摘要：日本学校科学教育历经系统重建，实现从知识传授到能力导向、再到素养培育的重大转型。这一演进脉络既体现出教育改革与国家科技战略的深度协同，也彰显出对“科学为全民”国际教育理念的积极吸纳。在新《学习指导要领》的知识·技能—能力—态度三维素养框架下，通过基础课程、综合课程和融合教育的系统化组合，依托主动学习、开放型课程与指导评价一体化等多元实施路径，日本建构起以“生存力”为核心、兼具本土特色和未来导向的科学教育体系。然而，该体系仍面临多重现实挑战，科学教育的定位之争、配套支持体系的滞后困境、学业成就与学习动力的显著反差等问题共同构成科学教育需要突破的结构性瓶颈。
关键词：日本；科学教育；生存力；素养培育；教育转型
作者：裘晓兰，女，上海社会科学院社会学研究所助理研究员。
引用本文：裘晓兰.“为全民”还是“为精英”——日本学校科学教育的发展演进、体系构建与实践反思[J].比较教育研究,2026,48(9):83-93+112.
在全球化与科技创新深度融合的今天，科学教育已突破传统学科边界，成为各国培养创新人才、提升国家竞争力的关键路径。作为最早建立起完整科学教育体系的亚洲国家，日本自明治时期制度化开展学校科学教育以来，通过持续的政策引领与体系化改革，逐步形成具有鲜明特色且富有竞争力的科学教育体系，为国际比较教育研究提供独特而有价值的案例。日本无论是在国家创新能力上的全球领先地位，还是21世纪以来诺贝尔自然科学奖获奖人数的“井喷”，以及青少年在各类国际科学素养测评中的稳定优异表现，均与其科学教育体系的长期积累和系统推进紧密相关。特别是20世纪末以来，日本进一步推动科学教育实现从知识传授向素养培育的范式转型，充分体现出其教育理念的前瞻性与战略布局的系统性。本研究聚焦于日本现代学校科学教育体系，通过系统梳理其发展历程与演进动因，深入分析课程体系的结构特征与实施路径，并对其面临的多重结构性挑战进行探讨，以期为科学教育的国际比较研究提供参考视角。
一、日本学校科学教育的演进历程及其动因
第二次世界大战后，日本正式开启现代学校科学教育体系建设，立足本国国情完成理念、制度与课程结构的系统性重建，逐步形成兼具本土特色与国际视野的教育体系，实现从侧重专业知识与技能传授，转向强调能力导向培养，再到聚焦创新素养培育的递进式战略转型。这一历程既体现出日本国内教育改革与国家科技战略之间的深度协同，也反映出其对“科学为全民”（Science for All）全球性理念的积极呼应与实践融合。
（一）从专业教育到创新素养培育的发展主线
1.以“专业”为目标：系统化科学与技术教育重建
二战后至20世纪70年代，在日本经济复兴与产业发展背景下，学校科学教育以系统化培育实用型科技人才为目标，进入体系化重建与快速发展阶段。
1947年，《教育基本法》与《学校教育法》颁布，标志着战后日本新教育体制正式确立。同年，整合物理、化学、生物、地理等学科的“理科”恢复开设，开启现代科学教育发展新阶段。受美国经验主义教学思想影响，1947年版《学习指导要领》将理科教学目标界定为“让所有人合理生活并持续改善生活”[1]，课程内容立足日常生活经验，侧重问题解决式学习，但因内容缺乏系统性而引发社会质疑。1953年日本出台《理科教育振兴法》，首次以立法形式明确理科教育在国家建设中的特殊使命，确立国家经费保障机制，为科学教育体系搭建奠定制度基础。此后，《关于适应新时代的科技教育的意见》（1956年）、《关于振兴科技教育措施》（1957年）等政策相继出台，加之1958年《学习指导要领》被赋予国家课程标准的法定地位，在推动以理科为核心的标准化科学教育体系成型的同时，也强化国家战略对科学教育的引导功能。1958年版《学习指导要领》强调课程体系化建设，确立以学科知识逻辑与体系完整性为核心的本质主义教育取向。[2]在该框架下，科学课程内容大幅扩充，基础实验教学与技术实训被纳入核心教学内容，旨在通过系统化的课程设计夯实学生的科学知识与基础技能，为后续专业学习奠定基础。1969年版《学习指导要领》以教育现代化为导向，确立“系统知识+方法论训练”的科学教育路径。一方面，对课程内容进行精选与结构化调整，聚焦能量、物质、生命等核心概念，引入相对论、分子生物学等前沿科学成果；另一方面，倡导科学方法论，注重观察与实验等探究方式，培养学生的科学探究态度与基本思维。
