國際學(xué)者眼中的STEM教育

　　《教育強國建設(shè)規(guī)劃綱要(2024—2035年)》指出：“完善教育對外開放戰(zhàn)略策略，建設(shè)具有全球影響力的重要教育中心?！蔽覈萍冀逃桥囵B(yǎng)創(chuàng)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(shè)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(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)）教育發(fā)展現(xiàn)狀、機遇挑戰(zhàn)和未來趨勢，能夠為我國科技教育發(fā)展提供全球坐標(biāo)。為此，本報記者獨家專訪國際有關(guān)領(lǐng)域院士、大學(xué)校長等專家學(xué)者，以饗讀者?！幷?/strong>

　　訪談嘉賓

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

　　德國工程院院士、德國數(shù)字科學(xué)大學(xué)校長克里斯托夫·梅內(nèi)爾（Christoph Meinel）

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

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

　　國際工程技術(shù)協(xié)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(shù)重塑課堂，STEM融合正當(dāng)時

　　記者：隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進，全球可持續(xù)發(fā)展和勞動力市場面臨嚴峻挑戰(zhàn)。作為未來創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要手段，大力發(fā)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(nèi)呈現(xiàn)一種什么樣的趨勢？普遍存在的共性問題是什么？不同經(jīng)濟發(fā)展水平的國家面臨的差異化挑戰(zhàn)有哪些？

　　邁克爾·奧爾：新興趨勢包括人工智能、虛擬現(xiàn)實等數(shù)字技術(shù)與在線學(xué)習(xí)平臺融合提升參與度和個性化體驗；跨學(xué)科方法、編程素養(yǎng)及創(chuàng)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(yǎng)。共性挑戰(zhàn)有優(yōu)質(zhì)STEM資源獲取有限、教師培訓(xùn)有差距、性別和社會不平等突出、課程須隨技術(shù)更新等。差異化挑戰(zhàn)方面，發(fā)達國家要將先進技術(shù)融入傳統(tǒng)課程，確保教育資源公平獲??；發(fā)展中國家面臨基礎(chǔ)設(shè)施、教師和資金不足等基礎(chǔ)障礙。

　　克里斯托夫·梅內(nèi)爾：核心趨勢包括人工智能、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實和機器人技術(shù)等改變STEM教學(xué)和評估，實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)；項目式和體驗式學(xué)習(xí)取代傳統(tǒng)講座，培養(yǎng)解決現(xiàn)實問題和創(chuàng)新能力；跨學(xué)科方法激發(fā)創(chuàng)造力，擴大參與度；微證書等靈活認證方式興起，滿足就業(yè)市場需求；全球合作深化，豐富教育生態(tài)。共性挑戰(zhàn)集中在公平和包容方面，如性別、社會經(jīng)濟差異及技術(shù)和課程獲取不均；教師須持續(xù)加強專業(yè)能力發(fā)展；數(shù)字鴻溝和資源短缺；課程應(yīng)適應(yīng)就業(yè)和技術(shù)變化。發(fā)展中國家面臨基礎(chǔ)資源獲取問題，發(fā)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(guān)鍵新趨勢是藝術(shù)與人文學(xué)科正融入STEM領(lǐng)域，這表明人們認識到單憑硬科學(xué)難以全面真實理解現(xiàn)實。討論共同挑戰(zhàn)前，要注意硬科學(xué)的好奇心和藝術(shù)人文科學(xué)的創(chuàng)造力都源于人類的“驚奇感”。如今，全球STEM教育的核心挑戰(zhàn)與構(gòu)建思維體系能力相關(guān)，急需一種有深刻認識論和方法論價值、能廣泛自由應(yīng)用且不抑制多樣性的新的思維體系。全球或地方社區(qū)，各國面臨的主要挑戰(zhàn)差異不在于經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r，而在于各主體對復(fù)雜系統(tǒng)關(guān)鍵特性的認識。若僅將挑戰(zhàn)與經(jīng)濟要素和模式聯(lián)系，會陷入嚴重誤區(qū)。可持續(xù)發(fā)展是復(fù)雜進程，并非單純經(jīng)濟或技術(shù)發(fā)展進程。

　　岳曉光：目前，呈現(xiàn)三大趨勢：一是人工智能與數(shù)字技術(shù)推動資源本土化適配，相關(guān)專業(yè)快速崛起；二是各國紛紛制定量化目標(biāo)，持續(xù)增加STEM教育的投入比例；三是學(xué)校、企業(yè)、社會聯(lián)動整合資源，共同推進STEM教育發(fā)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(xué)，導(dǎo)致畢業(yè)生技能與企業(yè)需求錯位；二是教育公平失衡，最不發(fā)達國家高等教育毛入學(xué)率偏低。差異化挑戰(zhàn)方面，高收入國家存在人才結(jié)構(gòu)失衡等問題，中等收入國家面臨資源不均或轉(zhuǎn)型壓力，低收入國家則受硬件缺失、師資短缺及青年學(xué)習(xí)動力不足等困擾。

