目录
一、中国
（一）政策演进
（二）科教成效
（三）各地实践
二、美国
（一）支持政策
（二）资助体系
（三）专业课程
三、德国
（一）政府举措
1.推行科学教育国家战略
（二）学校教育
（三）社会参与
四、俄罗斯
（一）彰显校外科学教育的战略重要性
（二）校外科学教育人人可及的普及性
（三）发现与识别拔尖创新人才培养潜质的便捷性
（四）打通乡村校外科学教育“最后一公里”的有效性
五、英国
（一）发展历程
（二）主要做法
六、“一带一路”沿线国家
（一）学生科学素养发展情况
（二）科学教育政策与标准制定
（三）科学教育课程建设
（四）校外科学教育拓展
（五）新技术在科学教育中的应用
 
一、中国
（一）政策演进
1.“科教兴国”战略背景下的科学教育：我国科学教育的萌芽发展阶段（1978-2000年）
1978年，我国国内生产总值只有3645亿元，人均国民总收入仅190美元，位居全世界最不发达的低收入国家行列。改革开放以来，我国愈发强调将科技进步作为经济和社会发展的主要推动力，以“科学技术是第一生产力”为代表的相关理论阐释的深化，推动“科教兴国”战略从初步酝酿到最终出台。在此背景下，我国对科学和教育的重视上升到前所未有的高度，科学教育事业逐渐步入正轨并进入萌芽发展阶段。1978年3月，邓小平在全国科学大会上强调要大力发展科学研究事业和科学教育事业；中国科协代主席周培源则提出要“积极开展科学普及工作，为提高全民族的科学文化水平作出贡献”，强调“推动广大青少年向科学进军”以及“大力开展青少年的科学技术活动”。1992年，我国颁布《九年义务教育全日制小学自然教学大纲（试用）》，在对自然科学课程性质的规定中提出“科学素养”这一概念，并初步形成了科学素质教育的目标，这对促进我国基础教育阶段的自然科学课程正式化、现代化以及未来科学素质教育的课程化目标奠定了基础。1995年，中共中央、国务院在《关于加速科学技术进步的决定》中提出实施“科教兴国”发展战略，将提高全民族的科技文化素质列为重要内容，科学教育由此成为增强国家科技实力的关键一环。1995年，《国家教委关于贯彻<中共中央、国务院关于加速科学技术进步的决定>的若干意见》出台，明确提出“教育系统贯彻科教兴国战略的首要任务是加速培养各级各类高质量的人才，造就大批德才兼备的科教后备力量”。至此，科教兴国战略在我国教育领域充分展开，而科学教育作为其中的重要组成部分，得到了进一步发展。
到20世纪末“基本普及九年义务教育”和“基本扫除青壮年文盲”，是党中央结合当时我国的现代化发展进程、国际竞争需要和“三步走”战略目标所作出的历史抉择。在该时期，我国教育事业发展的重点目标在于提升义务教育规模，保障适龄人群“有学上”，相应的，我国科学教育倡导面向全体学生，注重学生科学知识的获得。但由于我国缺乏专门的综合科学课程以及完善的科学教育体系，中小学开展的科学教育主要依托自然、物理、生物、化学等自然科学类课程，因此，我国也大力提倡开展科学技术普及活动，通过大众传媒以及采取各类宣传、展教等方式，面向全体社会成员传播科学知识、科学思想。1994年，中共中央、国务院下发了《关于加强科学技术普及工作的若干意见》，强调“多形式、多渠道地为青少年提供科普活动阵地”。
2.综合科学课程的出场：我国科学教育的整体推进阶段（2001-2013年）
据世界银行官网报告，1996年以前我国属于低收入国家，1999年进入中低收入国家行列，这为2001年基础教育课程改革的实施提供了有力保障。21世纪初，全球科技创新进入空前密集活跃的时期，新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图、重塑全球经济结构，相比之下，科技创新能力不足日益制约着我国经济社会的发展，同时还面临着来自发达国家在科技方面占有优势的巨大压力。此外，随着各地区相继通过“两基”评估验收，我国义务教育普及程度大大提高，当数量与规模不再是教育面临的最大问题，提升教育质量的呼声便逐渐高涨，整个社会更加关注人的全面发展。1999年，《中共中央、国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》出台，明确了素质教育的目标、内容以及保障措施。在上述背景下，我国基础教育为了适应时代发展和实施素质教育的需要，掀起了一场规模空前的课程改革运动。此次基础教育课程改革使义务教育阶段形成了专门的综合科学课程，标志着我国科学教育开始进入综合科学课程的整体推进阶段。
2000年11月，科技部、教育部等五部门颁布《2001-2005年中国青少年科学技术普及活动指导纲要》，指出“由于教育观念、活动内容和方法等方面相对落后，导致我国青少年在创新精神和实践能力的培养上与发达国家相比存在较大差距”。同时，受国外STS（Science Technology Society）教育发展的影响，我国科学教育的人文性和社会价值逐渐受到重视，这推动了科学教育目标、内容构成、教学方式的转型。2001年6月，《基础教育课程改革纲要（试行）》正式颁布，也指明了科学教育课程改革的总体方向。2001年7月，教育部颁布《全日制义务教育科学（3-6年级）课程标准（实验稿）》和《全日制义务教育科学（7-9年级）课程标准（实验稿）》，这是中华人民共和国成立后第一部关于中小学科学教育的课程标准。
自2001年新课程改革以来，小学科学教育由20世纪的自然或常识课升格为与国际小学科学课程接轨的小学科学，科学教育课程标准的颁布为中小学综合科学课程的开发与正式实施提供了有效参照。与传统的分科课程相比，综合科学课程试图超越学科的界限，主张统筹设计和整体规划，强调各学科知识领域的相互渗透和联系整合。此外，2006年，国务院颁布《全民科学素质行动计划纲要（2006—2010—2020年）》，提出“重点实施未成年人科学素质行动计划、科学教育与培训工程、科普基础设施工程”，确立了科学教育在整个教育事业和提高公民科学素质中的重要地位。该时期，我国对于综合科学课程教师的任职资格尚未进行明确规定，且综合科学课程往往受到学校忽视，其规定的课时通常被数学、物理等采用分学科组织形式的科学类课程所挤占。此外，中小学的科学教师数量配置存在较大缺口，实验设备、实验场所等科学教育资源不足，这使得科学教育难以有效贯彻落实。
3.科学教育的“核心素养立意”：我国科学教育的创新探索阶段（2014-2022年）
2012年，我国实现了国家财政性教育经费占国内生产总值4%的目标，标志着我国教育改革与发展已经具备了较为有力的财政保障，我国由此进入“后4%”的教育投入时代。“4%”的实现和保持，为我国教育事业处理好“提质量”与“促公平”的关系奠定了基础。2011年我国全面实现“两基”后，推进义务教育基本均衡发展成为教育工作的重要内容。此外，为进一步应对知识经济、产业结构转型以及全球化、信息化的挑战，落实立德树人的根本任务，充分发挥课程在创新人才培养中的核心作用，教育部于2014年在《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》中明确提出研制学生发展核心素养体系。在此背景下，我国的科学课程与教学改革开始以发展学生科学核心素养为基本目标并对教育模式、教育方法、评价体系进行改革，我国科学教育由此进入“核心素养立意”的创新探索阶段。2017年9月起，我国小学科学课程起始年级调整为一年级，义务教育阶段科学课程具有了九年一体化设计的新课程标准，学段衔接性加强、素养导向明确。2022年3月，教育部发布《义务教育科学课程标准（2022年版）》，进一步明确了科学课程的目标是培养学生科学核心素养，包括科学观念、科学思维、探究实践和态度责任4个方面。

在培养学生科学核心素养的目标导向下，我国的科学教育实践开始融入STEAM教育理念、项目式学习、跨学科学习等。进入21世纪，欧美国家开始强化科学教育与技术教育、工程教育与数学教育的跨学科融合，即在“STEM教育”概念框架下推进科学教育。随着我国愈发重视学生科学素质与创新能力的提升，西方国家兴起的STEM教育逐渐被引入我国教育领域，这使得我国科学教育的涵盖内容、实践形式、实施路径面临创新变革的重大机遇。2015年，教育部在《教育信息化“十三五”规划》中提出，有条件的地区应当积极探索STEM教育、创客教育等，以提高我国学生的创新能力。2017年，我国颁布了《中国STEM教育白皮书》《STEM教师培养指南》等。随着人文类学科融入STEM教育，STEM教育进一步丰富和扩充为STEAM教育。基于STEAM教育的基本理念，项目式学习、跨学科学习等多样化的科学教育方式得以推广，但科学教育的社会支持系统、科学教育的协同育人机制还有待建立健全。
4.教育、科技、人才三维耦合中的科学教育体系：我国科学教育的全面深化阶段（2023年开始）
2022年，我国人均国民收入（GNI）达到1.26万美元，距离高收入国家标准仅有一步之遥，我国由此进入跨越中等收入陷阱的攻坚战阶段。当下，我国面临着如何进一步优化产业结构以及实现经济高质量发展的重大课题，这要求把握新一轮科技革命和产业变革的历史机遇，打赢关键核心技术攻坚战。在此背景下，科学教育肩负着夯实创新驱动发展的科技人才基石的关键使命。2022年，党的二十大报告提出了中国式现代化这一重大理论论断，系统诠释了全面建设社会主义现代化国家的宏伟蓝图，并将教育、科技、人才视为实现该目标的基础性、战略性支撑。党的二十大报告对教育、科技、人才在中国式现代化进程中的系统谋划，显现出科学教育在科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略中的关键价值，为我国科学教育的改革路向提供了精确指引。教育部等十八部门于2023年发布《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》，强调“系统部署在教育‘双减’中做好科学教育加法，支撑服务一体化推进教育、科技、人才高质量发展”。我国第一份专门针对科学教育的政策文件的出台标志着我国科学教育进入全面深化阶段，科学教育改革由此进入教育、科技、人才耦合发展的战略格局之中。同年，教育部办公厅印发《基础教育课程教学改革深化行动方案》，强调持续推进科学素养提升行动，包括“加强科学类学科教学”“持续深入开展科普教育”“加强教学装备配备和使用”，并于2023年5月至2027年持续推进。
