导语
近年，全球科技创新格局加速重构，科技人才竞争日益成为国际战略博弈的前沿阵地。在此背景下，青少年作为未来科学共同体的预备军与创新活力的潜在源泉，其科研参与状况受到各国政府、教育界与科研机构的空前关注。从联合国可持续发展目标（SDGs）驱动下的真实问题导向，到STEM教育理念在全球范围内的深化普及，再到人工智能、开源硬件等技术工具对科研门槛的持续降低，青少年从事科学研究的外部环境正经历深刻变革。与此同时，各国基于自身文化传统、教育体系与资源禀赋，形成了多元化的青少年科研支持模式，其背后关于人才选拔、科学精神培育的深层议题，亦成为国际比较研究的核心关切。
本报告旨在系统梳理全球青少年科研参与的规模、形式与区域特征，分析其核心驱动力与面临的关键挑战，以期为理解青少年科研提供一个宏观的认识框架。本文为京领青少年科研报告总论篇，随后的报告将聚焦于亚太与北美地区分析。
一、青少年科研的时代背景与战略价值
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青少年科研定义
从宏观层面理解，“青少年科研”并非指代青少年以职业科学家身份进行的正规科学研究，而是指青少年在基础教育阶段或过渡阶段，以学习、探索与初步创新为目的，主动或在外界引导下参与科学探究与知识生产的过程。这一过程的本质，是科学教育从知识传授向能力培养的延伸，是科学共同体与教育系统之间的衔接地带。它既可能发生在学校课程体系之内，表现为研究性学习、项目式课程等结构化的教学安排；也可能发生在课外与校外，体现为科学竞赛、科研实习、创新社团等自主性更强的实践活动。
图源：WRO官网
与之相关，“参与”这一概念也被赋予多层次的含义。最低层次是兴趣层面的接触，即青少年有机会接触科研相关的内容与场景；中间层次是过程层面的参与，即青少年在教师或研究人员的指导下，经历提出问题、设计方法、收集数据、得出结论的完整或部分探究流程；最高层次则是成果层面的产出，即青少年的研究能够形成可被外部评价的成果，如研究报告、竞赛获奖或学术发表。不同层次的参与，对应着不同的资源投入、能力要求与教育价值，共同构成了全球青少年科研参与的完整光谱。
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研究背景
进入二十一世纪以来，全球范围内青少年科研的意义与形态发生了显著变化，这一变化是多股宏观力量交织作用的结果。
首先，全球科技创新竞争格局的重塑，使得各国对科技后备人才的战略需求空前增强。在人工智能、生命科学、新能源等关键领域，前沿技术的突破速度与人才储备的厚度密切相关。越来越多的国家意识到，科学家的培养不宜等到高等教育阶段才开始，而应前移至青少年时期，通过早期接触科研来激发兴趣、识别潜力、锻炼思维。这种战略考量直接推动了各国对青少年科技教育投入的增加，也促使科研机构、大学与基础教育系统之间形成更加紧密的合作关系。
与此同时，STEM教育理念在全球范围内的深化普及，为青少年科研提供了重要的理念支撑与政策框架。自美国在二十一世纪初明确提出STEM教育战略以来，这一理念迅速扩散至欧洲、亚洲乃至全球许多地区。与传统的科学教育不同，STEM教育强调跨学科整合、动手实践与真实问题解决，而科研参与恰恰是这些理念的集中体现。在OECD（经济合作与发展组织）的PISA测试等国际教育评估体系中，科学探究能力的权重持续上升，也进一步强化了各国教育系统对青少年科研实践的重视。
联合国可持续发展目标（SDGs）的确立与推广，则为青少年科研提供了极具时代特色的选题方向与价值归属。气候变化、公共卫生、清洁能源、生物多样性等全球性挑战，也逐渐进入青少年的研究视野。越来越多的青少年科研项目不再局限于实验室内的经典问题，而是开始关注身边的真实问题——从社区水资源的监测到校园能源的优化，从塑料污染的降解方案到心理健康的社会调查。这种从“为科学而研究”向“为解决问题而研究”的转变，既提升了青少年科研的社会意义，也增强了参与者对科学价值的切身认同。