　　2 能力迭代加速，跨學(xué)科和倫理問題雙升溫

　　記者：從您的專業(yè)領(lǐng)域出發(fā)，您認為當(dāng)前全球STEM教育人才培養(yǎng)的“核心能力框架”應(yīng)包含哪些維度？與5年甚至10年前相比，這些能力的優(yōu)先級發(fā)生了怎樣的變化？

　　邁克爾·奧爾：全球STEM教育人才培養(yǎng)“核心能力框架”應(yīng)涵蓋七大關(guān)鍵領(lǐng)域：一是技術(shù)熟練度，包括數(shù)字工具、編程、數(shù)據(jù)分析以及人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的應(yīng)用能力；二是創(chuàng)造性問題解決能力，能夠以創(chuàng)新和跨學(xué)科的方式應(yīng)對復(fù)雜挑戰(zhàn)；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(xié)作和溝通能力，具備跨文化、跨學(xué)科協(xié)作的能力和較強的人際交往能力；五是全球意識與倫理責(zé)任感，理解全球挑戰(zhàn)并在技術(shù)發(fā)展中承擔(dān)責(zé)任；六是終身學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力，能夠適應(yīng)快速的技術(shù)變革并持續(xù)提升技能；七是創(chuàng)業(yè)思維，培養(yǎng)創(chuàng)新精神、主動性和韌性，將想法轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用。與5到10年前相比，跨學(xué)科協(xié)作、技術(shù)適應(yīng)性和倫理意識的優(yōu)先級顯著提升，終身學(xué)習(xí)能力也成為應(yīng)對職業(yè)快速迭代的關(guān)鍵。

　　皮耶羅·多米尼奇：“核心能力框架”要打破學(xué)科界限，實現(xiàn)“交叉融合”。STEM主題應(yīng)開放，避免孤立僵化。歷史上杰出人才多有人文學(xué)科素養(yǎng)，這讓他們視野更廣闊。培養(yǎng)STEM人才要重視培養(yǎng)其系統(tǒng)性應(yīng)對復(fù)雜挑戰(zhàn)的能力、整體認知現(xiàn)實的能力，培養(yǎng)跨學(xué)科“復(fù)合型人才”，他們要有開放靈活的思維以應(yīng)對不可預(yù)測性和涌現(xiàn)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(xué)科相互聯(lián)系依存。

　　拉杜?雷伊：核心能力獲取與生命科學(xué)和技術(shù)演進相關(guān)，數(shù)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(yīng)盡早啟動STEM人才培養(yǎng)，從學(xué)前和小學(xué)開始，在高中形成“篩選機制”，識別有潛力的人才。培養(yǎng)STEM人才須全面多元準(zhǔn)備，注重核心領(lǐng)域，形成“通識教育”，塑造多元智能思維，以適應(yīng)可持續(xù)項目需求，服務(wù)人類利益。因技術(shù)進步、社會差距擴大等，核心能力優(yōu)先級改變，須設(shè)計對應(yīng)的解決方案，我認為STEM能力將惠及22世紀(jì)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(shù)據(jù)科學(xué)知識拓展；二是通識教育基礎(chǔ)和跨學(xué)科終身學(xué)習(xí)能力；三是創(chuàng)新思維和實際問題解決能力；四是溝通協(xié)作、演講和表達能力；五是國際化視野；六是可持續(xù)發(fā)展意識。與5到10年前相比，核心能力的優(yōu)先級呈現(xiàn)4個方面顯著變化：跨學(xué)科能力和創(chuàng)新能力的優(yōu)先級明顯提升；人工智能和知識更新素養(yǎng)受到高度重視；國際化視野和可持續(xù)發(fā)展意識日益凸顯；溝通和協(xié)作能力的重要性持續(xù)增強。

　　3 本土創(chuàng)新是關(guān)鍵，避免過度依賴量化數(shù)據(jù)

　　記者：您所在機構(gòu)或主導(dǎo)的項目中，有哪些經(jīng)過實踐驗證的STEM教育創(chuàng)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(yīng)性調(diào)整？