此外，随着各地区相继通过义务教育均衡发展督导评估，我国义务教育进入优质均衡的发展阶段。以优质均衡为目标导向，我国更加关注科学教育的全纳属性，重视薄弱地区、薄弱学校及特殊儿童群体科学教育的帮扶托底工作，实施了“中西部地区科学教育场所援建工程”等项目。2023年，我国出台《关于构建优质均衡的基本公共教育服务体系的意见》，强调构建优质均衡的基本公共教育服务体系，发挥科普资源重要育人作用，鼓励有条件的科技馆和各类科普教育基地免费或低收费向学生开放。随着科学教育的布局及实施在中国式现代化建设进程中上升到国家教育战略与规划层面，科学教育进入系统整合校内外科学教育资源、实现多主体协同育人的体系化建设阶段，建立健全科学教育体系在教育、科技、人才三维耦合中的作用及价值受到更高程度的关注和重视。
（二）科教成效
党的十八大以来，我国科学教育发展取得积极成效，科学教育顶层设计趋于完善，全社会对科学教育的重视和认可程度逐步提升，科学教育在提升全民科学素质、培育创新型人才中的作用逐步凸显。形成了自己的优势和特色，为提升中小学生的科学素质和创新意识发挥了重要作用。
1.形成了比较完善的顶层设计规划
近年来，在世界科技强国、人才强国和教育强国的总体部署下，国家对科学教育的总体规划和战略部署也趋于完善。从国家到地方，各部门、各单位制定了多个促进科学教育发展的政策文件，明确了我国新时代科学教育高质量发展的方向和任务。例如，2022年9月份，中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于新时代进一步加强科学技术普及工作的意见》明确要求“学校要加强科学教育，不断提升师生科学素质，积极组织并支持师生开展丰富多彩的科普活动”。国务院办公厅发布的《全民科学素质行动规划纲要（2021-2035年）》，专门部署实施“青少年科学素质提升行动”，提出“激发青少年好奇心和想象力，增强科学兴趣、创新意识和创新能力，培育一大批具备科学家潜质的青少年群体，为加快建设科技强国夯实人才基础。”2023年5月份，教育部、中央宣传部等18个部门联合印发的《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》明确提出，通过3—5年的努力，让中小学科学教育体系更加完善，科学教育在促进学生健康成长、全面发展和推进社会主义现代化教育强国建设中发挥重大作用。2022年4月份，教育部印发《义务教育阶段课程方案和课程标准》，将科学观念、科学思维、探究实践和态度责任作为科学学科核心素养，广泛夯实全体学生的科学素养和拔尖创新人才培养的育人基础。2022年5月份，教育部办公厅印发《关于加强小学科学教师培养的通知》，首次针对小学科学教师培养制定专门文件，旨在从源头上加强小学科学教师供给，发挥科技创新后备人才培养的奠基性作用。
2.积淀了相当丰富的课程和内容资源
在规划引领和政策支持下，我国科学教育课程体系不断健全，科学教育内容资源更加丰富。在课程体系方面，从2017年9月份起，我国中小学1-9年级均已开设科学课，并独立设置信息科技、劳动课程；2022年教育部修订义务教育课程方案和课程标准，进一步加强物理、化学、生物、地理等与科学教育相关的课程的建设，不断完善科学教育课程教材体系。在学科建设方面，各师范院校和相关高等学校逐步加大科学教育专业建设，目前，全国共有65所高校开设科学教育本科专业，50所高校设置科学教育领域学术型硕士点，97所高校设置专业型硕士点。在内容开发方面，中小学校、高校、科研院所甚至企业都积极开发面向青少年的科学教育内容作品，全社会科学教育内容资源逐步丰富起来。例如，上海的一些高校、科研院所和科普基地围绕青少年科创教育创设特色课程课件，形成了良好的教育效益和科普效益，上海师范大学致力于建立“人工智能+教育”的特色教育品牌，以“创造、自信、沟通、合作”的“4C”科创素养为核心，开设了《乐享编程（初级）》《乐享编程（高级）》《智能机器人》《自动驾驶》等基于不同套件、针对不同年龄段青少年的系列课程。中国科学院声学研究所东海研究站创制了《声音的秘密》《解密听觉保护听力》等10余个科普课程。中国工业设计博物馆形成了《设计和艺术是一回事吗》《从传统设计到智能设计》等5个课程。
3.构建了多样化的科学教育基础设施体系
近年来，随着我国对教育和科普投入的逐步提升，科学教育所需的物质基础条件逐步改善，科学教育基础设施体系日益健全，形成了以校内基础设施为主体、校外科普场所有益补充的多样化设施体系。一方面，中小学校内科学教育基础设施和条件逐步改善。另一方面，校外科普场所和科普阵地日益拓展，全国1000余个实体科技馆、流动科技馆、科普大篷车以及近10000个乡村少年宫全面向中小学生开放，各类图书馆、博物馆、体育馆等文化艺术体育类场馆也积极投身科学传播和教育，开辟了科学教育社会大课堂的广阔天地。
4.培育了一批品牌性科学教育活动
随着全社会对科学教育重视程度的提升，社会各界都积极举办面向青少年群体的科普教育活动，形成了包括赛事、综合性活动、特色主题活动等在内的科学教育活动体系。全国每年举办的科学教育活动数以万计，据中国科协统计，2022年，各级科协和两级学会组织举办青少年科技竞赛7886次，参加竞赛的青少年3787.7万人次；举办青少年高校科学营881次，参加营员人数9.5万人；举办青少年科技教育活动和培训4.8万次，参与人次7460.0万人次；举办港澳台地区青少年科技人文交流活动674场，3.7万人次参与。与此同时，一些特色活动的品牌效应和社会影响力逐步凸显，培育打造了“天宫课堂”、科学家（精神）进校园、全国青少年高校科学营等一批有影响力的品牌活动，引导广大中小学生爱科学、学科学、用科学，树立科技报国的远大志向。 
（三）各地实践
1.教育部启动建设首批全国中小学科学教育实验校
2023年12月，教育部办公厅发布《关于推荐首批全国中小学科学教育实验区、实验校的通知》。为深入贯彻习近平总书记关于在教育“双减”中做好科学教育加法的重要指示精神，全面落实《教育部等十八部门关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》要求，推动科学教育高质量发展，助力教育强国建设，教育部决定分三批启动全国中小学科学教育实验区、实验校建设项目，首批将审核确定100个左右实验区、1000个左右实验校名单。实验校工作任务包括，建立科学教育统筹保障体系，配强科学副校长、科技辅导员和具有理工类硕士学位的科学类课程教师，建设科学探索实验室、综合实验室、创新实验室、科学活动园等，为科学教育教学提供软硬件支撑。同时，加强科学类课程建设，因地制宜构建学校科学类课程与资源体系，形成内容丰富、领域宽泛、学段衔接、分层分类的科学类课程群，打破固定的班级、学科和课时安排，对有潜质的学生早发现、早培养，满足多样化学习需求。在全国范围内建设中小学科学教育实验区、实验校，旨在课程资源开发、教师队伍建设、教学方式变革、教育评价改革、场所场景构建、社会力量整合等重点领域和关键环节先行先试，破解难点、堵点，探索科学教育实施有效途径和人才培养创新模式，构建大中小学段纵向贯通、校内校外横向联动的发展格局。
2.北京多向发力答好科学教育“加法题” 
（1）打造校本课程体系
课堂是培养学生科学素养、创新思维与实践能力的重要场所。构建特色校本课程是加强科学教育、提升学生科学素养的重要途径之一。校本课程，是指以学校为本位、由学校自己开发的课程，与国家课程、地方课程相对应。
“中小学校在开齐开足开好科学类国家课程的同时，还应积极构建内容丰富、形式多样的科学类校本课程。”北京市海淀区教育科学研究院院长吴颖惠认为，长期以来，大部分学生科学素养、科学思维的培养主要依托于物理、化学、地理等学科的学习。而科学课程的设置既要“基于学科”，也要“超越学科”，构建起包括科学体验、科学探究、科学创造三个层级的科学类校本课程。
北京航空航天大学附属小学的航模课是该校打造的小航家科学教育体系代表课程之一。北京航空航天大学附属小学昌平学校党支部书记、校长李兰瑛介绍，航模课采用了“四个一”的教学方式，即讲述一个引人入胜的航空故事，解读一个深入浅出的科学原理，设立一枚象征荣誉的勋章，以及让学生亲手制作一架模型飞机。“这样的课程设计既激发了学生的兴趣，又让他们在实践中深化了对航空知识的理解。”李兰瑛说。
像北京航空航天大学附属小学昌平学校这样，建立特色科学教育课程体系的学校还有很多。吴颖惠介绍，目前，北京市海淀区中小学有近464门科学类校本课程，涉及学科拓展、学科竞赛、实验观察、设计制作、科普阅读、人工智能、编程和机器人等多个领域。
为高效利用各类教育资源，海淀区以教育集团为牵引建设特色科学课程体系。吴颖惠举例，目前，北京大学附属中学教育集团聚焦物理领域的创新研究，首都师范大学附属中学教育集团则在生命科学领域打造特色科学课程。“我们希望每个教育集团都能打造不同类型的科学教育课程，在不同科学领域建立特色课程群。这不仅能彰显学校办学特色，还能有效整合学校教育资源。”吴颖惠说。
（2）构建贯通发展格局
“许多大学生在撰写科学论文或阐述科学观点时，常常出现概念阐述不清晰、语言表达不简洁等问题。这是因为他们在中学阶段，没有进行深入的科学语言表达训练。”北京大学附属中学副校长景志国表示。
2023年底发布的《教育部办公厅关于推荐首批全国中小学科学教育实验区、实验校的通知》中提到，要构建大中小学段纵向贯通、校内校外横向联动的发展格局。
多位专家表示，这为学生提供全面而系统的科学学习体验，满足社会对于创新人才的需求。
景志国介绍，例如，北京大学附属中学与北京大学物理学院联合搭建了物理卓越人才培养示范基地。基地课程涵盖对科学工具的熟练使用、科学现象的定量化实验、科学语言的准确表达、逻辑常识和逻辑思维、跨学科思维和视野等方面，全面提升学生的科学素养和综合能力。
同时，北京大学附属中学还与北京大学地空学院、北京大学工学院、北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院等进行合作，开设了业余无线电技术、月球拓荒计划、人工智能-情感机器人、水下机器人、无人机等大中贯通课程。这些多样化的课程不仅开拓了学生的视野，还让学生充分体验到未来专业选择的多样性与丰富性。
纵向贯通的培养模式不仅备受中小学欢迎，许多高校对此也十分期待。北京航空航天大学副校长黄海军表示：“我们非常期待与中小学建立更加紧密的合作关系，共同开发科学教育资源，共享科研成果，推动科学教育内容的更新和教学方法的不断创新。”
