胡卫平等 | 教育科技人才一体发展背景下的科技教育

加强中小学科技教育，是服务国家创新驱动发展战略、培育科技创新人才的关键举措，更是支撑教育科技人才高质量一体发展、实现高水平科技自立自强的战略选择。然而，政策语境下的“科技教育”究竟何意，其与“科学教育”有何异同？在教育科技人才一体发展背景下，科技教育的独特价值何在，其发展方向与实施路径又该如何把握？这些问题在基层实践中尚存困惑，亟待厘清。

充分认识科技教育的内涵价值

准确把握科技教育的内涵，深刻认识其在人才培养与科技自立自强中的战略价值，是推动科技教育高质量发展的逻辑起点。

（一）理解科技教育的基本内涵

厘清我国政策语境中的科技教育与科学教育，需要从以下三个维度入手。

一是科学、技术、工程及其关系。在日常生活中，科学与技术常常连在一起，简称“科技”。在严格的定义中，科学与技术有明确的区分和相对的独立性。《义务教育科学课程标准（2022年版）》（简称“科学课程标准”）将科学定义为“人类在研究自然现象、发现自然规律的基础上形成的知识系统，以及获得这些知识系统的认识过程和在此过程中所利用的方法”。其中“研究自然现象、发现自然规律”指明科学的研究对象与结果，“知识系统”强调通过科学研究形成知识的系统化与结构化，为核心概念的提出提供了基本依据；“获得这些知识系统的认识过程和在此过程中所利用的方法”突出对科学知识及研究过程的动态描述，为科学思维和探究实践素养的提出提供了基本依据。技术是满足社会需要的手段、方法和技能的总和，包括工艺技巧、劳动经验、信息知识、实体工具等。在第一次科学革命之前，科学与技术基本上是分立的，前者指对自然规律的探索，后者注重实际应用。随着时代发展，两者的关系越来越紧密，科学为技术提供理论基础，技术也能促进科学的发展。而工程是基于需要、应用科学原理与技术手段创造人造物的实践活动，涉及约束条件、系统集成、流程优化等。从一般意义上讲，技术是工程实践的重要基础，工程是技术运用的主要载体，技术与工程都蕴含着科学原理。这种关系为基础教育中整合科学、技术与工程奠定了学理基础。

二是STEM教育的演进趋势。STEM教育理念源起的最初目的是强调科学、技术、工程、数学的重要性，提升大学生的整合性能力，为科技行业输送高素质科技创新人才。20世纪末，人们开始将关注重点由高校转移至中小学。整体来看，为了适应科技发展趋势和创新人才培养要求，国际上科技教育从分科科学到综合科学再到STEM教育的转型，表现为教育主体由单一学校转向校内外协同，学习方式由知识传授转向思维型探究与实践，学习内容由单科知识转向跨学科整合。[1]

三是科技教育相关政策的论述。2025年，教育部等七部门联合印发《关于加强中小学科技教育的意见》（简称《意见》）中的“科技教育”，与此前发布的科学课程标准、《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》（简称《工作意见》）、《中小学科学教育工作指南》一脉相承，都体现了习近平总书记在二十届中共中央政治局第三次和第五次集体学习中提到“科学教育”的大科学教育观。其内涵都包括狭义视角下的科学、技术与工程教育，同时《意见》突出了数学的基础地位，强化了学科融通与生态建构。

综上所述，在教育科技人才一体发展背景下，科技教育可以界定为以科学、技术、工程、数学为主要内容，以探究实践和真实问题解决为路径的教育活动，旨在帮助学生深度理解相关学科知识和方法及它们之间的联系，综合应用这些知识和方法解决复杂问题，最终培养具备科学态度、社会责任感、跨领域应用能力，以及创造性思维的科技创新后备人才。在实践过程中，各地需要统筹落实相关政策，联通课内课外、校内校外、国家课程与校本课程，尤其要聚焦国家课程实施和课堂教学改革，强化学科内综合、学科间整合和真实情境下的综合应用。

