育在我國中小學的普及推廣。

2.以課程改革為抓手推動學科融合

在大力倡導做好教育“雙減”中的科學教育“加法”的同時，國家新一輪基礎教育課程改革也體現了更強的學科融合導向，實現了STEM教育在科學技術類課程中的蓬勃開展。《義務教育課程方案（2022年版）》要求各門課程安排不少于10%的課時用于開展跨學科主題學習；《義務教育科學課程標準（2022年版）》也將“具備初步技術與工程實踐能力”納入科學課程的育人目標，在課程內容中明確設置了指向“技術、工程與社會”和“工程設計與物化”等核心概念的內容模塊，標志著我國科學教育進入了倡導跨學科融合和注重科技工程實踐的新階段。在這一背景下，全國大力推動科學教育教學方式變革，項目式學習、跨學科學習逐漸成為STEM教育的常用教學實踐方式。例如，浙江省把實施項目化學習、探索跨學科學習作為推動STEM教育的關鍵抓手；上海市已實現義務教育項目化學習全覆蓋，正在依托融合數學、科技與工程實踐的科創類跨學科項目化學習實施，加快STEM教育高品質落地。

3.以資源統整為保障深化專業協同

近年來，全國高校、科研院所、社會場館、專業機構、科創企業等積極投身STEM教育，不斷拓展優質科學教育的資源統整、社會協同和專家支持。同時，以教育研究引領STEM教育改革發展的工作機制初步確立。中國教育科學研究院2017年成立STEM教育研究中心，發布《中國STEM教育白皮書》，提出《中國STEM教育2029行動計劃》；中國教育發展戰略學會編制推出《STEM教育2035行動計劃》；上海、重慶、廣州等地相繼成立STEM教育的專門研究機構。全國高度重視STEM教育的師資隊伍建設，研制STEM教師能力等級標準，通過持續組織與課程改革配套的科學教師能力培訓和教研科研，有效促進了中小學STEM教育教師的能力提升，為進一步推動我國STEM教育專業化發展注入了強勁動能。

（二）我國STEM教育面臨的主要挑戰

經過20多年發展，我國STEM教育穩健起步并取得可喜進展。與此同時，我們要清醒地認識到，進一步推動STEM教育高質量發展仍面臨著諸多挑戰。

1.科學教育相關概念缺乏統一的認識與表達

在國內外推動科學教育改革發展的進程中，陸續出現了科普教育、科技教育、工程教育、創客教育、STEM/STEAM教育、科創教育、創造教育等一系列內涵相近又各有側重的科學教育概念。調查發現，教師對這些概念提法的認識和理解常常莫衷一是、難以區分，不利于精準把握STEM教育的核心內涵與關鍵特征、凝聚STEM教育的理念認同和行動共識。另一方面，STEM教育作為舶來概念，其落地還要與本土教育的話語體系和實踐基礎有機結合。縱觀全球，許多國家的STEM教育都有這樣的本土化建構。例如，德國提出實施更加注重學生信息技術應用和數字能力培養的MINT教育；[2] 芬蘭通過設立LUMA中心，側重從自然科學與數學的融合出發逐步拓展STEM教育。[3] 因此，厘清STEM教育與相關科學教育概念的聯系和區別，構建中國式STEM教育的話語系統和理論體系，是推動STEM教育本土化發展的基本課題。

2.專項政策及資源統整的協同機制尚不健全

盡管國家層面已出臺科學教育的綱領性文件，但仍缺少統領STEM教育改革發展的專項政策，高質量推進STEM教育的協同體系及其配套機制還不夠健全。調查發現，中小學科學教育對基礎教育外部資源的利用普遍存在“有什么就用什么”“認識誰就邀請誰”的隨意性和“優質學校資源充足，薄弱學校資源匱乏”等不均衡現象。基礎教育與高等教育、科研院所、科技企業等的協同尚缺乏系統的統籌規劃和制度化落實。校內科學教育與校外科學教育的管理多由不同教育行政條線承擔，校內外STEM教育的聯動互補有待進一步深化。另一方面，STEM教育政策還要體現科技發展不斷迭代更新的鮮明時代性。例如，美國每隔幾年就會根據科技發展的新形勢新突破完成對STEM教育戰略規劃的修訂。這為我國與時俱進完善STEM教育的政策機制和體系提供了有益啟示。