总体而言，这一阶段的科学教育经历经验主义的“生活”科学，到注重学科体系的“系统”科学，再到强调现代知识与科学方法的“精选”科学的演进过程，呈现注重系统化知识传授与实践技能培养的专门教育特征，较好地契合战后经济快速发展对专业科技人才的迫切需求。然而，在“精选”名义下教学内容的持续扩充与实验训练的形式化倾向，也导致学生学业负担加重，催生“远离科学”“厌恶科学”等问题的出现，成为后续教育改革中持续反思与调整的重点方向。
2.以“生存力”为核心：应对社会变革的能力导向
20世纪80年代，日本科技战略重心逐步转向自主技术研发；90年代泡沫经济破裂后，科技创新被视为突破发展困境、推动经济复苏的关键动力。社会对“创新”人才的迫切需求与对传统“填鸭式”教育的深刻反思相互交织，共同推动日本开启以“生存力”为核心的新一轮教育改革，驱动科学教育从侧重专业知识传授向综合能力培育转型。
1996年，日本中央教育审议会发布《展望21世纪我国的教育》，首次提出具有里程碑意义的“生存力”教育理念，明确为应对未来挑战，教育需培育学生具备自主发现问题、主动学习、独立思考、判断并付诸实践行动的综合能力，同时兼顾人文素养与健康体魄，并确立“在宽松教育环境中培育生存力”的教育改革基本方向。[3]1998年版《学习指导要领》将“生存力”正式确立为学校教育根本方针，明确教育核心目标是培养能够适应社会变化、主动探索并实现自我发展的新时代个体。在该框架下，科学教育在目标、内容、体系层面持续推进转型。在课程目标层面，基于传统“知识”与“技能”，不断强化“态度”和“能力”的培育。1989年版《学习指导要领》新增“加强对自然的关心”“培养科学思维与观点”“培育问题解决能力”等要求；1998年版提出“有预测、有目的、有意识地进行观察与实验”目标；2008年版进一步强调“培育科学探究能力与态度”。上述课程目标的修订清晰展现出科学教育从知识“理解”向“思考与解决问题”的能力导向转型。在课程内容层面，自1977年版《学习指导要领》起启动减负精简改革。与1958年版相比，后续1977年、1989年、1998年及2008年各版《学习指导要领》中理科知识点与课时显著缩减，总课时减少约三分之一，目的是通过剔除冗余内容、优化知识结构与逻辑性，为学生自主思考和独立探究预留充分空间。在课程体系层面，打破传统学科界限，增设以实践与探究为核心的综合类课程。1989年版《学习指导要领》将小学低年级的“社会”与“理科”整合为“生活”，高中阶段增设“综合理科”；1998年版在中小学全面增设“综合学习时间”，旨在通过跨学科学习与实践活动，培育学生知识整合与问题解决的综合能力。
与此同时，日本依托国家顶层政策统筹推动科学教育转型。1995年《科学技术基本法》明确将科学教育改革列为核心任务，重点培育具备创造力和广阔视野的突破型科技人才。2001年文部省与科学技术厅合并组建文部科学省，奠定科教融合制度基础。2002年出台《科学技术·理科热爱计划》，依托超级科学高中、热爱理科学校、科学伙伴、未来专业技能人才培育等项目[4]构建贯通式科技人才培养体系，推动国家创新战略与科学教育改革的深度融合。
总体而言，这一阶段日本将“生存力”教育与国家创新战略紧密结合，通过课程目标的重构、内容的精简与体系的创新，推动科学教育实现从知识本位向能力本位的范式转型。然而，这一转型也面临探究式学习流于形式、教师专业发展滞后等实施层面的问题，成为下一阶段改革需要着力突破的瓶颈。
3.以“创造创新”为导向：价值创造与可持续发展的教育新范式
2020年，日本对《科学技术基本法》进行重大修订，将人文社会科学正式纳入科技振兴体系，并更名为《科学技术·创新基本法》。这次修订标志着日本“科技立国”战略的全面升级，即重心从单纯追求技术突破转向构建以价值创造为导向的创新社会生态。这一战略转型重构“创新”的核心内涵，也推动日本科学教育迈入以“创造创新”为核心的全新发展阶段。
