德國STEM教育的實施及啟示

世界各國將STEM教育作為培養科技創新人才、提升公民科學素養、保持國家競爭力的關鍵。[1]在邁向數字化發展的道路上，STEM教育發揮著核心作用，對能源轉型和數字化轉型等重大全球和社會挑戰至關重要。作為較早重視STEM教育的國家之一，德國為了激發并維持青少年對STEM領域的興趣，從多方面入手，促進STEM領域行業持續發展。在諸多舉措的實施過程中，德國形成了自身獨有特點，對我國推行STEM教育具有借鑒意義。？

一、德國STEM教育的背景與政策支持

1.背景

德國以強大的機械制造業和前沿的化工產業為主，并且占據了國際市場的主導地位。德國的眾多集團（西門子、博世等）以其強大的創新能力占據全球的大量份額，其中涵蓋機械工程、電子工程、醫療技術、金屬制造等眾多領域，其背后，STEM領域行業發揮著強大的驅動作用。

德國具有高度創新的經濟體，需要大量訓練有素的技術工人。但近年來STEM領域職位空缺量有所增加，并且在個別職業領域存在瓶頸。[2]相關研究指出，德國年輕人對STEM相關學科的興趣正在下降，且STEM學科課程的減員和輟學率很高。[3]如果德國想在科學、研究和創新方面保持領先地位，就需要更多對數學、計算機科學、自然科學和技術充滿熱情的人。

2.政策支持

早在2008年，德國聯邦教育和研究部提出的《德累斯頓決議》就將STEM教育列為教育發展的重要目標。[4]2019年，該部推出了《在STEM教育中走向未來——STEM行動計劃》戰略框架，構建了青少年STEM教育、STEM專業人才培養、提高STEM領域的女性機會和社會中的STEM教育四個行動領域。[2]為了確保STEM技術人才基礎，德國于2022年啟動了《STEM行動計劃2.0》（下文簡稱《計劃2.0》）， 設定了合作、質量、家庭、研究以及早教五個行動領域，并撥款4500萬歐元為STEM教育提供支持。[5]

二、德國STEM教育的舉措

1.強化學校STEM教育

德國學校STEM教育的核心目標是：早教階段注重培養學生對STEM領域的興趣。小學階段STEM教育的焦點是通過STEM活動，培養學生對STEM領域的興趣。升入中學后，學生可以選擇在職業學校繼續學習STEM領域相關專業。在接受完職業學校教育之后，還可以進入應用技術大學、工程技術大學等高校深造，未來成長為技術專業人才或科學研究人才。[6]

2.加強與校外STEM教育服務合作

要培養STEM領域人才，僅僅通過學校教育還不夠，需要持續地與課外STEM服務整合。《計劃2.0》五個行動領域中，首先提出的領域就是加強校外STEM教育服務與校內教育之間的合作。德國倡導建立STEM集群拓展和鞏固校外STEM教育，[7]而這些STEM集群又與學校建立合作，構建聯系網絡。與此同時，許多學校也與學生實驗室、科學中心、公司等密切聯系。此外，德國計劃以競賽的方式鼓勵STEM教育校內外合作模式的不斷創新。

3.關注STEM教師的專業化發展

為提升STEM教師的專業化程度，一方面，德國進一步完善STEM教師培訓，其中一個重點是提高師范教育各階段的相互聯系、實際相關性以及吸引新的群體參加教師培訓；另一方面，德國建立了“學習和繼續教育的數字和數字支持教學能力中心”，通過數字化培訓，賦予教師權利，塑造未來教學。[8]此外，德國正在資助“STEM校園”的建立，以支持和進一步專業化STEM參與者。

4.支持兒童和青少年競賽

為促進STEM教育，德國致力于資助學校舉辦兒童和青少年競賽，旨在發掘學生的潛力并喚醒他們對STEM領域的興趣。德國有一項著名的學生競賽“青年研究”，該競賽的目標是激發青少年對STEM相關學科的興趣。自1965年第一輪比賽以來，已有超過28萬青少年參加了該競賽，且90%的成功參與者繼續學習STEM教育。“計算機科學競賽”是德國計算機科學領域最大的學生競賽，該競賽面向各類學校3～13年級的兒童和青少年，其目標是激發他們對計算機領域的興趣，并發現和提拔人才。

