如何激发更多儿童和青少年对STEM的兴趣，并促使他们深入这些领域，甚至未来可能投身于STEM相关的职业？简而言之，驱动儿童和青少年学习STEM的动力何在？
近年来，德国青少年在MINT(对应 STEM，德语缩写：数学、信息科技、自然学科和技术方面）学科的表现多年来呈下降趋势，同时，他们对数学的兴趣和乐趣也在减少，而数学课上的焦虑感却在增加。德国电信基金会关注于改善STEM教育，通过SINUS研究所对约900名10至16岁的青少年进行了定性和定量研究，以了解他们对STEM的看法和动机。并形成了这份报告《是什么促进学生学习 STEM（WAS MOTIVIERT ZUM MINT-LERNEN?）》。
一、学生对 STEM 学习的基本态度
研究发现，虽然大多数青少年喜欢上学，且在10至13岁之间对STEM有基本的好奇心，但随着年龄的增长，他们对STEM学科的兴趣和自我评估能力呈下降趋势。
大多数青少年并不熟悉STEM这个概念，也不将其视为一个连贯的学科群。他们对各个学科的看法差异很大，尤其是数学、物理和化学在学科受欢迎程度上排名较低，只有大约三分之一的受访者喜欢这些学科。相比之下，跨学科的自然学科和实践性较强的技术学科更受欢迎。
此外，对于熟悉STEM概念的青少年来说，他们认为STEM是精英领域的代表，STEM相关的课外活动在受访者的学校和生活中很少见，但许多人表示希望有这样的活动。
尽管大约四分之三的学生自评数学成绩良好，但仅有36%的学生表示真正喜欢数学。更令人担忧的是，仅有29%的学生愿意选择数学密切相关的专业或职业。这表明，学生对STEM学科的兴趣并不完全取决于他们的学业表现。一些学生即使自己学科成绩不错，他们也并不对此太感兴趣。
二、青少年对STEM学习的动机
有一些负面情绪阻止青少年参与STEM。虽然数学并不是一个普遍令人恐惧的学科，但许多学生的不适感源于感到被过度要求、担心被甩在后面，以及害怕在他人面前出丑或被羞辱。
一些青少年在访谈中提到他们在课余时间会参与与STEM相关的活动，但他们往往没有意识到这些活动与STEM的联系。研究结果表明，学校被视为一个封闭的知识传递系统，个人在业余时间是否参与STEM活动似乎与学校发生的事情无关。
对于数学，青少年认为它对学校整体成功更为重要，但他们发现数学特别困难，这与学习内容的线性结构、日益增长的复杂性和抽象性有关。许多学生觉得数学课单调乏味。特别是在六年级到八年级之间，许多学生在数学上一旦跟不上，然后往往也失去了重新进入的希望。
通过深入分析青少年的反馈，SINUS研究所确定了四个影响STEM兴趣和动机的关键因素：
1.教师：教师教授STEM内容的方式起着至关重要的作用。
2.时间：学生需要获得充足的时间来深入学习STEM知识。
3.与日常生活联系：STEM教学内容应与学生的日常生活紧密相连，以增强其吸引力。
4.主题深入探索：通过深入的讨论和探索，可以激发学生对STEM领域的持久兴趣。
三、四个因素对学习动机的作用
（一）教师对学生在学科中的能力和动机有着核心影响
学生将教师视为不仅仅是知识传递者，也是重要的榜样，他们应该通过各种特质营造一个有效的学习环境。教师需要能够很好地解释内容，并展现出友好支持的态度，包括对慢速理解的耐心和一对一会话。许多青少年在访谈中提到，这特别有助于个人学习动机和信心，尤其是在数学方面。
“教师的重大影响”，这张图显示了学生如何评价教师对其学习的影响
教师喜欢与否对学生学习的影响
93% 的学生表示，如果喜欢自己的老师，会帮助他们更好地理解学习内容。
个别辅导的帮助
73% 的学生认为，如果老师在课后单独向他们解释学习内容，这对他们很有帮助。
数学学习与教师的关系
48% 的学生认为，他们在数学上的表现完全取决于老师。
（二）时间因素对学习动机至关重要
尤其是在STEM学科中，这些学科需要基本的理解，而这需要足够的时间。然而，许多学生感到在学校日常生活中在这方面压力很大：没有足够的时间去消化知识，特别是在STEM学科和数学中，缺乏课间休息时间，以及学科之间的快速转换让学生们感到不适。特别是从中学阶段开始，青少年感到学校日常生活的压力很大。他们渴望以自己的节奏学习。
（三）与生活的联系和‘顿悟时刻’的作用
对于不少人来说，在STEM课程中体验到“顿悟时刻（Aha-moment）”也是一种诉求。理解本身——获得见解、理解关系、体验学习成果——是最重要的奖励，尤其是对于那些在MINT学科中表现不佳的学生和学生来说。
顿悟时刻的激励作用
89% 的学生表示，在理解某个内容时的“顿悟时刻”能激励他们继续学习。
实践经验的重要性
78% 的学生喜欢由实际从业者（如数学家、生物学家、运动员、音乐家等）授课。
独立学习的偏好
77% 的学生有时更喜欢独立学习，只在需要时与教师交流。
内容与日常生活的相关性
58% 的学生觉得如果内容与日常生活无关，他们学习起来更困难。
数学问题带来的专注感
53% 的学生表示当专注于数学问题时，他们会完全忘记时间。
数学与未来生活的相关性
另一组 53% 的学生不认为他们在数学中学到的内容对未来生活有很大帮助。
特别是对于那些本身没有动力学习STEM学科的人来说，他们经常希望课程与日常生活有更多的联系。
（四）主题深入探索
在更具体的背景下了解学校内容，不仅可以帮助他们更好地理解，还可以让他们认识到其相关性。对“3D体验”的渴望也很强烈，这与孩子们和青少年通常通过数字媒体或工作表所主导的学校和日常生活世界形成对比。这包括手工活动，如在陌生地点的定向或与身体相关的主题，如饮食。
许多受访者希望在他们感兴趣的MINT主题上能够更深入地探讨。这样的学习机会在业余时间出现，特别是在私人爱好中；然而，在学校中很少出现，因为课堂教学仍然是主要的教学/学习形式。自主工作对许多人很有吸引力。
四、结论
研究结果清楚地表明，如果要激发儿童和青少年对STEM内容的兴趣，就需要新的教学、学习和评估方法。这加强了德国电信基金会的战略方法，即通过其项目创造更好的STEM接触机会——也为那些尚未找到自己道路的学生创造机会。
受访的儿童和青少年清楚地表达了他们的需求：需要时间和空间来提问、解释和理解、体验顿悟时刻、承担更多责任和自我效能、与日常生活相关的学习以及真正理解MINT的相关性。
所有这些都需要进一步发展教学，以便儿童和青少年能够在更大的背景下学习STEM。这意味着具体来说：通过跨学科的项目学习，运用 STEM 知识解决现实问题——这应该作为一个持续的原则。
重要的是，学校需要开放并与教育生态系统中的其他参与者合作。特别是 企业与学校全方位合作，为包括更多有效的STEM课程和深入不同主题和内容提供了更多空间。