3.從理念到實踐的教學評轉化質量存在落差

STEM教育的核心理念與關鍵特征主要體現在“跨學科融合”和“創造性問題解決”兩個方面。在加強科學教育和實施“雙新”課程改革的背景下，廣大的基礎教育教師已經擁有一定的跨學科意識，能夠積極實踐跨學科、項目化教學設計，但推動STEM教育核心理念落地的課程、教學、評價還不同程度存在落差。調查發現，部分中小學的STEM教育主要依托校本課程、課后服務、學生社團等組織開展，活動性質的STEM教育相對豐富，但國家課程校本化實施中的跨學科設計和工程項目設計還比較淺顯，難以有效培養學生的科學素養和工程素養。個別學校甚至出現了STEM教育成為服務各類科技競賽的功利傾向。另一方面，科學教師仍容易陷入以知識為中心的教學模式，片面注重學生對科學知識原理的機械識記和反復練習，關注學生的應試成績，忽視了真實情境中的問題創設、概念整合和對學生高階思維、動手實踐和創造力的培養。在教學評價上，一些教師更追求學生是否按要求完成科技作品的結果，對他們在學習和實踐過程中表現出的好奇心和想象力、批判性思維和創造性思維、自主性與合作性及試錯和失敗的價值普遍重視不夠。

4.師資構成及專業能力亟須進一步優化提升

我國的STEM教育主要依靠科學教育教師實施，科學教育師資隊伍專業化建設是實現STEM教育高質量發展的根本保障。北京大學教育學院2023年開展的“全國義務教育學校科學教育教師調查”發現，我國中小學科學教育師資基礎仍相對薄弱，[4] 主要表現為：中小學科學專任教師數量不足，小學階段科學教師的學歷水平偏低、專業匹配度不高，科學教師隊伍自身對科學本質的理解及其科學素養有待提高，學校之間、校內校外、地區之間的科學教師專業能力差異顯著，已有的常規師訓和教研活動難以滿足科學教師的深層發展需要，教師設計跨學科、項目化學習的能力和數智技術的應用能力還不能充分滿足科學教育高質量發展的需要。另一方面，作為科學教育中更加貼近科技前沿和跨學科融合的STEM教育師資來源相對單一，集結學校外部的科學家、工程師和科技從業人員等多方力量“為我所用”打造多元化專業化師資隊伍，共同設計和實施高質量STEM教育的教師管理機制有待進一步建立。

三、以構建中國特色中小學科技教育體系推動全球STEM教育高質量發展

聚焦我國STEM教育面臨的問題和挑戰，加快完善本土STEM教育的高質量發展體系，是建設教育強國、科技強國、人才強國的必然要求，也是面向國際社會彰顯中國教育現代化水平的重要窗口。我們要從“中國式STEM教育具有哪些鮮明特征”“中國式STEM教育能為全球STEM教育發展貢獻什么”的問題出發，全面總結本土STEM教育改革發展的有效經驗，主動利用好聯合國教科文組織在上海設立國際STEM教育研究所的契機，推動我國深度參與國際STEM教育的研究、實踐、決策及交流合作，努力為全球STEM教育高質量發展貢獻可復制、可推廣的“中國智慧”。

（一）構建中國特色中小學科技教育的話語系統和理論體系

要推動中國式STEM教育的高質量發展，首先要建立起本土STEM教育的話語系統和理論體系。針對我國基礎教育階段科學教育概念多樣的特點，有必要厘清相關教育概念之間的關系及其各自的內涵側重。如果嘗試以“學科—跨學科”和“經驗性—創造性”兩個維度辨析科學教育相關概念并繪制概念圖譜，可以發現：從推動向公眾普及科技知識和科學思維方式的科普教育，到指向系統掌握特定科學學科概念、知識體系和思想方法的科學學科教育，再到整合科學與技術的科技教育、強調工程實踐與創造的工程教育、側重運用信息科技創新創造的創客教育，進一步到融合科學、技術、工程、數學跨學科開展科技工程創造的STEM教育，最后到涵蓋除科技以外更加寬泛的人文、藝術、社會各領域創新創造的創造教育，這些概念背后體現的是對科學教育跨學科融合實施和對學生創新實踐與創造力培養愈發重視的內在邏輯。科技教育作為中文語境中的概念表達，與STEM教育的核心特征最為接近。要通過構建中國特色中小學科技教育的話語系統和理論體系，明確提出以本土化STEM教育推動中小學科技教育高質量發展的基本理念、核心概念、愿景目標、關鍵原理、實踐路徑、方法工具及保障機制，凝聚全社會對中小學科技教育的最大共識。