在新时代背景下，创新成为推动社会可持续发展的关键动能，不仅包含新技术、新产品、新服务的技术创新，而且涵盖新知识、新视角、新策略的理念创新，在这一过程中，人被视作创造创新的主体。在此背景下，“生存力”被进一步阐释为个体持续创造新价值、推动社会发展的核心能力[5]，培育“创造创新”素养成为“生存力”教育的终极目标。日本教育改革的纲领性文件《教育振兴基本计划（2018—2022年）》 [6]明确指出，教育应面向超智能社会（社会5.0）的发展需求，以适应变化为核心，围绕自立、协作与创造三大方向，培养能够应对未知挑战、引领社会进步的自主型人才。该育人方针在修订后的新《学习指导要领》（2017—2018年修订，2020年起实施）中得到全面贯彻，推动学校科学教育聚焦创造力、探究精神与学习主体性开展新一轮改革。
一方面，优化贯通式课程体系，强化学段衔接的系统性和连贯性。根据新《学习指导要领》确立的“知识·技能—能力—态度”三位一体素养框架，科学教育搭建出阶梯式课程体系，即小学阶段侧重科学兴趣启蒙与基础概念建构，初中阶段深化好奇心与基础探究能力，高中阶段着重培育科学思维与复杂问题解决能力。通过纵向衔接与横向协同的课程设计，实现核心素养的一贯性培育。另一方面，深化探究导向的教学革新。新《学习指导要领》强调学生在探究过程中的主体性参与，在教学实践中，表现为以知识体系为基础，以学生问题意识为驱动，广泛采用实验、观察、专题研究、社会调查、报告与讨论等多元教学形式，引导学生完整体验科学探究和问题解决的全过程，从而系统性培育学生的科学思维与创新实践能力。
总体而言，当前日本学校科学教育正处于以“创造创新”为导向的新发展阶段，致力于通过对“知识基础”与“创新素养”的协同培养，助力学生形成创造新价值的综合素养和能力，以适应超智能社会（社会5.0）的发展需求。
（二）本土和国际因素交织的演进动因
日本学校科学教育的演进，既源于国内政策的有序引导，又是国内教育改革、国家战略调控与国际教育理念渗透共同作用的结果，内外因素交织构成其发展的基本动因与演进逻辑。
首先，科学教育的转型始终依托“生存力”教育总体框架推进。20世纪末以来，面对少子高龄化、全球化和技术革命等多重挑战，日本将培育应对未来社会变革的“生存力”作为核心教育目标。在该理念引领下，科学教育不再局限于单一学科知识的传授，而是更加聚焦“人”的综合发展，强调通过探究学习、跨学科整合和社会参与等方式，对学生主体性、协作性、创造性与问题解决能力的重点培育。这一转向在历次《学习指导要领》修订中均得到系统体现，成为指导科学教育改革的根本遵循。
其次，科学教育的演进始终与国家科技战略深度联动。科学教育不仅承担普及基础科学知识的使命，而且被视为是支撑国家科技竞争力的关键组成，纳入国家经济与产业发展整体布局。[7]从发展进程来看，战后初期科学教育聚焦数理基础与工程技术培育，服务经济重建与产业振兴；20世纪80年代“科技立国”战略提出后，育人重心转向精英人才培养与自主创新能力提升；进入21世纪，随着人工智能、新能源等前沿产业的兴起，科学教育更加注重全民科学素养的培育，通过强化价值创造与社会问题解决能力，助力构建可持续的国家创新生态。
最后，科学教育的转型与“科学为全民”全球趋势深度契合。20世纪80年代起，在环境、能源等全球性议题凸显背景下，“科学—技术—社会”教育运动快速兴起，推动科学教育深度联结社会现实与科学伦理。1985年英国皇家学会的《巴德默报告》，1989年美国科学促进协会的《面向全体美国人的科学》等标志性成果，推动全球科学教育理念从“为精英”（for excellence）向“为全民”（for all）的根本性转变。进入21世纪，科学教育更加强调跨学科整合与素养导向，科学、技术、工程与数学综合教育（STEM），科学、技术、工程、艺术与数学综合教育（STEAM）逐渐成为国际主流。日本在保持本土教育特质和制度优势的同时，积极吸收融合国际前沿教育理念，持续推动本土科学教育的改革与创新。