（二）认识科技教育的重要价值

科技推动着生产力的发展、经济的繁荣和社会的进步，促进了人们生产方式和生活方式的变革，提高了人类社会的物质文明水平；为人类认识、理解自然和社会提供了独特的思想方法、思维方式、精神力量、价值观念，提高了人类社会的精神文明水平。因此，在个体层面，科技教育有助于培养学生的科技素养，为今后的学习、生活以及终身发展奠定良好的基础；在国家层面，科技教育有助于提高全民科技素养，促进经济社会发展和科技创新人才培养，支撑科技自立自强。

当今，世界百年未有之大变局加速演进，国际竞争日趋激烈，世界格局深刻变革，新一轮科技革命与产业革命蓬勃发展，人工智能、量子信息、生命健康、深地深海、新能源与新材料等领域不断产生新的理论、方法和技术形态。在这样的大背景下，世界各国都在加强科技教育，将培养科技创新人才、突破关键技术作为抢占国家未来发展制高点的核心战略。党和国家高度重视科技教育工作。习近平总书记在主持中共中央政治局第三次集体学习时强调：“要在教育‘双减’中做好科学教育加法，激发青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。”在主持中共中央政治局第五次集体学习时，习近平总书记强调：“进一步加强科学教育、工程教育，加强拔尖创新人才自主培养，为解决我国关键核心技术攻关提供人才支撑。”

在工作部署方面，一方面作出教育、科技、人才一体统筹推进部署，明确了教育科技人才一体发展的总体思路。党的二十大将教育、科技、人才作为全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑进行统筹部署，强调坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动，着力造就拔尖创新人才。党的二十届三中全会进一步提出统筹推进教育科技人才体制机制一体改革，并将其置于构建支持全面创新体制机制的总体安排之中。《教育强国建设规划纲要（2024—2035年）》（简称《纲要》）把人才竞争力、科技支撑力等列为教育强国的重要特征，要求完善拔尖创新人才发现和培养机制。《教育发展“十五五”规划》（简称《规划》）继续强调一体推进教育科技人才发展，增强教育对科技和人才的支撑能力。教育、科技、人才已经由分别谋划转向整体推进。教育以促进人的发展为基本职责，科技以认识未知和解决问题为主要任务，人才工作则涉及对人才的发现、培养、使用、评价和保障。三者一体化并不是取消边界，而是在共同目标下建立稳定联系，相互促进。从教育的视角来讲，教育、科技、人才一体推进的根本目的就是培养具有家国情怀的科技创新人才。另一方面，发布了关于加强科技教育的系列文件，为科技教育高质量发展提供了具体的方法。《工作意见》从课程教学改革、教师专业发展、学科专业建设等方面进行系统部署，指向“培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体，培养社会主义建设者和接班人”。《意见》进一步强调全面构建科技教育生态系统，夯实科技创新人才培育基础。各级党委和政府及学校应深刻认识到，培养大批具有家国情怀的科技创新后备人才，直接关系国家核心竞争力与民族复兴伟业，是一项刻不容缓的战略任务。

准确把握科技教育的发展方向

培养具有家国情怀的科技创新后备人才要求我们必须顺应时代潮流和落实国家战略，从以下三个维度精准施策。

（一）加强前沿科技的有机融入

合理的知识结构是科技创新的前提条件。新一轮科技革命正深刻改变人类认知图景，而学校课程需要保持基础性、系统性和相对稳定性。将前沿科技融入科技教育，其核心价值并非简单的知识增量，而是促成学生的认知重构。

将前沿科技融入中小学科技教育的理念可以追溯到20世纪后半叶的科学教育改革，STS（科学、技术、社会）教育强调学生要理解科学、技术与社会的关系，SSI（社会科学议题）教育通过争议性科学议题培养学生的思维能力、决策能力、态度责任等。近年来，我国已经初步建立了“正式教育体系与非正式科普活动”双轨并行的前沿科技融入机制；探索了英才计划、强基计划、翱翔计划等科技创新后备人才的培养模式；发布了《义务教育阶段科学教育“做中学”领航行动指南》等指导性文件。

