教育强国背景下STEM教育创新发展的“中国方案”

/教育强国背景下STEM教育创新发展的“中国方案”【摘要】教育强国背景下STEM教育创新发展亟需“中国方案”。中国式STEM教育承载STEM核心理念，系统把握了工程育人、综合育人、实践育人和数智育人的重要内涵，彰显了中国传统和本土特色。立足新课程实践，建议整合人工智能技术，贯穿学校教育全过程，在国家课程中融入相关元素，以STEM地方/校本课程的开发凸显特色，以相关社团活动和校外教育机构拓宽育人空间。通过进一步完善系统设计、补齐师资短板、健全保障机制、建构中国话语，实现中国式STEM教育创新发展的全面推进。【关键词】教育强国；STEM教育；中国方案；新课程；赛德码

STEM教育已成为世界各国提升国家竞争力的关键引擎。在加快建设教育强国的战略部署下，推进STEM教育创新发展，既是服务国家重大战略需求的必然选择，也是实现教育、人才、科技一体化发展的重要抓手。与此同时，数字智能的驱动，使得STEM教育原有范式在理念、结构与实践层面均面临新的时代命题，进入了机遇与挑战并存的新阶段。在此背景下，建构中国式STEM教育发展的方案体系，不仅能彰显中国在全球教育话语体系中的独立自觉，更是推动STEM教育范式创新，为世界贡献中国经验的重要路径。 一、中国式STEM教育体系本土建构的战略意义 尽管STEM教育已成为全球共同关注的议题，且世界各国都以不同形式开展了本土化实践，但也面临诸多挑战。中国式STEM教育的创新发展只有立足中国国情，融汇中华优秀传统文化，建构中国式STEM教育的本土话语及学术体系，方能更好地契合我国教育实践，为教育强国建设提供重要的战略支撑。 (一)STEM教育的全球图景需要“中国方案”的发声和参与 STEM最早出现在美国，由科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)四门学科的英文首字母组合而成，后来融入艺术(Art)元素，出现了STEAM，逐渐成为世界基础教育改革的热门话题。目前，STEM教育以多种形式被整合于各国课程方案之中。主流实践仍以学科分设(如数学、科学、技术等)为主，只有极少数国家(如爱尔兰)在课程方案中明确设置了独立的STEM整合课程。多数国家采取“分科+融合”的方式开展STEM教育，或通过在课程中嵌入STEM要素推动跨学科学习。此外，各国普遍高度重视校外STEM学习实践，依托俱乐部、夏令营和社团等校外服务活动，丰富学生的STEM学习体验。 长期以来，美国建构的STEM教育话语体系在国际范围内占据主导地位，深刻影响着全球STEM教育的发展方向。但从国际经验来看，实现STEM教育理论与实践的在地化建构和本土化创新是推进STEM教育高质量发展的应有之义。例如，以技术人才培养见长的德国MINT(Mathematik，Informatik，NaturwissenschaftenundTechnik，即数学、信息技术、自然科学和技术四个德语单词的首字母组合)教育的突出特点是其强烈的实践导向和与经济社会需求深度嵌合。它并非单一项目，而是一个由政府、企业、学校和社会机构共同构建的全方位、全链条的人才培育体系，旨在应对劳动力市场相关领域的人才短缺问题，重点关注学校课程中的信息技术领域，以期全面提升学生的数字素养，提升国家整体的综合实力。国际教育改革先锋芬兰的LUMATE(Luonnontieteiden，Matematiikan，Tekniikan，即自然科学、数学与技术三个芬兰语单词的前两个字母组合)项目体系则建立在“专业共享”的核心价值之上，高度重视公平与教师自主性。它是一个由各大学中心组成的全国性网络，凸显大学作为STEM教师发展与课程创新枢纽的核心功能，为中小学提供支持，并大力推动非正规、探究式的学习，其根基是以学生为中心的整体教育哲学。