二、日本学校科学教育课程的目标、结构和实施
日本基础教育课程以培养学生适应未来社会与生活必备的“资质与能力”为根本宗旨[8]，在知识·技能—能力—态度三维素养框架下，科学教育通过基础课程、综合课程和融合教育的系统化组合，依托主动学习、开放型课程与指导评价一体化三大实施路径，建构出以“生存力”为核心指向的完整课程体系。
（一）课程目标
科学教育课程作为日本学校教育体系的重要组成部分，其设计与实施紧密围绕国家教育课程的总体目标，即培养面向新时代的“生存力”展开。新《学习指导要领》将“生存力”凝练为三大支柱，即扎实的学力、丰富的心性与健康的体魄[9]，三者相互关联、相互促进，共同构成以“人”的发展为最终目标的学校教育体系。为落实这一发展目标，日本学校教育注重知识与技能、综合能力与学习态度的协同均衡发展，构建起涵盖“知识·技能”“思考力·判断力·表达力”“学习意愿·人性修养”的课程目标框架。该框架对各学段、各学科的教学目标进行系统规划，既遵循教育的内在规律，也呼应国家创新人才培养的战略诉求。值得注意的是，这一目标框架与经济合作与发展组织于《学习罗盘2030》中提出的核心能力模型[10]高度契合，显示出日本教育改革对接国际前沿理念、推进教育国际化的发展取向。据此，科学教育确立明晰的培育重点与落实路径（见图1）。
其一，夯实科学知识基础。这一维度聚焦通过系统化、结构化的教学，使学生掌握基础科学知识与核心探究技能。具体而言，小学阶段侧重培养学生的科学学习兴趣，帮助其建立基础科学概念；初中阶段深化对物质、能量、生命等核心科学概念的理解，初步养成科学探究能力；高中阶段进一步拓展科学知识的广度与深度，依托专题研究和项目式学习等方式锻炼学生的科学思维。这一循序渐进的层级化知识建构模式，为学生开展持续性学习和深度科学探究筑牢根基。
其二，培育问题解决能力。这一维度以发展学生的思考力、表现力和判断力为重点。在教学中，侧重通过真实情境下的问题探究任务，系统培育学生的科学思维与知识整合运用能力，引导学生通过系统分析、理性判断与有效沟通，形成解决现实问题的综合素养。
其三，涵养科学参与态度。这一维度聚焦学生学习动机和科学态度的培育。日本科学教育始终注重平衡知识教学的系统性与学习内容的生活化、趣味性，而“探究式学习”正是实现这一目标的关键路径。[11]在实际教学中，通过多元化的教学设计与实践性探究活动，充分激发学生的学习主动性，培养其参与科学探究、勇于开展创新的积极态度。
在科学教育课程体系中，上述三个目标维度并非彼此割裂，而是形成相互支撑、协同促进的有机整体。扎实的知识基础为能力发展提供核心依托，问题解决能力通过实践应用反向深化学生对科学知识的理解与内化，积极的学习态度则为学生持续学习与能力发展提供内生动力。三者共同构筑起完整的课程育人体系，全面服务于“生存力”核心育人目标。
（二）课程结构
日本学校的科学教育课程体系由基础课程、综合课程与融合教育共同构成（见表1）。三类课程在育人目标与实施方式上既各有侧重，又协同作用，共同支撑学生科学素养的培育与发展。
1.基础课程：构建系统科学知识框架
基础课程作为科学教育体系的核心载体，以算术/数学、理科/科学等传统学科为主体，同时涵盖2022年高中阶段新设的信息科。该类课程聚焦学科知识与基本技能的体系化学习，内容覆盖数学、物理、化学、生物、地理等自然科学领域，依托固定教科书与标准化课时开展常态化课堂教学。其教学目标在于帮助学生建立完整的科学知识体系，掌握科学的学习方法，逐步形成自主学习、批判性思考与问题解决的基础能力。
2.综合课程：推进跨学科整合与实践探究