前沿科技融入科技教育的实践极易陷入两极误区：一是将高度不确定的研究前沿生搬硬套，引发学生的认知超载与体系混乱；二是将前沿科技窄化为对最新科技产品的走马观花，沦为贴标签式浅层科普。

在科研场域中，前沿知识特指尚未被普遍接受、充满未知与争议的“正在形成中的科学”（Science in the making）。基础教育则应帮助学生构建稳固、系统的知识体系，培养基本的科技素养。直接将处于探索期、高度不确定的研究前沿引入中小学课堂，势必与教学所需的基础性与可传授性产生激烈冲突，甚至消解教育应有的认知奠基功能和育人功能。因此，前沿科技进入中小学科技教育必须经历筛选与转化过程：科研场域中高度专业化、片段化的前沿动态，须经由教育者的系统性转化，重塑为符合受众认知规律、承载特定素养价值的教学前沿。基于这样的思考，我们将基础教育场域的前沿科技界定为：在相应学科领域内，已形成的相对成熟、系统化且被学术界公认的知识或技术体系。它代表了该领域当前最新的科学认知或技术应用范式，且能与学生已有的知识结构和社会生活经验建立有效的意义联结，进而服务于科技教育目标。

在基础教育阶段，需要立足素养发展，遵循教育教学规律、科技创新人才成长规律和学生身心发展规律，以科学思想方法、科学思维方式、科学精神、科学家精神为融入重点，以三适合（适合学生认知水平、知识经验、兴趣特点）、两遵循（遵循学习规律和学科规律）、一关联（关联核心概念）为基本原则，以促进学生科技素养和创新素质发展为主要目标，探索前沿科技融入科技教育的路径方法和机制体制。

（二）促进科技人文的有机融合

加强科技教育与人文教育的深度融合，是科技教育发展的趋势。近年来，HPS（科学史、科学哲学、科学社会学）教育在培养学生科学本质观方面的功能价值突出，且融入科技教育的方式多样化。[2] STEM教育经历了STS、STEAM（科学、技术、工程、艺术、数学）等阶段，试图从人文教育中找到科技教育的新突破，培养学生的批判性思维和创造性思维。在《联合国可持续发展教育十年（2005—2014）国际实施计划》指引下，众多国家把“可持续发展”“环境教育”等主题写入基础教育科学课程标准，强调科学课程要帮助学生认识环境可持续发展的重要性，建立生态系统观，理解生命循环的意义。

科技能够为人文提供物质基础与方法支撑，人文可以为科技提供价值导向与伦理边界。融合科技教育与人文教育，培养具有理性思维、人文情怀和创新能力的科技创新后备人才，是人工智能时代对科技人才的基本要求，也是科技教育改革的重要方向。在具体实施中，要突出以下几个方面。

一是强化政治引领。科技教育要落实新时代立德树人工程，强化五育融合，将思想政治教育融入科技教育的全领域、全要素、全过程、全学段，弘扬科学精神和科学家精神，确保广大学生坚定马克思主义信仰、中国特色社会主义信念、中华民族伟大复兴信心。

二是突出育人导向。强化社会责任感要求，使学生能够热爱自然、珍爱生命，具有保护环境、节约资源、推动生态文明建设和可持续发展的责任感；能对与科学技术相关的社会热点问题作出正确的价值判断，尊重科学、反对迷信；遵守科学与技术使用的公共规范、法律法规和伦理道德，维护自身和他人的合法权益，捍卫国家利益。

三是采取科学方法。要结合科学探究，合理选择科技发展史中具有深远影响的重大事件、中国古代和近现代科技成就，以及有代表性的科学家及其事迹，让学生理解科学本质，体会科学思想，学会科学方法，形成科学态度；结合工程实践，让学生认识到科学、技术与工程对社会和环境产生的巨大影响，包括正面影响和负面影响，同时认识到科学技术的发展要考虑伦理道德等因素；引导学生在解决真实情境问题的过程中，综合应用科学、技术、工程、数学与人文等领域的知识方法。