上述两例均是在吸收STEM教育理念，结合本国战略需要与教育实践的基础上，自主建构出来的本土话语和方案体系，体现了STEM教育的在地化与创新性。2025年9月，联合国教科文组织(UnitedNationsEducational，ScientificandCulturalOrganization，简称UNESCO)国际STEM教育研究所落地中国上海。作为负责任的大国，中国有责任为全球STEM教育的发展贡献声音与方案，这既是彰显文化自信的必然要求，亦是共绘STEM教育发展全球图景的应有之义。在此背景下，我国亟须结合本国实际，系统建构本土话语和方案体系。 (二)中国式STEM教育体系的建构是教育强国背景下的战略选择 2025年全国两会期间，习近平总书记在看望参加全国政协十四届三次会议的民盟、民进、教育界委员时强调，必须深刻把握中国式现代化对教育、科技、人才的需求，强化教育对科技和人才的支撑作用。[1]中国式STEM教育体系直接服务于科技强国战略。未来人才不仅应具备解决复杂问题的能力，更需兼具正确价值观与意志品质。中国式STEM教育所刻画的未来人才画像，强调跨学科联结、创新实践与系统化问题解决等核心素养，这些素养正是未来社会发展与国家竞争力提升的关键所在。因此，将STEM教育作为重要抓手，着力发展学生科创能力，培养面向未来的高素质复合型人才，为实现科技自立自强和人才强国战略提供了至关重要的基础支撑。 建构中国式STEM教育体系，要提升到教育强国的战略高度上来。它不只是一门学科或课程，更是我国新时代高质量教育发展的战略支撑点，是可为，也是必为之举。唯有人才不断涌现，国家才能真正“把科技命脉和发展主动权牢牢掌握在自己手中”[2]。因此，发展中国式STEM教育是教育强国战略背景下的国家、社会和个人的必然选择，是教育改革的内在要求，是全面服务国家战略、培育担当民族复兴大任的“时代新人”的必然之举。 (三)数智时代STEM教育的进阶转型呼唤建构中国式STEM教育体系 世纪之交，STEM教育作为“舶来品”被引入中国。20多年来，它经历了从理念启蒙到实践探索的初步发展，形成了形式多样、内容丰富的实践案例，为本土化建构积累了宝贵经验。然而，其发展过程也逐渐暴露出顶层政策导向不明、概念内涵理解不一、实践操作不成系统等问题。当前，随着人工智能技术的快速发展和新课程改革的深入推进，我们正迎来重构STEM教育体系的重要机遇。数智时代不仅为STEM教育提供了新的技术工具，更深刻改变了知识生产、传播和应用的方式。特别是生成式人工智能的快速发展，使其与教育的结合更加紧密且便利，赋能维度日趋多元。在此背景下，中国的STEM教育必须超越对国外模式的简单移植，建构具有自身特色的系统方案，以此实现从“跟跑”到“领跑”的跨越，进而推动国际STEM教育的转型进阶。 综上，系统建构中国式STEM教育体系是在全球治理中坚守文化自信、输出“中国方案”的需要，是培养复合人才、实现教育强国的需要，亦是推进STEM教育进阶转型的时代需要。 二、明晰核心理念：STEM教育体系建构应切入新课程本土话语 经过近半个世纪的发展，STEM教育的核心理念在学界已形成广泛共识。为便于国际交流与传播，“支持国际STEM(科学、技术、工程、数学)教育研究所建设发展”[3]，中国式STEM教育体系的建构和发展需要认同并凝练STEM教育理念，并注重挖掘我国新课程既有概念的STEM生长点(如科学/物理/化学/生物学/地理、工程与技术/通用技术、数学、信息科技、综合实践活动、劳动、科学兴趣小组、“小发明、小创造”、地方课程/校本课程/第二课堂中的STEM经验等)，将其切入到新课程改革的实践场域之中，推动STEM教育的一体化落实与创新性发展。