STEM education development pattern in Japan

欧盟委员会 欧洲教育、青年、文化和体育总司 B署 — 青年、教育与欧洲联盟伊拉斯谟+ 项目 B.2 — 学校与多语言教育 联系人：玛丽亚·波德拉斯克-齐格勒 欧洲委员会 B-1049 布鲁塞尔 STEM教育在日本的发展态势 作者：松浦隆教授，与研究团队合作 手稿已完成，完成于2025年1月 本文件是为欧洲委员会准备的，但它仅反映作者的见解，欧洲委员会不对本出版物再次使用产生的任何后果负责。 卢森堡：欧洲联盟出版局，2026 © 欧洲联盟，2026 《欧盟委员会文件的复用政策由欧盟委员会2011/833/EU决定实施，该决定于2011年12月12日发布，关于委员会文件的复用问题（正式刊物L 330，2011年12月14日，第39页）。除非有另外标注，本文件的复用遵循 Creative Commons策展权 4.0 国际（CC BY 4.0）许可协议》。https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/这意味着，只要给予适当的信用并指出任何变更，即可允许重复使用。 对于任何使用或复制不属于欧盟的元素，可能需要直接从相应的权利持有人那里获得许可。 印刷版ISBN 978-92-68-38338-4 doi:10.2766/2307915 NC-01-26-070-EN-C PDF版ISBN 978-92-68-38337-7 doi:10.2766/9330777 NC-01-26-070-EN-N 内容 1. 该国教育体系及STEM表现背景............................................................................................. 8 1.1. 国家学校教育体系结构……………………………………………………………8 1.2.日本STEM教育的治理 ........................................... 10 2014─2024..........................................................................................121.3. 介绍该国在STEM教育方面的表现1.3.1. STEM领域表现与多样性........................................................15 2. 学校STEM教育的主要政策、结构性挑战及相关因素概述 ................................................. 16 2.1. 日本STEM教育政策框架 .................................. 16 2.2.1. 学校基础设施与STEM教育碎片化方法………192.2.2. 日本STEM教师短缺………202.2.3. STEM教育中的社会经济差异和性别刻板印象……202.2.4. 新冠疫情的影响………21 3.概述已识别的促进STEM教育的工具 22 3.1. 支持STEM教育最佳实践案例………23 4. 方法附录 ........................................................................... 29 4.2. 参考文献........................................................................................... 29 4.3. 受访者名单 ................................................................................ 30 本文件展示了针对日本等国在科学、技术、工程和数学（STEM）教育及其支持方面的研究成果。它是在欧洲委员会教育、青年、体育和文化总司（DG EAC）委托的关于“在学校促进STEM教育”的更广泛研究中编制的。 1. 该国教育体系和STEM表现背景 1.1. 国家学校教育体系结构 在日本，非大学后教育体系分为三个阶段：学前教育及保育（ECEC）、小学教育、及包括下初中和高中的中学教育。 日本的早期儿童教育和护理（ECEC）对应于ISCED 0级，服务从出生到六岁的儿童。这一阶段分为两个主要选项：面向出生至六岁儿童的非强制性幼儿园，为有工作父母的家庭服务，以及面向三至六岁儿童的幼儿园，强调早期儿童教育。学前教育课程侧重于以游戏为基础的学习和全面发展，培养社交、情感和认知技能，为小学学习做准备。这一阶段的评估是非正式的、观察性的，并关注于发展里程碑。 日本的小学教育（国际教育标准分类法ISCED 1级）从六岁开始，为期六年，涵盖一到六年级。这一阶段是强制性的、由公共资金资助，强调平衡的课程，也涵盖如算术和生活环境研究等STEM学科。小学教育评估强调形成性评估，教师提供持续的反馈和个性化的指导。在六年级和九年级，学生还会参与全国学术能力评估（NAAA），该评估评估学科知识以及将知识应用于实际情境的能力。 日本的中等教育分为初级中等教育（ISCED水平2）和高级中等教育（ISCED水平3）。初级中等教育，即初中，为三年制，包括七至九年级，对12至15岁的儿童为义务教育。课程在基础教育的框架上增加，提供数学、科学和技术等STEM学科。初中评估包括常规笔试、课堂参与和基于项目的评价。进入高级中等学校竞争激烈，学校会综合考虑学生在入学考试中的表现。1学术背景、历史，以及课外活动。 日本的高中教育是可选的，通常持续三年，覆盖10至12年级，针对15至18岁的学生。大多数学生都就读于高中，学校提供三条主要轨道之一：普通、专业或综合。