（二）發揮“有組織的科技教育”的政策優勢和制度優勢

中國特色中小學科技教育應體現“集中力量辦大事”的舉國體制優勢，通過推動“有組織的科技教育”，構建大中小幼一體貫通、課內課外緊密銜接、校內校外有機聯動、線上線下互為補充和學校、家庭、社會協同共育的高質量中小學科技教育體系。要加快全國層面科技教育專項政策的研制，加大各級政府對科技教育的經費投入，在國家設立科學教育實驗區、實驗校的基礎上，進一步遴選并打造一批具有鮮明科技教育特色的區域和中小學，形成“一區一策”“一校一策”實施方案和典型案例，開發基礎教育學段全覆蓋的中小學科技教育課程體系和資源庫。要完善黨的統一領導下多部門各司其職、緊密協作的科技教育管理與聯席會商制度，加強校內外科技教育的一體設計與聯動，進一步統整各地高校、科研院所、科技場館、科創企業及社會組織等社會資源，健全制度化的優質資源公平供給機制和校家社協同網絡。要強化國家和地方STEM教育研究機構的科研指導作用，積極與聯合國教科文組織國際STEM教育研究所開展合作研究，加強本土STEM教育高質量發展的經驗總結和推廣，為國際STEM教育的組織管理和資源利用提供參照。

（三）融入本土教育的課程教學實施與文化特色

中國特色中小學科技教育必然要在全面落實國家義務教育和普通高中課程方案和課程標準的前提下實施。這就意味著我國的STEM教育實踐更加注重學科與跨學科之間的互補和平衡。科學教育的學科與跨學科實踐并不相互排斥，STEM教育本身也有保留學科的“相關課程（correlated curriculum）”模式和統整學科的“廣域課程（broad fields curriculum）”模式兩種整合模式。[5] 這兩種模式分別指向學生“自下而上”從對學科核心概念的學習出發不斷上升到跨學科的融會貫通和“自上而下”在真實情境跨學科問題解決過程中返回到某個學科開展深度探究的雙重學習路徑。因此，中小學不僅要用好校本課程、課后服務、學生社團等途徑落實科技教育，更要在國家課程校本化實施的過程中加強跨學科整合，全面落實科學素養培育“沃土計劃”，面向全體學生充分發揮學校教育的主陣地作用和課堂教學的主渠道功能，把STEM教育根植在本土基礎教育課程體系的土壤中。與此同時，要充分發揚我國基礎教育以中華優秀傳統文化育人和高度重視學生家國情懷、道德修養和社會責任感培養的優良傳統，堅持從小樹立科技創新人才正確的價值導向，讓世界看到中國如何將STEM教育的高質量發展放在國家教育改革、科技創新、人才培養的一體化布局和構建人類命運共同體的宏大格局下加以推進，彰顯中國特色中小學科技教育的大國氣質。

（四）深化項目式和“創中學”教學變革與評價轉型

中國特色中小學科技教育實現高質量發展的關鍵在于進一步深化教學方式變革。中小學科技教育的課堂教學首先要打破“教知識”的慣性，也要扭轉組織學生完成教師預設的教學刻板流程、對學習和實踐缺乏深入思考與自主決策的“淺表學習”傾向，將中小學科技教育的教學設計聚焦到培養學生堅持運用科學知識、科學方法和科學精神解釋現象、探尋規律，并借助科學技術和工程實踐創造解決真實問題的科技產品的科學素養和工程素養上，讓學生“像科學家一樣思考，像工程師一樣行動”。為此，有必要把科技類、工程類的跨學科項目式學習作為科技教育的主要教學樣態，將學生對科技工程領域學科和跨學科核心概念的學習、理解及應用，貫穿到以驅動性問題為主軸，引導學生在真實情境中自主或合作生成觀察與思考、提問與追問、測量與實驗、設計與建模、制作與創造等豐富的深度思維、具身實踐和螺旋進階過程之中。要進一步推動中小學科技教育教學從“做中學”走向“創中學”，引導學生經歷激趣探新、激活思維、激勵實踐、激發審辯的“探究—想象—行動—反思”完整創造過程，將學生的學習、實踐和創造過程統一為“在創造中學會學習，在創造中學會創造”的“創中學”過程。[6] 與此同時，要以“教—學—評”一體化思路同步加快中小學科技教育的評價轉型，強化對學生素養發展而非知識習得的關注和對學習實踐過程而非結果的關注，堅持圍繞過程與結果相結合的評價、綜合評價和增值評價，進一步開發評價量規和評價工具，切實以評價呵護學生的好奇心與想象力、促進學習的自主與合作、激發批判性思維和創造性思維，激勵他們在挫折和失敗面前養成反思習慣和堅毅品質。