（3）完善评价反馈机制
“在科学教育过程中，评价反馈是最难也是最容易被忽略的一个环节。”首都师范大学附属中学校长卢青青说。正确且精准的评价反馈对于促进学生科学素养的形成具有重要的引导作用。她认为，构建科学素养导向的综合评价体系，能够发挥评价的导向功能、诊断功能、调节功能、激励功能等。
值得注意的是，科学素养导向的综合评价体系重点在于促进学生核心素养的全面发展。这就要求评价体系的转型。“评价的重点应从单一测量学生的陈述性知识与程序性知识，转变为评价其高级思维技能、发现问题及解决问题的能力。”卢青青说，可以通过科技创新实践活动、竞赛活动、科学拓展课、项目化课题研究以及实地真实情境学习对学生的科学素养进行评价。
例如，可以借助信息化测评工具与大数据技术对学生科学素养情况进行评价反馈。“首都师范大学附属中学正在依据PISA2021中创造性思维的测评框架和测评工具，对课堂情境下学生的创造性思维进行测评。”卢青青介绍，PISA2021创造性思维测评从文字表达、视觉表达、社会知识创造和问题解决、科学知识创造和问题解决4个内容维度，考查学生生成多样化想法、生成创造性想法、评估和改进想法的能力。这一测评模式可以对学生科学素养进行评估，为后续科学教育教学提供指引。
3.上海青少年科教平台
上海青少年科教平台将致力于向青少年和社会公众普及传播科学技术，提高公民科学素质，培养未来一代的科技创新人才。平台将继承创新、拓展提升，开放协同、普惠共享，精准发力、全面跨越，推动科学技术教育、传播与普及，不断提高全民科学素质，激发大众创业创新的热情和潜力，为上海市实施创新驱动发展战略、努力提高青少年科学素养提供有力支撑。
（1）创课资源包
STEM探究科学实验创课：以STEM教育理念为基础，融入国外先进PBL项目教学法，把科学、技术、工程和数学这四门学科自然地组合形成新的整体。课程将分为创设情景、头脑风暴，动手实践、创新探究，发散思维，共五个板块，不仅培养学生的团结协作能力，提升他们的创造和批判性思维，同时诱导学生主动探索问题，把学到的知识应用到实际的生活场景中去，使学生学会并掌握解决问题的技巧，逐渐形成了一套自己的思维逻辑和学习方式。
在线直播科普创课：结合中国青少年科学素质云课程40'，依托远程STEM云教室，通过上海市百余家学会、协会、研究会专家的力量，进行STEM学科知识普及与STEM科学研究方法指导，进行线上直播课程授课，从而开阔广大科技辅导员教师以及中小学生科学研究思路，提供开展项目研究的科学依据。
国际优秀创课案例：通过国际创新赛事获奖案例分析、学科研究特点以及该学科重点研究问题的介绍，为同学们展示了一幅从产生创新想法，到形成自己的科技研究成果参赛的清晰图景。同时，课程引入STEM研究八大步骤简介，将抽象的方法步骤与实际案例相结合，理论结合实际地使同学们掌握先进研究方法、领悟科学研究精髓、增强创新意识、提高创新能力。
（2）科普活动资讯
该板块提供各类科教信息、科普资讯、科技活动等相关资讯，及时进行更新，让广大青少年及科技工作者第一时间了解到最新的科技动态,不错过任何一个精彩的热点。
（3）科创线上系统
STEM综合素养测评系统：对测试者各学科基础知识的掌握、跨学科知识的运用、科学研究方法及逻辑思维能力等多方面进行测评，以各大学科为背景，多角度、全方位的反映测试者的STEM综合素养。
青少年科技创新查新系统：您可以通过关键词、比赛、时间等元素检索相关课题，让您的课题站在巨人的肩膀上展翅高飞！
会员选课管理系统：提供会员基本信息、会员成绩、会员考勤、会员课程、教程回访等信息的查看，还可对课程进行预约、评价的操作。提升会员管理效率，实现对会员的精细化、流程化、自动化管理。
远程教育系统：打破地域限制，不出校门，共享多种优质课程，从而开阔广大科技辅导员教师以及中小学生科学研究思路，提供开展项目研究的科学依据。
（4）科技创新赛事
该板块提供了从小学到高中，10多个国家30多项综合类、专业类科技赛事信息。囊括了赛事申报、课题培育、获奖案例分析、学科研究特点及学科重点研究问题介绍等多项内容。同时为青少年量身配备辅导专家团队，针对各大比赛及交流活动进行定向训练。
4.上海“微芯”实验室:加强青少年芯片科学教育
2023年4月23日，上海市青少年科创人才培养“芯”计划暨长宁区青少年“微芯”科学教育实验室（以下简称“微芯”实验室）揭牌仪式在长宁区正式启动，“微芯”实验室将充分发挥先发优势，通过上海市教委向各级各类学校提供高质量服务，全面整合学校、机构、企业等优质资源，严格选拔和培养“芯苗”，携手打造人才培养新通道，为实现人才强国目标做贡献。作为培养“芯”人才的“苗圃”，“微芯”实验室应紧紧围绕“上海硅巷”科创街区建设的基本要求，全面培养硅巷未来创新人才，为上海长宁积蓄创新势能。
从“微芯”实验室的功能定位来看：“微芯”实验室的主要是向学生们提供多样化、专业化的实体平台，依托各式各样的科创资源引起学生对科学研究的关注，有助于学生更好理解和掌握芯片研究所涉及到的专业理论与基本技能，全面挖掘和释放其在科学研究层面的巨大潜能。“微芯”实验室以理论与实践的有机结合、生活与知识的深度融合，且有效融合实验创新教育和科学家精神教育等，让学生体验到芯片设计、制作、测试以及应用的整个过程，并能动手操作光刻机等各种高精尖设备，填补了当前国内青少年群体芯片科学教育的空白，力求破除芯片人才自主培养困境。
自2022学年起，依托中科院上海微系统所科研和产业优势、长宁教育优质均衡与数字化教育新生态发展优势，双方开始携手打造多层级、模块化芯片科学课程，课程内容融入科学家精神教育、基础知识教学和实验创新教育，主题从材料到工艺，再到应用，贯穿芯片设计制造全产业链，环环相扣又自成体系，让学生从踏进实验室的第一步起，就能真实体验芯片研究的全过程，充分激活了学生的探究欲、创造力。2023年4月16日，由参与课程培训的长宁高中生自行设计制作的第一块芯片在实验室内如期诞生，这也是上海市中学生的“001 号”芯片。
5.广州青少年科技馆：馆校结合提升青少年科学教育
2022年9月，广州市科学技术发展中心成为中国科学技术馆“科技馆里的科学课”首批示范试点单位，配合国家“双减”政策，坚持政府主导，依托所属的广州青少年科技馆的展教资源，深入践行“请进来”“走出去”双向互动实践原则。
（1）坚持政府主导，深化内涵，夯实“请进来”基础
主要做法包括：在开展青少年需求调查的基础上，开设相应的航海科普展、科学家主题展、院士专家书画摄影作品展等常展和临展；整合社会资源，联合科技创新企业、公共服务场馆、科普基地等单位和组织，在馆开展“我是创客+”无人机科普和飞行体验活动、人工智能体验、都市科技农园暑期系列活动等形式、内容丰富的科学教育活动；邀请科技专家、科技辅导员到馆开展卫星科技、爬行动物、造纸等主题讲座，以美好生活解读科技发展意义，引导青少年以科学的视角认知世界；举办“科学实验秀”挑战赛，设置儿童青少年组别，融入舞台剧、小品、脱口秀等表演形式，围绕生活中有趣的科学现象，编排演绎经典科学实验，形象展示前沿科技成果；开展“科技馆里的科学课”示范校科学教师培训交流活动，提升科学教师的科学素质。
（2）拓宽服务模式，共享资源，提升“走出去”实效
联合中国科学技术馆、教育部门、区政府，多渠道汇集、共建、共享科学教育资源，提升“走出去”实效。在中国科学技术馆的指导支持下，为试点内示范校师生提供院士科学人文课等“三课”科学教育资源，开展“我问科学家问题征集令”等主题科学教育活动。联合教育部门开展广州“院士专家校园行”，邀请优秀科技工作者走进中小学校，为青少年提供科学教育服务，为学校与院士专家搭建起沟通的桥梁，提升学校教师的科研意识和科学素质。发挥“科普大篷车”科普“轻骑兵”的作用，配合中小学校科技节等科学教育活动，输送共享科普展品、展板等科学教育资源，开展无人机、人工智能等互动体验；与蕉岭县教育局签署合作协议，建立长期合作机制，为蕉岭县中小学、青少年送科普；与从化、增城、花都、白云、番禺、南沙、黄埔等区合作共建，开展“乡村少年宫”公益科普活动。
（3）坚持大科普格局，以点带面，推动构建科普生态圈
发挥试点单位的组织优势和科普能力，以广州青少年科技馆为基点，广泛发动社会资源，通过整合资源、协同配合、系统联动、共同参与等措施，推动广州地区科技、科普资源开放共享，提升大科普格局，推动建设科普生态环境。经周福霖院士提议、国内首创的“广州科普开放日活动”，由广州市科普工作联席会议办公室牵头，发动符合开放条件的国家级或省级重点实验室、高新技术企业、广州科普游项目承担单位、相关科普资源单位，免费向青少年等公众开放，为馆校结合开展青少年科学教育提供了更广阔的平台和资源。
6.深圳市龙华区：全市首发《深圳市龙华区中小学科学教育三年行动计划（2024-2026）》
2024年4月，深圳市龙华区召开中小学科学教育工作会议，全市首发《深圳市龙华区中小学科学教育三年行动计划（2024-2026）》。
作为深圳市首个区级中小学科学教育三年行动计划，龙华区提出了多项创新举措：2024年完成全区中小学科学副校长1:1聘任，建设开放、共享、创新的科学教育协同育人机制。制定龙华区中小学实验教学工作细则，落实实验教学参与率100%。2025年完成区内“三基”课程构架与第一轮实践。构建科学教育数字基座，形成校内校外、线上线下贯通的科学学习资源支架。2026年依托龙华科学教育数字基座，全区落地执行深圳市科普学分制。在全国科学素质抽样调查和国家义务教育科学学习质量监测中，龙华区中小学生达到深圳领先水平。
龙华区教育局相关负责人表示，龙华始终站在战略的高度统筹部署科学教育，对标国家“双减”“强基计划”部署安排，聚焦立德树人根本任务，推动中小学科学教育学校主阵地与社会大课堂有机衔接，加快建设教育强区、科技创新强区、人才强区，着力发展新质生产力，培养推动区域高质量发展的新型人才，为全面推进龙华高质量发展夯实基础。
7.天津市中小学科学教育研究中心成立
天津市中小学科学教育研究中心成立暨天津市首批全国中小学科学教育实验区、实验校工作启动会在天津市教科院召开。天津市政协副主席、市教科院院长李剑萍，市科协党组成员、副主席罗进飞出席并讲话，市教科院副院长乔盛主持会议。
