STEM教育的鄉村認知現狀探究與推廣可行性分析

趙旌宇

[摘要]STEM教育在鄉村小學要實現有效的發展，需要通過多個主體、多個方面配合實施。通過分析目前鄉村小學STEM教育存在教師專業背景缺乏、課程資源短缺、學校關注度低、投入過少、家長了解程度低的問題，提出了加大引入有STEM背景的教師、提高教師實施STEM教育的綜合能力、針對鄉村學生設計相適應的STEM課程、加強學校對STEM教育的投入、加強家校合作的途徑，促進鄉村小學STEM教育發展，從而推進教育公平，推動城鄉義務教育一體化。

[關鍵詞]STEM教育;鄉村小學;現狀探究;推廣分析

[中圖分類號]G521[文獻標識碼]A

STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）四門學科的簡稱，于1986年發布的《本科的科學、數學和工程教育》報告中，由美國國家科學委員會首次提出。在此之后，澳大利亞、英國、德國等國家也相繼出臺關于STEM的政策和培養計劃，促使STEM教育全球化。早在2001年，我國科技教育領域已開始陸續有對STEM教育的引入和介紹，但在之后的十年中，國內STEM教育一直處于發展緩慢的階段，關注點也局限在STEM教育理念及國外經驗的介紹。2012年《上海教育.環球教育時訊》曾開辟STEM教育專欄，這是我國教育類雜志第一次較為集中地介紹STEM教育。在《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）》中，教育部首次提出要指出“探索STEM教育、創客教育等新教育模式”。在教育部2016年發布的《教育信息化“十三五”規劃》、2017年發布的《教育部教育裝備研究與發展中心2016年工作要點》中，進一步強調了STEM教育對中小學教育發展以及高素質人才培養的支撐引領作用。國內STEM教育國家層面的啟動以“STEM教育研究中心”的成立作為標志，2017年6月成立了中國教科院STEM教育研究中心。2018年5月“中國STEM教育2029行動計劃”正式啟動，該研究中心還先后頒布《中國STEM教育白皮書》與《STEM教師能力等級標準》。STEM教育旨在培養學生綜合科學、技術、工程和數學等學科知識的基礎上，通過觀察、設計、分析、推斷和運算的能力來解決問題的綜合素養。除科學、技術、工程、數學以外的其他學科知識，比如藝術、語言等的加入，引入了STEM+教育的概念。

在黨的十九大報告中，習近平總書記強調，“推動城鄉義務教育一體化發展，高度重視農村義務教育”。堅持農村義務教育重中之重地位不動搖，把農村教育辦好，是貫徹落實黨的十九大精神，辦好人民滿意教育的關鍵舉措，涉及億萬農民切身利益和國家長治久安。

本文以鄉村小學教育為例，通過調查問卷和訪談的方法，以鄉村小學教師的STEM教育認知現狀作為切入點，對STEM教育在鄉村的推廣可行性進行分析。其中，調查問卷是基于重慶師范大學STEM教育研究課題組的《中小學STEM教育實施現狀調查問卷》，選取部分適用于黃巖區鄉村小學的問題，以電子形式通過網絡發送給各鄉村小學教師，共收回295份，由組織者采用EXCEL、SPSSAU等軟件進行匯總統計。

1 STEM教育的鄉村認知現狀

1.1 對STEM教育持積極態度，但是認識不到位

STEM教育理念進入我國已有近20年的歷史。在政府、學校、企業等不同主體的共同努力下，已初步探索出一些成果。訪談中，超過半數的教師認為STEM教育是最近幾年國際科學與技術教育新興的中小學及大學科學教育實踐和研究范式且STEM教育已經成為全球性的科技教育戰略，是提高國家綜合國力的重要基礎，認為STEM教育并不是科學、技術、工程的簡單疊加，強調他們之間的融合，將這四門學科內容組成有機整體，著力解決真實的問題，即重視學科知識的整合、問題解決的綜合性、跨學科性，以更好地培養學生科學實踐能力與創新能力。但是STEM課程大部分是在一線城市如上海、南京、深圳等地方開展，鄉村教師對于STEM教育的認識不到位。少數教師在大學學習期間學習過關于STEM教育的課程和經過足夠的實踐訓練，大部分教師只是學習了單門學科知識，對于利用STEM課程培養學生解決綜合性、跨學科性問題仍處于摸石頭過河階段。

1.2 STEM相關學科基礎知識儲備不足

學科知識是教學能力養成的基石，為了實現STEM課程的有效教學，教師自身必須要具備科學（物理、化學、生物）、技術、工程、數學等方面的知識。

綜合表1、圖1可知，教師在面對問題1-問題10的看法上基本趨于一致。31%的教師認為自己能夠理解實施STEM教育所需要的科學事實、概念、規律、定理和理論等學科知識，并能夠運用對科學的認識和理解去解釋或者預測觀察到的現象，69%的教師則認為不能。特別是缺乏技術知識與工程思維，其中64.75%的教師認為自己不完全具備開展STEM教育的實驗技術、教育技術、信息技術、計算機編程技術等技術知識。31.7%的教師認為自己理解工程思維的復雜性、系統性、目的性及價值性等特點且能夠將其貫穿應用于STEM課程的設計、實施、評價反思過程中，68.3%的教師則認為還不能。除此之外，還有數學基礎知識、空間形式與數量也是欠缺的。

