德国中小学科学教育的特色理念与实践

　　文_ 邵依凡 伍慧萍

　　作为全球第三大经济体，德国深知科学教育对于推动国民经济增长、巩固科技创新地位、解决专业人才短缺难题的重要意义，因此，历来重视对科学后备人才的培养，形成了本土语境下的“MINT 教育”概念。MINT 即数学、信息工程、自然科学、技术的德语缩写，对应的英文概念为STEM。近年来，德国不断加强中小学科学教育的前瞻性布局和政策扶持，整合全社会资源，强化与经济社会的联系，并注重培养体系的衔接贯通，发展出了一整套独具特色的教育理念与实践模式。

　　德国中小学科学教育的特色理念

　　德国政府重视在教育链全过程中加强科学教育，特别注重在中小学阶段激发学生的科学潜力并展开系统性培养。德国工程院指出，科学教育的核心目标在于尽早唤起并持续促进青少年对于科学的兴趣和能力提升，传授扎实的科学知识，以便青年人才理解科学技术的基本过程。联邦教研部也在多份战略文件中指出，科学教育应重点普及相关专业在实践应用和解决现实问题方面的重要性，中小学数理化教师应将教学与现实生活联系起来，向学生传授科学知识的实际应用方法。

　　德国对科学教育的重视是一系列因素共同作用的结果。首先，德国看重科学教育在促进经济发展和社会进步方面的价值，认为科学教育是维持国民经济创新力和国际竞争力的关键，对个体认识世界、应对新技术与社会变迁及参与社会生活至关重要。其次，德国希望避免科技行业出现人才荒。随着人口老龄化趋势加剧，不少相关行业面临人才短缺的问题，欧洲劳动者科学技能的差距也在不断扩大。再次，德国中学生曾在国际测评中表现不佳。在2000 年由经济合作与发展组织（OECD）开展的“国际学生评估项目”（PISA）中，德国学生在阅读、数学和科学上的得分低于OECD 国家平均水平，在社会上引发了广泛争议。最后，当前社会对人的数字和技术能力的需求日益增长。德国科隆经济研究所的一项调查报告显示，中学是否具备科学教育特色，会对学生的科学能力产生影响，那些主动组织学生参加数学竞赛的中学，其学生的数学分数明显高于没有组织参赛的学校。

　　德国中小学科学教育的战略规划与实施路径

　　德国政府较早认识到在中小学阶段推进科学教育的意义，将其作为一项系统性工程进行全面规划。近年来，德国政府进一步完善顶层设计，出台战略文件，搭建机制平台和联系网络，并在实操层面推出了融合各领域、各部门的政策工具和倡议计划。

　　在顶层设计上，联邦教研部发布若干“MINT 行动计划”，为促进科学教育确立重点行动领域。2019 年发布的《用MINT走向未来！——MINT 行动计划》针对科学教育的薄弱环节确立了四个行动领域，明确了网络化、整体化的主导理念。2022 年发布的《MINT 行动计划2.0》则提出了“提升MINT 能力的五点计划”，其与中小学科学教育密切相关：一是合作，将校外科学知识相关内容与中小学联系起来，形成校内外协作；二是质量，支持各类科学教育机构为青少年提供高质量的科学教育内容，建设专业化的联系网络；三是家庭，争取家长支持学生提高对于科学教育和大学理工科专业的兴趣；四是科研，促进面向实践的研究，在中小学和各类创新学习场所加强科学教育；五是尽早起步，倡议在幼儿园、小学和托管所提供科学教育内容。此外，德国联邦教研部、工程院等机构统筹全国科学教育资源，打造了全国性的科教合作平台，建立起MINT 联网、全国MINT 共同体、全国MINT 精英高中网络等全国性科学教育联络处和中学网络。