具体而言，需把握以下四点核心要义。 (一)工程育人：以工程学习为抓手，联结科技与数学知识 STEM教育的核心理念在于以工程学习为抓手，实现科技与数学知识的深度融合，推进学生跨学科整合能力与思维发展。中国式STEM教育应坚持服务国家科技自立自强的战略价值，以核心素养发展为指向，用工程问题解决驱动数学与科技的知识应用，撬动工程育人。以《义务教育科学课程标准(2022年版)》为例，在该标准设置的13个科学核心概念中，“技术、工程与社会”“工程设计与物化”[4]两个核心概念均指向工程。在工程学习过程中，学生经历界定工程问题、设计工程方案、实施工程方案和优化工程方案的完整学习链条，综合应用科技、数学和工程等知识，逐步发展系统思维、设计思维和迭代思维。可见，工程的引入不仅为科学、技术与数学等多学科知识的联结提供了实践场域，更优化了学生的系统性学习逻辑，助推其实现从知识掌握到综合应用再到创新深化的认知跃迁。 (二)综合育人：以核心素养培育为宗旨，开展跨学科教学 贯彻新课程的综合性变革理念，跨学科教学是实现中国式STEM教育综合育人的关键策略。传统分科教学导致知识碎片化和割裂化，难以培养学生解决复杂问题的能力。STEM教育通过打破传统分科教学壁垒，强化学科内和学科间的有机联系，实现了知识的跨域融合。中国式STEM教育应倡导跨学科教学，实现从“学科中心”向“问题中心”的教学范式转变，注重以问题为指向，在真实科创情境中促进科学、技术、工程、数学和人工智能等知识与技能的综合应用，为学生提供系统化解决现实跨学科问题的实践机会，提升学生的综合能力。 (三)实践育人：以系统化解决真实问题为路径，强化知行合一 响应新课程的实践性变革导向，强化实践育人是STEM教育发展的核心取向。加强实践育人就是不断让学生学会在现实世界中运用知识解决真实问题。[5]中国式STEM教育应秉持“做中学、创中学、赛中学”的理念，倡导立足真实情境创设项目任务，鼓励学生通过设计、探究、操作等多样化学习方式，将知识习得与实践运用紧密结合，统摄知与行，并关照作品、产品的生成与产出，达成从知识理解到迁移应用的深度系统化学习进阶。中国式STEM教育的实践育人强调将科学思维的抽象概括、推理论证、质疑创新等思维要素与工程思维所强调的“需求分析—方案设计—模型制作—测试改进”的系统性问题解决过程[6]融于学生的具体学习实践，促进课堂教学与科创实践的有机贯通，从而有效克服学科割裂的局限性，突破学校教育与社会实践脱节的瓶颈，有利于培育学生的创新能力。 (四)数智育人：以有温度的数字技术赋能STEM教育的创新实践 为弥补传统STEM教育在回应智能时代需求上的不足，中国式STEM教育应整合人工智能等新兴技术所蕴含的新内容、新方法与新思维，以回应新时代人才培养的战略需求。一方面，以科学、技术、工程、数学为核心的传统STEM教育难以充分覆盖智能时代对人才的能力要求；另一方面，融入人工智能不仅能拓展STEM教育人智协同的学习空间，更能直接培养学生解决前沿科技问题的能力。由此可见，对人工智能新内容的整合展现了中国式STEM教育整合观念的动态发展。人工智能所催生的新方法与新思维更将助力STEM教育从学科整合到技术赋能的观念跃迁，为新兴技术的融入提供了理论支撑，有利于推动人工智能融入综合素养培育，进而为培养适应智能时代的数智素养人才提供有力支撑。 综上，切入新课程话语，素养导向的中国式STEM教育不仅注重学生的科学、技术、工程和数学学科知识的掌握，更关注跨学科知识的整合与应用，促进学生综合应用科学原理、技术工具、工程思维和数学方法，系统性地解决复杂问题，进而在这一过程中培育学生深厚的家国情怀、责任担当与使命价值。