构建贯通培养体系——日本创新人才教育面面观
[发布日期:2021-06-28 点击数:

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新华社发

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光明图片/视觉中国

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【世界教育之窗】

伴随新技术革命的全球展开,科技创新的重要性日渐凸显,人力资源已上升为国家经济和社会发展最重要的战略资源。日本“第四期科学技术基本计划”中提出“为了在缺少天然资源、人口持续减少的日本大力推进科技创新政策,必须不断培养和确保科技创新人才”,“第六期科学技术基本计划(建议)”中再次强调,未来世界各国将以科技创新作为成长战略核心目标,欧美各国、新兴经济体国家跨国科技活动频繁展开,世界各国的国际研究网络、国际共同研究领域不断扩大。随着国际人才竞争的加剧和国际人才循环的加速,需要从中长期角度战略性地培养和支持在国际社会中发挥领军作用的尖端人才,培养承担科技攻关的多元化创新人才以强化和确保日本科技创新的国际竞争力。

将创新人才纳入教育计划

日本科学技术振兴机构在科学技术人才培养计划中指出,科技创新人才是具有引发科学技术创新巨大潜能的优质人力资源。实现科学技术创新发展不仅需要众多的研究人员还需要多领域人才的共同努力,但是,只有那些为有效促进知识创新、技术转化并迅速推进社会实施,开拓业务领域、创新商业模式、在技术和知识产权等方面具有高水平专业知识的优秀人才可称之为“科学技术创新人才”。科学技术创新人才不仅具有高水准的专业知识,同时具有高水平的研究开发能力,是承担全新价值创造的骨干人才。必须采取国家重点支持和横向交叉培养等重点举措,有效培养科技创新人才。在日本内阁“统合创新战略2018”中,日本政府再次强调,科技创新的核心要素是创新人才,颠覆性创新在全球迅速发展,培养和确保杰出的原创型科技人才是日本科技创新的重中之重,构建科学、工程、人文、社会等各个领域横向贯通的教育体系,跨学科培养科技创新人才。重视人才及其培养支持体系的作用,积极促进担负日本未来发展重任的下一代能够怀着梦想和希望积极投入科技创新,加强培养活跃在国内外各个领域的领军人才,培养世界领先科技人才,培养下一代科技创新人才。

“从小学到大学”连续培养

从小学到大学”的贯通性连续培养是日本下一代科技创新人才培养体系的突出特点。日本为了实现在科学技术方面引领世界的发展目标,在第二期科学技术基本计划中提出了要持续、系统地培养下一代科技创新人才。为了持续维持日本科学技术创新,构建从小学到大学连续培养下一代承担科学技术创新的骨干人才的培养体系,培养和发展能力特长,扩大喜欢理科的少年儿童群体,通过提供有效培育创造力和创新精神的教育、提供学习数学物理的机会,采取有效措施,促进优秀儿童学生的才能得以发展和提高。

为了实现培养未来活跃于全球的、杰出新一代科学技术领军人才战略目标,日本文部科学省专项支持全国中小学校和大学等高等教育机构,充分利用大学的教育环境设施、研究专长和教师资源开展面向高中生的学术讲座、科学实验和开设先修课程以满足那些学习愿望强烈、科技兴趣浓厚、能力优秀的学生的特殊需求。在各个地区广泛挖掘有志向、有意愿、有能力的高中生由各学科领域专家教授提供专业指导、开设先修课程。对于开展此项选拔并常年提供面向高中生的高水平实践性学术讲座和开展研究活动的大学,由国家提供经费支援,并且从国际性、专业性等方面广泛拓宽中小学生视野,形成创新思维,提高创新意识,奠定创新基础,培养广泛的科技创新后备人才。形成以国家政策性支持为前提,以学校教育活动为主,以社会专业培训为辅,初中高一体化创新人才培养制度体系。

日本文部科学省在2015年制定了理工科人才培养战略,提出以基于问题解决的学习、强化数理教育为目标推进新一轮学习指导要领改革,强化下一代科技创新人才和全球竞争人才的早期培养。

