我國小學STEM教育發展困境與對策的個案研究

徐雯 丁焱 胡靜

摘要：近年我國小學STEM 教育迅速發展的同時也面臨諸多問題。論文以南京市某STEM教育試點小學為個案，通過文獻資料分析，對相關老師的訪談，結合當前我國小學STEM教育推進策略，揭示了我國小學STEM教育發展的困境，剖析了困境形成的原因，并從社會聯動、學校合作、教師培訓、課程建設、教學革新等五個方面提出了我國小學STEM教育發展困境的解決對策。

關鍵詞：小學STEM教育;困境;對策

一、問題提出

隨著時代的發展，人類所面臨的問題日漸復雜，分科教育所培育的“人才”已經無法滿足社會發展的需求。2017年3月1日發布的《中國STEAM教育發展報告》提出STEM學習利于應對因學生學科割裂造成的現狀，培養學習者設計未來的能力，提升國家經濟保持繁榮與競爭力的技術和能力[1]。自2014年起，我國部分地區開始推進STEM教育，如江蘇2016年建立STEM教育試點學校243所（小學122 所），并舉辦省STEM教育項目試點學校教師培訓[2]。相對于歐美發達國家，我國STEM 教育起步晚、發展慢，在教學實踐上的研究較少。STEM教育不僅是新增一門課程，而是嘗試從課程理念、教學方式、學生發展目標探索我國小學教育發展的新模式，以期打破當前學生思維固定化、創新意識缺乏、創造實踐能力不足等僵局。我國小學如何開展STEM教育？相關培訓與政策支撐如何？推進中有何困難？如何化解？對這些問題的探討，有助于推進我國STEM教育的發展。

筆者選擇江蘇省STEM教育試點學校之一——南京某小學為個案，通過對其相關文獻材料的分析，及學校STEM教育教師團隊（體育老師J1、數學老師J2、語文老師J3、美術老師J4、信息技術老師J5）的訪談，對上述問題進行探討，希望窺斑見豹，對我國小學實施STEM教育的困境、原因做出分析。并結合國內外成功經驗，提出我國小學STEM教育困境的解決對策。

二、我國小學實施STEM教育的困境與原因分析

STEM教育的發展為我國小學教育改革發展帶來了契機，然而STEM教育的推進對教師隊伍結構、課程體系、教學模式、政府與社會支持等方面都提出了新的挑戰，這些方面的不足，影響和制約著我國小學STEM教育的發展。個案小學在其推進中，在此方面也遇到諸多困境。

1.以3D打印課為中心的STEM課程建設模式使得教師對“STEM教育”理解存在誤區。小學教師所理解的STEM教育是什么樣的呢？他們在STEM課程實踐中是否做到了“S、T、E、M”甚至與“A”、“R”的整合了呢？5位教師在訪談過程中都普遍表示“聽過STEM這個詞，知道各字母代表的學科，知道更多的就是整合。”但對于整合內容及整合方式等深入的理解就存在不同理解。J2表示“STEM教育是學校信息技術老師帶頭做的課題，我覺得是信息技術與數學的整合吧?！睆脑L談內容可以不難看出，教師對STEM教育的認識層面較淺，并且存在一定的理解誤區，將STEM教育理解為“信息技術與其他學科的整合”。個案小學此前一直以3D打印課程作為各科課程融合的技術切入口，因此不少教師對STEM教育的觀念認知仍停留在早期技術與課程的整合中。此外，由于小學科學教師的匱乏，目前國內小學STEM教育的主要負責教師大部分都是信息技術老師。負責教師的學科背景使得其自然而然將STEM中的技術窄化為信息技術，并對其他學科教師產生影響。

2.教師“STEM教育”培訓體系的缺乏系統化。STEM教育的推進，專業化教師隊伍是關鍵，而STEM教師不足是當前我國STEM教育的主要難題。雖然個案學校嘗試通過多學科教師協助以解決該問題，但我國小學師資隊伍中缺乏具有工程知識與工程素養的教師，也就決定了多學科教師的協作顯然是無法彌補“STEM”中最為重要的工程教育問題需求。此外單一學科背景教師的協作往往會變成多學科知識的拼盤，教學效果大打折扣。造成這種現象的根源性原因，則是體現在現有師范教育與現有教師培訓中。關于教師STEM素養提升的問題，J2表示“大多數要靠我們老師自己自學?！崩砉ば詷O強的STEM教育要求教師不斷進行專業學習，這在某種程度上來說是教師的一種負擔。訪談時，在問及學?；蛏霞壗逃块T是否有針對教師STEM素養設置相關課程或培訓時，J4表示有過，但并不是很系統，“是蜻蜓點水的培訓，我們本身教師培訓的總課時是有限定的，再加上還要做那些教科研上的培訓，那對這一塊，也不會花費很長時間?！苯處熍嘤柕恼n時有限，不能滿足所有教師的技能培訓要求，更多的是理念上的傳遞或是國外實施STEM教育情況的介紹。且目前在崗教師的技能培訓多與購入企業的產品，致使教師培訓出現蜻蜓點水的狀況。