综合课程是科学教育体系的重要支撑，主要包括“综合学习时间”和“数理”等独立科目。其中，“综合学习时间”于1998年正式纳入中小学课程体系（新《学习指导要领》将高中阶段对应课程调整为“综合探究时间”）；“数理”课程为2022年高中阶段新增的综合课程。该类课程基于跨学科理念，将多元知识整合与实践探究有机结合，旨在通过综合性学习活动，培育学生多角度理解事物和现象的能力，锻炼其灵活运用多学科知识解决现实问题的综合素养。[12]在实施层面，综合课程不设置固定教科书和课时安排（仅规定总课时），学校可根据办学特色和学情自主设计教学内容与进度。教学采用多学科教师协同指导的育人模式。教学目标聚焦两个方面，一是推动跨学科知识整合，帮助学生构建一体化知识网络，培养多维探究思维与科学伦理素养；二是深耕实践导向的探究教学，引导学生通过观察、实验与自然体验等多元活动强化知识应用，培养团队协作、沟通表达与创新实践的综合能力。
3.融合教育：培育解决复杂现实问题的综合素养
融合教育作为科学教育体系的拓展形态，不设置独立的课程模块，而是全面融入各学科教学与校园各类育人活动之中。该类教育深度践行科学、技术、工程、艺术与数学综合教育理念，打破学科壁垒与课堂边界，无固定教科书、专属课时和专职授课教师，通过资源整合与实践拓展，重点培育学生应对复杂现实问题的综合素养。以2020年起纳入各学段必修的编程教育为例，其依托多学科渗透、多活动联动的方式落地实施。具体体现在：算术课通过教学图形绘制培养编程思维；理科课借助电器程序应用讲解编程原理；音乐课使用编曲软件开展音高调试和音乐创作实践；美术课利用编程技术实现作品动态化创作；“综合学习时间”引导学生关联生活场景理解编程的社会价值；“特别活动”通过课外实践锻炼学生发现问题、运用信息技术解决问题的能力。[13]作为必修的编程教育并非以培育职业程序员为目标，而是通过系统化的编程思维启蒙、人机交互实践与信息技术应用培训，培育学生的逻辑推演与信息整合能力，为其成长为适配未来社会发展的创新型人才奠定素养根基。
（三）课程实施
日本新《学习指导要领》围绕社会变革应对与“生存力”育人目标，着力通过课程治理和教学改革破解教育的系统性发展瓶颈。其中，主动学习、开放型课程和指导评价一体化成为核心实施路径。
1.路径一：构建以学习者为中心的“主动学习”模式
新《学习指导要领》从“主动学习”视角推进教学改革，全面推行以学习者为中心的“主体性·交互性·深度学习”教育改革。文部科学省明确，“主动学习”并非特定的教学方法，也非否定教师的作用，而是基于终身学习理念，推动教师通过转变角色持续优化课堂教学,不断探索理想学习形态的过程。[14]据此，科学教育课程立足主动学习参与，从主体性、交互性、深度学习三个维度重构教学重点。
首先，主体性学习重在培育长效学习兴趣和意愿。引导学生通过建立科学与生活、个人发展的关联，认识科学的价值、激发和增强内在学习动力。同时，注重培养反思与应用能力，鼓励学生通过对学习过程的系统性反思形成可持续的自主学习模式。其次，交互性学习依托多元对话深化科学思维。一方面，系统推进学生间的协同合作以及学生与教师、社会人士等多主体的深度交流，引导学生主动搜集整理资料，吸纳多元科学认知；另一方面，借助结构化讨论、跨学科交流等教学形式，锻炼学生的多维分析能力和自主探究意识。最后，深度学习聚焦知识整合与创新素养培育。引导学生串联跨学科知识、建构完整科学认知体系，依托实践应用锻炼识别问题、设计方案和解决问题能力，鼓励学生开展原创性探究，持续培育其系统化科学思维与创新能力。
2.路径二：构建突破校园边界的“社会开放型”课程
新《学习指导要领》倡导学校与社会协同推进“社会开放型”课程，其核心是打破校园边界，通过目标重构和资源整合，推动教育与社会的深度联动。[15]
在顶层设计方面，日本将可持续发展、科技创新等社会性和全球性议题纳入课程体系，推动学校与社会共享“通过优质教育构建美好社会”的目标。同时对接未来社会发展需求，联合社会共同界定新时代公民核心素养标准。并依托《地域学校协作活动推进法》（2018年）等制度整合地方优势教育资源，搭建学校与社会协同育人共同体，为开放课程落地提供制度支撑。
在实践层面，日本科学教育以多元共育、问题解决为导向推进课程革新。一是推进社会议题导向的课程重构。将社会热点和全球课题转化为科学探究主题，深化学用融合。如理科“能源”单元通过社区碳排放调研、减排方案设计与优秀方案推广应用，培育学生系统性科学思维与社会责任感。二是引进外部资源协同教学。通过“团队学校”和地方教育资源数据库等机制，聘请信息与通信技术专业人员、企业工程师、高校教师等参与课程设计和教学，丰富教学主体与内容，提升课程专业性。三是拓展社会化学习探究场域。通过校企、校地、校研共建实验室、合作研发项目，联动政府认证的“社区学校”“地方未来塾”以及公共科学馆、自然基地和社区实践场馆等平台，为学生提供多元化科学实践载体。