普通轨道为学生准备大学入学，强调… 学术科目包括STEM（包括科学探究和信息学等附加科目）。职业教育和专门课程侧重于工程、农业或商业等领域的技术技能和实用知识，通常包括行业实习。综合课程结合了通识教育和专门教育的要素，使学生能够根据他们的兴趣和未来目标设计灵活的学习计划，平衡学术和职业教育科目。 在日本，自然科学课程的设计旨在随着学生通过教育体系的发展，逐步从综合走向更加差异化的方法。在小学阶段，科学作为一个单一、综合的学科进行教学，专注于观察、实验以及培养对自然界的好奇心。课程涵盖广泛的主题，如生命与生物、物质及其属性和环境。在初中，科学开始分化成几个不同的分支——主要是物理学、生物学和地球科学——尽管它仍然作为“科学”这个学科的总称存在。到了高中，科学教育变得更加专业化和选修课导向。 日本还推出了科学（重点关注STEM科目，持续进行中）、全球研究（重点关注国际问题，已于2021年结束）和专业研究（重点关注职业领域，已于2021年结束）的“超级高中”课程，提供了丰富的课程内容，如大学教授的讲座（详见下文关于优秀实践的章节，以获取更多详细信息）。 中学后教育评估严格，包括定期的学校测试和期末考试。有志于接受高等教育的学生通常参加大学入学统一考试或特定大学的入学考试。在职业轨道上的学生可能获得有助于直接进入职场或进一步职业培训的资格证书。 日本对特殊教育需求（SEN）的提供旨在确保所有学生都能接受包容性教育。SEN学生可以通过个性化的支持计划在主流学校中得到支持，或者可以就读于针对其特定需求的专业学校，如视障或听障学校。该体系强调早期诊断和定制干预，通过特殊教育教师和个性化的教学计划等资源，确保SEN学生实现其潜力。 图1 2023/2024年日本教育体系结构 二级职业教育 注意：粗体字所标注的年龄表示强制接受全日制教育和培训。 来源：日本文部科学省，链接 1.2. 日本STEM教育的治理 在日本，STEM教育的治理涉及政府部门、研究机构、教育当局和非政府组织的协作框架。 在国家层面，文部科学省（MEXT）是负责主管教育政策的首要机构。文部科学省负责提出教育领域的国家立法、确立基本原则、制定教育战略和政策、制定学程以及进行学业技能评估。 补充MEXT，内阁办公室通过提出与科学、技术和创新相关的立法，发挥着重要作用。这种参与凸显了政府将STEM进步融入更广泛的社会和经济框架，如“社会5.0”框架的承诺。2,3. 经济贸易产业省（通商产业省，METI）从劳动力发展角度倡导教育改革，作出贡献。 研究机构在塑造STEM教育方面也扮演着关键角色。国家教育政策研究院（NIER）进行国际 关于学术成就的调查，监测全球教育趋势，开发学术评估，并协调研发学校。 日本科学技术振兴机构（JST）专注于促进和开发人力资源，推进研发，管理如超级科学高中（SSH）项目等公共资助项目，并维护案例研究门户。 在地区和地方层面，教育局负责规划并实施公立学校的各项计划。他们的职责包括分配教师和预算给学校，从而确保国家政策能够有效适应地方教育需求和实际情况。 非政府组织（NGOs）通过课程和项目开发，以及教师培训，对STEM教育做出了重要贡献。 下表（表1）详细介绍了与日本STEM教育相关的关键利益相关者的概览。 1.3. 2014─2024年国家STEM教育绩效介绍 下表（表2）展示了过去十年中日本从学前教育到高等教育（包括）的学生人口关键数据。 在过去的十年中，日本在数学和科学领域的表现在不同年龄段均呈现出进步和挑战并存的现象。 日本在诸如PISA和TIMSS等大规模研究中始终位列表现优异的国家行列，在数学和科学领域都取得了显著成果。TIMSS数据显示，学生在小学和初中阶段的表现持续提升。四年级的数学成绩从2011年的585分提高到2023年的591分。对于八年级学生来说，成绩在同一时期内从570分提升到595分。 PISA的15岁学生数据显示，从2012年到2022年，数学成绩稳定在536分，显著高于经合组织平均水平（472分）。然而，低分者所占比例略有上升（从11.1%上升到12.0%），而高分者所占比例略有下降（从23.7%下降到23.0%）。 科学表现遵循了略有不同的模式。TIMSS第四年级学生的结果显示出轻微下降，分数从2011年的559分下降到2023年的555分。 对于八年级学生，科学成绩保持稳定，2011年的558分降至2023年的557分，降幅很小。15岁学生的PISA测试结果也保持在547分，远超经合组织平均值（485分），而顶尖成绩生比率有所下降（从18.2%降至18.0%）。 STEM教育在日本的发展态势 来源：IEA（TIMSS），经合组织（PISA） 1.3.1. STEM领域表现及多样性 在四年级学生中，2023年的数学性别差距为男生比女生高10分，而对于八年级学生，这一差距从2011年的8分增加到了2023年的13分（TIMSS 2023年结果）。15岁青少年的PISA结果显示，数学性别差距从2012年的18分下降到了2022年的9分。4. 在科学领域，尽管2023年四年级男生比女生高出6分，但八年级学生中的性别差距更大，男生比女生高出12分（TIMSS 2023）。对于15岁的学生（PISA），到2022年，性别差距显著缩小至仅2分。 PISA评估中，社会经济地位对数学成绩的影响加剧，成绩差距从41分上升到45分（2012-2022年），超过了OECD平均水平。在科学领域，四年级学生的社会经济差距保持稳定，而八年级学生的差距略有下降。 2. 学校STEM教育的主要政策、结构挑战及相关因素概述 2.1.政策框架——日本STEM教育 本节概述了日本学校STEM教育政策框架，突出了近期政策和战略发展。 在过去的30年里，日本采取了一系列重大政策举措，以加强STEM教育，并越来越重视STEAM教育。 《科学技术基本计划》自1995年以来，一直是日本科学技术创新（STI）政策的基础。最新的第六个