3.三中心教學模式仍占主導地位。STEM課程比單一學科課程所涵蓋的知識面廣，且其教學更多需要學生基于項目的合作學習來實現。而對中國教師來說是一個極大挑戰。我國小學教學仍以以教師中心、教材中心、課堂中心的三中心教學為主。知識被切割為多個單元，教師分課時向學生傳授，學生識記知識。教師是知識傳授者，學生是被動知識接受者。正如教師所言：“傳統課，老師可以把每一句話都背下來，甚至于老師們會預測學生會講些什么話。而STEM這種課很多時候都是要隨機應變的?！保↗5）、“我們國家不管從幼兒園還是小學，老師教學的模式就是老師說一，你就得說一;老師說二，你就得說二。不允許你開小差，也不允許你有拓展性思維。你讓學生突然預測一些問題，學生這種預測的能力會比較弱?！保↗4）由此可見，已經適應傳統三中心教學模式的教師，尤其在以知識識記為主的應試教育主導下，無論教師、學生，顯然都難以跳出現有教學模式、學習方式。

4. STEM課程資源匱乏，開發難度大。我國STEM教育是學自美國，相對于美國豐富的STEM課程資源，國內STEM教育更多的是雷聲大雨點小，或是對國外STEM教育的研究，或是國外實施案例的介紹。目前我國STEM課程，一種是購買所翻譯的國外STEM課程資源，一種是依托Scratch創意編程、Arduino創意電子等進行開發[3]。個案小學的STEM課程是第二種形式。J5在訪談中提到會STEM課程應選擇“適合于我們中國中小學年齡特點和我們的國家標準教材比較能整合在一起的課程”。國外STEM課程與我國學生認知發展特點及國家課程標準的契合性還存在問題。從創客課程延伸而言，由小學老師自主設計的課程，往往在課程內容的整合性、科學性上存在問題。同時也無完備的設計思路或依托的設計思想。這也是導致部分老師將STEM課程理解為信息技術與課程整合的直接原因。適合中國小學的STEM課程資源匱乏以及該國家課程標準的不明確，使得我國小學STEM教育短期內很難切實推進。

5.缺乏切實有效的支撐和推動措施。較于美國的社會聯動，國內STEM教育處于尚未成初級階段?！吨袊鳶TEM教育白皮書》、小學科學課程標準等政策的發布以及各級政府陸續出臺系列政策倡導STEM教育的發展。然而在問及學?；蛏霞壗逃块T是否有具體舉措幫助推進課程時，J3表示“STEM教育不是學校或者地方教育職能部門出臺政策就能夠克服的”。J5則表示“好像暫時沒有什么幫助或者扶持，領導也只是給了我們一些精神上的鼓勵”。雖然目前我國一些地區出臺了相關政策，但政策還不夠具體，例如對STEM教育的資金和實驗條件支持、課程資源的支持以及師資力量的支持等并無明確的政策，這也使得將STEM教育變成實際行為變得難以進行[4]。國內STEM教育研究起步較晚，在教學實踐上的探索還比較少，只占STEM文獻數量的14%。其中以教學設計建議或案例的文章居多，實證研究較少，主要集中在中小學階段，高等教育階段進行的實踐應用較少[5]。此類研究的缺乏也從側面驗證了我國目前STEM課程資源短缺的問題，究其原因，仍是我國政府政策推行力度較弱。

三、我國小學實施STEM教育的對策

我國小學STEM教育尚處于起步階段，遇到此類困境在所難免。我們應積極借鑒其他國家經驗，立足本國情況，促進我國小學STEM教育的發展。

1.加強各方聯動，協同推進。美國STEM教育的迅速發展得益于美國政府及社會各界的重視和積極參與。實踐經驗表明，依靠單一的職能部門推動STEM的發展是遠遠不夠的。協同推進中，一方面小學應該加強自身的STEM建設，積極主動地與兄弟學校分享STEM教育資源與經驗，實現資源經驗共享、互幫互助的小學STEM教育聯盟。另一方面要加強高校、小學在STEM教育發展中的合作，充分發揮高校STEM專業人才的價值。如美國普渡大學的SLED項目中[6]，構建“高校STEM相關學科的專家——高校課程與教學專家——小學一線教師”的STEM實踐共同體，旨在利用學科專家對知識的專業性、課程與教學專家對課程結構的把握以及小學一線教師的教學實踐經驗，三方合作開發設計STEM課程。若僅僅依靠一方設計開發課程，必然會具有一定的片面性。只有將高校教師的專業性及小學教師的教學經驗融合在一起，所開發出的課程才能在適合我國小學生身心發展特點的基礎上更好地實現科學、技術、工程、數學等學科內容的整合。