3.路径三：构建指导与评价一体化的教学支持体系
学习评价是新《学习指导要领》教学改革的重点领域，兼具学习成效检验和教育质量提升双重功能。文部科学省提出“目标本位评价”理念，全面推进指导与评价“一体化”，充分发挥评价对课程管理与教学改革的导向作用，为优化课程、改进教学提供科学依据。[16]相关改革主要集中于评价标准转型与评教融合。
一是推进评价标准的结构性转变。对标三维素养框架，构建涵盖“知识·理解”“技能”“思考·判断·表达”和“兴趣·驱动·态度”的四维综合评价体系，摒弃传统的相对评价模式，推行全过程形成性评价。以编程教育评价为例，通过采集学生学习过程数据，结合上机实践、方案设计、作品创作和专题汇报等多元方式，全面研判学生的学习表现与发展潜能。二是推进评价与教学的深度融合。依据文部科学省提出的指导评价“一体化”原则，建立“计划（Plan）—实施（Do）—评估（Check）—行动（Action）”的动态循环机制（见图2），帮助教师精准研判学生的学习状态和知识掌握情况，动态调整教学策略、优化课程内容和实施节奏。同时，依托动态化评价反馈，充分激活学生的学习主体性，引导其持续优化学习方式、达成学习目标，进而推动科学教育教学质量的长效提升与良性发展。
三、日本学校科学教育的现实挑战与实践反思
尽管日本学校科学教育从理念、课程、教学和评估等方面持续推进改革，但仍面临诸多现实困境与发展挑战。相关问题既涉及对科学教育本质的深刻思考，也体现在教育实施与学习成效等多个层面，引发教育界乃至全社会的持续反思。
（一）定位之争：一般教育还是专门教育
科学教育究竟是面向所有人的一般教育，还是聚焦精英培育的专业性科技教育，对于科学教育定位的探讨和争议几乎伴随日本学校科学教育的整个发展历程。
一方面，科学教育长期呈现显著的“专门教育”特征，其演变过程深刻反映出国家战略需求。从明治维新时期为推进工业化发展有序引入西方自然科学学科，到二战后经济成长期基于科技振兴目标重构的现代科学课程体系，学校科学教育正是在专业化科技人才培养目标下，逐步完成体系构建与持续发展。既有研究指出，这种以数理为基干的“专门教育”性格，为日本明治时期的殖产兴业和战后的高速经济增长提供了重要的人才支撑，成为其“科技立国”战略的核心动力。[7]正因如此，青少年数理学业水平的下滑往往被等同于日本科技实力的下降，甚至在某些时候被视作国家竞争力减弱的重要信号。
另一方面，科学教育也展现出鲜明的“一般教育”属性，这一特质同样深植于其历史发展进程。无论是明治时期将博物、物理、化学等自然科学整合为“理科”纳入义务教育体系，还是二战后以提高全民科学素养为目标的课程体系重建，乃至近年来以“生存力”为核心的全面教育改革，都体现出科学教育面向全体学生、重视基础科学素养的育人理念。
长期以来，日本科学教育在“培育专业科技人才”和“涵养全民科学素养”的双重目标间寻求平衡。[16]对于两者的关系，日本哲学家户坂润曾指出，成为科学家的前提是具备基本科学素养，专业科技人才的培养离不开普及性科学教育的支撑，两者密切相关。但他同时也强调，通识性科学教育与专业性科技教育功能不同，因此两者并非简单的上下级关系，普通科学教育不应沦为专业教育的“简化版”或“预备阶段”。[17]然而在实践层面，学校科学教育长期将“面向全体”与“培养专才”割裂对待，前者常常被窄化为针对科学兴趣较弱学生的基础性保底教学。这种将“一般教育”视为“专业教育”低级形态的认知偏差，直接催生知识灌输、标准化教学与过度应试等现实问题，在对青少年成长造成负面影响的同时，也引发社会各界的广泛争议。而这一根本性矛盾也成为日本历次修订《学习指导要领》、持续调整科学课程体系的重要背景，即侧重“专门教育”时，课程因知识灌输和课业负担过重而饱受诟病；侧重“一般教育”时，又因课程深度不足、学力水平下滑而引发担忧。[7]可以说，如何在普及性与专业性之间寻求平衡，是日本科学教育改革长期探索的核心议题。