会议指出，加强新时代中小学科学教育工作，对提升全民科学素质、建设教育强国、实现高水平科技自立自强具有关键作用。会议强调，要切实发挥新成立的科学教育研究中心的引领与服务作用，在改进教育教学全过程、优化资源整合与共享、加强师资队伍建设、做好社会合作与改革衔接等方面协同发力，做好教育“双减”中的科学教育加法。
会议要求，首批实验区、实验校要切实扛起走在前列的探索重任，在课程资源开发、教师队伍建设、教学方式变革、教育评价改革场所场景构建、社会力量整合等领域环节先行先试，探索科学教育实施有效途径和人才培养创新模式，构建大中小学段纵向贯通、校内校外横向联动的发展格局，形成可复制、可推广的典型经验和创新成果，形成天津多主体共同参与的“大科学教育”格局。

二、美国
（一）支持政策
美国科学教育改革起源于20世纪50年代美苏冷战期间。1957年，苏联发射了第一颗人造地球卫星，极大地刺激了美国。美国为了应对苏联成功发射人造卫星对国家安全造成的日益增长的威胁，开始重视培养顶尖的军事与科技人才，开启了以科学课程现代化为主要特征的大规模科学教育改革。20世纪80年代，美国逐渐意识到科学教育不足造成科技人才严重短缺，于是科学教育的侧重点转向培养高素质的科技人才，以提升国家竞争力。1986年，美国国家科学委员会（National Science Board，NSB）提出由科学（science）、技术（technology）、工程（engineering）与数学（mathematics）组成的STEM教育，由此美国逐渐形成了以STEM为核心的科学教育体系。进入21世纪，美国加紧推进科学教育的战略化进程，将科学教育上升到国家战略高度。从2013年开始，每5年制定1份科学教育国家战略规划，统筹推进美国科学教育战略目标、实现路径、资源协调等。迄今为止，美国已发布2份国家科学教育战略规划，美国国会、联邦政府机构等也纷纷出台STEM相关法案，加大STEM项目支持等，形成了美国科学教育的政策体系。
（二）资助体系
1.美国“三位一体”的科学教育资助格局
经过多年探索与实践，美国科学教育领域形成了美国联邦政府机构引领、公共慈善机构和私人基金会支持的“三位一体”的资助格局。首先，来自联邦政府机构的资助，如美国国家科学基金会（National Science Foundation，U.S.，NSF）、美国卫生与公众服务部（Department of Health and Human Services，HHS）、美国教育部（Department of Education，ED）等，关注国家层面整个教育系统中科学教育课程开发、学与教的基础科学研究、创造性的技术应用研究、激励学生在STEM（Science，Technology，Engineering，Mathematics）领域持续参与的方式研究等。2022财年，美国17家联邦政府机构共投入40.75亿美元支持正式和非正式情境中STEM教育的研究与实践。其次，公共慈善机构提供的科学教育资助，例如:来自国家科学、工程与医学院、挑战者太空科学中心、塔尔萨社区基金会、罗德岛基金会等，在支持科学教育研究的同时，也为各地的非正式科学教育（科学中心、科学博物馆、公共图书馆、公园、社区组织）和正式教育系统的科学教育（中小学和高校）提供支持。匹兹堡金融服务集团发布的年度报告指出，2021年美国慈善机构共收到4848.5亿美元的捐赠，其中的707.9亿美元（总体占比约14%）投入了以科学教育为重点的教育领域，额度仅次于提供给宗教组织的资助。最后，以盖茨和梅琳达盖茨基金、沃顿家族基金会、卡内基公司为代表的私人基金会主要针对教师、课程改革和新技术支持的学习和教学提供资助，极大程度地影响美国基础教育阶段的科学教育政策和教学实践。作为首要资助对象，私人基金会对科学教育年均资助近3500亿美元。
此外，这些机构和部门也联合支持国家层面的科学教育计划。2022年12月初，美国教育部正式启动《提高标准:面向所有学生的STEM卓越计划》，拟联合90余家联邦政府机构、专业组织、商业机构、慈善机构和其它利益相关者，拟投入近1200亿美元支持基础教育阶段学生的STEM学习。在这笔史无前例的高额资助下，美国教育部期望在构建良好的教育生态中优先考虑如下三大目标:（1）确保所有学生在K-12阶段都能在STEM学习中取得优异成绩；（2）培养和支持STEM教育者和工作者投身并长期从事STEM教育；（3）利用“美国纾困计划（The American Rescue Plan）”及其它联邦政府、各州以及地方资金，战略性地为STEM教育提供支持。
2.美国联邦政府对于科学教育的资助布局
为了加速推进科技领域创新人才培养，美国自2013年开始每五年制定一次国家层面的STEM教育战略规划，并将其作为政府教育工作的首要事项。2023年3月，美国白宫就第三个STEM教育五年战略规划组织了六个在线听证会，正式将加强STEM教育研究与创新能力及构建美国STEM生态系统列为2023—2028年STEM教育战略的重要主题。为支持STEM教育国家战略规划的落地，美国联邦政府建立了由白宫科技政策办公室（Office of Science and Technology Policy，OSTP）领导、美国国家科学技术委员会（National Science and Technology Council，U.S.，NSTC）协调、STEM教育委员会（Committee on STEM Education，CoSTEM）审查、美国NSF等17家联邦政府机构联合支持的美国联邦政府科学教育资助规划。具体来说，美国OSTP作为领导不同联邦政府部门科技政策工作的部门，协助白宫管理和预算办公室（Office of Management and Budge），对各政府部门提供的预算进行年度审查和分析，并为总统在重大科技政策、计划和项目方面提供分析和决策支持。美国NSTC是协调支持STEM教育政策及研究与开发工作落地的核心部门，确保STEM教育政策和规划符合国家的总体目标。美国NSTC下属的CoSTEM则负责审查、协调和评估联邦政府机构的STEM教育计划、基金资助和相关活动，确保这些计划、资助和活动有效推进。CoSTEM参与制定五年一次的国家STEM教育战略规划，并联合国家科技委下属的STEM教育协调委员会来推进规划落地。
根据白宫OSTP发布的2022财年STEM教育进展报告，美国NSF、HHS、ED等在内的17家联邦政府机构通过208个STEM教育计划合计投入约40.75亿美元支持STEM教育战略规划的落实。其中，NSF通过26个STEM教育计划共提供约14.06亿美元的资助，位居17家政府机构的首位。
3.美国NSF对科学教育的资助规划
NSF自成立之初就把培育基础研究创新思想和培养科技创新人才置于同等重要的位置。过去70余年，对各阶段科学教育领域的资助一直是NSF的核心使命，为维持美国在科学领域的领导地位做出了重要贡献。这些资助支持的科学教育研究在改善学生的科学学习过程和学习结果、形成更有效的科学教学模式的同时，也帮助美国培养了一支更具全球竞争力且多元化的科技劳动力队伍。2022年底，NSF正式将教育与人力资源部（Directorate of Education and Human Resources，EHR）更名为STEM教育部（Directorate for STEM Education，EDU），凸显了其对科学教育的高度关注。
（1）NSF对教育研究资助的整体规划
美国NSF对教育的资助主要集中在社会、行为与经济科学部（Directorate for Social，Behavioral，and Economic Sciences，SBE）下属的行为与认知科学处（Division of Behavioral and Cognitive Sciences，BCS）和STEM教育部（EDU）。BCS处资助有关学习发生过程与机制的基础研究，其下属的学习科学与增强智能计划（Program of Science of Learning and Augmented Intelligence，SL）是资助人类学习相关基础研究的关键部门，重点关注学习发生的过程与机制及如何通过与他人、技术的互动来增强人类认知功能的相关研究。2003年，NSF首次拨款1亿美元启动学习科学专项研究计划，通过资助六个学习科学中心的方式来推进学习科学领域的前沿研究。该计划是NSF在教育科学基础研究中最有影响力的投入，其产出的研究成果在学习研究领域长期占领导地位。2017年开始，NSF不再资助学习科学中心及相关项目，决定通过SL计划拨款820万美元资助24个关注记忆、语言及科学推理能力的学习科学项目研究。
EDU以促进美国各级教育系统中卓越的正式和非正式STEM教育为己任，致力于培养一支由科学家、技术专家、工程师、数学家和教育工作者组成的多元化、高质量STEM人才队伍，以及具备科学与工程思维的全体公民。基于这一愿景，STEM教育部确定了四个目标:（1）培养下一代STEM领域的专业人才，吸引和留住更多的美国人从事STEM相关职业；（2）建立强大的STEM研究共同体，进行深入严谨的研究和评估，将研究成果有机地融入STEM教育实践，以推动实现卓越的STEM教育；（3）提高全体美国公民的技术、科学和数据素养，让他们能够在技术驱动的社会生活中成为负责的公民；（4）促进更广泛的参与，缩小所有STEM领域的成效差距。为了实现这些目标，STEM教育部通过奖学金、研究基金、研究中心、联盟、合作网络、课程开发和机构能力建设等形式资助所有STEM学科和计划的前沿研究与评估项目，确保全体美国人都有机会接受高质量的STEM教育。
EDU下设公平卓越STEM教育（Equity for Excellence in STEM，EES）、研究生教育（Graduate Education，DGE）、正式与非正式情境中的学习研究（Research on Learning in Formal and Informal Settings，DRL）及本科生教育（Undergraduate Education，DUE）四个处。其中，EES处聚焦拓展STEM教育中代表性不足的群体的学习机会，扩大他们在STEM劳动力大军中的比例；DGE处致力于开展高质量、具有创新性和包容性的研究生教育，支持美国公民和永久居民成为未来顶尖的科学家和工程师；DRL处旨在促进K-12阶段的STEM学习和教学的创新型研究、开发和评估，也鼓励代表NSF各学科专家的科学家、工程师和教育工作者的参与以促进各种正式和非正式情境中的STEM教育；DUE处的核心任务是支持所有学生在本科阶段的STEM学习中取得优异成绩，通过改进课程、教学、实验室、基础设施、评估、学生和教师的多样性以及合作等方式来强化两年和四年制大学的STEM教育。
