德国 STEM 教育背景及其表现
德国实行联邦制教育体系，各州对教育系统拥有较大自主权，包括学校结构、课程、教师培训和质量管理等。德国 STEM 教育由联邦、州和地方当局，以及私营部门和民间社会组织共同管理。联邦教育部负责制定国家 STEM 战略，资助创新和数字化项目，并支持 STEM 教育研究。各州负责课程开发、教师培训和 STEM 相关计划的实施。联邦职业教育研究所开发职业 STEM 项目，并与行业合作，使教育与社会需求保持一致。高等教育机构在培训未来的 STEM 教育者、开展 STEM 学科研究和支持学校-大学合作方面发挥着核心作用。职业教育机构提供技术 STEM 技能，并与行业通过德国的双元制教育体系紧密联系。私营部门通过提供学徒制、实习和资金计划，为 STEM 教育做出重要贡献。非政府组织和基金会通过教师培训、课外计划和旨在增加 STEM 领域多样性和包容性的计划，支持 STEM 教育。
德国 STEM 教育在过去十年中表现出混合趋势，在数字素养方面取得了显著进步，但在数学和科学方面仍存在持续挑战。根据 PISA 2022 年的结果，数学和科学领域低成就 15 岁学生的比例（分别为 22.3% 和 17.8%）仍然高于欧盟 2030 年 <15% 的目标。TIMSS 评估显示，德国四年级学生的数学和科学成绩从 2011 年到 2023 年有所下降，但顶尖表现者比例有所上升。然而，低成就者的比例在同一时期也有所增加。在中学阶段，PISA 结果显示，自 2012 年以来，数学和科学成绩出现更明显的下降，达到高成就标准的比例减少，而低于基本熟练水平的学生比例增加。尽管如此，德国的分数仍然保持在或高于经合组织平均水平。
德国 STEM 教育的主要政策挑战和因素
德国 STEM 教育面临的主要政策挑战和因素包括：
- 分权化和区域差异：德国的分权化教育体系导致 STEM 教育高度异质化，各州在课程、教学时间和教学实施方面存在显著差异，从而造成区域 STEM 教育支持资源和质量的差异。
- STEM 教师短缺：德国 STEM 教师短缺问题严重，预计到 2030 年，全国将短缺约 31,000 名教师，到 2035 年可能达到 150,000 名。
- 对 STEM 的政治关注不足：STEM 并未始终得到政治议程的重视，政治努力往往强调课程数量而不是内容。
- 各领域 STEM 实施的差异：许多与 STEM 教育相关的问题在自然科学、技术学科和 IT 学科中尤为突出。
- 性别和多样性：STEM 教育仍然不成比例地被高收入家庭的男孩和男性所接受，女孩和学生来自移民背景的代表不足。
- 小学后 STEM 兴趣下降和 STEM 领域严格分离：学生在小学后 STEM 学科的兴趣下降，尤其是在中学教育阶段，这通常归因于过时的教学方法，这些方法在 STEM 学科之间维持严格的分离，并专注于孤立的、基于理论的知识，而不是促进基于问题的、以能力为导向的方法。
- STEM 计划缺乏连续性：许多成功的 STEM 计划，特别是在应对“PISA 震惊”时引入的计划，在资金或试点阶段结束后往往持续时间不长。
促进德国 STEM 教育的仪器及其结果
德国实施了各种旨在促进和支持 STEM 教育的干预措施，包括立法措施以及公共机构、私营部门行动者和非营利组织开发的计划。一些成功的案例包括：
- QuaMath 项目：旨在支持各级教育数学教师促进数学技能。
- STEM Cluster III：为参与项目提供资金支持，重点关注 6 至 16 岁学生的正式和非正式教育，但排除任何理论 STEM 内容的项目。
- MINTcon：莱茵-内卡地区 STEM 教育集群，旨在更紧密地联系教育链。
- MINT-ProNeD：旨在促进 STEM 教师教育中的适应性、基于过程和数字支持的创新。
- STEM-Regionen：在全国 15 个州创建了 150 多个区域网络，旨在通过协调当地参与者之间的合作来加强 STEM 教育。
- MINT-freundliche Schule：一个自愿认证系统，旨在突出和表彰学校中现有的 STEM 结构。
- Empowergirl：为 15 岁及以上的女性和非二元性别学生提供 STEM 工作的实习机会。
- STEM-Campus：一个面向 STEM 社区所有利益相关者的联合数字学习平台。
- Jugend forscht：一个年度系列比赛，旨在评选出最佳的 STEM 相关主题学生项目。
- SINUS-Programm：一个针对中学数学和科学的试点计划，旨在提高教学的效率和教学质量。
- Mkid–Mathe kann ich doch!：一个德国教育计划，旨在赋予 6 年级学生中尚未充分开发数学潜力的学生信心。
对潜在 EU 干预的建议
基于在德国进行的研究，欧洲委员会可以考虑以下与 STEM 教育相关的潜在干预措施：
- 通过欧洲委员会的活动加强 STEM 教育在欧洲范围内的网络和最佳实践的分享，特别是在改善 STEM 教育的准入和多样性方面。
- 考虑到德国已经需要协调联邦和州政策的复杂性，因此不需要 STEM 能力框架。
