钱春春 张光姨 彭江曼丨德国中小学MINT教育目标与举措五金德国作为世界工业强国之一，非常重视对科学技术的教育投入。但在2000年的国际学生评估项目（PISA）中，德国惨遭滑铁卢，学生的数学和科学成绩低于经合组织（OECD）国家平均水平。这一结果在德国造成轰动，引起了政府与教育界的反思，同时催化了数学、计算机科学、自然科学和技术（Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft, Technik, MINT）教育在德国的传播与实践。此外，随着全球数字化浪潮和德国“工业4.0”的大力实施，德国制造业涌现出对MINT领域高技术人才的更大需求。在2008年10月于德累斯顿召开的教育峰会上，德国政府对未来教育改革和发展进行了讨论，充分肯定了MINT教育的重要性，并将其列为教育发展的重要目标。此后，国家和各州从校本教育、校外活动、师资培养、科学竞赛、校企协联动等多个维度将MINT教育纳入教育改革的重要环节。

　　德国十分重视在中小学教育中提高学生对MINT学科的认识和兴趣。德国教育和文化事务部长常设会议（KMK）于2009年5月7日通过《关于加强数学和科学教育的建议》，强调要尽早促进学生对数学和自然科学的兴趣。在之后十几年的发展中，德国中小学MINT教育政策一直在应对新挑战和新问题，不断优化调整目标和措施。德国是科研创新实力最强的国家之一，分析其基础教育阶段MINT教育的目标和举措具有参考意义。

　　德国政府强调，促进青少年在MINT领域的兴趣和技能对于其未来发展和生存能力及国家竞争力至关重要。数学和科学技能是重要的基础，它有助于青少年做出独立的、有科学依据的决策，从而积极参与社会并帮助塑造未来社会。这并非单纯关乎对数学和科学知识和技能的习得和现象的理解，还涉及在工程、技术等学科激发学生好奇心、培养学生特定的兴趣和素养。从学科整合的角度出发，MINT素养被理解为可以将对现实经验的理解与科学的工具和方法结合起来，运用跨学科思维，与他人进行良好的沟通合作，以及在生活中发现问题和解决问题的能力。德国中小学MINT教育的活动规划和课程设计十分重视培养学生的MINT素养。

　　KMK于2023年发布的一份关于中小学教育政策发展情况的报告指出，德国小学的主要任务是引导学生从学前阶段以游戏为主的学习形式转向更系统的学校学习形式，核心目标是培养学生的基本能力和适应能力，包括阅读、写作、数字等关键能力。一至四年级学生主要通过以体验和经历为基础的实验活动加强对自然科学技术相关内容的认知。在这一阶段，通过实验活动，让学生在教育者的陪伴和引导下进行探究性的科学学习，从而培养其探究精神、科学态度、学习热情和反思能力，为其后续系统学习科学知识、发展科学能力和适应技术与社会变革奠定基础。

　　从五年级开始，德国学生开始接受专业的自然科学知识，且科学课贯穿中学生的整个学习过程。科学课的跨学科和跨专业性强，各学科教师协作制定课程计划，主要上课形式为学生独立实验和研究性学习。教师鼓励学生在生活中发现问题，组成小组进行独立的实验研究。在这一过程中，学生可以激发自身对科学的兴趣，养成良好的协作和探究能力。对于MINT课程的考核形式，许多以MINT教育为重点的学校实施多元化的评价机制。例如，通过实验记录、作品集、学习日记、小组项目展示等形式考核学生的学习成果。为了提高学生对MINT学科的自信心和参与度，降低学生对MINT学科的畏难和排斥情绪，巴伐利亚州的一些学校在MINT选修课中甚至会放弃评分机制。

　　发展MINT教育是一项全国性的教育任务，德国政府在其中发挥着顶层设计与统筹规划的作用。面对各州及各地区不同的经济发展状况和教育水平，缩小区域差异、促进教育公平是国家层面的一项重要课题。在这一背景下，区域性MINT集群（MINT-Cluster）应运而生。它由教育、科研、民间社会、经济和地方政府等领域的利益相关方组成，旨在通过提供低门槛、日常化和定期的MINT教育项目，强化地区内MINT教育的生态体系建设。

　　在资助对象上，MINT集群重点关注在教育中处于不利处境的儿童和青少年，如有经济风险、有语言障碍、有移民或难民经历的个体。此外，女性也是MINT集群资助的重点对象。研究表明，由于受性别刻板印象及社会文化传统的影响，女性向来比男性更常低估自己的数学能力，缺乏在MINT学科学习的信心和动力，因此女性选择MINT职业的意愿往往低于男性。尽管德国有330多个双元制培训职业，但超过一半的女性将职业选择限制在10个培训职业之内，并且其中没有工业技术职业。