（2）NSF对科学教育的总体资助计划
2022财年NSF共资助了26个STEM教育计划，根据NSF提交给美国国会的2024财年预算报告，2022财年NSF总体支出88.38亿美元，STEM教育部支出11.47亿美元，占NSF总体支出的12.97%。2023和2024财年，NSF总体预算分别为104.92亿美元和113.55亿美元，对STEM教育部的预算分别为13.71亿美元和14.96亿美元，占NSF总体预算的13.07%和13.18%。其中，EES、DGE、DRL及DUE四个处在2022财年的实际支出依次为2.27亿美元（19.80%）、4.32亿美元（37.68%）、2.11亿美元（18.49%）和2.76亿美元（24.03%）。
 （三）专业课程 
1.课程结构
（1）通识课程：培养基础技能，开拓多元视野
通识课程的内容涵盖自然科学、艺术、人文社会科学等，目的是培养未来小学科学教师的基础技能和跨学科思维。基础技能指教学研究必备的能力，包括写作、推理等。比如，《批判和创造性思维》是普遍开设的课程，要求学生能提出问题、收集资料、提出结论；而跨学科思维则提供不同学科看待世界的视角。比如，《美国政府》重点讲述政府如何运转，公民如何形成政治偏好及如何将意见传递给政府，而政府又如何根据公民意愿采取行动。通过课程学习，学会以社会科学的视角来解答相关社会问题。
（2）学科课程：涉及四大领域，凸显融合特点
学科课程包括基础学科课程和综合科学课程。基础学科课程培养小学科学教师应具备的学科知识。综合科学课程涵盖生物、物理、地球与空间科学、化学四大领域，培养教师对科学知识的综合运用能力。在课时或学分要求上，地球与空间科学占比较大（30.3%～48.0%），生物次之，物理和化学占比较小，可能因为地球与空间科学领域的知识综合性强又贴近生活，囊括地球地质、天气和气候、宇宙等内容，容易观察并激发兴趣，可为未来教学提供丰富的主题资源。融合性是综合科学课程的突出特点，即以某个主题为核心，融合四大领域相关的知识。整合的最终目的不是掌握所有知识，而是更好地理解核心主题。比如，大峡谷州立大学的《K-8职前教师的生态学》课程以生态为核心，同时整合四个领域中与生态相关的概念，从多角度探讨生态系统等对环境的影响。
（3）教师教育课程：加强教学实践，重视循序渐进
教师教育课程包括专业教育知识、学科教学知识、教学管理和教学实践等。其中，教学实践受到极大重视（约占1/3），呈现两个突出特点：一是渐进性，随着时间推移，实践时间延长，内容难度加大，逐步接近真实教学情境。具体而言，实践以课堂观察开始，观察与反思他人教学，然后过渡到实地教学；二是先决性，学生在实习前需满足一定的课程学习要求，如东密歇根大学规定要完成《人类发展和学习》《初级课程和方法》等课程，并参与初始教师准备计划之后才可以开始实地教学。
2.课程内容
（1）重视学科核心概念，设置先修课程条件
美国2020版《科学教师培养标准》（Standards for Science Teacher Preparation，以下简称《标准》）新增了概念理解问题清单，以便职前科学教师能更精准地把握学科的核心概念。分析发现，四所高校紧跟《标准》，重视职前科学教师对科学概念的深层理解，让学生通过设计方案、实施科学调查和动手实验等一系列科学过程探讨概念与原理。比如，北密歇根大学16门综合科学课程中有7门（占比43.8%）要求学生对学科领域的概念和基本原理有深刻的理解。学科核心概念的学习具有先决性，即在修读非入门专业课程前要学过相关知识或在本校上先修课。先修课分两种：一是垂直学科领域的课程，如《职前教师遗传生物学》课程，要求先修读生物学课程；二是跨学科领域课程，如《小学教师的科学本质》课程，要求先修读《生物学入门》《宇宙探索》等多门课程且成绩要在C以上。
（2）强调科学本质教学，提升科学素养
水平20 世纪 90 年代，美国科学促进会（American Association for the Advancement of Science，简 称 AAAS） 就 将 充 分 理解科学本质作为科学素养的核心。多数科学教育者一致认为，帮助学生充分理解科学本质是科学教育的常规目标之一。当前，四所高校课程中对科学本质的阐释接近科学探究的过程—观察、假设、推断、设计实验和解释数据，这可能与《标准》强调科学实践有关。比如，东密歇根大学的《小学教师科学本质》在宏观上将科学发展置于学科结构、历史以及与社会相互作用的背景下，在微观上探讨科学证据、探究、假设、模型和定律的本质，将科学概念与科学运用的过程结合起来。
（3）凸显真实生活议题，建立科学身份认同
科学身份认同包括与科学建立有意义的联系，认识到科学与日常生活的联系，并利用科学去解决社会和环境的不平等现象。四所高校的课程具有明显生活化特点，体现为：第一，特别重视社会性议题，许多主题与生活息息相关。比如，东密歇根大学的《非专业生物学入门》课程介绍生命的基本概念、原理和过程，使学生能够批判地看待技术、健康、环境相关的热门新闻和媒体报道，以便做出更好、更科学的判断。第二，课程使用的材料或教具来自生活，如大峡谷州立大学为学生提供了 STEM 工具包，可用于六年级及以下小学生科学课。学生仅需使用其中的纸杯、绳子、牙签、水、大头针、胶水以及装饰工具的物品，如羽毛、小绒球等，即可带领儿童探索声音的产生及振动原理。
3.教学方法
（1）基于学生经验的启发和建构
科学概念的讲授不是灌输式的，而是建立在学生已理解的基础上对既有观念进行完善，以建立新的科学理解。比如，大峡谷州立大学《探究：机械和热学世界》课程的重点是通过实验中的发现学习和苏格拉底式对话来学习基本概念、培养推理和批判性思维技能；密歇根大学伯迪恩分校同样重视在学生已有经验的基础上建构知识，如《物理、科学和日常思考》课程采用学习周期教学法（Learning cycle Pedagogy）。学习周期是一种探究式的教学方法和模式，通过激励学生探索资源、形成概念并将想法扩展到其他场景来驱动学习。在该课程中，学生将通过讨论、实践经验和计算机模拟建立对物理和化学概念的理解，经历提出最初想法、修改调整，对最终内容达成共识并应用这一过程。
（2）基于实验室或现场的实践操作
分析发现，四所高校 40% ～ 60% 的学科课程均要求学生在实验室中动手操作，并为学生提供实验室安全使用方面的培训。实验室经验对提升学生科学概念及其理解应用、科学实践技能和科学思维习惯具有重要作用，有助于理解科学家的探究路径。东密歇根大学开设的 25 门综合科学课程中，有 9 门课程通过实验的方式展开，有 3 门课程运用科学调查的方式学习，如《动物学简介》明确要求使用讲座和实验室 2 种教学方法介绍动物多样性的基本原理。北密歇根大学开设的 16 门综合科学课程中 4 门课程有实验室操作，3 门课程需实地调查。  
三、德国
1997年10月，德国各州教育/文化部长联席会议（KMK）决定，在科研的视角下对德国中小学系统的产出进行国际比较，又称康斯坦茨决定，比较的目的是获得关于学生在核心能力领域的优势和劣势的可靠结果。自20世纪90年代中期以来，德国定期参加国际学业成绩测试PISA、TIMSS和PIRLS/IGLU。这些国际测试的结果表明，当时在德国教育系统中盛行的仅通过课程控制学校绩效（投入控制）并没有产生预期的结果。因此，德国启动了一个旨在更多关注教育效果和结果（输出控制）的改革过程，这包括对学生能力目标的约束性规定以及在实证研究中对他们的定期检查。尤其是在2001年的“PISA震惊”之后，德国从联邦到各州出台并实施了一系列教育改革措施，以进一步提高德国的基础教育质量。德国经济研究所2022年11月发布的《2022年秋季MINT报告》显示：德国MINT专业职位的缺口不断增加，截至2022年10月，德国在MINT专业方面的职位总数达502，200个，基于未经调整的原始数据的分析可以推断，全国至少有325，290个MINT专业职位缺口，考虑到资质不匹配的情况，MINT职业所有36个类别的劳动力缺口将达到326，100人，高达职位总数的64.9%。为改善以上状况，德国早在21世纪初就开始大力推动MINT教育，尤其是中小学MINT教育的发展。
（一）政府举措
1.推行科学教育国家战略
德国通过制定科学教育相关的战略规划和计划，从国家战略的高度推动科学教育的发展。在时任德国总理默克尔和联邦教育与研究部（以下简称“教育部”）部长沙万的倡议下，联邦政府和州政府于2008年10月在德累斯顿举办资格峰会。会上通过的《通过教育实现进步——德国资格倡议》（又称“德累斯顿倡议”）提出了德国教育发展的指导原则、目标和举措，将MINT教育列为教育发展重要目标，大力加强中小学MINT专业教学。2009年，德国各州教育/文化部长联席会议（KMK）又颁布了《关于加强数学—自然科学—技术教育的建议》，提出了从学前到高等教育促进MINT相关专业学习的多项措施和建议。
2019年2月，德国教育部推出了“MINT行动计划——在MINT教育中走向未来”，并计划为此投入5500万欧元。作为一个战略框架，MINT行动计划集合了现有的所有支持和加强MINT教育的措施，加强青少年MINT教育便是其四个重点领域之一。它吹响了德国对MINT教育加大政策和资金倾斜的冲锋号，有利于激发年轻人对MINT主题和职业前景的兴趣，以使将来能源源不断地产生足够的专业人才，从而保持德国的创新力。它也有助于德国政府实施高科技战略、数字化战略和人工智能战略。
德国教育部于2022年6月又启动了“MINT行动计划2.0”，将为此提供总计约4500万欧元的资金，并设定了以下内容：（1）MINT合作，为课外和中小学活动之间的更多合作制定了激励措施；（2）MINT质量，支持MINT教育参与者，为儿童和青少年提供高质量的MINT教育，并建立专业网络；（3）MINT家庭，获取父母的支持，以激励儿童和青少年接受MINT职业培训或攻读MINT专业；（4）MINT研究，倡导以实践为导向的研究，以加强学校和创造性学习场所的MINT教育；（5）MINT早期培养，帮助幼儿园、小学和课后托管班提供MINT教育。在新的MINT行动计划下，德国教育部的资助项目包括“小研究者之家”“MINT集群”项目和“青少年研究”等学生竞赛，并为青少年协调提供校外MINT学习课程。此外，德国教育部还将资助建立“MINT校园”，免费提供资格认证、继续教育和师资培养等服务，以支持MINT教育参与者并帮助其进一步专业化。