近年来，日本学界与教育界逐渐形成共识，科学教育的双重属性并非对立关系，而是互补共生的有机整体。对此，日本探索构建“混合型”科学教育体系[16]，在面向全体学生夯实基础科学素养、培育核心“生存力”的同时，致力于搭建贯通式培养机制[18]，加强对科技拔尖人才的早期识别与精准培育。这种兼顾普及与提高的双轨推进策略，可以视为日本协调科学教育双重属性的重要实践探索。
（二）支持体系滞后：师资与资源配置的结构性瓶颈
日本学校科学教育实施过程中的一个重要挑战，源于课程改革的前瞻性要求与配套支持体系的滞后性发展之间的显著差距。科学不仅仅是已知规律与事实的“答案体系”，其本质上更是探索未知现象及揭示其背后机制的“问题体系”，这也决定了现代科学教育必须突破传统知识与技能传授的局限，聚焦学生科学思维、探索精神与实践创新能力的培育。为此，日本自20世纪末以来持续推进以探究学习为核心的科学教育改革，强调学生完整参与从提出问题、探究分析到解决问题的全过程。这一育人目标的落实需要依托完善的师资和资源支持体系，然而当前日本科学教育的配套保障仍存在多重不足。
其一，师资队伍建设存在明显短板。在主动学习、社会开放型课程与指导评价一体化框架下，教师角色发生根本性转变，即从单一的知识传授者，转向融合课程设计、学习引导与资源协调等功能的复合体。然而，由于相应支持机制未能同步建立，致使一线科学教师普遍面临专业能力不足、教学任务繁重、专业培训匮乏、职业发展路径模糊等多重压力。2023年日本高中教师的调查显示，95%的教师在开展探究式教学时遭遇实操困境，集中体现在教案设计、课堂深度引导、教学共识形成和校外协作关系建立等方面。[19]另有针对中学科学教师的调查表明，超半数教师对新《学习指导要领》的教学要求缺乏实施信心，其中教龄十年以内青年教师的教学焦虑感更为突出。[20]此外，必修编程教育的全面落实进一步加重教师的教学负担，特别是实行全科教师制的小学阶段最为典型。2022年的调查数据显示，自2020年编程教育纳入必修课程后，87.5%的小学教师认为教学负担明显加重，95.1%的教师面临教学流程不熟、自身编程素养不足、专项培训支持缺位等现实问题。[21]
第二，资源配置不均衡制约整体育人质量。为推进教育数字化转型，日本文部科学省于2019年推出“全球学校联网构想”计划（Global and Innovation Gateway for All），其核心目标是实现学生一人一台电脑终端，全面完善学校网络教学环境。截至2023年，义务教育阶段终端配置目标已全面实现，但网络环境建设明显滞后——仅两成的学校达到高频使用网络基本通畅的标准，且区域、校际差距显著。[22]这种资源配置的结构性差距在社会化育人资源层面更为突出，与东京、大阪等大城市相比，农村和偏远地区学校无论在硬件设施上，还是在专业师资、校企合作等“软”支持层面，均存在明显短板，加剧科学教育的发展落差。
第三，配套支持体系不完善导致资源利用效率偏低。师资能力不足与资源配置失衡的叠加效应大幅制约科学教育改革成效，致使大量投入的数字化设备难以充分发挥作用。2022年的国际学生评估项目（PISA）测评数据显示，日本学生在科学课程和自主探究中使用信息与通信技术及数字设备的时间频次，显著低于经济合作与发展组织国家的平均水平。相关分析指出，除了课业负担繁重挤压使用时间之外，教师课前准备不足和相关技术支撑缺位是导致数字资源利用率偏低的重要原因。[23]
总体而言，日本学校科学教育改革的深化正面临“理想”与“现实”之间的显著张力，课程改革理念的先进性与支持体系的滞后性构成当前的主要结构性矛盾。若无法系统性破解师资能力短板、区域资源配置不均及数字化设备利用率低下等关键问题，那么旨在培养学生“创造创新”素养的育人目标便难以真正落地，科学教育的质量与公平性也将持续面临现实挑战。
（三）学习成效困境：学业成就与学习动力的“反差”