技术工具的演进，同样是不可忽视的宏观背景。过去十余年里，开源硬件、低成本传感器、云计算平台以及人工智能工具的普及，极大地降低了青少年开展真实科研的门槛。以往需要昂贵设备才能完成的实验，如今可能通过数百元的开发板与传感器实现；以往需要复杂编程才能处理的数据，如今可以通过图形化界面与云端工具完成。这种技术赋能使得更多学校、更多家庭背景的青少年有机会接触到真正的科研实践，也在一定程度上推动了青少年科研从精英化向大众化的转变。
在上述多重背景的交织影响下，全球青少年科研正经历着从自发探索向系统建设、从少数精英参与向更广泛群体覆盖的重要转型。
二、青少年科研全球参与图景
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参与规模与普及程度
从全球范围看，青少年科研参与的规模在过去数年间持续扩大。这种扩大不仅体现在国际性科学竞赛的参赛国家和地区数量不断增长上，也反映在学校课程体系内研究性学习项目的普及推广中，同时还表现在各类科技俱乐部、科创社团等课外活动覆盖面的扩展上。
在国际性赛事层面，作为全球规模最大的中学生科学竞赛，国际科学与工程大奖赛（ISEF）的参与版图不断扩展。目前，其参赛国家和地区的数量已从最初少数发达国家扩展至超过80个，越来越多的发展中国家开始派队参与，每年约有1500至1700名高中生在经过各国本地选拔后进入决赛阶段。
图源：ISEF官网
在机器人竞赛领域，世界机器人奥林匹克竞赛（WRO）的数据更为直观地反映了青少年科技参与规模的增长趋势。2025赛季，WRO在全球范围内共有27920支队伍正式参赛，较上一赛季的24577支队伍增长了14%。
图源：WRO官网
需要指出的是，上述赛事数据仅仅反映了全球青少年科研参与的冰山一角。大多数参与科研活动的青少年并未进入国际赛事的舞台，但其增长趋势确实具有风向标意义，表明青少年科研正在获得更广泛的国际关注与社会支持。
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参与形式与平台
全球青少年科研活动的形式日益多元化，大致可以划分为校内体系、校外项目、以及数字化平台三个主要层次。
校内体系是青少年科研参与的基础性渠道。在许多国家和地区的教育改革中，研究性学习已被纳入正式课程框架。国际文凭大学预科项目（IBDP）的拓展论文（EE）要求学生完成独立研究，A-Level课程中的拓展项目资质（EPQ）允许学生以论文或实践成果完成个人研究项目。这类课程设计使得科研训练成为学校教育的有机组成部分，而非少数学生的课外兴趣。
校外竞赛与科研实习构成了青少年科研参与的第二个重要层面。除了前述的国际性科学竞赛之外，各国还拥有丰富的本地科学竞赛体系，为青少年提供了从校际到国际的多层级参与通道。在竞赛之外，大学实验室向中学生开放的科研实习项目也日益增多。从美国维克森林大学面向本地高中生的带薪实验室实习，到土耳其伊斯坦布尔大学针对高中生的暑期科学与发展学院，越来越多的高等教育机构开始将触角延伸至中等教育阶段，为具有科研兴趣的青少年提供进入真实实验室的机会。这些项目通常持续数周至两个月不等，参与学生在导师指导下协助或独立完成具体研究任务，其体验更接近真实科研工作，与校内研究性课程有质的区别。
数字化平台的兴起则为青少年科研参与开辟了全新空间。公民科学平台将真实的科研任务拆解为普通人可以完成的微小任务，使青少年能够以“公民科学家”身份贡献于大型科研项目。开源硬件社区、在线数据科学竞赛平台以及各类科技主题的远程协作项目，共同构成了一个日益丰富的青少年科研数字化生态。这三种形式相互补充、层层递进，共同塑造了全球青少年科研参与的多层次、多通道格局。
图源：WRO官网
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区域发展特征
全球青少年科研参与的地域分布呈现出显著的不均衡特征，这种不均衡既体现在参与规模与普及率上，也反映在支持体系的完善程度与社会文化氛围的差异中。
欧美地区