（三）强化人工智能的有效赋能

人工智能赋能科技教育具有重要价值。在现有经验基础上，需要根据以下原则，加强学生高阶思维培养、伦理道德形成、内在动机激发、自主学习引导等方面的科学设计与系统探索。

一是教育主导、育人为本。使用人工智能不应停留在知识传递层面，而要坚持素养导向。充分利用人工智能赋能科技教育目标升级，在原有科技素养的基础上，更加突出适用生活与社会；更加重视科学思维与创新，特别是批判性思维、创造性思维、系统性思维、想象力等；更加关注科学态度与责任，特别是人生志向、伦理道德、科学身份等。教师要对价值塑造、教学设计、过程引导和效果评估等负起责任，避免对技术的依赖或者被替代。

二是人机协同、深度思维。使用人工智能的目的不是获取现成答案，而是将其作为“思维支点”和“探究伙伴”，避免“惰化思维”和“弱化社交”。应通过人机协同，更加注重师生的情感互动和思维互动，赋能学生更加主动探究和积极思维，培养学生创新性提出并解决问题的能力、对人工智能生成内容进行批判性审视和验证的习惯与能力，促进学生科学思维的发展。教师可以利用人工智能创设教学情境、设置适当问题，引起学生的认知冲突，进而激发学生积极、深入思考。

三是伦理安全、普惠包容。构建覆盖内容监管、伦理审查、数据安全、普惠包容的全链条保障机制是应用人工智能的底线要求。人工智能生成的内容与数据必须经过严格核实，保证生成内容正确无误、价值导向积极向善，体现科学本质、科学思想方法、科学思维方式；严格遵守相关法律法规，保证数据安全，禁用敏感信息；确保所有学生有平等、合理的使用机会，设计多元活动避免技术壁垒。

四是学段进阶、因材施教。人工智能应用必须体现从小学到高中的螺旋式进阶，助力实现规模化因材施教。小学阶段侧重激发兴趣，辅助事物外在特征的观察与描述；初中阶段侧重辅助形成模型、设计并优化探究实践方案；高中阶段侧重辅助处理真实情境中的复杂问题，支持跨学科项目研究。利用人工智能的分析与生成能力，为不同知识经验、认知水平和兴趣特点的学生生成适合的问题情境，提供自适应学习路径。

加快推进科技教育的实践创新

（一）构建综合贯通、探究实践的课程教学体系

如今越来越多的前沿科技突破发生在学科交叉地带，需要融会贯通不同领域的知识、方法和工具。科技创新人才的知识结构具有综合性特征，脑科学和行为学研究证实，个体的创造力表现取决于其灵活的知识结构和高效的脑网络功能连接。具有结构化知识的个体表现出与知识整合、认知控制及概念重构相关的脑活动增强，揭示了知识结构向创造性思维转化背后的神经机制。[3] 对21世纪186位诺贝尔自然科学奖得主传记的统计分析表明：科学兴趣形成于中小学时期的人数占比超过90%；在找到资料的179位获奖人中，63.13%的人曾在大学期间有转专业方向的经历。[4] 科技创新人才的成长大致经历早期探索、兴趣显露、才干浮现和专业创新四个阶段，需要根据不同阶段学生的特点构建贯通式培养体系。

国际上大部分国家的科学课程采取综合贯通式设计，并将探究式教学作为主导教学方式，强调技术与工程的融合。2026年3月，我们对浙江30位教研员和36位骨干教师进行深度访谈，大家一致认为：30多年初中综合科学课程实践，减轻了学生的负担，加强了探究实践，强化了跨学科学习，推动了评价改革。2025年12月—2026年1月，我们调研全国10个省份16万学生的科学素养，浙江学生在科学观念、科学思维、探究实践和态度责任四个一级指标上都名列前茅。从2024年11月开始，我们参与山东省济南市综合化实施分科科学课程试点工作，构建了“行政推动+专业引领+校本实施”的组织体系和“双标引领、学科融合”的教学体系，探索了“学思结合、知行合一”的教师发展模式，取得明显成效。[5]