　　克里斯托夫·梅內(nèi)爾：我想推薦兩種模式。一種是“STEAM+H”模式，將人文、藝術(shù)和倫理原則與傳統(tǒng)STEM學(xué)科相結(jié)合，培養(yǎng)創(chuàng)造力、社會責(zé)任感和可持續(xù)發(fā)展能力，強調(diào)現(xiàn)實問題解決、項目式學(xué)習(xí)，并利用虛擬現(xiàn)實等先進技術(shù)提供沉浸式實踐體驗。同時，注重培養(yǎng)批判性思維、團隊合作等21世紀(jì)技能，并根據(jù)學(xué)習(xí)者年齡和文化背景進行調(diào)整，積極適應(yīng)本地環(huán)境。另一種是整合式STEM教育，基于社會建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，核心原則包括STEM內(nèi)容整合、聚焦現(xiàn)實問題、探究與設(shè)計、團隊合作以及以學(xué)生為中心的實踐學(xué)習(xí)，強調(diào)根據(jù)學(xué)科視角調(diào)整探究式學(xué)習(xí)和設(shè)計式學(xué)習(xí)，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(nèi)容本土化調(diào)整，使課程和問題場景反映當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟、環(huán)境和文化情況；加強教師培訓(xùn)，幫助教育者掌握適應(yīng)本地教師情況和資源條件的教學(xué)方法和技術(shù)整合能力；資源適配，根據(jù)不同地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施差異和資金限制調(diào)整技術(shù)和物質(zhì)資源；制定包容性措施，針對性別、社會經(jīng)濟和語言多樣性制定策略，尤其關(guān)注代表性不足的群體；與教育體系對齊，調(diào)整評估方法、課程框架和發(fā)展路徑，以符合本國標(biāo)準(zhǔn)和資格框架；推動多方協(xié)作，讓當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)、產(chǎn)業(yè)和政策制定者參與其中，支持模式的本土化實施和可持續(xù)推廣。

　　皮耶羅·多米尼奇：多年來致力于培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)性思維的經(jīng)驗表明，教育過程不能標(biāo)準(zhǔn)化，教學(xué)的任何部分都無法標(biāo)準(zhǔn)化，每個學(xué)生都應(yīng)得到個性化對待，充分尊重其獨特性。除了強調(diào)以系統(tǒng)性方法應(yīng)對復(fù)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(qū)別對待。這也是我在任教大學(xué)設(shè)立的國際研究與教育項目“CHAOS：復(fù)雜人類適應(yīng)組織與系統(tǒng)”正在探索的要點，該項目不會將STEM研究與其他學(xué)科領(lǐng)域孤立開來。當(dāng)然，這并不意味著每個主題都要從零開始，我們應(yīng)站在巨人的肩膀上，利用前人的發(fā)現(xiàn)造福人類。關(guān)鍵在于重視質(zhì)的因素，而非僅僅依賴量化數(shù)據(jù)、數(shù)字、公式、模型和測量結(jié)果。過度強調(diào)教育的量化方面而低估質(zhì)的因素，對培養(yǎng)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(yōu)秀的教育過程，僅靠量化數(shù)據(jù)無法充分解釋變化，而變化是人類發(fā)展的必經(jīng)之路。

　　4 多方協(xié)同破局，三大關(guān)鍵詞錨定未來

　　記者：在全球STEM人才培養(yǎng)中，政府、教育機構(gòu)、企業(yè)、國際組織等應(yīng)如何明確分工與協(xié)作？目前哪些協(xié)作機制已初見成效，哪些仍存在改進空間？

　　克里斯托夫·梅內(nèi)爾：政府、教育機構(gòu)、企業(yè)和國際組織等在STEM人才培養(yǎng)中角色獨特且互補，有效協(xié)作至關(guān)重要。政府負責(zé)制定政策框架、提供資金、制定STEM戰(zhàn)略、協(xié)調(diào)舉措、建立治理結(jié)構(gòu)，使教育改革與產(chǎn)業(yè)需求對齊；教育機構(gòu)提供高質(zhì)量課程和培訓(xùn)，注重教師發(fā)展，實施創(chuàng)新教學(xué)法，開展實證研究以改善學(xué)習(xí)成果；企業(yè)提供行業(yè)技能洞察，通過STEM工廠等提供實習(xí)、指導(dǎo)和技術(shù)資源，參與課程開發(fā)；國際組織促進跨境知識交流，支持發(fā)展中地區(qū)建設(shè)與資金供給，推動跨國項目、聯(lián)盟和微證書體系。