欧美地区拥有最为成熟的青少年科研支持生态。美国形成了从兴趣激发到能力进阶的相对完整的支持链条，大学实验室向中学生开放的机制相对成熟，企业赞助的科技竞赛体系高度发达，非营利组织在科学教育与科研指导方面扮演着活跃角色。欧洲的情况因国别而异：德国的“青少年研究中心”竞赛体系历史悠久，强调实践导向；北欧国家则将探究式学习融入日常教学，其科研素养的培养更多体现在普惠性的教育过程之中。
亚太地区
亚太地区的青少年科研参与则呈现出不同的特征。中国、日本、韩国和新加坡等国家和地区，在青少年科技人才培养方面均有较为系统的国家战略与制度安排。这些国家和地区的青少年科研政府主导色彩浓厚——政策推动在青少年科研参与的普及与提升中发挥着关键作用，这与欧美地区更多依赖社会自发力量形成了对比。新加坡以其高度系统化的STEM教育规划著称，形成了高效的精英化培养路径。
新兴经济体与发展中国家
新兴经济体与发展中国家的情况则更为复杂。一方面，这些国家和地区的青少年科研参与正在快速增长，越来越多的国际赛事中出现来自巴西、印度、南非、越南等国的选手。另一方面，这些国家和地区在资源获取、师资配备和科研基础设施方面仍然面临显著瓶颈。城乡之间、顶尖学校与普通学校之间的差距往往比发达国家更为突出。能够参与国际赛事的青少年大多集中在少数精英学校或大城市，广大农村和欠发达地区青少年获得科研启蒙的机会仍然有限。
三、青少年科研核心驱动力与支撑体系
青少年科研之所以能在全球范围内形成持续扩大的态势，背后是多重驱动力共同作用的结果。这些驱动力来自政策制定者、教育系统、社会力量以及技术发展四个维度，它们相互交织、彼此强化，共同构成了支撑青少年科研的生态系统。
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政策与战略层面
在国家战略层面，越来越多的国家将青少年科技人才培养视为提升国家竞争力的长远投资。美国的STEM教育战略明确了从幼儿园到研究生阶段的完整人才培养路径，其中青少年时期的科研体验被视为激发兴趣和识别潜力的关键节点。中国的“英才计划”等项目则将大学科研资源系统性地向中学生开放，通过早期介入的方式培养未来科学家。欧盟层面同样通过“地平线欧洲”等框架计划，资助面向青少年的科学教育与公众参与项目。
这些国家级的战略安排，不仅为青少年科研提供了政策合法性与经费保障，更重要的是传递了一种社会信号——科研不是成年科学家的专属领域，青少年同样被期待参与知识生产的过程。
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教育体系层面
教育系统内部的课程改革与师资建设，构成了青少年科研参与的制度性基础。近二十年来，全球范围内的基础教育课程改革普遍呈现出从知识传授向能力培养转向的趋势，科学探究、项目式学习、研究性学习等教学方式被写入越来越多国家的课程标准。这种课程导向的转变，使得科研能力的培养不再是课外活动的专利，而是成为学校教育的有机组成部分。
与此同时，教师队伍中具备科研指导能力的人员比例，直接影响着青少年科研参与的深度与广度。一些国家通过在职培训、高校与中小学结对等方式提升教师的科研指导能力，但总体而言，合格指导教师的短缺仍然是制约青少年科研普及的重要因素之一。
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社会资源层面
大学、企业与非营利组织的社会资源投入，是青少年科研生态系统中的重要补充。在高等教育一端，越来越多的大学开始设立面向中学生的科研体验项目，开放实验室资源，甚至将中学生科研指导纳入研究生培养的实践环节。在企业一端，科技公司通过赞助竞赛、提供技术平台、设立奖学金等方式参与青少年科研支持，这类商业力量的介入既拓宽了经费来源，也带来了与产业前沿更紧密对接的研究选题。非营利组织则在填补空白和推动公平方面扮演着独特角色，许多面向弱势群体的青少年科研项目正是由这类组织发起和运营的。
此外，家庭背景的影响也不容忽视——父母的教育水平、职业背景以及对待科学的态度，在很大程度上影响着青少年早期接触科研的机会与意愿。
