教育 - 日本学术会议公布政策建议：让中小学生及高中生具备数学素养

作为支撑人工智能（AI）、数据科学、数理科学乃至社会课题的理解与解决的基础，数学正发挥着比以往更加重要的作用。日本学术会议公布了一份文件，汇总了到高中毕业前所有学生应掌握并提升数学素养的意义与相关举措。日本文部科学大臣的咨询机构中央教育审议会也在围绕下一期学习指导要领的制定开展类似的讨论。尽管义务教育阶段结束时，日本学生数理学科的学习达成度位居世界前列，但存在难以衔接理工方向升学与职业选择的问题。为了解决这一结构性问题，今后应如何改革中小学算数与数学的教育呢？类似这样的讨论，今后或将愈发活跃。

对数学的片面认知

9月4日，日本学术会议数理科学委员会数学教育分会发布了题为《关于改善初等中等教育阶段算术与数学教育》的意见书。意见书指出：“数学本是一门尊重多元思考过程、能够通过交流探讨得以深化的学问。另一方面，‘数学是以背诵和计算为核心的学科’这一固化观念根深蒂固，阻碍了算术与数学课堂的多样化发展”。文件首先点明的就是日本社会普遍延续着对数学的不当与错误认知这一现状。

“在算术、数学课堂上，学生在运用四则计算器、科学计算器等计算工具、电子表格软件以及可实现图表绘制、作图、统计处理功能的数学应用软件的同时进行思考的机会十分有限。相应地，用于掌握各种计算技能的时间和精力占比过高。其背后显然受到入学考试的影响。”意见书以此指出日本教育难以适应新形势的现实情况，同时提出观点，认为这也是日本理工科人才相较于其他国家偏少的原因之一。

文科生也应学习概率、数列、矩阵和统计

为了让学生在高中毕业前掌握并进一步提升数学素养，应该怎么做？现行学习指导要领中作为高中选修科目的数学A、数学B、数学C，将在下一期学习指导要领中整合为一门全新的选修课程，学生可从“排列组合与概率”“数列”“矩阵”“统计推断”“平面上的直线与复数平面”“几何向量”六个模块中进行选修。意见书在介绍中央教育审议会正在推进的上述研讨事项之后指出，除当前必修科目“数学Ⅰ”之外，学生最好能够学习更多科目；希望升入文科院系的学生，除必修科目“数学Ⅱ”外，也建议至少修完四门选修模块（“排列组合与概率”“数列”“矩阵”“统计推断”）。

意见书认为，初高中数学学习应当重点深化概念理解、提升思考能力与判断能力。文件建议积极定位计算器、电子表格软件、数学应用软件等工具的作用，将手算容易变得繁杂的处理交由上述工具完成。意见书同时指出，应当重新审视传统测验与考试形式，例如根据实际需要允许使用计算器，营造一个能够专注于培养和评估符合时代要求的素质与能力的环境。

此外，意见书还指出，必须重视线性代数、数学分析（解析学）、概率论、统计学基础的学习。因为这些知识是理解并合理运用人工智能技术、数理科学、数据科学等现代社会重要基础设施原理的理论与技术基础。尽管各界已认识到STEAM（科学、技术、工程、艺术、数学）教育的重要性，但数学的作用并未得到充分定位。意见书也提醒人们关注这一现状，并强调，不能仅将STEAM教育视为单纯的跨学科活动，需要在学习指导要领中将其明确定位为一种运用数学的视角与思维方式把握现实课题、梳理课题结构、进而推动问题解决的学习过程。

性别与多样性视角

意见书进一步指出，应在中小学和高中的学习指导要领中明确纳入性别多样性视角。不分性别，日本拥有大量潜在的理工人才，但其潜力尚未得到充分发挥。为了充分发掘这一力量，建议书指出，应在“学习指导要领”中确保学生不分性别都能对理工科领域产生兴趣，并将其学习与自身的发展方向和未来的社会参与结合起来。为此，意见书提出了以下纠正与改善措施：“除将性别多样性教育列为师范课程与在职教师研修的必修科目并加以推进之外，还应向家长积极提供有关理工科发展路径和多样化职业形象的信息等，从制度上引入性别视角”“设计不以文理分科为前提的教育课程体系的同时，通过在小学阶段实施数理学科专任教师制度和配备专用教室等措施，构建能够发挥专业性的教育体制”“为增加数理学科女性教师，推进完善弹性工作模式，并充实研究持续支持制度”。