2.增加STEM師范教育，健全教師培訓。好的STEM課程離不開一位優秀的STEM教師，在現有師范教育中，增加STEM教育專業，明確STEM教師的專業性及重要性，培養專業化的STEM教育，這一舉措有待國家推進實施。而在現有師范培養體系不足，尚未將STEM教育納入專業教育的情況下，則要促進對現有教師的職后培訓，設置課程或技能提升課程，提升在職教師的STEM素養。技能提升課及STEM課程必須是系統化的。而STEM教育的培訓師資則需要突破“教育專家主導”的局面，組成“STEM課程培訓或咨詢團隊”。

3.細化課程標準，完善課程目標。課程標準是一門課程的指路明燈，會對課程的各方面進行詳細的闡述，對學生的學習提出全面性的要求。目前我國大部分的STEM課程都是以我國小學科學課程標準為主，2017年新出臺的小學科學課程標準分別從“科學知識”、“科學探究”、“科學態度”、“科學、技術、社會與環境”四個方面闡述具體目標，但尚未出臺明確的STEM課程標準及目標。確立STEM課程標準及課程目標迫在眉睫。確立STEM課程標準時，不應盲目學習先進經驗，要因地制宜且需綜合考慮到STEM課程的可應用性。而課程目標應該清晰明確;在完善目標時，應參照整合學科的課程目標制定，更應與我國基本的育人目標相吻合。學校一般將STEM課程作為校本課程來實現對學生創造思維、團隊合作能力等綜合能力的培養，在確立課程標準及課程目標時，更應結合本校學生的實際情況設置。

4.突破教學局限，實施教學革新。如果說課程是建筑的設計圖紙，那么教學則是具體的施工過程。在課程開展的過程中，教師教學也是至關重要的一環。STEM課程的教學方式更是一場教學方式的革新。STEM教育更多采用的是以學生為中心、以經驗為中心、以活動為中心的新三中心教學模式，提倡學生創造性、自主探究、合作學習能力培養的STEM教育，勢必會對我國傳統班級授課制采納的教學方式產生沖擊。要開展STEM課程就必須對現有教學模式手段進行革新。重視對一線教師及準教師的專業培養，不僅是對教師能力素質的培養，更是引導教師觀念轉變。教師在強化自身的專業能力及素質，積極轉變觀念的同時，在課堂教學中應采用合作教學的方式，構建教師共同體，注重不同專業教師間的協作交流、經驗分享，改善教師單一學科知識背景的不足。

四、結論與展望

STEM教育作為近年國外教育發展的熱點，也是國內目前課程改革的重點與難點。個案小學作為目前我國STEM教育發展的“先驅者”，在積極探索推進的同時也面臨著諸多困難，而個案小學作為我國開展STEM教育所有小學的縮影，體現的并不僅僅是這一單一學校在探索過程中遇到的困難。開展STEM教育的過程中開展STEM教育是一個循序漸進的過程，在未來的道路上我們也會遇到越來越多的挑戰。國外的經驗固然重要，但怎樣在不改變STEM教育本質的情況下，將其本土化，厘清我國小學在實施STEM教育的困難，積極主動地尋求解決的對策，發揮其最大的效用，在創新與改進中努力推進我國小學STEM教育的發展。而在小學STEM教育的發展中，除了加強社會聯動，政府協同推進以外，教師作為課程設計開發、課程實施的重要組成部分，加強自身專業水平，積極開拓改革創新現有教學模式手段也是必不可少的。相信在多方協作的努力下，中國的小學STEM教育定會迅猛發展。

參考文獻：

[1]搜狐網.中國STEAM教育發展報告[EB/OL].http：//www.sohu.com/a/204423990_629769.2017.

[2]中國江蘇網.269 所中小學、幼兒園躋身江蘇STEM試點學校[EB/OL].http：//www.eol.cn/jiangsu/jiangsunews/201709/t20170927_1557284.shtml，2017-9-27.

[3]趙興龍，許林.STEM教育的五大爭議及回應[J/OL].中國電化教育，2016 （10）：62-65.

[4]方旭，史妮娜.我國中小學教師STEM教育現狀的實證研究[J].中國教育信息化，2018 （03）.

[5]丁林，杜玉霞.從美國STEM教育的發展看中國STEM教育[J].中國信息技術教育，2016 （Z2）：21-29.

[6]James D.Lehman.Promoting Effective Teaching in Science Learning through Engineering Design[EB/OL].<http：//hub.mspnet.org//index.cfm/24333？>.2017-04-25.