1.3 STEM教育的實施能力弱

教師STEM教育的實施能力是STEM課程有效開展的重要保障。

綜合表2、圖2可知，教師在問題1-問題10看法上基本趨于一致。34.53%的教師認為自己能夠理解STEM的學科知識體系，并根據STEM教育課程的需要，分析其中的相關聯系，65.47%的教師則認為不能。34.5%的教師認為自己具備能夠促使學生形成獨特的跨學科界限的知識事業和思維能力，并能夠把來自兩個以上學科的思想和方法結合，解決那些不能用單一學科或研究領域來解決的問題，培養學生梳理整體知識觀的教育觀念，65.5%的教師則認為不能。32.3%的教師認為自己具備理解實施STEM教育所需要的學科教學法知識、技能、科學實踐能力、跨學科整合能力、跨學科學習思維和應用工程思維貫穿于STEM課程的設計與實施、評價的意識和能力，67.7%的教師則認為不能。

2 STEM教育在鄉村開展存在的問題

2.1 缺乏專業的STEM教育背景的教師

好的教育理念需要好的教師才能夠實現。由于經濟不發達，區位偏僻等原因，當前鄉村教育的根本問題是：沒人愿意去、去了不愿教、教好了留不住，導致鄉村學校師資隊伍弱。現有的鄉村教師本來就是數量不多，其中大部分任教的理科教師專業知識背景都是以單個學科為主，若想積極實施STEM課程，無論是專業知識，還是教學方式方法，都必須在實踐中不斷摸索。

2.2 STEM課程資源缺乏

課程資源是課程要素來源以及實施課程的必要而直接的條件。目前，課程資源的匱乏，也是鄉村小學實施STEM教育面臨的直接問題。許多教師在教授STEM課程時，會遇到教材不豐富的問題，時常找不到與鄉村學生學情相適應的教學內容。這使得學校和教師不得不從國內一線城市的課堂上篩選課程內容，在未衡量課程內容是否合適的情況下，盲目地利用、借鑒就會使STEM的教學效果不能得到保障。

2.3 學校關于STEM教育的關注度低、基礎薄弱

由于國內還沒有推出技術與工程相關的STEM課程標準，從而導致有關工程和技術領域的內容長期在我國課程體系中關注度不高，基礎薄弱，且課程標準都是按照單學科設立的，并不是跨學科。在沒有課程標準的參照下，STEM課程的“教什么”“如何教”“教到什么程度”等關鍵問題不能得到確定。這直接導致學校對于STEM課程沒有一個完整的框架與規劃。訪談中，大多數教師反映所在學校并未倡導各個學科教師在課堂教學中踐行STEM教育。另外，所在學校領導并未對實施STEM課程制定發展規劃，且支持學校教師去參加培訓，更好地開展STEM教育。

2.4 學校對STEM教育的投入較少

STEM課程其中也涉及研究成果的產品化，需要有專門的STEM實驗室和與STEM課程的配套技術設備等作為基礎，繼而合理安排時間進行動手實踐。大多數學校并沒有足夠的實驗室和信息技術設備等環境設施條件開展STEM教育。大部分教師認為所在學校并未對STEM課程投入大量的人力、物力、財力。所在學校每周并沒有安排時間給學生專門科技教育活動課程的時間，用以培養學生動手操作、解決問題的能力。

2.5 家長關于STEM教育的了解程度低

大多數鄉村學生家長文化程度不高，又因長期外出打工，常年不在孩子身邊，實行放養式教育，重養輕教，同時對STEM教育的了解少之又少，忽視孩子關于動手實踐等方面的需求。STEM課程意在培養孩子解決問題的能力，這個不能通過量化的方式去評判，但是往往家長僅僅通過學科成績去斷定孩子的智力與能力，極大程度上削弱了孩子STEM課程的積極性。

3 STEM教育的推廣可行性分析

STEM教育在鄉村小學推廣的愿景理想的實現情況，取決于STEM課程實施的落實情況。所以，如何進一步推進STEM課程在鄉村小學的實施，需要通過多個主體、多個方面共同配合。為推廣STEM課程在鄉村小學的有效開展，必須采取對應的措施。

3.1 加大引入有STEM背景的教師

實施STEM課程首先要具備相應的師資條件。STEM教育強調跨學科跨領域，要求教師具備較強的綜合知識和過硬的專業技能，注重全學科教育和自主創新。其中，對于實踐操作能力的要求特別高，能夠激發和領導學生通過科學實驗掌握科學原理并應用。目前，鄉村小學教師的數目偏少，有STEM背景的教師更是嚴重匱乏。所以，加大引入STEM背景的教師成為鄉村小學發展STEM教育的燃眉之急。