工程育人集中体现了中国式STEM教育的核心内容，综合育人与实践育人使中国式STEM教育成为承接新课程综合性、实践性两大变革旨趣的重要抓手，数智育人则强调数智时代背景下中国式STEM教育回应时代命题方向的赋能与创生。 三、聚焦课程实践：中国式STEM教育的创新整合实施 承上所述，中国式STEM教育的发展不是简单复制西方话语和实践模式，而是基于本土教育需求和实践逻辑的创新探索。中国式STEM教育在认同并吸收STEM教育所强调的工程育人、综合育人和实践育人理念的基础上，更强调在我国义务教育、普通高中课程方案框架内实施，融入人工智能，联结我国中小学早已存在的生动的科技教育实践经验，在现行课程体系中一体化落实。 中国式STEM教育强调工程导向、学科融合、实践创新、问题解决等育人方式变革，不局限于一节课、一单元、一学期或一门课程，而是贯穿中小学育人的全学科和全过程。应持续探索以“国家课程为根基、地方/校本课程为特色、社团活动为拓展、校外资源为补充”的中国式STEM教育多维实践路径，持续激发和释放中国式STEM教育的育人活力。 (一)基于国家课程，融入STEM元素 依托国家课程开展中国式STEM教育是我国推进STEM教育最基础且最具普及性的实践路径。我国中小学开设“科学/物理/化学/生物学/地理”“技术与工程/通用技术”“信息科技”“数学”“综合实践活动”“劳动”等国家必修课程，为中国式STEM教育提供了重要的实践场域；新课程方案所倡导的素养导向、学科实践、综合学习等理念[7]，则为中国式STEM变革育人方式提供了方案引领。特别是我国新课程方案明确提出，各门课程原则上用不少于10％的课时设计跨学科主题学习[8]。这为在国家课程框架下实施中国式STEM教育提供了巨大空间。在具体实践中，应立足数学、科技类学科课程标准，挖掘科学、技术、工程、数学以及信息科技等学科之间的内在关联，设计兼具综合性和实践性的跨学科学习任务，并通过典型案例的组织与实践，促进国家课程的高质量实施。 (二)开发STEM地方/校本课程，凸显育人特色 STEM地方/校本课程是满足学生需求、拓展国家课程、丰富育人空间、凸显学校特色的重要途径。各地/学校可依托地域优势、校本资源和学生实际，构建特色化的STEM地方/校本课程体系，开发差异化和多样化的STEM课程。同时，STEM地方/校本课程的开发应突出课程内容主轴，避免知识的零散拼凑，注重学段系统衔接，促进科学技术与人文关怀相融合。因此，STEM地方/校本课程应在拓展国家课程育人深度与广度的同时，丰富学生学习体验，深化其对数学、科学、信息科技、劳动、工程与技术等国家课程内容的理解与应用。 (三)开展课外STEM社团课程，拓宽育人空间 STEM社团活动是激发学生学习兴趣、挖掘其创新潜能的重要平台，更是广义课程育人的新赛道和新平台。中国式STEM教育通过突破学科壁垒，以科创实践活动为主要载体，倡导学生在真实而复杂情境中开展科学探究与工程实践，可借助科学社团、创客工作坊等多样化形式，创造自主探索与合作学习的空间，形成兴趣导向型、资优发展型以及社会服务型为主的课外STEM社团活动。兴趣导向型课外活动注重扩大STEM学习参与的覆盖面，主要以科创实验、科普认知等形式开展，旨在保护和激发学生的STEM学习兴趣。资优发展型课外活动着眼于培育具有拔尖创新潜质的科创人才，为其提供创新项目孵化、科技创新竞赛训练支持。社会服务型课外活动注重STEM教育的社会育人价值，倡导学生运用STEM知识与技能服务于学校、社会，凸显STEM教育的社会价值。 (四)借助教育机构丰实校外课程，补充多样化的STEM学习 联通校内外，促进校社协同，积极发挥社会协同育人功能，将校外STEM教育作为学校STEM教育的重要补充。