德国STEM教育的发展与夯实之路
德国STEM教育的发展与夯实之路
德国STEM教育在全球享有盛誉，其严谨的教学体系和创新的教育理念为世界提供了宝贵的经验。从学前阶段的兴趣启蒙到高等教育的职业培训，德国构建了一套完整的STEM教育链条。本文将为您详细介绍德国STEM教育的发展历程和具体措施，以及STEM专业留学生的就业前景。
2024年6月14日，德国各州文教部长联席会(KMK)发布更新后的加强MINT（数学、信息技术、自然科学与技术）教育的建议文件，意在进一步加强德国的MINT教育，并适应快速发展的社会需求。文件特别强调了信息技术的重要性以及MINT教育应与数字化和可持续发展教育进一步深度融合。
STEM教育的说法源于1980年代，当时美国意识到科技教育不足会造成人才短缺， 1986年美国国家科学委员会提出了由科学(Science)、科技(Technology）、工程(Engineering)和数学(Mathematics)整合而成的STEM教育，以培养素质高的数学家、科学家、工程师及科技教育人才，进而提升国家的竞争力。STEM教育并不仅是四个学科的加叠，而是融合四个学科的知识，并将传统以教师及课程内容为中心的讲授式教学转变为以学生为中心的探究式教学，广泛应用项目式学习(PBL)、实验室研究、小组讨论等，强调“以设计探索为目的，并用科技技术及科学思考来解决问题”。
图源：KMK
“工业 4.0”(Industry 4.0)的发源地德国，为解决STEM人才不足的问题， 在政策、研究以及教育上做出了全面性的回应，自2006年起联邦政府先后推出多项STEM人才培育策略，提振科教。
在德国，STEM教育被称为MINT(源于德语首字母缩写）。德国实施STEM教育国家策略，其政策沿着教育链发展，覆盖儿童和青少年至职业培训。政府与教育界、企业、社会组织跨界协作，形成公私协力共同培养STEM人才的机制，在STEM人才培育上打团体战，提供丰富的STEM教育资源与机会。
以严谨有序著称的德国持续地推进STEM教育发展。根据经合组织数据显示，其STEM指数在OCED国家中位居第一。
与此同时，德国留学生的留存率位居世界第一，其中STEM专业更是倍受国际学生欢迎的专业选择。现今德国仍在不断改善环境，为STEM人才提供更加合理的就业环境。
图源：Getty Images
一、打造完整的STEM教育链条
1. 重视学前阶段的STEM兴趣启蒙
德国相当重视学前阶段的STEM教育，强调把握孩子对STEM学科产生兴趣的关键时期。
MINT的早期教育理念主要以儿童心理学家让·皮亚杰的认知发展理论为基础，认为儿童在获得特定的逻辑思维能力后，可以运用这一思维能力开展所有领域的知识学习，侧重于通过游戏和探索活动激发儿童对科学的兴趣。
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MINT教育与让·皮亚杰的教育哲学
主动学习：皮亚杰强调儿童是主动的学习者，通过探索和经验构建知识。MINT学前教育鼓励儿童通过观察、实验和实践活动来探索自然科学和技术，符合皮亚杰的观点。
阶段性发展：皮亚杰提出儿童认知发展的不同阶段，如感知运动阶段和前运算阶段。MINT教育设计课程时，会分别考虑到不同年龄段儿童的认知能力，采用适合他们发展的活动，以便有效促进学习。
社会互动：皮亚杰认为，社交互动对儿童的认知发展至关重要。MINT教育强调合作学习和小组活动，鼓励孩子们在互动中分享想法，提出问题，促进他们的社会性和认知能力。
解决问题的能力：皮亚杰的理论重视儿童逻辑思维和问题解决能力的发展。MINT教育通过实际操作和项目任务，鼓励儿童在真实情境中运用逻辑思维，培养他们的解决问题能力。
游戏中学习：皮亚杰认为游戏是儿童学习的重要方式。MINT的儿童教育中的很多活动都是通过游戏来进行，让孩子们在愉悦的氛围中学习科学和技术知识。
自我构建知识：皮亚杰提出儿童通过与环境的互动自我构建知识。MINT教育通过动手实验和自主探索的方式，让孩子们在实践中主动构建对科学现象的理解。
“小科学家之家”（Haus der kleinen Forscher）项目**旨在促进学前儿童科学素养培养，鼓励幼儿园和学前教育机构通过动手实验和探索活动，帮助儿童在实践中学习科学原理。项目为教师提供专业培训和丰富的教学资源，使他们能够设计有趣且具有教育意义的活动。同时，它也积极鼓励家庭参与，促进家长与孩子共同探索科学的乐趣。通过与社区和科研机构的合作，“小科学家之家”不仅增强了儿童的学习体验，也为他们未来的学习和生活打下了坚实的基础。
图源：mebis杂志
通过在儿童和青少年对STEM产生兴趣的早期阶段给予正向激励，德国使得STEM兴趣持续不断地沿着教育链攀升，由下而上创造一种可持续发展的STEM教育。
2. 建立评选机制，提供认证标准