5.進行STEM教育實踐研究

為更有效地開展STEM教育，擴大社會科學研究是必要的。為弄清楚如何促進STEM教育的成功，德國開展對國際成功STEM教育的研究，以此完善促進學生STEM興趣和能力長期發展的措施。與此同時，德國著手STEM教育實施條件的研究，并開發保障和評價STEM實施質量的工具。在進行STEM教育實踐研究時，德國不斷探尋在STEM教育中促進職業教育發展的方法。

三、德國STEM教育的特色

1.構建STEM教育生態系統

《計劃2.0》構建了從早教到大學再到繼續教育的完整STEM教育鏈，STEM教育鏈是學生、教師、學校、社會等各方面能夠有效地參與STEM教育并達到良性循環狀態的STEM教育生態系統。[6]為了樹立良好榜樣，德國設立了宣傳網站“STEM-E”，通過宣傳STEM項目，串聯了STEM教育鏈各環節的所需條件和實踐經驗，進一步提高了STEM教育的質量。

2.重視女性的STEM學習

在德國的STEM職業中，女性代表不多，這會使年輕女性對STEM職業望而卻步。為了避免女性在職業的選擇上受到這種思想的束縛，激發她們對STEM職業的興趣，加強她們在STEM領域的創新能力，德國社會各界采取了多種措施，給予她們在興趣的培養、課程的選擇、職業的選擇與培訓等方面的支持。例如，德國多年來一直積極參與整個STEM教育鏈，從2016年到2021年，共資助了支持女性STEM教育的項目55個，在這些項目中，還制訂了女性在STEM領域發展的戰略。[9]由德國聯邦教育和研發部發起的《國家STEM職業女性公約》也正在進行中。

3.整合社會力量

在德國STEM教育發展中，社會力量起著強大的支撐作用，有許多基金會、公司、協會等合作伙伴參與到STEM教育中。例如， 由德國聯邦教育和研究部資助的非營利基金會Stiftung Kinder forschen，致力于為三至十歲的兒童提供良好的早期STEM教育，旨在使他們在未來變得強大，并賦予他們可持續行動的能力。由亥姆霍茲信息安全中心等組織的“量子技術：從基礎到市場”項目，其目標是進行兒童STEM教育，培養他們對人工智能領域的興趣。

4.凸顯數字化教學

德國聯邦教育和研究部支持的“數字和數字支持教學卓越中心”塑造了科學與實踐之間的“對話”，實現了學校和教師教育的數字化轉型。該中心涵蓋了4個主題的能力中心，來自科學機構的項目網絡參與了大約180個關于繼續教育及各學科數字支持教學材料的研究和開發項目。此外，德國充分利用數字信息的傳播作用，通過“STEM-E”網站的宣傳，加深人們對STEM領域的認識，引領他們的職業選擇。

四、啟示

當前，STEM教育已經在我國很多地方實施并且取得了明顯進展，但是也面臨著挑戰。如何實施符合我國教育實際的STEM教育？鑒于德國促進STEM教育的各項舉措，可以得到以下幾個方面的啟示。

1.重視STEM領域綜合人才的培養

當前，全球新一輪科技革命和產業變革風起云涌，我國要想搶占世界前沿科技創新領域的制高點，比以往任何時候都更需要高水平的STEM領域人才。我國學生在早期教育中，教師要弱化以成績為重的觀念，多關注學生對STEM相關學科的興趣。進入中學后，教師要持續性地啟發他們的STEM興趣，并在未來職業選擇中給予關注與支持，促進他們發展成為高素質的STEM領域人才。

2.加強STEM專業教師培育

全球STEM教育領域都面臨著STEM專業教師短缺和在職STEM教師專業素質不高的問題。德國通過向教師提供專業培訓、豐富的STEM教育資源，促進STEM教師的專業化發展，進而擴大STEM教育的影響力。我國沒有專門培養STEM教師的專業，在STEM學科的培養中，課程類型相對單一且缺乏實踐類課程，導致專門從事STEM領域的人才很少。基于此，我們要加強教師職前的專業化培養，建立STEM教師培養方案，扎實教師的STEM理論與實踐基礎。同時，我們要更新教師職后培訓內容與方式。目前在職的教師，跨學科融合能力明顯不足，在進行STEM活動時，只是將多學科內容簡單混合在一起，沒有形成內在的、有深度的融合。要通過職后培訓，使教師充分把握STEM教育的內涵和方法，在教學中開展高質量的STEM教學。