　　已顯現(xiàn)成效的協(xié)作機制有：多部門 STEM生態(tài)系統(tǒng)，連接多方創(chuàng)造包容性學(xué)習(xí)環(huán)境，惠及數(shù)百萬學(xué)習(xí)者；政府主導(dǎo)的公私合作伙伴關(guān)系舉措，如歐洲STEM教育戰(zhàn)略計劃，提供協(xié)調(diào)治理等；跨國聯(lián)合項目和微證書體系，整合資源協(xié)調(diào)課程，加強技能提升；數(shù)據(jù)驅(qū)動的協(xié)調(diào)和評估系統(tǒng)，監(jiān)測評估項目成效，確保改進并契合市場需求。仍需改進的領(lǐng)域包括：平衡推廣與本土化，量身定制使項目適應(yīng)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(xié)作流程，減少隔閡提高效率；解決資金可持續(xù)性與資源共享問題，開發(fā)資金模式和共享機制面臨挑戰(zhàn)；加強國際合作，各國和地區(qū)協(xié)調(diào)分享經(jīng)驗，強化全球STEM人才培養(yǎng)。

　　拉杜?雷伊：補充一點，各方應(yīng)首先在最重要的領(lǐng)域選擇現(xiàn)有基礎(chǔ)上優(yōu)化的方案，明確可持續(xù)前景，并為選定者和愿意深造者創(chuàng)造有吸引力的激勵機制。需要創(chuàng)建專門的教育框架，培養(yǎng)在未來關(guān)鍵領(lǐng)域有發(fā)展前景的年輕人，通過獲得的能力和一段時間的實踐經(jīng)驗，使他們能夠制定戰(zhàn)略、計劃、規(guī)范性文件和復(fù)雜項目，達到公認的專業(yè)能力水平。例如，對于與平原和丘陵地區(qū)存在顯著差異的山地地區(qū)，特別是農(nóng)村地區(qū)，農(nóng)業(yè)專家應(yīng)在大學(xué)的專門部門接受培訓(xùn)，使技術(shù)知識與經(jīng)濟和行政管理知識相結(jié)合。

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

　　邁克爾·奧爾：我想說的是創(chuàng)新、包容和協(xié)作。選擇創(chuàng)新是因為，隨著技術(shù)快速發(fā)展，STEM教育必須不斷適應(yīng)，培養(yǎng)創(chuàng)造力、批判性思維和問題解決能力，為學(xué)習(xí)者應(yīng)對未來挑戰(zhàn)做好準(zhǔn)備；選擇包容是因為，確保不同性別、地區(qū)和群體的公平獲取和參與至關(guān)重要，這是構(gòu)建能夠應(yīng)對復(fù)雜社會問題的多元化全球STEM人才庫的基礎(chǔ)；選擇協(xié)作是因為，全球挑戰(zhàn)需要政府、機構(gòu)、企業(yè)和社區(qū)之間的協(xié)調(diào)努力，促進STEM教育中的知識共享、資源整合和聯(lián)合問題解決。這3個關(guān)鍵詞凸顯了未來全球STEM教育動態(tài)、公平和相互關(guān)聯(lián)的本質(zhì)。

　　皮耶羅·多米尼奇：我選擇跨學(xué)科性、過時性和不穩(wěn)定性?？鐚W(xué)科性是比多學(xué)科性和交叉學(xué)科性更復(fù)雜的屬性，對教育未來至關(guān)重要。雖然大學(xué)等機構(gòu)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(yīng)分階段實施，從多學(xué)科過程開始，連接研究領(lǐng)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(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)明使通信連接性和傳播速度指數(shù)級增長，導(dǎo)致工作場所、市場及法律框架持續(xù)過時，需對社會采取系統(tǒng)方法應(yīng)對。不穩(wěn)定性是因為創(chuàng)新最初會使社會易受傷害，打破傳統(tǒng)、進入未知，意味著不穩(wěn)定，我們要應(yīng)對而非恐懼回歸舊法、局限于“以前有效的事”。教育機構(gòu)要打破狹隘界限，建立跨學(xué)科路徑，培養(yǎng)復(fù)合型人才，創(chuàng)新要兼具突破性和包容性。

　　岳曉光：終身學(xué)習(xí)、跨學(xué)科融合和多方協(xié)同是我選擇的3個關(guān)鍵詞。終身學(xué)習(xí)是應(yīng)對技術(shù)社會挑戰(zhàn)的關(guān)鍵，STEM教育需覆蓋全生命周期，確保人們在不同階段都能學(xué)習(xí)，提升競爭力；跨學(xué)科融合要求打破學(xué)科界限，結(jié)合實際案例培養(yǎng)學(xué)生批判性思維等核心素養(yǎng)，適應(yīng)未來生活、工作環(huán)境；多方協(xié)同則強調(diào)需要政府、企業(yè)、教育機構(gòu)、社會、國際學(xué)術(shù)組織共同參與，協(xié)作推進STEM教育發(fā)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