1)从小学和中学阶段开始,与高等教育机构联起手来努力培养学生创造力、好奇心和主动性,培养强健体魄,培养勇于挑战性的个性,培养在科学和数学领域的优秀人才。促进学生自主学习、对话式学习、合作学习,完善中小学生观察、实验和信息技术环境设施,提高全民AI素养。

2)初中高中阶段通过课题研究和项目式学习,对于赋予探究性、具有特殊才能的儿童采取有效措施,进行系统性、持续性培养,为实现“50万大学生接受AI通识教育”的目标奠定了良好基础。

3)高等教育阶段实行所有大学生不分文理必修AI通识课程,并在此基础上培养具备一定专业知识的25AI应用人才。

4)文部科学省通过推动“数理、数据科学教育共同体项目”等,依托实力雄厚的国立大学,加强人工智能教材开发和在线课程建设,以理工科为主系统培养ITAI等理工科系列顶尖人才。

强化理工科的课程改革

数字化变革带来社会根本变化的显著特征是人工智能。掌握和生产人工智能、利用人工智能探索多元化可持续发展的智能社会,培养科技创新、价值创造的优秀人才是决定社会发展活力的重要因素。为此日本政府持续推进综合创新战略,将科技创新人才培养作为日本基础教育、高等教育以及终身学习的长期重要课题。文部科学省推进“从小到大”课程改革系统工程。小学引入计算机编程教育扩大热爱科学、喜欢学习数学的儿童范围,初中强化理工科教育唤起科学兴趣和学习热情,高中开展探究式学习培养科学思维奠定创新基础,大学开设AI加专业的复合学科,全面培养下一代科技创新全球领军人才。

小学引入编程教育激发科学兴趣——英国的新课程指南增加了“计算机概论”让学生通过计算思维来理解和改变世界,不是每个孩子都需要学习编程语言,但如果不理解代码是如何工作的以及它是如何影响我们的生活的,就会剥夺年轻人创新的新途径和能力。日本“新学习指导要领”也将计算机编程列入小学必修课程内容,要求创造计算机和信息教育环境,从小学开始培养学生程序化、联动性的逻辑思维,引发儿童对IT的好奇心,帮助学生理解程序的功能、了解掌握信息技术是支撑信息社会运转的基本形态,培养利用计算机解决身边问题的基本习惯,建立人机互动的编程思维,让学生体验如何通过指令让电脑按照主观意图进行图文处理,提高信息技术应用能力,培养系统化逻辑思维和科技创新基本素养。

初中强化STEM教育探究科学规律——日本中央教育审议会在报告中指出,STEM教育是统合性学习,通过综合性调动各学科领域系统知识与思维,解决STEM各学科领域交错相关的社会问题,具有基于问题解决学习的共通性。STEM教育的主要目的是培养科学技术领域拉动经济增长的创新、创造人才,培养所有学生的必备公民素养。日本新学习指导要领要求通过“综合学习时间”“综合探究时间”和“科学与数学探索”等规定课时,开展发现和解决问题的项目式、体验式、探究性学习活动,实现主体性、互动式深度学习,明确将STEM教育内容列入国家课程计划。此外,文部科学省还将建立一个以全球性社会问题为题材的产学联合STEM教育内容的在线实验室,支持各级各类学校在校生自主探索创新,培养学生掌握现实社会必备的知识、技能,思考力、判断力和表现力,让每一个学生以积极的态度主动迎接不可预知的未来社会。

高中培养科学思维奠定创新基础——日本政府在创新战略中提出,全体高中毕业生(大约每年100万人)必须具备数理和信息技术素养,奠定数字科学和人工智能基础。以主体性、对话性、深度学习改善教育课程,在全国所有高中实施数字科学和人工智能的实践课程,同时通过IT兴趣小组和课外活动向有兴趣、有意愿的少年儿童提供基于数字科学和人工智能发现问题、解决问题的挑战环境。为此,日本文部科学省在全国持续推进“超级科学高中(SSH)”计划,旨在通过“先进的科学技术、理科和数学教育”培养学生的科学能力和技能,训练科学思维、判断力和表达能力,培养未来能够在国际上发挥积极作用的科技领军人才。入选超级科学高中计划的学校开展自选课题实验和研究并由文部科学省提供专项政策和经费支持。“超级科学高中”计划的科学探索主题,将数学和科学培养的能力整合在一起,通过探索性地发现和解决问题,提高教育效果,培养创新思维与创新能力。