2.统一科学科目教育标准
德国是联邦制国家，教育主权在州，联邦政府不直接管理基础教育事务，只保留监督权。因此，德国长期以来缺乏全国性的基础教育标准，尽管各州的“教学计划”中有关于科学科目教育的规定，但教学质量极大地依赖于教师的素质、学校的支持等。
新千年伊始，KMK重点关注全国教育标准的制定和实施，于2003年倡议成立了“教育质量发展研究所”（IQB）。IQB的主要任务之一就是制定全国性的中小学教育标准，并根据全国教育标准设定测试
项目，进而检查学生实现预期教育目标的程度。此后，KMK分批出台了中小学主要科目的全国教育标准。最新的德国中小学教育标准修订工作由IQB负责协调，计划到2024年修订完成小学和初中的数学科目以及初中生物、化学和物理科目的教育标准。
目前，全国教育标准已经涵盖了德国中小学阶段的全部核心科目，各联邦州也据此逐步调整了原有的“教学计划”。德国各自然科学学科都采用了相同的目标体系，在教育标准中称之为“能力领域”，四个能力领域分别为：学科知识、获知能力、交流能力和评判能力。教育标准中强调学科基本知识仍应作为科学学习的基础。
3.组织科技竞赛和项目
为了尽快提升学生在科技领域的兴趣，建立专业化的思维方式，德国政府为青少年设立了“小研究者之家”等项目，还定期举办各类科技竞赛。
（1）各类科技竞赛
由德国教育部资助的学生/青少年竞赛为激发学生对MINT的兴趣以及发现和提升学生的潜力做出了重大贡献。比赛设置了低门槛的入门级，以吸引尽可能多的儿童和青少年参与。在高级别的比赛中，儿童和青少年往往能达到大学水平。每年有超过50万儿童和青少年参加比赛。在自然科学、数学和技术领域最著名的青少年竞赛是“青少年研究”。
（2）“小研究者之家”项目
“小研究者之家”项目是德国规模最大的MINT早期培养项目，由“小研究者之家”基金会负责运营，旨在增加儿童的MINT教育机会。项目通过建立本地网络、提供课程支持、开展教师培训等举措，促进儿童的MINT学习[4]。
（3）“MINT集群”项目
“MINT集群”项目的目标是全面扩展和巩固德国的课外MINT教育，主要针对项目区域内6~16岁的儿童和青少年，在特殊情况下年龄范围也可扩大到3~18岁。截至2023年底，德国教育部共资助了53个“MINT集群”[5]。“MINT集群”的教育内容一般都是低门槛、实用和贴近日常生活的。儿童和青少年可以通过实践和参与的形式探索自己的兴趣所在，拓展提高相关的技能。
4.加强师资培养
训练有素的教师对于实施MINT教育至关重要，许多中小学没有足够的、专业的教师来充分教授所有的MINT科目，可能导致对MINT科目感兴趣的学生得不到合适的支持。因此，加强MINT学科的师资培养也是德国教育政策的重要组成部分。
早在2013年4月，德国便决定发起“教师教育质量行动”计划。该计划从2014年开始，持续到2023年，联邦政府在此期间对各联邦州和大学的总资助额高达5亿欧元，用于开发德国教师教育课程的创新理念，进一步提高教师培训的质量。迄今为止，该计划下大约25%的获批项目侧重于提高MINT教师教育的质量。德国基础教育阶段教师的教育分为两个阶段：第一阶段为知识学习阶段，通常持续7~9个学期；第二阶段为实习/预备阶段，通常持续18~24个月。教师教育的年限根据教授学校类型不同而有所区别。“教师教育质量行动”计划的重点之一是衔接好教师教育的两个阶段，提高教学实践的质量，并吸引更多的人接受教师教育。获得资助的先决条件是各联邦州和参与项目的大学相互承认教师的专业学习经历和考试成绩，因此，该计划也有助于消除德国国内教师的流动性障碍。教师专业的学生可以自由决定在哪个联邦州学习，毕业后也可自主决定工作地点，而不用担心不同州之间教师教育的差异对其未来职业选择产生不利影响。
联邦各州也采取了各项措施来改善教师教育，如加强学科教学，明确大学的教师教育定位等。此外，还有针对具体学科的师资培养计划，如加强数学教育的十年培训计划——“QuaMath—提升数学教学和继续培训质量”，它是2021年12月由KMK与德国数学教师培训中心共同倡议实施，覆盖德国一万多所中小学，主要通过提出课程开发建议、采取合理的教学培训措施等方式实现其目标。德国教育部还于2023年4月资助成立了首个在“学校和继续教育数字化和数字支持教学能力中心”项目下的MINT能力中心，其主要职能是制定MINT科目教师数字化技能的培训标准，开展相关内容的教师培训，以进一步提高MINT科目教师的数字化教学技能。
（二）学校教育
1.多样化的课程设置
在德国的小学（多数联邦州小学为1-4年级）阶段，MINT科目中的数学与德语并列为最重要的两门学科，每周的课时在18~22小时。自然科学和技术科目在大多数联邦州的小学课程安排中不进行独立的学科授课，而是与其他学科结合起来开展跨学科教学，通常每周的课时在10~14小时之间，在不同州、不同学校，甚至不同教师个人之间都呈现出较大的差异性。而计算机科学在德国小学也不是一门独立的学科，其部分内容包括在跨学科的媒体教育/数字教育领域，该领域的重点是培养学生使用数字设备的技能。萨克森州在这方面作出了一个大胆的尝试，自2019-2020学年以来在四年级首次设立了一个以信息技术为重点的独立科目——“与机器人和自动化设备的相遇”，目前教学效果尚待进一步的评估。
许多中学MINT科目的授课内容已经超出了各自联邦州规定的必修内容，学校对于MINT领域的重视尤其体现在多样化的跨学科MINT课程中，例如生物—化学、数学—信息工程、技术—物理等组合科目的课程。这些组合科目由两个科目的专业教师共同开发，体现了学校的MINT课程创新设计，也帮助学生为后续的深入学习做好准备。
2.丰富多彩的课后活动
许多学校会开展丰富多彩的MINT课后活动，通过这种方式提高学生在MINT领域的个人能力和兴趣，并根据个人的能力倾向对学生提供个性化的支持。
作为MINT教育的一部分，有天赋的学生有机会参加MINT竞赛，如高年级参加的“发明芯片”竞赛，五六年级参加的“数学袋鼠”和“数学降临”竞赛。通过与当地大学的合作，一些学校里极具天赋和非常优秀的学生还会定期参加大学的MINT活动，与大学MINT学科的专业人员交流思想。
激发学生兴趣、吸引学生未来从事MINT职业是德国中小学MINT教育的目的之一。有的学校会不定期与校外MINT合作伙伴举办联合活动，如组织学生参观大学或者职业中心。有的中学还会通过MINT领域的项目，帮助学生深入了解MINT职业的工作内容和职场环境。如获得“MINT友好学校”称号的科隆市阿珀斯特文理中学组织九年级学生与科隆市房地产、测量和地籍办公室合作，开展“土地测量学与学校相遇”项目，学生可在专业人士的指导和帮助下进行土地测量和相关调研。
3.探究式的学习方法
德国中小学MINT领域的一个特别突出的特点是基于探究的学习方法，学校鼓励学生进行研究性的学习。探究式学习方法的思想可以追溯到美国教育学家杜威，他认为教学应该反映获取自然科学知识的过程。美国科学教育领域的专家Bybee教授等指出，探究式学习最著名的模型之一是5E模型，即学生面临一个问题（Engage），对其进行探索（Explore）、解释（Explain），最后将他们所学到的知识应用到新的场景中（Elaborate）并评估他们的行为（Evaluate）。在探究式的学习过程中，学生自己发现和提出问题，认真思考如何研究这些问题，必须使用哪些方法和测量工具来回答/解决这些问题，并设计和完成实验，最后得出自己的结论。
研究表明，基于探究的学习方法可以对学生的学习产生积极的影响，但无论是在传统的教学模式下还是在创新的学习环境中，这种积极影响并不只是由个别学习方法的实施带来的，保证新方法实施的质量才是对教学至关重要的。而要确保积极影响的产生，最重要的是学习者在知识获取的过程中能获得适当的支持。如果没有学校和教师系统化的支持，学生可能会在学习过程中遇到很大的困难，对于缺乏先验知识和经验的小学生来说尤其如此。学校和教师支持包括各种不同的具体措施，如解释、帮助、建议、限制或反馈等。通过这种学校和MINT学科教师支持下的探究式学习，中小学生不仅获得了相关的自然科学知识，扩展了视野，还学会了提炼和表达自己的想法，同时也在与其他同学共同寻求解决方案的过程中提升了自己的社交能力，促进了个人的全面发展。
4.数字化的教学工具
德国学校在MINT教育教学中普遍将数字化教学工具融入课堂和课后的教学，教师也会以多种形式和方式利用这些数字化的教学工具激发学生的学习兴趣，例如，生物教师可以利用多媒体工具演示光合作用的过程，让学生更直观地理解这一抽象知识。在通常情况下，中小学的每个班级都会配备相应的数字化设备，供教师和学生在教学中使用。
使用数字化教学工具的实例包括应用数字化练习系统、教程系统、模拟系统、学习软件，以及教师向学生布置基于电脑和网络的作业，或者基于电脑和网络对学生的作业完成和个人发展情况进行评估。影响教学质量的决定性的因素不是整个班级是否经常使用数字化的教学工具，而是教师和学生如何以及为了什么目的使用数字化工具，例如在使用数字化工具时，程序的合理设计和教师的适当指导对学生的学习成效影响很大。
（三）社会参与
近年来，德国的校外MINT教育蓬勃发展。许多机构和公司都在独立或与中小学合作为儿童和青少年开发和拓展MINT教育课程和活动，让学生能够使用现代化的实验室设施、功能强大的计算机和获得高素质导师的指导。
例如，“创造MINT未来”协会成立于2008年，是一家总部位于柏林的基金会，旨在强化中小学的MINT教育，解决德国在MINT领域存在的技术工人短缺问题。该协会每年通过评选“MINT友好学校”产生的示范效应，鼓励各中小学积极改善MINT学科的教学，并加强与其他机构在MINT领域的合作，以提升学生对MINT科目和职业的兴趣。该协会还定期授予在MINT领域取得一定成就的专家“MINT大使”称号，这些“MINT大使”将为中小学教师和学生提供指导和帮助。而位于德国柏林市的德国科技博物馆已经成为一所启发青少年探索科技世界的启蒙学校，能开展系统的科学教育。如在针对7-10年级学生的关于自然与可持续发展、仿生学的“技术与自然”活动中，学生可以使用奥托·李林塔尔的飞行器探索仿生学原理，并找出哪些技术创新是受自然启发的。他们还将讨论对自然的不受控制的开发和可持续利用等问题。此外，许多公司和机构定期为学生提供实习机会，组织工作坊和其他活动，让他们有机会加深对MINT学科的了解。