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技术与工具层面
技术工具的演进，正在从“降低门槛”和“扩展可能”两个方向推动青少年科研参与的变革。科技的迅猛发展，使得以往只有专业实验室才能进行的实验，如今可以在学校甚至家庭环境中完成。互联网与云计算平台让青少年能够获取全球范围内的公开数据、参与跨国协作的研究项目、接受来自世界各地专家的远程指导。人工智能工具的出现更进一步改变了科研实践的面貌——从文献检索到数据分析，人工智能正在成为青少年科研活动中的辅助性工具。这种技术赋能效应，在一定程度上缓解了资源不均带来的机会差距，但同时也对使用者的数字素养提出了新的要求。
四、当前挑战与深层问题
全球青少年科研参与在规模持续扩大的同时，也面临着一系列结构性的挑战。这些挑战并非某个国家或地区独有的现象，而是在不同程度上普遍存在于各类青少年科研支持体系之中。正视这些问题，并非否定已有的努力，而是为了更清醒地认识青少年科研生态中需要持续改进的环节。
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公平性与包容性问题
从全球视角观察，青少年科研参与的机会分布并不均衡。这种不均衡首先体现在不同国家和地区之间——发达国家在科研资源、师资力量、实验室条件等方面具有相对优势，而许多发展中国家和地区的青少年即便具备同样的潜力，也可能因为缺乏基本条件而难以获得科研启蒙的机会。即便在同一国家内部，城乡之间、不同社会经济背景家庭之间的差异同样存在。来自不同家庭环境的青少年，在接触科研资源的早晚、获得持续指导的可能性等方面，客观上存在一定差距。
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功利化动机与评价标准
在青少年科研的实践过程中，一个值得关注的倾向是功利化动机的介入。当科研经历与升学、奖学金、荣誉等直接挂钩时，部分参与者可能将科研活动视为获取竞争优势的途径，而非完全出于对科学探索本身的热爱。这种动机的变化可能带来一系列连锁反应：选题上可能倾向于追逐热点而非发自内心的好奇，过程中可能倾向于寻求确定性的结果而非接受探索中必然存在的不确定性，成果呈现上可能倾向于夸大贡献而非如实描述研究的局限。
另一个备受关注的问题是成人介入程度的边界模糊。在竞赛等公开评价场景中，教师、家长或专业研究人员的指导是必要的，但指导与过度协助之间的界限在实践中往往难以清晰划定。这种模糊性既挑战着评价体系的公正性，也可能对青少年形成关于科研伦理的认知产生影响。
评价标准相对单一同样值得反思。目前，无论是竞赛评奖还是升学选拔，对青少年科研成果的评价往往较多集中于最终产出——是否获奖、是否具有创新性等。相比之下，研究过程中所体现的坚持、反思、从挫折中学习等品质，以及青少年通过科研活动获得的个人成长，往往较难被现有评价体系充分捕捉。这种倾向在一定程度上可能强化功利化动机，也使科研活动的教育价值未能得到完全发挥。
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可持续性与衔接困境
青少年阶段的科研参与如何延续到后续发展阶段，是另一个值得关注的议题。部分青少年在中学阶段投入大量时间完成研究项目并取得一定成绩，但进入大学后，由于课程压力、兴趣转移或缺乏延续性支持，其科研热情未能得到有效承接。这种现象意味着前期的科研启蒙投入可能未能实现预期的长期效益。
从高中到大学的衔接机制也普遍存在完善空间。中学阶段的科研项目受限于条件，其选题范围、研究方法与大学前沿研究之间往往存在一定距离。当这些学生进入大学后，如何将已有的研究经验与大学科研体系有效对接，目前在许多教育体系中尚缺乏成熟的制度安排。部分学生可能因为找不到合适的研究方向或指导而停止探索，另一些学生则可能需要花费额外时间重新适应大学科研的要求。
五、青少年科研的未来趋势与展望