日本学术会议已于2023年9月由理工学性别多样性分科会公布了题为《为加快女性走向理工升学道路所需：在初等中等教育导入性别视角并构建理想的数理教育环境》的意见书。在针对数理科目的国际理解度调查中，日本中小学生无论男女均取得了较高分数。然而，将科学应用于生活的意识淡薄，尤其是许多女生并不将理工科视为未来的发展选项。该意见书此前就已经指出了日本的这一现状。

国际调查印证日本学生数理能力出众

此次，能够佐证意见书所指出的日本学生数理能力出众这一结论的国际调查之一是，经济合作与发展组织（OECD）开展的“国际学生评估项目（PISA）”。2023年12月公布的以81个国家和地区15岁学生为对象的“PISA 2022”结果显示如下：若仅统计81个国家和地区中的37个OECD成员国，日本取得了“科学素养”第1位、“数学素养”第1位、“阅读素养”第2位的优异成绩（在全部81个参与国家和地区中，新加坡等亚洲非OECD成员国和地区进入前列，日本的“科学素养”降至第2位、“数学素养”降至第5位、“阅读素养”降至第3位，排名略有下降）。

此外，2024年12月国际教育成就评价协会（IEA）公布的“国际数学与科学教育成就趋势调查研究（TIMSS）2023”结果也显示（对象为58个国家和地区的小学4年级、44个国家和地区的初中2年级）中，日本小学4年级算术排名第5位、理科第6位，初中2年级数学第4位、理科第3位，均位居前列。从该调查结果中能够看出日本一个独特现状：学生在义务教育结束前数理学科成绩优异，但升入高中之后情况便发生巨大转变。

在日本学术会议公布此次见解四天后的9月8日，OECD的最新调查“PISA 2025”结果也正式公布（PISA大约每三年实施一次）。从这一调查结果来看，日本的整体形势并未发生明显变化。尽管“阅读素养”和“科学素养”的平均分与PISA 2022相比出现了显著下降，但原本在PISA 2022位列OECD成员国第二位的“阅读素养”跃升至第1位，最终日本在38个OECD成员国中包揽“科学素养”、“数学素养”、“阅读素养”三项第一名。最新PISA结果也再次证实了日本学生在初中毕业前数理学科依然强劲的状况没有改变（在包括非OECD成员国在内的91个国家和地区中，亚洲国家和地区继续位居前列，日本排名为“科学素养”第5位、“数学素养”第5位、“阅读素养”第4位）。

PISA2022三个领域平均分的国际比较

＊带有“＊”的国家和地区表示未满足一项或多项PISA抽样标准。
※置信区间表示调查对象全体学生（总体）平均值可能存在的分数范围。由于PISA调查为抽样调查，看待平均分需要考虑相应区间误差。
（摘自文部科学省国立教育政策研究所《PISA 2022要点》）

（摘自文部科学省国立教育政策研究所《PISA 2025要点》）

AI也在迫使对教育进行根本性重新审视

另一方面，现实状况却不允许仅仅满足于上述优异成绩。2023年5月访日并在日本记者俱乐部举行记者会的OECD教育与技能司司长兼秘书长教育政策特别顾问安德烈亚斯·施莱歇尔（Andreas Schleicher）表示，随着AI的飞速进步，正迫使从根本上重新审视教育应有的形态。此前一年，也就是2022年11月美国OpenAI公司发布对话型AI“ChatGPT”给世界带来冲击后不久的2023年3月，OECD公布了题为《教育是否在与技术的竞争中落败？AI在阅读能力和数学思维能力方面的进步》的报告书。这份报告基于以往“OECD成人能力调查（PIAAC）”中各国国民阅读理解能力与数理思维能力的调查结果、以及AI的飞速发展为依据，评估了计算机对就业与教育产生的影响。

报告书给出的评价是：“AI潜在的‘阅读能力’已接近具备3级能力成人的水平”。3级是将个人各项能力分为5个等级中从下往上数第3个等级。在2021年的“PIAAC”结果中，OECD成员国平均有90%的成年调查对象“阅读能力”在3级及以下。“数学思维能力”也有88%的成年调查对象在3级及以下，而面对“PIAAC”当中难度更高的题目，AI展现出的数理思维能力与3级水平成人相当。报告书指出：“在数学思维能力和阅读能力方面，AI有可能比大部分人取得更好的结果。”