　　在具体实施中，为落实中小学科学教育的战略目标，德国通过各类资助项目布局重点领域，搭建沟通平台，组织形式多样的活动，并定期对科学教育的成效进行监测与评估。

　　促进项目。德国政府携手社会各界大力资助中小学科学教育项目。联邦教研部每年资助“灯塔项目”和相关倡议计划，包括“小科学家之家”项目、MINT 集群促进计划、MINT 创造未来倡议及各类青少年竞赛等，以期提高各年龄段学生对MINT 专业的兴趣。联邦教研部通过促进计划组建MINT集群、MINT 校园等倡议网络，集中提供教育培训并共享教育资料。以青少年MINT教育地区集群为例，该项目旨在打造标杆性的科学教育集群，由来自科技界、经济界、公共领域和公民社会的校外机构开展跨学科合作，为中小学生提供校外科学教育。自2020 年启动以来，已经遴选出53 个MINT 集群，提供了3000 万欧元资助。

　　多样活动。德国政府联合社会各界每年都会组织大量各种形式的中小学科学教育促进活动，包括竞赛、论坛、工作坊、创意活动等，以激发学生对于科技创新和科学研究的兴趣。同时，还会组织各类全国性青少年科学知识能力竞赛，诸如“青少年做科研”、“发明芯片”、国际青少年科学奥林匹克选拔赛、全国信息学竞赛、环境竞赛等，以激励青少年提升科学能力。全国MINT精英高中网络也会定期举办首都论坛活动，每年邀请400 名中小学生和100 名教师在首都柏林参加为期两天的论坛，以及由高校和企业举办的人才市场、专业报告大会和工作坊等。此外，德国还非常注重提升中小学管理人员和教师的专业能力，多方合作构建了跨专业、跨学科的主题集群，开展科学教育管理经验交流与教学能力培训。

　　监测评估。德国定期采集、分析和监测教育数据和指标，形成基于实证的评估报告，以此帮助决策者精准研判发展趋势，有的放矢地改善科学教育的整体状况。其中具有突出影响力的有《MINT 春季报告》《MINT 秋季报告》《MINT 后备人才晴雨表》《国际学生评估项目调查报告》等系列报告，以及大量专题研究报告。这些报告开展关于科学教育的实证调查，收集发展动向数据，就专业人才需求、数字能力建设、后备科技人才培养、就业市场人才需求和瓶颈等议题为决策者提供支持。

　　德国中小学科学教育的启示

　　德国是创新强国和世界上最大的研究密集型经济体之一，“德国制造”和德国企业创新实力背后的关键引擎正是科技人才。德国中小学科学教育发展至今，在培养科技后备力量、尽早激发青少年的科学兴趣方面成效显著。这其中一个重要例证是选择理工科专业的大学新生众多，在经合组织和欧盟国家中名列前茅——2020 年，德国有38% 的大学新生选择了包括工程、制造、建筑学、数学、统计学、通信技术在内的理工科专业，远高于经合组织成员国（27%）及其中22 个欧盟国家（28%）的平均水平。

　　整体来看，德国在发展中小学科学教育方面为其他国家提供了以下启示——

　　其一，整合全社会资源。在推动科学教育的过程中，德国政府和教育机构发挥主体作用，校外社会力量协同促进，建立多元化的科教共同体。各类社会机构，包括重量级的科研机构、科学教育机构、企业、博物馆、图书馆等，共同推出科教促进措施。社会力量积极开展丰富多彩的趣味活动，从与中小学实验室合作为儿童和青少年开设计算机编程课和实验课等科学课程，到搭建精英高中联盟等联系网络，全方位激发青少年的学习热情，对课堂教学起到拓展作用。

　　其二，加强与经济社会实践的联系。德国将科学教育视为保障创新能力的关键力量，对接理工科职业的发展前景和社会需求，对科学教育的核心数据和指标开展长期的收集、监测与分析，动态评估科技行业的薪资待遇、人才需求与发展前景，服务于德国商业模式。在教学过程中，中小学也十分重视在数理化课程中阐明科技知识在现实世界中的应用，展示课堂所学如何为揭示世界运行规律或解决现实问题提供方案。

　　其三，注重培养体系的贯通与衔接。德国科学教育面向从学前教育到高等教育的所有阶段开展，同时重视打通学前教育、学历教育、职业教育和继续教育等各教育领域。在中小学科学教育中，强调培养体系的连贯性，致力于引导学生在科学教育领域进行专业深造和职业发展，确保科学人才的持续培养与输送。

　　（作者单位：同济大学德意志联邦共和国问题研究所）

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