“MINT友好学校”与“MINT卓越学校”的评选为MINT教育质量提供重要保障。
为进一步推动德国MINT教育的发展，德国“MINT友好学校”评选于2008年拉开序幕。
图源：mint zukunft schaffen
这一在MINT行动计划联盟框架下设立的年度学校评选项目通过综合考察申请学校的课程设置、校内外课外活动、竞赛、就业指导、合作企业与机构等方面实施的整体效果，确立区域性标杆学校的示范作用，进一步推动基础教育阶段MINT相关课程的有效开展与实施，提升高校相关专业的吸引力，积极推动学校、企业、科研机构的有效合作。
2024年，共有55所学校荣获“MINT友好学校”认证。
公立施泰格高级文理中学**(Gymnasium Steigerwald Landschulheim Wiesentheid)多次获得MINT友好学校认证，与大学合作提供先进的数学实验室给学生使用。
而“MINT卓越学校”(MINT-EC)则对学校提出了更高的要求，被誉为“MINT教育领域内的灯塔”。
仅有文理中学可以获得此项特殊认证，它代表了学校在数学、信息学、自然科学和技术领域的高质量教学特色。认证后的学校可以为完成相关课程的毕业生颁发EC资质证书，用于表彰该领域成绩优异的学生。凡是申请入围评选的学校都需要满足以下四个重要标准：
(1)学校开设数学、物理、生物、化学、信息在内的所有学科都满足MINT-EC评选的所有要求。
(2)基于MINT的理念框架，数学与自然科学学科应当成为教学的重点。在中学的两个阶段，应当积极协调好教育目标、教育对象、教学目标达成度、校内外课程开设等情况。
(3)学校需要达成教育信息化发展的基本要求，即学校需要装备合适比例的信息化设备与技术，并开设独立的信息技术课程或者开设一门综合性课程。
(4)多媒体(技术)理念应该确立为学校教学计划的重要理念，并确立其为教育装备与教师继续教育的重要方向。
多所提供高质量MINT教育的特色学校先后涌现，成为培养MINT人才的摇篮。
克尼斯温特尔高级文理中学**(CJD Christophorusschule Königswinter)多次被评为MINT卓越学校，提供多样的MINT项目，并鼓励学生参与科技竞赛。学生能在竞赛中拓宽视野，锻炼毅力，培养自主学习的能力，更有机会收获佳绩。
3. 师资培优，优化STEM教师培养机制
优秀专业师资对保障MINT教育质量言至关重要。德国多所高校通过执行一系列特色MINT师资培养计划，积极打造一支专业的师资队伍，例如柏林自由大学的“MINT教师教育新理”（MINT-Lehrerbildung neu denken）、多特蒙德工业大学推行的“dort MINT”项目等。
图源：Getty Images
德国联邦政府与各州协定，加强教师各培训阶段的衔接性以提升专业师资质量，同时吸引更多相关学科教师群体参与到专业培训中。为此，联邦政府投入教师培训项目的资金总额高达5亿欧元，有效提升了MINT教育的整体师资水平。
与此同时，第一个MINT能力中心于2023年正式启动，通过优化数字基础设施为中小学教师提供数字化进修和继续教育课程。早期开展的“学校云”项目也已投入多个MINT优质示范学校，可以为当地教师提供免费的研修课程，进而提高教学水平。
4. 支持青少年科学竞赛，以赛促学培养创新人才
青少年竞赛在德国的MINT教育中发挥着至关重要的作用，成为促进学生学习和成长的有效途径。通过参与各类数学、科学和技术竞赛，学生不仅能够加深对相关学科的理解，还能培养批判性思维、解决问题的能力和团队合作精神。这些竞赛提供了实践机会，让学生在真实的挑战中应用所学知识，激发他们的创新潜力。
此外，竞赛的准备过程通常伴随着教师的指导和跨校交流，进一步增强了学生的学习动力和社交能力。通过奖励机制和外部资源的支持，竞赛不仅让学生获得成就感，还为他们未来的学术和职业发展奠定了坚实的基础。因此，青少年竞赛不仅是MINT教育的重要组成部分，更是培养未来科学家和工程师的关键环节。
Informatik-Biber是一项针对中小学的编程和计算机科学竞赛，通过有趣的题目激发学生对信息技术的兴趣。每年约有400000名学生参加在Informatik-Biber竞赛，1和0的世界满足了青少年们对于解谜的无尽欲望。
5. 促进教学数字化进程
2023年4月，德国联邦教研部宣布正式启动第一个旨在促进中小学数字化教学的MINT教学能力中心。在研究、创新和推广项目“面向中小学校和继续教育的数字化教学能力中心”的框架之下，联邦教研部为数字化学习能力促进网络提供了资助。该网络由一个推广中心和四个主题能力中心组成，其中，能力中心与来自大学及大学以外研究机构的合作伙伴在各州培训教师的密切参与下，共同实施6个联合项目，结合教育科学、媒体科学和专业教学法等知识，开发和促进生物学、化学、计算机科学、数学、物理学、社会科学中与数字化相关的继续教育和培训项目。推广中心将作为科学与实践的连接点，制定教师数字化培训课程标准，提供评估工具，并组织教师交流活动。