国内外实践为加强科技课程的综合化提供了经验。构建综合贯通、探究实践的课程教学体系，需要开展以下几个层面的工作。

第一，统筹设计科学、信息科技、技术与工程、综合实践活动等课程。整体规划十二年一体化科学、技术与工程教育体系，减少课程门类，优化课程结构，强化课程综合，重视综合运用科学、技术、工程、数学等学科知识和方法解决真实情境中的复杂问题。

第二，统筹实施国家课程、地方课程和校本课程。开发与国家科学课程衔接的地方课程与校本课程体系，重视高阶思维等核心素养发展，系统实施课堂教学、课外活动、校外实践，减少课时总量，加强社会实践，减轻学生负担。

第三，统筹考虑小学、初中、高中等学段特点。设计横向关联、纵向进阶、注重综合、强化实践、重视思维的课程教学体系，保证课程理念、教学思想的一致性和课程目标、课程内容的进阶性。

（二）建立素养导向、注重过程的综合评价体系

构建核心素养导向的综合评价体系，进一步推进科技课程教学改革，推进育人方式的转变，是深化科技教育综合改革、落实立德树人根本任务的迫切需要。科技教育评价应遵守以下基本要求。

第一，综合评价、试题命制，以核心素养为导向。教学评价必须注重素养立意，强化育人导向，在全面考查学生的科学观念、科学思维、探究实践和态度责任的基础上融入技术与工程素养，加强对学科核心概念和跨学科概念的考核，重点关注创新素质、高阶思维、合作素养、交流素养、社会责任，以及综合应用科技知识与方法解决真实情境问题的能力。

第二，主体多元、方法多样，以诊断问题为手段。强调主体多元，充分发挥学校、教师、学生等参与评价的积极性，综合利用各评价主体的评价结果促进教与学方式的改变；强调方法多样，定性评价与定量评价相结合，单项评价与整体评价相结合，纸笔测试与表现性评价相结合，综合利用各种方法保证评价结果的准确性和有效性；重视表现性评价，充分利用计算机和人工智能技术，让学生在真实或模拟情境中完成实际任务，如合理选用材料与工具、经历科学探究或实验等，体现评价的真实性、过程性和建构性，有效评价学生的高阶思维、问题解决能力、合作交流素养等。

第三，强化过程、重视增值，以促进学生发展为目标。强化过程评价，探索增值评价，体现个体差异，重视“教—学—评”一体化，关注学生在探究实践过程中的真实表现、思维活动，以及素养的提升状况；将实验等探究实践纳入评价体系，让学生经历问题提出、方案设计、数据收集与分析、结论建构等过程，重点考查学生的观察能力、操作能力和思维能力；命制具有情境性、开放性、综合性、探究性、表现性的试题，引导教师积极探索基于情境、问题导向、深度思维、高度参与的教学模式；充分利用人工智能和大数据全面客观记录学生实验操作、探究报告、课堂互动等情况，综合分析学生全过程、多模态数据，开展综合评价，跟踪学生发展，提高评价的科学性、专业性和客观性；根据评价结果发现学生的优点与问题，从教学目标的合理性、教学内容的科学性、教学实施的有效性等方面分析原因并提出改进建议。

（三）打造贯通衔接、知行合一的教师发展体系

教师素质是科技教育质量提升的决定性因素，要深化改革职前培养模式和职后培训方式。

针对教师职前培养的知识导向、分科设置、讲授为主与基础教育的素养导向、强调综合、强化实践的矛盾，要建立科学教育专业标准体系，突出素养导向、学科交叉与探究实践，强化STEM教育中心和未来教师教育学院建设，在课程综合性、教学实践性等方面实现实质性转变。