　　鉴于女性在MINT领域代表性不足的问题，除了MINT集群的资助外，德国联邦教育与研究部也在积极采取行动，以提高女性在MINT研究和创新过程中的比例。同时，学校在课程设置和活动安排上充分考虑女生的身心特点、学习特点，为其量身定制相关课程和活动内容。此外，家庭对女性在选择MINT专业或职业时的支持可以极大提升她们对自己能力的认知和信心。更多MINT学科女性教师的加入也为女生树立了积极的职业榜样。

　　德国发展MINT教育的驱动力与德国现实紧密挂钩，其根本目标是适应德国和世界经济的产业结构调整以及高新技术行业的快速扩张与发展，从而继续保持德国作为工业强国和科技强国的优势和地位，其直接目标是填补劳动力市场对MINT人才的需求。

　　科隆经济研究所（IW）的数据显示，截至2023年12月，德国MINT劳动力缺口为26.4万人，比2022年同期减少14.4%，非学术职业类别（技术工人、工匠、工程师）在MINT劳动力缺口总额中占比56.3%。从该数据可以看出，德国MINT教育政策已对德国人才结构和人才市场产生较大的积极影响，但在弥补MINT人才缺口方面仍然任重道远。以培养MINT人才的需求为牵引，德国所有针对MINT教育提出的策略都有较强的就业导向性和实践运用性，无论是职业高中还是高校，都注重将培训和研究内容与劳动力市场需求相切合，以便学生能更好地将所学内容运用到实际工作中。因此，MINT教育不仅是一种关注个体发展的教育模式，也是一种对接学生未来职业发展的教育模式。为了使MINT教育具有可持续发展性，德国布局MINT教育链（MINT Bildungskette），强调在以科学和技术为特征的时代背景下，MINT教育不仅是通识教育的重要组成部分，也是终身学习过程的一部分。MINT教育链作为将政府机制、师资培养、学校教育、社会参与等环节相互联结而形成的一个良性循环的教育生态系统，将MINT教育贯穿学生学业、职业培训和就业等阶段，促进MINT教育的持续发展。

　　在MINT教育链中，学校教育是实施MINT教育的主要场所。KMK于2017年12月发布的“关于学校职业定向的建议”中，各州主张在所有初中和高中教育课程中特别突出个人职业定向，以便在早期阶段为学生做出可行的职业选择指明方向，从而使其成功过渡到培训、研究和工作阶段。根据相关法律和国家政策，职业定向被定义为一项学校任务，各联邦州也由此制定了相应的框架要求。在MINT教育链的影响下，德国中小学MINT教育与学生职业规划紧密相关，为德国学生未来的职业发展拉弓蓄力。

　　终身教育、可持续发展教育和MINT教育相辅相成、彼此交织。终身教育在对象群体上强调每个个体在生命的整个阶段要保持学习并乐于接受新信息。近年来，德国各州的课程和教育计划越来越多地考虑终身学习。可持续发展教育意味着赋予和儿童权利，共同塑造可持续的未来，最终目标是建立可持续发展的世界。这些目标可分解为环境保护、可持续消费、性别平等、减少贫困、可负担的清洁能源等具体内容。德国中小学MINT教育内容紧扣可持续发展教育的目标。教育者鼓励并支持学生为可持续发展提出新想法，并在实际经验中理解、评估、反思自己的行为，树立可持续发展的价值观。

　　德国政府不仅为MINT教育的实施谋篇布局，为其整体发展搭建桥梁，而且为MINT教育的发展提供了大量的资金支持。尽管德国面临着国际挑战和国内的经济危机，2023年德国政府对教育和研究的预算仍然在增加，为教育与研究领域拨款215亿欧元。同时，德国政府对MINT教育的资助力度也在逐渐加大。作为MINT行动计划2.0的一部分，2019年德国联邦教育与研究部发布“面向青少年的MINT服务”资助公告，投资3000万欧元以支持青少年MINT教育区域集群结构的发展，为落后区域创造低门槛的MINT教育机会，扩展MINT教育格局。2022年6月，德国联邦教育与研究部部长贝蒂娜·斯塔克·瓦特辛格启动了MINT行动计划2.0的第二阶段，宣布在当届立法期内追加投资4500万欧元以资助MINT教育的网络化和整体化发展。MINT行动计划是发展MINT教育的国家战略保护伞，它将德国联邦教育与研究部的所有资助措施集中于从幼儿园到大学以及校外活动和培训的MINT教育链上，包括“小科学家之家”倡议、青年学生研究竞赛、全国MINT集群建设等项目。其中，德国联邦教育与研究部计划在3~5年内对每个MINT集群提供60万欧元的资金。