到2026年，德国联邦教研部将投入2.05亿欧元用于研发高质量的培训课程，通过这种方式激励教师开展数字化教学，以进一步推进教育数字化进程。
此外，德国还提供了基于“MINT友好学校”的“数字学校”认证，帮助学校更好地权衡应对数字化的机遇和挑战，在数字化时代帮助学生掌握信息和通信技术以补充阅读、写作和算术的文化技能。
2023年11月6日，由德国联邦教科部资助的“MINT校园”学习平台正式上线。“MINT校园”是MINT行动计划2.0的一部分，旨在激发人们对数学、计算机科学、自然科学和技术领域的学习兴趣。这一在线学习平台将为广泛的目标群体提供不同形式的免费学习机会。
图源：MINT Campus
6. 关注女性参与STEM
德国持续关注女性在STEM教育中的参与，促进教育公平与性别平等。女孩未来日活动是全世界规模最大的女性职业体验计划，旨在让女孩们能尽早接触STEM学科进而发展兴趣，以提升未来STEM领域女性的从业人数。
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自2001年以来，已有将近200万位女孩参与过此活动。在一年一度的女孩未来日当天，众多企业及大学会为女学生们敞开大门，让她们走进STEM领域的真实职场以及学习环境，通过参访企业或大学，认识各种行业的实际工作情况，女孩们可以借此机会近距离了解所谓的“非典型”女性职业，并将STEM列入日后考虑就业的范围。丰富的STEM领域女性工作者经验分享会，更是直接激励更多女孩们跨越性别藩篱，勇敢点亮STEM潜能。
图源：EBF官网
女孩未来日活动成效卓著。2001年活动发起初期，仅有39家企业走进校园，时至2019年，已有10428家企业或机构积极加入女孩未来日。高达97%的女学生认为这项有意义的活动丰富了未来职业的选择，40%女学生表示未来想在她们参访过的企业实习，33%的企业收到来自参与过此活动的女学生的实习求职信，其中有三分之二的女学生因此获得了实习机会。
二、德国STEM专业就业前瞻
今年四月，德国资助者协会与Fintiba公司合作，通过对7000多名国际学生展开调研，发布题为《欢迎与现实之间》（Zwischen Willkommen und Wirklichkeit）的调研报告。
报告建议政府与高校应进一步帮助留学生克服语言障碍，促进社会和职业融合，减少官僚主义障碍，更好地支持国际学生融入当地社会，以鼓励STEM学科国际学生毕业后继续留在德国。
图源：Pexels
数据显示，STEM学科对国际学生的吸引力明显高于德国本土学生。在德的中国留学生中，工程学科和数学、自然学科专业颇为受欢迎。选择工程学科的学生比重更是高达49%。
近年来，德国STEM领域的劳动力市场的人才缺口接近30万人。STEM专业留学生的就业前景十分光明，薪资可观。部分热门STEM专业对应的就业行业分布如下：
三、结语
德国工业举世闻名，离不开MINT教育所培养的创新人才。MINT教育为技术和科学领域的热情奠定基础，以跨学科的方式传达其重要性，并最终启动面向就业市场的职业和学习课程选择。
德国的STEM教育发展策略不仅为本国培养了大量高素质的科技人才，也为全球STEM教育提供了宝贵的经验和启示。通过政府、学校、企业和社会各界的共同努力，德国成功地将STEM教育融入到教育体系的各个层面，形成了完整的教育链条。其STEM教育实践表明，通过创新教育方法和提供丰富的学习资源，可以有效提高学生的科学素养，培养他们的创新能力和实践技能，为国家的科技进步和经济发展做出重要贡献。
参考资料
[1]https://www.kmk.org/fileadmin/veroeffentlichungen_beschluesse/2009/2009_05_07-Empf-MINT.pdf
[2]https://www.cjd-koenigswinter.de/
[3]https://lsh-wiesentheid.de/
[4]https://mp.weixin.qq.com/s/u4cDQ9jFHptG2-2h2pTZ7Q
[5]https://mintzukunftschaffen.de/
[6]https://www.bmbf.de/SharedDocs/Videos/de/bmbf/7/73/7392_informatik-biber-besser-als-unterricht.html
[7]https://www.ith.com/en/exhibitions-news/articles/girls-day-in-meschede-germany-2015.php