3.構建系統的STEM課程

目前，我國的大部分STEM課程多是由一個個獨立的案例組成，缺乏系統化的設計。有些國外的STEM教材被翻譯過來并直接在中小學使用，導致不符合我國基礎教育具體情況，并且教師在設計STEM課程時難免會出現局限于自己的思維、各課時之間銜接不密切等問題。因此，開發系統的STEM課程顯得十分有必要。教師要系統梳理STEM課程內容，構建各學段相互銜接的知識體系，圍繞大概念、教材大單元進行課程的整體設計，再對各課時進行規劃，構建系統的課程，并通過STEM相關教育平臺進行資源的共享和推廣，不斷優化STEM課程體系。

4.充分發揮科學競賽的作用

科學競賽有助于激發學生的STEM興趣，是培養STEM領域專業人才的有效舉措。目前，我們可以推廣科學競賽活動，通過競賽激發兒童和青少年對STEM領域的興趣，培養他們解決實際問題和科技創新的能力，為我國科技發展培養潛在的高水平科技創新人才。

5.在學校教育中滲透STEM職業教育

STEM教育可以通過職業教育的形式，促進人才培養與社會經濟的發展。[10]在中小學教育中滲透STEM職業教育很有必要，教師可以讓學生通過參與STEM實驗項目、與專家合作解決問題以及到企業實際體驗學習等方式，幫助他們獲取對STEM職業的主觀感受和體驗，進而提高他們的STEM職業興趣與技能。

6.鼓勵多元協同育人

STEM教育需要多方合作，共同推動。根據德國的經驗，對STEM人才的資源供給很大程度上是校外機構、企業、基金會等多元主體進行協同互助，這些社會力量的參與和支持為學校教育提供了良好的補充與拓展。這啟示我們：第一，可以鼓勵中小學與高等院校建立合作，充分利用高校的資源；第二，利用各種科普場館的教育資源，如科技館、博物館等，拓展STEM教育的空間，讓學生通過實踐進行多元化學習；第三，鼓勵企業參與STEM教育，通過政府的引領、企業的支持開展STEM項目，豐富學生的STEM實踐學習，培養更多實用性、創新型人才。

（作者：重慶師范大學初等教育學院碩士研究生）

參考文獻

[1]于曉雅，段訓樂.國外STEM教育政策與發展趨勢分析[J].創新人才教育，2023（01）.

[2]Mit STEM in die Zukunft[EB/OL].（2019-02-13）[2023-6-25].https：//www.bmbf.de/bmbf/shareddocs/kurzmeldungen/de/mit-STEM-in-die-zukunft.html.

[3]Bildungsberichterstattung A. Bildung in Deutschland 2020： Ein indikatorengestützter Bericht mit einer Analyse zu Bildung in einer digitalisierten Welt[M].Germany：wbv Media GmbH amp; Co.KG，2020.

[4]祝智庭，雷云鶴.STEM教育的國策分析與實踐模式[J].電化教育研究，2018（01）.

[5]STEM-Aktionsplan 2.0[EB/OL].（2022-10-05）[22023-06-25].https：//www.bmbf.de/bmbf/dd/bildung/digitalisierung-und-STEM-bildung/STEM-bildung/STEM-aktionsplan.html.

[6]袁磊，金群.在STEM教育中走向未來——德國STEM教育政策及啟示[J].電化教育研究，2020（12）.

[7]STEM-Cluster[EB/OL].[2023-06-25].https：//www.bildung-forschung.digital/digitalezukunft/de/bildung/STEM-cluster/vorstellung-die-STEM-cluster/vorstellung-die-STEM-cluster.

[8]Kompetenzzentren für digitales und digital gestütztes Unterrichten[EB/OL].（2022-11-09）[2023-06-24].https：//www.bmbf.de/bmbf/de/bildung/digitalisierung-und-STEM-bildung/digitaler-unterricht/kompetenzzentren-fuer-digitales-unterrichten.html.

[9]MissionSTEM – Wir st？rken die Innovationskraft von Frauen im akademischen STEM-Bereich[EB/OL].（2023-05-23）[2023-06-24].https：//www.bmbf.de/bmbf/de/forschung/gleichstellung-und-vielfalt-im-wissenschaftssystem/STEM-pakt/STEM-pakt-und-erfolg-mit-STEM.html#searchFacets.

[10]王濤，馬勇軍，王晶瑩.我國中學生STEM職業興趣的實證研究[J].上海教育科研，2020（11）.