3.2 提高教師實施STEM教育的綜合能力

教師開展STEM教育的能力對STEM教育質量的好壞和發展程度起到關鍵性的作用。STEM教育的教師培養與培訓是提高實施STEM教育有效性的重中之重。由于STEM課程比科學和數學等學科涵蓋的知識面更加廣泛，無疑對教師來說是個嚴峻的挑戰。

3.2.1 線上培訓。隨著信息化2.0時代的到來，互聯網時代背景下的知識是共享的。鄉村教師作為鄉村的智庫，無法長時間走出去，可以通過信息化的手段，學習、借鑒開展STEM課程比較好的學校。

3.2.2 線下培訓。第一，邀請優秀的教師以開展公開課的方式來小學進行STEM課程的教學，學校教師進行觀摩學習。第二，輸送有潛力的教師去國內較早涉足STEM教育的學校參觀學習。

3.3 針對鄉村學生設計相適應的STEM課程

在STEM課程教學中，教師不但要具備科學知識的融合，更要結合實際，從鄉村學生的學情入手，開展培養其解決生活實際的能力。比如什么樣的課程適合鄉村學生，解決什么樣的問題，大概需要用多久的時間去完成，如何進行教學設計。

3.3.1 就地取材。由于農村地處偏僻，擁有生物資源豐富等天然優勢，可以著力設計、開展生物方面的STEM課程。如魚菜共生，通過組裝魚菜共生裝置，記錄菜的生長和魚的成長，與此同時還可以控制其他條件相同、溫度的不同來探究溫度對魚和菜的影響，培養學生解決食品安全問題的能力。

3.3.2 外部引進。STEM課程如船模、3D打印機、車模、航天、機器人、DV攝影等內容在國內相對比較成熟。對于引入這些較為成熟的課程，可以培養學生科學、技術、工程和數學素養，也可以加強學生發現、表達、解釋和解決多種情況下問題的能力。

3.4 加強學校對STEM教育的投入

3.4.1 增添教學設施。由于STEM教育強調對學生實踐能力的培養，擁有操作性、體驗性、參與性強的特點，學校應該建立STEM實驗室，增加相應的科學儀器的投入，提高學生在學習中的體驗和樂趣，以更好保障教學效果。為鍛煉孩子的動手能力，STEM教育的器材設備必不可少，如孩子的工程科學實驗器材。除了一些大物件器材，諸如方塊積木、橡皮泥、凹凸鏡等一些可以培養孩子動手能力、探究科學的小器材也是不能忽略的。

3.4.2 增設課外科學探究課程。由于應試教育的大背景，主課老師占據著大部分的時間，教學方法多為傳統的講授法、講解法，教學手段和教學模式比較單一。此外，學生動手實踐的時間幾乎沒有。開展課外科學探究課程，利用每周固定的課余時間不局限于課堂的課程，有利于培養學生的動手操作、自主學習、合作探究的能力。

3.4.3 建立STEM課程教學激勵機制。在推動教育公平、推動城鄉教育一體化的進程中，鄉村小學教師隊伍建設一直處在至關重要的一環，整體教師隊伍水平的高低直接影響到農村基礎教育的改革和發展。因此，無論對于教師個人的成長，還是對整個STEM課程建設，制定STEM課程教學激勵機制，增強教師的教學積極性，具有重大的現實意義。

3.5 加強家校合作

無論是國家還是基層，無論是教育系統還是文化系統，都在大力倡導家校合作、強調學習型社會建設。家校合作本質是“合作”，是家長和學校為了共同在學校里，教師承擔主要的指導角色，帶領學生進行課堂學習。離開校外，學生絕大多數時間是與父母、長輩相處，家庭的教育觀念對學生STEM相關能力的培養起到間接影響。那么，父母、長輩可以通過鼓勵孩子觀察、提問、思考、表達的方式來培養孩子的綜合能力。

[參考文獻]

[1] 鐘岑岑.對我國中小學STEM教育的現狀分析與建議[J].中小學數字化教學，2018（07）.

[2] 王燕.基于STEM教育的計算思維培養的有效途徑研究—以《小機器人誕生記》為例[J].軟件導刊（教育技術），2018（04）.

[3] 馮羽.探究科學素養的培養途徑—基于STEM教育[J].科技資訊，2015（20）.

[4] 王艷華.跨學科理論及其發展綜述[J].科技創新導報，2009（33）.

[5] 董澤華.試論我國中小學實施STEM課程的困境與對策[J].全球教育展望，2016（12）.

[6] 伍輝燕.農村小學教師現行激勵機制的弊病及重構[J].桂林師范高等專科學校學報，2018（5）.

[7] 趙興龍，許林.STEM教育的五大爭議及回應[J].中國電化教育，2016（10）.