在全球科技竞争加剧、教育理念持续演进以及技术工具快速迭代的多重背景下，青少年科研正处于全新的发展节点上。
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人工智能的渗透
人工智能技术的快速发展，正在从多个维度影响青少年科研的形态。在研究工具层面，人工智能辅助的文献检索、数据分析和论文润色工具，使得青少年能够完成以往需要更长时间才能掌握的科研环节。这在一定程度上降低了科研的技术门槛，但也对使用者如何合理运用这些工具提出了新的问题。在学习支持层面，人工智能可以作为个性化的指导助手，帮助青少年在选题构思、实验设计、问题诊断等方面获得即时反馈，缓解了指导教师相对短缺的矛盾。在研究对象层面，人工智能本身正在成为越来越多青少年科研项目的选题方向——从机器学习算法的应用到人工智能伦理的社会调查，人工智能相关课题在各类科学竞赛中的占比呈现上升趋势。
可以预见，人工智能与青少年科研的融合将更加深入，但如何在使用工具与保持独立思考之间取得平衡，将是需要持续探索的议题。
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由兴趣驱动转向真实挑战
近年来，越来越多的研究开始关注真实世界中的具体问题，而非仅仅停留在实验室内的经典科学问题。气候变化、环境污染、公共卫生、社区可持续发展等相关议题，正在成为青少年科研选题的重要来源。这种转变的背后，既有全球性挑战日益凸显的时代背景，也与教育理念中强调“真实情境学习”的导向相呼应。当青少年感到自己的研究能够对现实产生哪怕微小的积极影响时，其内在动力往往更为持久。可以预期，未来青少年科研将更加紧密地与全球性、本地化的问题挑战相结合，研究的社会价值将成为衡量其意义的重要维度之一。
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数字化参与和全球协作
数字化平台的发展正在重塑青少年科研的参与形态。一方面，线上线下混合的模式正在成为常态——青少年可能通过线上课程学习研究方法，在校内完成实验，再通过线上平台与远程导师交流、与异地同伴协作。这种虚实融合的模式在一定程度上突破了地域限制，使得资源相对匮乏地区的青少年也有机会接触优质指导。另一方面，跨国、跨区域的协作研究项目正在增加。通过互联网，来自不同国家的青少年可以共同设计研究方案、共享数据、讨论发现，这种协作本身也成为跨文化理解与沟通能力的学习场域。虽然语言、时差和技术条件仍可能是制约因素，但全球性科研协作网络的雏形已经显现。
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评价视角的多元化探索
面对功利化倾向和评价标准单一化的挑战，一些教育体系和竞赛组织正在尝试拓展评价的维度。过程性评价的理念逐步受到重视——研究日志、阶段性反思、同伴互评等形式的引入，使得评价不再仅仅聚焦于最终成果。成长导向的评价思路也在探索之中，即关注青少年在科研活动中发生了什么变化、获得了哪些进步，而非仅仅与同龄人横向比较。这些探索虽然在实践中仍面临操作层面的困难，但指向了一个共同的方向：未来的评价体系可能需要更加全面地反映青少年科研活动的教育价值，而非仅仅衡量其产出。
结语
纵观全球青少年科研的发展历程与当前态势，可以清晰地看到，这一领域已从边缘的课外活动逐渐汇入教育改革的洪流之中。它既承载着人类对科学未来的殷切期待，也折射出教育公平、人才评价、技术伦理等更为深层的社会议题。青少年科研的真正价值，或许并不在于提前产出了多少研究成果，而在于它为一代人打开了一扇理解科学本质、体验探索艰辛与乐趣的窗口。
面向未来，如何在规模扩张与质量保障、精英培养与普惠普及、成果导向与过程关怀之间寻求更加平衡的路径，将是一个需要持续探索的全球性课题。而这一探索的最终指向，是让更多青少年有机会在科学精神的引领下，成长为具有独立思考能力和责任感的社会成员。
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