日本学校科学教育面临学习成效上的现实困境，即学生科学学业成就长期位列国际前列，但其科学学习信心、探究兴趣和内在动机普遍偏弱，呈现鲜明反差。
在国际科学素养评估中，日本学生持续保持领先地位。2022年的国际学生评估项目测评结果显示，在81个参与国家与地区中，日本学生数学、阅读、科学素养分别位列第5名、第3名和第2名。尤其值得关注的是，在经济合作与发展组织成员国整体成绩较2018年普遍下滑的背景下，日本三项核心素养成绩均实现显著提升，数学平均分上升9分，阅读上升12分，科学上升18分。[23]2023年国际数学与科学趋势研究（TIMSS）的调查数据进一步印证日本学生的学业优势，在全部参与国家与地区中，日本小学四年级数学、科学分别位列第5位、第6位，初中二年级数学、科学分别位列第4位、第3位，且学生高分段人数占比显著高于国际平均水平。[24]
然而，与优异的学业表现形成鲜明反差的是，日本学生科学学习的自信心和内驱力明显不足。2023年的国际数学与科学趋势研究调查数据显示，日本学生自认为擅长数学和科学的比例不仅低于国际均值，而且也较2019年有明显下降；同时，学生认可科学“有趣”以及在日常生活中应用科学知识的比例同样低于国际平均水平。更值得关注的是，仅27%的日本学生愿意未来从事科学相关工作，远低于58%的国际平均值。
与此同时，日本科学学习的性别分化问题突出且持续加剧。上述2023年的国际数学与科学趋势研究调查显示，日本女生的数学和科学成绩均低于男生，且性别差距高于国际平均水平。其中，小学阶段数学男女分差为10分，初中扩大到14分；科学小学男女分差为6分，初中扩大到12分。除学业成绩外，女生在科学学习自信心、学习兴趣和理工科职业期望等方面也全面落后于男生，这反映出性别因素在教育参与和志向形成中的深层影响。
系列调查数据揭示出日本科学教育面临的两大核心问题。其一为“高成就低动机”的结构性矛盾。日本学生虽然在认知层面掌握扎实的科学知识、具备优异的应试表现，但普遍缺乏对科学学习的积极态度和内生动力，高成就与低自信形成强烈反差，反映出科学教育在激发和维持学习动机方面存在深层次问题。新《学习指导要领》构建知识·技能—能力—态度三维素养框架，试图弱化应试导向，强化科学学习与日常生活的联结，以此提升学生的学习内驱力，但其实际效果仍需时间检验。其二为持续扩大的“性别差异”问题。自20世纪80年代起，日本陆续出台“高中女生理科支援计划”、大学入学“女生名额”等扶持政策，旨在提升女性理工科参与比例、缩小性别差距。然而近年来性别差异不仅未能缩小，反而呈现扩大的趋势。[25]这表明现有的表层扶持措施尚未触及性别分化问题的根源，仍需探索更为系统、更加深入的改革路径。
四、结语
面对乌卡时代由易变性、不确定性、复杂性与模糊性带来的全新挑战，日本科学教育正处于重要的转型关口。《教育振兴基本计划（2023—2027年）》确立“培养可持续社会的创造者”和“提升植根于社会的幸福感”核心目标[26]，既体现出日本对教育本质的深刻反思，也展现出其面向未来的战略布局。
回顾日本科学教育的发展历程，从战后重视系统知识传授的“专门教育”，到聚焦“生存力”培育的能力导向，再到当前以“创造创新”为核心的素养培育，其演进脉络清晰地展现出“知识本位”向“人本位”的范式转变。然而，目标与现实之间仍存在明显落差。科学教育的定位之争、支持体系的滞后困境、学业成就与学习动力的显著反差等问题，共同构成科学教育需要突破的结构性瓶颈。这些挑战不仅涉及教育系统内部的改革，而且需要全社会层面的协同应对。
科学教育的本质不仅在于培养专业科技精英，而且更在于培育每一位公民的科学素养与创新精神。日本学校科学教育的改革经验与现实困境为全球科学教育转型提供重要的观察视角。在充满不确定性的新时代，科学教育不仅关乎个体的发展，而且深刻影响国家科技竞争力与社会可持续发展能力。持续推进的科学教育改革，既是日本的必然选择，也为各国科学教育的发展提供实践参考。
（参考文献和注释见原文）
本文刊登于《比较教育研究》2026年9期，若转载请注明出处。