四、俄罗斯
科学教育既是苏联时期儿童校外教育的传统和优势，也是21世纪第二个十年俄罗斯教育现代化的关注重点。只是有必要说明的是，1992年俄罗斯颁布的第一部《联邦教育法》中已用“儿童补充教育”替代了“校外教育”的表述。2014年，俄联邦政府颁布《儿童补充教育发展构想》，由此儿童补充教育在俄罗斯全境快速发展，到2021年其覆盖率已达77.9%。科学教育作为其中的重点持续受到关注，2015年普京签署的《儿童补充教育新模式》专门提出要在全国范围内逐步建设“量子智慧”儿童科技园（以下简称“量子智慧园”），随后量子智慧园建设在政府国情咨文、国家年度教育发展报告中被多次提及。目前，量子智慧园已成为俄罗斯战略地位最高、覆盖面最广、参与人数最多的校外科学教育机构。到2022年，已有超过7.6万名儿童在全国135个量子智慧园接受了特色鲜明、内容丰富的校外科学教育。智慧园在激发儿童科学兴趣、挖掘科学潜能、提升科学素养和助力国家科技创新后备人才的培养方面显示出巨大的教育活力。
作为俄罗斯儿童科学补充教育的典型形式，量子智慧园在科技创新后备人才培养方面积累了诸多经验，其实践特色主要体现为四个方面：彰显校外科学教育的战略重要性、校外科学教育人人可及的普及性、发现与识别拔尖创新人才培养潜质的便捷性和打通乡村校外科学教育“最后一公里”的有效性。
（一）彰显校外科学教育的战略重要性
在青少年心中种下科学的“种子”，离不开校外教育的“肥沃土壤”。青少年科学素养的养成、科技创新能力的挖掘对国家高科技人才队伍建设的重要性不言而喻。观之俄罗斯量子智慧园模式，无疑展现出了实施校外科学教育的战略重要性，即为俄罗斯科技强国建设培育新的、可持续的发展动能。俄政府高度重视量子智慧园的发展，从政策、物力、财力、人力上为其自由发展提供多方保障。量子智慧园成立之初便受到政府高层的关注，俄联邦《国家教育》方案的执行报告每年都强调量子智慧园的重要性，普京也多次在国情咨文中连续提及其建设情况。在资金方面，量子智慧园得到来自国防部、教育部和社会企业等多方面的资助，充分体现了国家和社会对量子智慧园的大力支持。尤其是来自国防部的拨款，更是充分凸显出俄罗斯政府把此项工作放到事关国家安全的战略地位。
（二）校外科学教育人人可及的普及性
科学教育的普及是科技创新发展的“重要一翼”。为什么量子智慧园可以保证所有儿童均可接受校外科学教育？这主要是因为它的不筛选性、免费性和对弱势儿童教育权利的保障，使科学教育人人可及。
第一，量子智慧园不用通过竞赛、考试筛选儿童，10-18岁儿童只需申请即可人园学习。它在设立之初便不仅仅指向选拔天才儿童，而是为所有儿童提供接受科学教育的机会。每年年初，量子智慧园官网发布课程计划和报名链接，家长只须在规定时间内为孩子报名，即可送孩子入园。
第二，免费公益性保证了家长在经费上没有后顾之忧。一般而言，家庭经济资本越高，学生参加校外教育的数量和支出也就越多，这就产生了新的教育不平等，而量子智慧园的学习费用基本上由联邦政府和各地区政府承担，这就有效确保了低收人家庭能够获得高质量的校外科学教育。
第三，弱势儿童同样拥有入园学习的权利，量子智慧园为其配备必要的辅助措施，形成了“无障碍教育环境”。一方面，针对弱势群体，量子智慧园会为其提供特殊的教育材料，提供更加具有差异性和特异性的课程内容，确保每位儿童都能充分接受教育，如面向视障儿童，量子智慧园会提供字体更大的教材；另一方面，面向行动不便的儿童，量子智慧园区内实现了建筑物和设施的无障碍，以方便儿童通行。2022年，在俄罗斯联邦84个联邦主体共设立了135个量子智慧园，俄罗斯计划到2024年形成225个覆盖85个联邦主体的统一教育空间。
（三）发现与识别拔尖创新人才培养潜质的便捷性
量子智慧园通过探索性的教学手段、多样化的培养形式、兼具趣味性和竞技性的竞赛活动使得识别与培养科学领域的拔尖创新人才便捷且有效。
首先，量子智慧园具有探索性质的教学活动使识别、发展和支持有天赋的儿童成为可能。为了达成阶段性课程目标，量子智慧园着力打造具有探索性质的问题情境以激发学生的主动思考，培养天才儿童解决实际问题的能力。
其次，导师和天才儿童共同选择教学组织形式，既可以采取“一对一”教学提升学生的独立思考能力，也可在小组中合作学习，在小组学习中导师会为天才儿童增加更为复杂的单人任务。除了掌握更具挑战性的知识和技能外，社会化能力、集体主义精神也是拔尖创新人才的必备素养。量子智慧园帮助儿童通过小组协作、互动游戏来提升培养儿童的合作能力、沟通能力，让其学会承担团队责任。同时，帮助儿童发展与创新潜质有关的能力、情绪控制能力，培养积极倾听的技巧和抗挫能力。
此外，量子智慧园还积极拓展教育场域，不仅在园内举办各式各样的竞赛活动，而且还让儿童参与市级、区域、国家和国际竞赛，以此验证自身能力，增加对科学竞技的自信心。仅以切博克萨雷市量子智慧园的年度执行报告为例，2023年共有３３２名学生参加了各类科技竞赛。其中，110名学生在国际、全俄、地区奥林匹克赛事获奖。
（四）打通乡村校外科学教育“最后一公里”的有效性
科学教育的发展必然要投入大量的资金，这对农村地区提出了巨大的挑战。为了让乡村儿童同样能够感受到科学的魅力，量子智慧园通过移动“科学直通车”将科学教育带到了乡村孩子的身边。
“科学直通车”这种移动量子智慧园配备了执行各类科学实验所需的高科技设备和技术课程，如高科技车间的课程、机器人、虚拟现实头盔、笔记本电脑和其他教学设备，一般可以容纳数十名儿童同时操作。除了固定仪器外，车上的所有设备都可被拆下来带进教室，学生在导师的指导下学习如何操作这些仪器。每台移动大巴车每年大约能给1000多名学生授课，通过活动和研讨会的形式，每年服务约3000多名学生。2022年，共有近3万名儿童通过移动量子智慧园接受了科学教育。
作为欠发达地区开展科学教育的新形式，移动量子智慧园得到乡村师生的高度认可。基洛夫州的第一副主席德米特里．库尔杜莫夫表示，甚至在基洛夫地区最偏远地区，学生的兴趣和潜能都能得到挖掘，移动量子智慧园补充教育的出现使学生有机会接触到工程和技术项目，并使他们熟悉当下热门的职业。
五、英国
（一）发展历程
1.萌芽阶段：19世纪到20世纪中叶
相对于数学而言，科学作为课程在英国学校系统起步较晚，进程艰难。虽然19世纪50年代开始，斯宾塞就大力提倡科学教育。但直到19世纪末，除了少数公学的科学教育有较高声誉之外，科学教育在学校教育中并没有取得实质性的进展。到19世纪和20世纪之交，形势才发生变化—由于军事院校入学考试中增加了科学科目的内容，科学教育在公学中逐渐受到重视。
第二次世界大战后，世界主要国家展开激烈的政治、军事、科技和经济竞赛，社会对科技人才的需求激增，科学教育开始以培养英才为目的。从20世纪50年代末开始，西方发达国家全面审查小学科学课程，组织专业科学家和科学教育专家学者开发课程、编写教材，以提升科学教育水平。当时英国著名的教科书有《牛津初等科学》《纳菲尔德初等科学》等。但在20世纪60年代之前，英国尽管在学校中开设科学课程，开始注重科学过程和方法的教授，但科学学科地位不高。科学课主要以传授科学知识为目的，几乎不存在任何形式的科学教育课程，一些与科学知识有关的课也主要限于教师向学生诵读教材。
2.奠基阶段：20世纪60年代到90年代
20世纪60年代以后，随着工业化程度的快速提高和科学技术的迅速发展，整个社会迫切需求应用型人才与具备一定理论知识的技术工人，学校教育输出的精英在数量上无法满足市场需要，科学教育逐渐从精英教育向大众教育转向。1985年，英国学者博德默受英国皇家学会理事会委托撰写了一份名为《公众理解科学》的报告，提出科学的发展在很大程度上取决于公众对科学的理解程度，由此拉开了提高公众科学素养的序幕。同年，英国教育和科学部发布《5~16岁儿童科学教育政策》，要求对5~16岁儿童进行普遍的科学教育。但由于此时英国并没有统一的国家课程，教育内容高度依赖地方和学校，科学教育的质量和水平差别很大。
1988年7月，英国颁布《198 8年教育改革法》，规定从1989年起在全国所有公立中小学实行统一的国家科学课程。根据法案的要求，随后颁布首部科学课程标准《英国国家科学课程标准》，对义务教育的4个主要阶段（KS1：5~7岁；KS2：7~11岁；KS3：11~14岁、KS4：14~16岁）提出了相应的成绩目标和内容要求，并在每个学段结束时采用国家统一考试对学生科学学习的情况进行评定。从此，英国的科学教育得以规范开展。
3.提升阶段：21世纪以来
进入21世纪以来，英国多次修订科学教育国家课程标准并更新《16岁后技能教育改革T级行动计划》，力图保证公立学校系统科学教育的质量，为社会发展提供必要的有素质的劳动力资源。2002年4月，英国发布了《为了成功的科学工程技术（SET）：科学、技术、工程和数学技能人才的供应》报告，明确提出，作为国家战略的一部分，在教育中应优先发展科学、技术、工程和数学技能学科。2004年，英国政府又颁布了《科学与创新投资框架（2004—2014）》，第一次在政府文件中引入STEM教育，并规划了STEM的长期战略目标。2006年，英国教育与科学部和贸易与产业部联合发布了“STEM项目报告”，呼吁各方联合起来推动STEM教育开展，并由此设立了“STEM凝聚力计划”。2014年，英国皇家社会科学政策中心发布了一份报告《科学与数学教育愿景》，提出了英国未来科学与数学教育发展的蓝图。2017年1月，英国政府颁布《建立我们的工业战略绿皮书》，指出英国现代工业战略的核心是培育具有STEM技能的人才，从而把STEM教育提升到国家发展的战略高度，形成了更高定位的科学教育格局。
（二）主要做法
1.学前教育中的“法定框架”