（五）打造多元化、專業化中小學科技教育師資隊伍

中國特色中小學科技教育的高質量改革發展有賴于科學教師隊伍的專業化發展。要加快提高中小學科學專任教師和專業教師的配備比例，深化科學教師培養供給側改革，加強師范類教育對科學教師自身科學素養和跨學科教學能力的培育。針對科學教師專業能力在學校和地區之間存在顯著差異的問題，進一步出臺政策驅動骨干科學教師柔性流動、跨區域交流和在職進修。高度重視以高水平師訓和教研推動中小學科技教育教師專業化發展，開發中小學科技教育系列師訓課程，充分發揮教研制度作為我國提升基礎教育課程教學質量重要保障的優良傳統，組建中小學科技教育專門化教研隊伍，打造跨學科教研共同體，推動以基于學科和跨學科核心概念設計實施項目式學習為重點的教研模式，常態化指導一線中小學教師提升科技教育品質。與此同時，要進一步拓展多元化的科技教育師資構成，建立邀請高校和科研院所專家、科技企業技術專家等充實中小學科技教育師資的工作機制，鼓勵有條件的區域和學校探索“科學家+教師”“工程師+教師”聯合開發課程和授課的“雙師課堂”，探索運用人工智能、元宇宙、虛擬實驗室等前沿技術的“未來課堂”，打造科技教育沉浸式場景，加強“師—機—生”協同創新，充分利用教育外部的優質技術資源推動科學教師的數字素養和技術應用能力發展，提升中小學科技教育的數字化、智能化水平，努力實現數智技術賦能科技教育大規模因材施教。

構建中國特色中小學科技教育的理論和實踐體系、推動STEM教育本土化高質量發展是一項任重道遠的系統工程，但唯有將STEM教育的研究及其本土改造與創新融入我國基礎教育改革，才能使其發揮持久的生命力和影響力。[7] 全體科學教育工作者要堅持自主自信、系統施策、守正創新、胸懷天下，攜手推動中國特色中小學科技教育的蓬勃發展，為建成教育強國、建設具有全球影響力的重要教育中心、培養堪當民族復興大任的科技創新人才和推動國際STEM教育的公平優質發展作出新的更大的貢獻。

參考文獻

[1] 秦瑾若，傅鋼善. STEM教育：基于真實問題情景的跨學科式教育[J]. 中國電化教育，2017（04）：67-74.

[2] 任平，賀陽. 超越STEM：德國MINT教育課程體系建設的主要特征與時代啟示[J]. 全球教育展望，2024，53（10）：3-19.

[3] 趙佩，趙瑛. 芬蘭LUMA計劃對我國基礎教育階段STEM教育生態系統構建的啟示[J]. 教師教育論壇，2020，33（08）：74-76.

[4] 郭叢斌，吳宇川，沙桀民，等. 我國中小學科學教育的師資基礎：挑戰與應對—基于對16841名中小學教師的問卷調查[J]. 中國教育學刊，2024（06）：77-83.

[5] 余勝泉，胡翔. STEM教育理念與跨學科整合模式[J]. 開放教育研究，2015，21（04）：13-22.

[6] 王楓. 青少年科創教育的“創中學”模型建構[J]. 教育發展研究，2024，44（06）：18-25.

[7] 楊明全. 論STEM教育的本土化建構：內涵、價值及實踐探索[J]. 現代遠程教育研究，2024，36（01）：39-45+53.

本文系2024年度教育部哲學社會科學研究重大委托項目“青少年科創教育體系建構與探索性實踐及其長效機制建設研究”（項目編號：24JZDW008）的階段性研究成果

（作者桑標系上海市教育科學研究院院長、教授，教育部“教育大數據與教育決策實驗室”主任；王楓系上海市教育科學研究院普通教育研究所學生發展研究中心主任）

《人民教育》2025年第21期

作者：桑標 王楓