　　科学技术的加速发展使得日常生活与科技越来越紧密地交织在一起，人们的思维也越来越与数字技术联系在一起。数字正在塑造世界，塑造教育的新形态。提升学生的数字能力，提高学校数字化教学水平是德国在教育数字化方面保持国际竞争力的必然要求，也是德国政府近年来发展MINT教育最为重视的内容，为此德国政府也进行了适度的政策倾斜。

　　为应对数字化浪潮带来的教育挑战，德国政府和各州政府通过《学校数字公约》，为德国中小学MINT教育提供了完备和高效的数字教育基础设施，推进了数字化校园的形成。此外，为提升MINT教育师资队伍的数字能力，2016年由KMK制定的“数字世界中的教育”战略为联邦政府、各州政府和学校确定了有约束力的数字技能教学能力框架，重点关注对教师的跨学科能力和数字能力的教育和培训，并明确将数字化教学纳入德国的学校教育系统中。

　　学校在促进MINT教育中发挥着主心骨作用，学校课程是学生对MINT学科产生兴趣的第一源泉。在德国扩大小学全日制教育并且计划从2026年起逐步将全日制小学的托管纳入法定权利的背景下，学校MINT教育的重要性更为凸显。为此，德国国家MINT论坛启动了“倡议小组”（Impulsgruppen）项目，主张将数学、计算机科学、自然科学和技术课程纳入全日制教育中，制定跨州的全日制课程的统一质量标准，并且强调在制定标准的同时，为各地区和既定的教育理念的发展和延续留出足够的空间。

　　在课程评估和教学方法方面，2018年，德国联邦教育与研究部、KMK和儿童研究基金会决定在全国范围内为教师及其有关MINT主题的课程制定资格认证计划，并对制定课程评估标准与教学方法提出建议。儿童研究基金会出版的第16版《小学MINT教育——提高MINT主题课程质量指南》提出了评估MINT课程的七大通用维度：课堂管理、社会情感支持、学生支持、合适的内容选择、认知激活、练习机会、过程性评价。针对MINT课程的教学方法，该指南提出，探究式学习是MINT课程突出的教学形式之一，其中的一个模式是5E模式，即面对问题、探索问题、对问题做出解释、在新的情境中应用所学知识、对方法进行反思。

　　在课程内容方面，MINT学科不是四门独立学科的总和，没有一个学科只涵盖一个领域的内容，因此MINT不能被定义为一个特定的领域，MINT能力也不能被简单定义为一种科学技能。在设计MINT课程时，还需考虑MINT学科与艺术、文学、伦理学以及其他社会学科的融合。MINT课程的内容也需紧贴德国发展的现实和未来需求，就现阶段而言，气候危机、能源转型和数字化是德国发展面临的最大挑战，也是MINT课程聚焦的重点内容。例如，北莱茵-威斯特州的于利希-北综合小学每年会举办为期14天的“气候侦探——在气候保护的道路上”活动，每个班级挑选两名学生组成一个工作小组，参与回收饮料瓶、垃圾分类、参观垃圾回收厂、制作再生纸等活动，学生学习如何保护气候，定期在课堂上汇报新发现。

　　不少学校开设针对女生的MINT课程，提升其对MINT学科的信心和兴趣。例如，巴伐利亚州的特罗因罗伊特学校面向六年级女生开设了名为“化学女孩”（Chemie Girls）的选修课，以提高女生对化学学科的兴趣。此外，“女孩节”（Girl’s Day）作为德国最大的女生职业指导项目，自2001年以来，吸引了约180万女生参加活动。该项目面向五年级以上女生，带领她们深入了解科技型企业、大学或研究机构的工作场所与研究内容，唤起更多女生对MINT学科和职业的兴趣，促使她们意识到自己在MINT领域的优势和发展机会。

　　KMK预测，2025年德国教师缺口将达到2.5万人，2030年教师招聘需求与新教师供应之间的负平衡将达到约3.1万人。在MINT领域，仅在人口最多的联邦州北莱茵-威斯特州，到2030—2031学年，中等普通教育学校所需的专业教师将短缺2/3。随着MINT学科的地位和教学要求日益提高、学习需求日益增大，MINT学科教师短缺和教学能力方面的问题也日益严重。