英国学前教育在教学特点和教育途径上无不体现对科学素养的重视。2008年5月，英国儿童、学校和家庭事务部为0~5岁幼儿颁布了《早期基础阶段法定框架》，要求学前教育机构依据框架开展教育，确保幼儿在结束幼儿园教育时实现规定的发展目标。2021年最新版本的框架确定七个领域的早期学习目标：交流和语言，个人、社会和情感发展，身体发展，读写能力，数学，理解自然世界，表达艺术与设计。其中，理解自然世界目标包括三个子目标：探索周围的自然世界，观察和绘制动物与植物；了解周围的自然世界，利用经验和课堂所学对比环境之间的相似和不同之处；了解周围自然世界的一些重要过程和变化，包括季节和物质状态的变化。为了利用家庭和社区独特的教育资源拓展学前教育空间，保教人员和家长经常有目的、有计划地带领儿童去博物馆、动物园、公园、儿童游戏场、书店、农场等地方参观游览。这些活动区的设置和游览活动的安排，对于培养学龄前儿童的科学素养有着重要意义。此外，在学前教育阶段，掌握计算机被视为幼儿必备的一种生存技能。几乎每个班上都会配备计算机及与机型相匹配的学习软件，既有与各科教学相关联的教育软件，也有娱乐软件，幼儿可自由地上机操作。
2.中小学教育中的“教育标准”
2013年9月11日，英国教育部发布《国家课程标准：科学学习计划》，明确了学习目的、学习目标、各阶段法定达成目标、各阶段教学内容及教学指导（非法定）。上述标准指出，所有学生都应该学习科学知识、方法、过程和应用的基本方面，通过建立一个关键的基础知识和概念体系，认识到理性解释的力量、培养对自然现象的兴奋感和好奇心、理解如何用科学来解释正在发生的事情及预测事情发生并分析原因。学习目标指向所有学生，确保所有学生能够通过生物、化学和物理等具体学科来发展科学知识和概念理解；通过不同类型的科学探究帮助学生回答关于周围世界的科学问题，从而发展对科学本质、过程和方法的理解；掌握科学对今天和未来世界意义及用途的相关知识。2014年12月2日新修订的《国家课程标准：科学学习计划》中增加了KS4阶段的科学学习计划，该阶段要求通过科学教育发展学生在科学思维、实验技巧与策略、分析和评价等方面的理解和一手经验。
3.本科教育中的“教育愿景”和“行动计划”
为了保持在科学与工程领域的世界领先地位，英国于2014年发布了题为《科学与数学教育愿景》的政策咨询报告，为未来20年英国教育体系改革绘制了路线图。其主要内容包括：将对数学与科学的学习延长到18岁；培养学生STEM职业意识，加强就业指导；进行持久稳定的课程改革；改革现有教育评价机制；提升教师地位，促进学科专家型教师发展。2016年4月，英国发布了《关于技术教育的报告》，指出英国技术教育面临现有工作系统无效、资格证书繁多且令人困惑和市场失灵等种种问题，并据此提出了34项建议。英国政府根据此报告的建议，于2016年7月发布《16岁后技能计划》，支持年轻人和成年人获得终身持续的就业技能，以满足日益增长和迅速变化的经济需要。该计划自2017年起每年更新一次《16岁后技术教育改革—T级行动计划》，成功引入了T-Level课程。T-Level课程是由英国政府与雇主、企业合作开发的一项面向16~19岁青年的涵盖技术资格的第三级技术学习项目，是学生在普通中等教育资格考试后的主要选择之一。T-Level与为学生提供在“工作中”特定职业学习的学徒制和提供继续学术教育的A-Level并行，在规模上相当于3级A-Level课程。
4.非正规教育中的“社会支持体系”
英国社会各界积极助力科学教育，构成了多样的科学教育社会支持体系。例如，非营利组织—国家STEM学习中心与英国政府、企业、组织和教育机构合作，为教师、年轻人和其他人提供积极的科学教育互动。作为英国最大的STEM教育和职业支持提供机构，其合作范围覆盖了英国几乎所有的中小学校。2020年，该中心在三周内完成了创建家庭学习网页、录制相关视频、研发适用于各关键阶段的线上课程软件、建设支持虚拟活动开展的基础设施等任务，有力地推动了疫情防控期间科学教育的开展。
六、“一带一路”沿线国家 
为发挥“一带一路”倡议在推进教育国际合作交流中的重要作用，加强科技创新人才培养，我国出台《推进“一带一路”建设科技创新合作专项规划》《推进共建“一带一路”教育行动》《中国教育现代化2035》等政策文件，将建设“一带一路”教育共同体和培养科技创新人才作为重要目标。“一带一路”倡议实施十多年来，我国始终高度关注和重视“一带一路”科技人才培养，习近平主席在2017年首届“一带一路”国际合作高峰论坛上启动“一带一路”科技创新行动计划。教育部于2018年印发的《高校科技创新服务“一带一路”倡议行动计划》进一步提出“加强科技人才联合培养，通过平台搭建、人才交流、项目合作、技术转移，立足沿线国家、面向全球建立高校国际协同创新网络，营造科技人才友好稳定交流的良好环境”。习近平主席在2023年第三届“一带一路”国际合作高峰论坛开幕式上强调中方将继续实施“一带一路”科技创新行动计划，举办首届“一带一路”科技交流大会。这一系列的政策文件和举措充分体现出党和国家对“一带一路”沿线国家科技合作和创新人才培养的关注与重视。科学教育作为建设世界人才中心与创新高地的重要保障，对于科技创新人才的培养至关重要。
（一）学生科学素养发展情况
科学素养是指个体关于“识别科学问题、科学地解释现象和使用科学证据”的能力。在国际学生评估项目（PISA）2022科学成绩平均分前十名中，除中国香港、中国澳门和中国台北外，“一带一路”沿线国家占三席，分别是排名第一的新加坡、排名第五的韩国和排名第六的爱沙尼亚，而在倒数十名中，“一带一路”沿线国家占六席，分别是柬埔寨、多米尼加共和国、萨尔瓦多、菲律宾、巴拿马、乌兹别克斯坦。这些数据反映出“一带一路”沿线国家在这一评估项目中的参与度和影响力。从所有参与PISA 2022科学测试的国家或地区排名来看，在低于OECD均值的48个国家中，“一带一路”沿线国家占28个，占比约58%。通过对PISA“一带一路”学生科学素养的进行横向纵向对比后，本文发现“一带一路”沿线国家学生科学素质呈两极分化的趋势，大部分较为落后，与以往的PISA测试结果具有较高的相似性，表明“一带一路”沿线国家一直面临着学生科学素养发展不平衡的现实问题。从地区分布上看，测试结果显示经济、政治、文化较为稳定的“一带一路”沿线国家学生科学素养表现相对较好。
（二）科学教育政策与标准制定
2023年，我国教育部等十八部门联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》，明确指出“以学生为本，因材施教，推进基于探究实践的科学教育，激发中小学生好奇心、想象力和探求欲……努力在孩子心中种下科学的种子，引导孩子编织当科学家的梦想”。这一政策强调学生的个性化教育，推动学生通过实践探究来培养科学精神，并激发他们对科学的兴趣和热情。新加坡的科学教育政策核心旨在强调探究性学习，并在探究中提升沟通交流的能力。这一政策注重学生自主学习和主动参与，鼓励他们在解决问题的过程中培养批判性思维和团队合作能力。马来西亚的科学教育政策核心是提升学生的综合素养与思维能力，同时有序调整和优化教育系统的教学方式。该政策强调科学教育与现实生活的联系，着重培养学生的综合能力，以及学生在解决实际问题中的角色。菲律宾于2011年颁布《科学教师教育框架》，从专业知识、专业实践和专业属性三方面明确科学教师应具备的专业知识与能力。这一框架旨在提高科学教师的专业水平，使他们能够更好地引导学生学习科学，培养学生的科学素养和技能。
（三）科学教育课程建设
阿联酋、爱沙尼亚、塞尔维亚、希腊、塞浦路斯、马来西亚等国家，不仅拥有丰富的科学教育课程，还配套相应的数字课程资源。但一些经济水平相对较低的国家，如巴基斯坦、巴勒斯坦、南非、黑山等，面临着科学教育课程建设与数字资源投入不足等难题，这成为数字时代发展中不可回避的问题。随着科学教育理念的普及，“一带一路”沿线国家逐渐意识到科学教育的重要性，越来越多的国家开始建立科学课程资源数据库。例如，爱沙尼亚的科学教师可以通过名为“e-schoolbag”的数字资源，检索包括幼儿园、小学、中学和职业学校等不同阶段的学习资料。阿联酋教育部推出最大的开放教育资源公共数字图书馆Manara，作为免费且公开授权的平台，提供文本、媒体和其他数字资产，为科学教育课程的开设提供资源支持。
（四）校外科学教育拓展
校外科学教育主要包括开展科技竞赛活动和积极利用科技场馆、科研院所等学习资源。这种形式的教育不仅是对课堂科学教育的有效补充，还对学生巩固科学知识、培养创新能力、掌握科学探究方法和培养科学情感和价值观等方面发挥着重要作用。然而，由于政治、经济、文化等现实因素的复杂性，“一带一路”沿线国家的校外科学教育存在着发展不均衡的情况。在经济发展水平较差、政治文化局势相对动荡的国家，校外科学教育往往缺乏有力的保障措施。例如，利比亚、苏丹等国家由于政治动荡和战争不断，其科学教育在政策、体制、设施和教师等方面存在严重缺失，导致校外科学教育的开展缺乏有效保障机制。相反，在政治、经济、文化方面较为稳定的国家，这些问题相对较少，基本上制定了较为完备的校外科学教育保障政策，并配备专业的教师团队和资源，以保障校外科学教育活动的顺利开展。例如，新加坡的KidsSTOP是新加坡首个儿童科学馆，面积约3000平方米，旨在为18个月～8岁的儿童提供科学探究经验，激发其好奇心和兴趣。KidsSTOP设置24个展区，涵盖想象、体验、探索、梦想四个主题，面向家庭和学校提供各种活动服务，如生日派对和科学探究校外活动等。此外，KidsSTOP还定期举办面向年轻学习者的STEAM文化节。意大利的“科学教育作为一种积极的公民身份的工具”（Science Education as a Tool for Active Citizenship，SETAC）项目旨在提供科学教育的新教学法，为教师、中学生和博物馆教育工作者提供高质量的科学教育资源和指导。该项目体现校内和校外科学教育相结合的优势和理念，包括重视科学教师的培养、加强政企校协同合作开展和对教育公平的重视。
（五）新技术在科学教育中的应用
很多“一带一路”沿线国家已经将虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、人工智能（AI）等技术应用于科学教育，以提升学习体验和教学效果。例如，土耳其充分利用互联网优势，为各地学习者提供学习机会，并提供丰富的学习资源，如智能内容推荐系统、游戏化功能和EBA档案袋等。阿曼政府明确将“提高教育、学习、科学研究和国家能力”列为国家优先发展事项之一，其中包括建立技术与应用科学大学，这不仅为青少年提供了专业的ICT培训，还构建了覆盖学习、认证、就业全流程的人才供应链，这些国家与企业达成一定合作，其做法值得其他国家参考，有助于推动科学教育的发展和创新人才的培养。然而，也有一些经济水平较差的学校无法负担新兴技术的高昂价格，导致科技资源分配不均现象。