在营造真实生活的学习场景、保障公平且低利害的学习环境和提供多元化的学习内容的基础上，校外STEM教育能够为学生创造更为丰富的STEM探索场景与技术体验，有效拓展STEM教育的实践边界，有效提升学生的STEM学业成就。因此，可通过建设以夏令营、研学营、集训队等实施类型为主的校外STEM项目，联动科技馆、博物馆、少年宫、科技企业、研究院、社区以及高校科研机构等优质社会资源，合理创设比赛、竞赛、联赛等赛事活动，为学生提供生活化、公平化、多元化的STEM学习机会。 四、持续推进中国式STEM教育创新发展的建议 中国式STEM教育体系的建构应是一个持续性推进的系统性工程，还应处理好课程建设与师资建设、保障机制建设、话语建构等问题，以促进我国STEM教育的长效发展。 (一)完善系统设计，形成STEM教育的一体化育人画像 当前，我国不少地区正积极推进STEM教育实践，但由于缺乏统一的STEM育人目标和素养标准，导致学科间缺乏整体规划、课程实施缺乏整合、资源配置不均衡、区域发展差距显著等问题，极大地削弱了STEM教育的育人效能，难以形成可持续的发展格局。为此，需要建构富有国际视野和中国特色的青少年STEM素养框架，明确学段特点、素养维度和学业表现，为中小学STEM课程开发、教材编写与教学评价提供依据。同时，统筹制定科技类课程标准，避免各科课程目标“自说自话”，在凸显学科育人的同时，注重跨学科融合，推动中国式STEM教育实现从“局部突破”到“整体推进”的转型与跨越，促进STEM教育纵向贯通与横向协调。 (二)补齐师资短板，提升教师的STEM育人能力 师资不足、质量不高、协同机制不畅是STEM教育发展的首要挑战。STEM教育“中国方案”的落地亟须从师资建设入手，加强复合型师资供给，不断发展教师的跨学科统整能力。首先，强化STEM师资建设相关政策的执行力度与专项支持。教育部《中小学科学教育工作指南》明确要求，每所小学至少配备1名理工类背景的硕士学位科学教师。[9]各地区和学校应严格落实该指南，可在职称评聘中设置STEM教育专项通道，并将STEM教育成果纳入跨学科绩效考核体系。其次，统筹推进职前职后教师的STEM教学能力发展。中共中央、国务院在《关于弘扬教育家精神加强新时代高素质专业化教师队伍建设的意见》中明确强调，师范院校普遍建立数学、科技、工程类教育中心，加强师范生科技史教育，提高科普传播能力。[10]因此，职前教师培养环节要注重设置STEM教育相关课程与实践，强化师范生的跨学科课程设计能力、工程实践与创新素养的培养。在职教师培训环节要打造高质量的STEM专项培训项目和实践导向的研修共同体，还应推动高校、科研院所、企业与中小学深度联合，为教师提供真实STEM应用场域与学科前沿资源，持续形成STEM教育的专业支持。 (三)健全保障机制，支撑STEM教育的战略实施 借鉴国际经验，美国自20世纪末就将STEM教育上升为国家战略，通过明确的政策支持、专项经费与研究基金配置以及跨部门协同机制，实现STEM教育、科研与产业的深度结合，形成了制度化、常态化的保障体系，从而确保STEM教育在全国范围内系统推进。相较之下，我国STEM教育仍面临整体设计缺失、经费投入不足、社会支持有限等问题。为此，亟须在政策层面构建更加稳固、可执行的保障框架：一是提高STEM教育的战略站位，充分认识到STEM教育是服务国家高质量发展的基础性、战略性教育工程，是提升人才自主培养质量的基础支撑；二是建立稳定的经费投入机制，将STEM教育纳入财政专项支持范围，同时鼓励社会力量与企业参与，形成统一的STEM教育发展合力；三是出台配套政策，明确各级教育部门、学校与社会的责任分工；四是打通校内与校外的STEM教育，实现教育资源的整合。由此，持续构建起对标国家重大战略的STEM教育发展的