　　教师能力及其教学质量是影响儿童和青少年对MINT学科兴趣和发展MINT能力的重要因素之一。德国国家MINT论坛发布的《2023年MINT报告》指出，只有教学范围和质量得到高度保障，教育系统才能实现其目标，为所有儿童和青年提供机会，培养未来急需的专业人才。德国政府十分重视对中小学MINT教师开展长期的能力培训。

　　数字化教学是德国近年来关注的一大重点。2018年“卓越教师培育计划”增加了以“教师教育数字化”和“职业学校教师培训”为重点的资助项目。该项目鼓励教师利用数字媒体开发和设计新的学习环境和形式，如使用新型虚拟学习产品、多媒体网络等，以提高教学过程的质量和教学成果，旨在培养教师基于科学和研究的数字化相关能力，使未来的教师能够培养学生在数字化社会中定位、反思和行动的能力。

　　为保持德国在教育数字化方面的国际竞争力，2022年德国联邦教育与研究部与各州合作推出“学校和继续教育机构在MINT领域的数字化教学和数字辅助教学能力中心”项目，聚焦MINT学科教师培训，研究各国数字化相关课程，促进各阶段教育工作者、各地区教师和各教育机构之间的交流和合作。对于MINT师资队伍的人才结构，德国鼓励教育管理者引入学校内部培训机制和建立共享学习空间，创建多专业MINT学科师资队伍和灵活的教师专业化制度，包括为各专业人才进入教师职业提供平等的途径，增加教育和非教育领域的工作人员职类，如MINT助理、技术人员、教育数字专家等。

　　儿童研究基金会对于培养优秀MINT教师也发挥了重要作用。该基金会支持小学MINT的教学发展，在可持续发展教育领域开设了许多探究性和研究性学习培训课程。例如，PRIMA! Start项目为小学教师提供了以能源教育和计算机科学教育为主题的混合式学习培训课程，PRIMA! 2023项目在PRIMA! Start项目的基础上进一步拓展，设计了新的学习模块，对课程进行了以影响为导向的设计与评估。这些培训课程可以有效提高教师在设计MINT主题教学内容和教学过程方面的技能。

　　丰富的校外活动是补充学校教育、鼓励社会成员广泛参与MINT教育、营造良好社会氛围的有效方式。德国中小学与大学、职业学校、研究机构、家庭委员会、基金会、科技型企业等组织机构保持紧密的合作关系，共同策划和举办校外活动，为中小学生创造更多了解MINT知识的机会。例如，波茨坦“青年黑客”（Jugend hackt）实验室号召“让年轻人能够使用代码让世界变得更美好”，面向12~18岁的青少年举办各类主题的研讨会，让他们有机会一同学习和交流编程基础知识。位于柏林施普雷河畔的未来科技馆（Mobile Futurium）向大众开放参观且对学生实施优惠，馆内展现了现代及未来的科技和生活，定期举办如“家庭开放实验室”等活动，参与者可使用3D打印机、激光切割机等设备进行发明和创造。2024年未来科技馆面向五至十年级的学生开启全国巡回展览，与学生共同讨论、工作、能源、健康等关乎未来的主题。此外，参加夏令营，研学旅行，参观动物园、科技博物馆、天文台也是德国中小学生在校外体验MINT文化和拓宽视野的常规活动。

　　国家MINT论坛推出“MINT网络办公室”（MINTvernetzt）项目，致力于建设全国性、充满活力、多样化和可持续发展的MINT网络社区，为德国MINT教育的倡议者和参与者提供联络和交流的平台，使校外的MINT活动和课程以及研发的教育产品与学校活动和课程紧密联系。“MINT网络办公室”还建立了“MINT校园”（MINT-Campus）网络学习平台，为广泛的目标群体提供各种形式免费学习的机会，学习主题指向MINT教育的前沿内容，如数据生命周期基础课程、计算机科学入门课程、气候变化和保护的科普视频等。

　　为了提高校外MINT活动的质量和影响力，2018年国家MINT论坛在德国电信基金、约阿希姆·赫兹基金会、柯尔柏基金会、西门子基金会、捐赠者协会和儿童研究基金会联合支持下制定《校外MINT倡议的有效工作的定向框架》，并于2022年发行了第二版指南，该指南强调校外课程和活动与校内课程的联动，为有意投身MINT教育事业的人士提供标准化的资格认证和支持计划。