施莱歇尔在介绍了上述报告书概要后评价道：“对话型AI‘ChatGPT’已经达到与人同等的水平”。他指出“如今数字世界与现实世界已经无法分割”，并针对当下教育难以顺应这类变化的现状表达强烈危机感：“教育不能只是单向传授知识，需要培养学生更加主动、自主的学习能力。”

此外，他还断言：“我可以笃定地说，AI未来必将能够解答绝大部分大学入学考试题”。并提议将入学考试转型为侧重考核思考能力的模式。他还指出大学生与教师的关系也将发生变化，今后重要的是让学生以科学家的视角看待事物。既然AI可以传授科学技术相关知识，他呼吁学生向着科学家、哲学家、艺术家的方向成长，具备面向各领域开展思辨的能力。

施莱歇尔提出的根本性改革诉求还涉及到了初等与中等教育。必须将教育场所从教师教、学生被教的模式转变为师生共同协作创造的学习场所。为此，他要求教师应当具备数据科学家的素养，将数据分析结果运用到教学方式当中。他还引用了显示15岁孩子比10岁孩子创造力更差——即随着年龄增长创造力下降的孩子很多的调查结果，强调教育改革的紧迫性。此外他还明确表达担忧，倘若不推进教育改革，优秀人才将不再愿意从事教师职业。

（2023年5月15日在日本记者俱乐部举行记者会的OECD教育与技能司司长兼秘书长教育政策特别顾问安德烈亚斯·施莱歇尔，图片取自日本记者俱乐部“YouTube记者会视频”）

促进女性活跃虽取得一定进展

日本学术会议意见书着重强调的性别多样性视角的重要性，现已成为日本政府核心政策之一。2020年内阁会议决定的《第5次男女共同参与基本计划》中提出：“力争在2020年代尽早实现女性在领导层中的占比达到30%左右，并为此推进各项举措”。由全国85所国立大学组成的国立大学协会也在2000年以“为推进国立大学中的男女共同参与”为题的文件中表明了积极推进女性教师录用和晋升的意愿。在最新的行动计划中，按照第5次男女共同参与基本计划所示的目标，设定的到2025年应达成的女性比例目标值为：“除助手外的教师（教授、副教授、专职讲师、助教）”24%以上、“教授”20%以上、“副教授”30%以上、“校长、理事、副校长”20%以上、“（除校长、理事、副校长外）大学决策机构成员”20%以上。

然而，根据该协会今年2月公布的“关于国立大学男女共同参与推进实施情况的追踪调查”报告书显示，虽然女性占比有所改善，但多数目标仍未达成。截至2025年5月1日，“除助手外的教师（教授、副教授、专职讲师、助教）”为20.7%、“教授”13.2%、“副教授”20.1%、“校长、理事、副校长”19.2%、“（除校长、理事、副校长外）大学决策机构成员”16.3%，多数未达目标值，其中教授岗位的实际占比与目标值之间差距尤为突出。

另一方面，依据最新发布的日本科技领域官方调查报告“科学技术指标2026”（文部科学省科学技术与学术政策研究所于8月7日公布），女性研究人员数量成为日本为数不多呈现向好改善态势的指标。2025年日本企业、大学、公共机构合计女性研究者人数为19.0万人（比上年增长4.2%），其中博士学位持有者为3.9万人（同比增长3.4%），数量在稳步增加。但女性研究者在全体研究者中的占比仅为19.0%，在除去暂无相关数据的美国、中国之外的20个主要国家及地区当中，仍然处于最低水平。

日文：小岩井忠道（科学记者）
翻译：JST客观日本编辑部

【相关网站】
日本学术会议意见书：关于改善初等中等教育阶段算术与数学教育
日本学术会议意见书：为加快女性走向理工升学道路所需：在初等中等教育引入性别视角并构建理想的数理教育环境
日本文部科学省国立教育政策研究所 PISA 2022要点
日本文部科学省国立教育政策研究所 PISA 2025要点
日本文部科学省国立教育政策研究所 TIMSS 2023调查结果（概要）