大学实施AI+专业培养科技创新人才——日本“创新战略2019”要求,到2025年,全国所有高等教育阶段的大学和高专学生(每年大约50万毕业生),无论文科理科,将数理、数字科学和人工智能相关内容加入教育课程计划,实现所有大学的所有学科AI、数理、数字科学教育必修化,高等教育阶段毕业生全员掌握初级标准的数理、数字科学和人工智能基础;到2025年全国规模以上的大学和高等专科学校学生(每年大约25万毕业生),无论文科理科,在自己的本专业领域必须掌握数理、数字科学和人工智能应用能力,在所有高等教育专业领域实施与AI、数理、数字科学并设的双学位,或者主辅修学位制度(农学+AI、生物学+AI、经济学+AI、心理学+AI、设计学+AI等)。文部科学省“强化大学数理、数字科学教育策略研究推进委员会”认为数理和数字科学不仅作为该专业领域学生的专业必修内容,同时也是普通学生未来社会生存的基本技能。伴随信息技术不断发展,充分理解数理、数字科学和人工智能对所有社会领域的根本影响,培养各个学科掌握数字化分析问题解决问题能力的科技创新人才。

依托优质均衡的学校教育

坚持公平优质的学校教育培养路径——优质均衡的学校教育是日本人才培养的主渠道。第二次世界大战之后,日本学校教育迅速实现了全国范围内优质均衡发展,培养了大量优秀人才支撑了日本经济高速发展,形成了日本式学校教育模式并受到联合国教科文组织的充分肯定。1949年至2019年期间,日本学校教育体系共培养出27位诺贝尔奖获得者(包括在日本接受完整学校教育的日裔学者),其中1人(山中伸弥)毕业于国立大学附属高中,2人(江崎玲于奈、野依良治)毕业于私立高中,其余24人全部毕业于日本各地的公立高中,那些盛产日式高考状元的名门高中却意外地与诺贝尔奖无缘。上述获奖者全部毕业于日本国立大学。

日本政府在培养下一代科技创新人才相关政策措施中提出以“令和的日本式学校教育”为基本途径培养下一代科技创新人才。“令和的日本式学校教育”强调“个性化指导”。新学习指导要领要求根据学生的兴趣、意愿,引导学生自主学习、主动学习。利用信息技术减轻教师负担的同时,由专业性更强的教师重点指导更需要学习支持的学生,根据每个学生的学习进度、理解程度灵活调整教学方法、选择适当教材、制定学习计划,培养学生主动学习能力和端正的学习态度,实现“以学生为中心”的学习指导,推进以学校教育为主渠道的科技创新人才早期培养计划。

重视科技创新人才的全面成长——日本新学习指导要领的前言中强调,日本学校教育要在培养“可持续发展社会创造者的同时,培养学生成为自立、自强的个体”。重视培养儿童自主发现问题、解决问题的能力,根据个体发展情况进行差异化指导,最大限度发展儿童个性特长。不仅要提高学生认知能力促进智力发展,而且要培养学生思维力、判断力和表现力,同时要培养学生团队精神以及与不同人合作的积极态度。通过自主参与各种课外活动、社会实践活动等补充教育活动,重点选拔和培养儿童参与科学相关学习活动的主动性、创造力、创新意识、创业精神、解决问题的思维能力,尤其是科技创新人才必备的持久专注力、在科技领域高度自我实现的内驱力和价值观。

作为创新发展的动力源泉和可持续发展的保障,日本2017年度的科学技术综合创新战略中指出,从小学到高等教育阶段的贯通教育是培养科技创新人才的基本路径。从中小学阶段开始培养能够承担未来科技创新的下一代人才,促进下一代人才的综合能力和特殊才能同步提高是构建多彩社会的根本动力。

来源:《光明日报》2021062414

作者:田辉,系中国教育科学研究院副教授本文为中国教育科学研究院基本科研基金课题相关成果,课题编号:GYB2021003