　　学科竞赛是激励儿童和青少年学习和了解MINT领域知识的有效措施之一，德国政府大力资助并支持MINT相关学科竞赛的普及。德国青年研究基金会举办的竞赛涉及科学、技术等学科，将参赛者分为四年级至14岁和15~21岁两个年龄组别，面向四年级至14岁的竞赛叫作“小学生实验”竞赛。参赛选手可自行选择感兴趣的研究主题赛道，该基金会从州比赛到全国总决赛层层选拔MINT领域的青年人才。借此，青年研究基金会提高了儿童和青少年对MINT主题的敏感度和兴趣，并基于创造性和研究性学习为制定MINT教育政策作贡献。“计算机海狸”竞赛也是面向德国儿童和青少年的一项重要赛事。该竞赛每年11月举办一次，分为计算机海狸竞赛、计算机青少年竞赛、联邦计算机竞赛和奥林匹克计算机竞赛四个选拔赛，参赛选手无需拥有相关的知识储备和经验，竞赛平台会为选手提供训练任务来准备比赛，比赛以线上答题的形式进行，主要目的是在早期阶段激发学生和学校对计算机科学的兴趣。

　　MINT教育的推广和普及离不开德国政府和各组织机构的大力宣传。自2000年以来，德国联邦教育与研究部携手“对话科学”组织共同举办科学年活动。活动每年围绕不同的科学主题展开，通过展览、比赛、对话等形式带领公众了解最新的科研成果。MINT创造未来协会启动了“MINT大使网络”计划，面向全国范围的学生、家长、教师和企业招募在MINT教育领域有经验或有热情的人士担任MINT大使。MINT大使的任务包括支持建设MINT友好型学校和数字学校、在MINT大使网络社区中交流经验和想法、为学生建立MINT指导网络、支持开展MINT实习、在企业提供MINT学徒制或在学校提供MINT课程等各类普及MINT教育的活动。

　　儿童研究基金会和西门子基金会等机构出版的《真的吗？》杂志为在德国小学普及和宣传MINT教育、提高MINT课程质量发挥积极作用。由于阅读能力与理解MINT学科具有很强的关联性，德国推出MINT和阅读促进计划，期望实现学生阅读能力和MINT能力的相互促进。《真的吗？》杂志的主题和内容以科学课程为基础，从学生的日常生活中挖掘相关主题，如天气实验、城市发现之旅、营养和食物研究等。2022年1月，德国超过2000个班级收到该杂志作为课堂辅助材料。2023年，德国共有7200多名小学教师与《真的吗？》杂志合作，利用该杂志及其对应的在线培训课程和数字化材料提高MINT课程的质量，促进学生在MINT教育中提升阅读能力。

　　在线上宣传方面，德国联邦教育与研究部创立的“MINT魔法”网站，面向10~16岁青少年宣传MINT。通过多彩的界面设置、丰富且贴近生活的活动主题、有趣的问答题挑战和幽默的语言科普，“MINT魔法”网站用寓教于乐的方式唤起青少年对MINT的兴趣。2020年，“MINT魔法”推出了一款名为“MINT—超级力量”的线上免费答题游戏、出版了一本介绍MINT课程主题的涂色书，以及制作了一个由八部动画片组成的系列MINT现象科普片。此外，“MINT魔法”网站还通过图文和视频的形式向青少年展示日常生活中有趣的MINT现象和职业，使他们近距离了解MINT相关学科的迷人之处。例如，“MINT魔法”网站上的“MINT在厨房”主题科普宣传活动，通过图文和视频的形式，将烹饪与MINT相联系，引导青少年发挥想象力，了解烹饪中的物理和化学现象。

　　发展MINT教育是一项全国性工程，需要社会各方力量积极参与，整合各方资源，形成一个各环节相互联系、可持续发展的生态系统。政府层面可结合国家实际进行顶层规划和政策扶持。尽管我国近年来在江苏、深圳等地进行了一些STEM教育的探索，但是在规范STEM专业设置、实施方案、评估制度、社会活动等方面的政策仍需完善，德国的相关做法可提供一定的借鉴。

　　在课程开发上，我国中小学STEM课程开发可注重结合中小学生的特点，以体验性和探究性学习为主，促进STEM学科与其他学科的融合，积极使用多媒体、互联网、人工智能等技术拓展课堂形式与内容，重点激发学生对STEM领域的兴趣，着重培养其STEM素养。同时要重视校外课程与活动对补充学校教育发挥的积极作用，增强校企协联动与合作，扩展校外活动和各类学科竞赛以带动更多学生了解STEM领域，体验STEM学科的趣味。

　　STEM专业人才的培养离不开优秀的师资队伍。我国可提高STEM学科教师对年轻人的吸引力，建立一套完善的STEM师资培育体系，积极探索各专业人才横向进入STEM教育领域的可能性。