针对教师职后培训系统规划缺乏、能力实训不足等问题，制定与职前培养贯通衔接、体现教师专业能力发展的教师发展规划，整合国家课程有效实施、课堂教学深化改革和科技教师专业发展，形成“三位一体”的系统培养方案，开展基于“理论指导、案例分析、情境模拟、自主反思和行为反馈”的实训模式，使教师能够理解学科（学科的本质、思想方法、思维方式、核心概念）、理解学生（知识经验、认知水平、兴趣特点）、理解学习（学习的本质、学习的规律、学习的条件），做到从科技的高度理解学科、从学段的进阶理解学科、从学科的关联理解学科，并能有效实施促进学生深度学习的思维型探究与实践活动，引导学生解决真实情境中的复杂问题。

（四）营造主体协同、多方支撑的良好生态

根据“三维度”和“三动力”的中小学科学（或科技）教育体系结构，[6] 高质量的科技教育体系要求实现：课程、师资、评价、科研等要素的协调高质，各级政府、中小学校、高等学校、科研院所、科协组织、科技场馆、科技企业、社会团体等主体的协同育人，小学、初中、高中、大学等学段的进阶贯通。实现主体协同、多方支撑的科技教育生态，是科技教育健康发展的必然要求。

第一，完善机制体制。近年来，多主体参与科技教育的格局初步形成，但实践中仍存在部门协同困难、资源整合不足、参与深度不够等问题。亟须建立协调、整合和激励机制，推动各主体以促进学生科技素养发展为目标统筹相关活动，调动科学家、教育家等深度参与科技教育研究与实践的积极性；依据科技创新后备人才成长规律，建立高等学校、科研院所与中小学校联合发现并培养科技创新后备人才的机制体制，建立学习、研究与实践相结合的人才培养模式。

第二，涵养创新文化。构建家校社协同育人生态，引导全社会形成尊重创新、崇尚科技的价值导向，弘扬科学精神和科学家精神，激发青少年的好奇心、想象力、探求欲，培养学生科研报国的远大志向；营造民主和谐氛围，鼓励学生独立思考、大胆质疑，敢于异想天开、突破常规，培养学生勤奋努力、意志坚强、独立自信、思维开放、想象丰富、容忍模糊等创造性人格品质。

第三，强化支撑保障。加强科技教育顶层设计，制定发展规划、政策和配套标准，明确目标任务、途径方式、推进步骤，提供组织、经费、师资等方面的保障；强化科学教育学科建设，为科技教育提供高水平人力支撑；加强科技教育研究，建设科技教育交叉学科研究平台，构建科技教育研究支撑体系，以高水平科研成果支撑科技教育高质量发展。

参考文献

[1] 胡卫平，郭习佩，吕元婧. 聚焦创新人才有效培养，实现STEM教育高质量发展[J]. 全球教育展望，2026，55（8）：31-42.

[2] 黄紫筠，李洋，范曾丽. 基于CiteSpace的国际HPS教育研究文献分析[J]. 教育理论与实践，2021，41（16）：20-26.

[3] Ye CQ，Qi SQ，Lin YH，et al. How knowledge structures transform into scientific creative thinking in the science education context：Behavioral and neural evidence[J]. Learning and Instruction，2026（103）：102322.

[4] 牛丹，林雨竹，王顶明. 顶尖科学家拥有什么样的教育成长经历—基于21世纪186位诺贝尔自然科学奖得主传记的统计分析[J]. 教育发展研究，2025（17）：37-45.

[5] 山东省济南市：以联合教研撬动科学类课程综合化实施[N]. 中国教育报，2026-7-13（03）.

[6] 胡卫平，郭习佩，韩葵葵，等. 高质量中小学科学教育体系建构的基本路径[J]. 人民教育，2025（13-14）：27-31.

（作者胡卫平系现代教学技术教育部重点实验室、陕西师范大学教育学部教授，博士生导师；郭习佩系现代教学技术教育部重点实验室、陕西师范大学教育学部讲师；熊雨山系华南师范大学物理学院博士研究生）

文章来源 | 《人民教育》2026年第15-16期

文章作者 | 胡卫平 郭习佩 熊雨山