STEM 教育視角下小學(xué)科學(xué)教師提升專業(yè)能力的方法

莊 雯

（常州市金壇區(qū)河頭小學(xué) 江蘇·常州 213200）

1 STEM 教育的發(fā)展

美國(guó)早在上世紀(jì)八十年代即提出了STEM 教育，并在21世紀(jì)得到了諸多發(fā)達(dá)國(guó)家的認(rèn)同。在2007 年時(shí)，美國(guó)就通過立法的方式確保政府對(duì)STEM教育應(yīng)給予的資金支持，而后出臺(tái)的相關(guān)規(guī)定又進(jìn)一步推動(dòng)了STEM 教育在美國(guó)范圍內(nèi)的發(fā)展。等到2016 年9 月時(shí)，美國(guó)研究所和美國(guó)教育部共同頒發(fā)了《STEM2026：STEM教育中的創(chuàng)新愿景》，該文件從多個(gè)方面就STEM 教育作出了相關(guān)規(guī)劃，明確了STEM 教育在未來十年的發(fā)展趨勢(shì)及所存在的一些問題，對(duì)我國(guó)的STEM教育規(guī)劃發(fā)揮出了參考作用。

國(guó)內(nèi)對(duì)于STEM教育的研究時(shí)間較短，直到2001 年，才在科技教育領(lǐng)域出現(xiàn)了關(guān)于STEM 教育的相關(guān)內(nèi)容。其后，時(shí)間來到2012 年，關(guān)于STEM教育的研究?jī)?nèi)容明顯大增，其中多是關(guān)于STEM教育的本土化研究，這種研究在2016 與2017 年達(dá)到了高潮。近年來，中國(guó)在STEM 教育方面取得了較為顯著的進(jìn)步，由教育部在2017 年頒發(fā)的《中國(guó)STEM 教育白皮書》一文中，明確表明了師資成為了STEM教育在中國(guó)廣泛實(shí)施的首要阻礙因素，為了改善此現(xiàn)象，我國(guó)提出了“中國(guó)2029 創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”，意在構(gòu)建優(yōu)良的師資培養(yǎng)平臺(tái)。

2 小學(xué)科學(xué)教育中STEM 教育所面臨的不足

我國(guó)在2017 年時(shí)，就由國(guó)家教育部頒發(fā)了《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，在這項(xiàng)規(guī)章制度中，首次提出了把STEM教育同小學(xué)科學(xué)教育相融合的理念，這就使得STEM教育成為了基礎(chǔ)科學(xué)教育階段不可或缺的一部分。雖然如此，在我國(guó)小學(xué)中，從事STEM教育的師資力量卻十分薄弱，因此，這也成為了阻礙STEM 教育發(fā)展的首要因素。

（1）我國(guó)大部分地區(qū)未出臺(tái)關(guān)于推動(dòng)STEM教育發(fā)展的地方性政策。現(xiàn)如今，國(guó)家針對(duì)STEM 教育的發(fā)展正在做出頂層設(shè)計(jì)，教育部在2017 年時(shí)，頒發(fā)了《中國(guó)STEM 教育白皮書》，其中提出了一項(xiàng)于次年啟動(dòng)的計(jì)劃，即“中國(guó)STEM 教育2029創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”，該計(jì)劃主要是為了培養(yǎng)一批從事STEM 教育的專業(yè)化教師。這項(xiàng)政策雖好，但是，我國(guó)大部分地區(qū)的教育部門及各個(gè)學(xué)校均未針對(duì)此政策出臺(tái)有關(guān)的落地方案。各地區(qū)的STEM教育的實(shí)際推動(dòng)缺乏政府及學(xué)校的有力支持，導(dǎo)致無法組織教師參與相關(guān)的培訓(xùn)學(xué)習(xí)活動(dòng)，更不能搭建與其相匹配的學(xué)習(xí)空間等，這就直接促使許多科學(xué)教師僅僅是對(duì)STEM教育略有了解，卻不能在教學(xué)活動(dòng)中真實(shí)施展STEM 教育。同時(shí)，小學(xué)科學(xué)教師在提高自身STEM 教學(xué)能力時(shí)，還缺乏一套有效的激勵(lì)機(jī)制和健康發(fā)展的氛圍。

（2）小學(xué)科學(xué)教師在面對(duì)STEM 教育帶來的挑戰(zhàn)時(shí)，缺乏相關(guān)的專業(yè)能力。STEM教育主要提倡其中四個(gè)方面，即科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)的相互融合，不再采用單一性思維，而是綜合運(yùn)用跨學(xué)科思維去解決現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)生的各類問題，進(jìn)而培育學(xué)生的STEM 素養(yǎng)。由此可見，實(shí)施STEM 教育的主要目的是借助多樣方法，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。因而，STEM 教育對(duì)于教師的專業(yè)能力提出了更高的要求，要求其需具備優(yōu)秀的教學(xué)信息化能力、創(chuàng)新能力、跨學(xué)科思維整合能力等。師資問題是STEM教育普及的主要阻礙，而解決該項(xiàng)問題的辦法就是研究應(yīng)當(dāng)如何提高STEM 教師的專業(yè)化能力。STEM 教育中最典型的特點(diǎn)就是跨學(xué)科性，這一點(diǎn)使得教師需要掌握科學(xué)、工程、技術(shù)與數(shù)學(xué)四大學(xué)科的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)，教師還要善于發(fā)現(xiàn)連結(jié)不同學(xué)科之間的知識(shí)點(diǎn)，且需具備良好的實(shí)行跨學(xué)科教學(xué)的情景創(chuàng)設(shè)能力，這點(diǎn)對(duì)于STEM教學(xué)的最終教學(xué)效果發(fā)揮著較為重要的影響作用，而上述內(nèi)容無不增添了STEM教學(xué)的難度。不過，考慮到多數(shù)小學(xué)科學(xué)老師并非是科學(xué)教育專業(yè)的畢業(yè)生，這樣一來，他們就不具備跨學(xué)科知識(shí)素養(yǎng)，當(dāng)想改善此現(xiàn)象時(shí)，卻又欠缺有效的STEM教育培訓(xùn)途徑和相關(guān)的學(xué)習(xí)資源，也缺乏專業(yè)人士給予指導(dǎo)。因而，小學(xué)科學(xué)教師尚未掌握借由跨學(xué)科整合的技術(shù)，將知識(shí)融于課程教學(xué)之中的能力。總體上來講，對(duì)于大多數(shù)小學(xué)科學(xué)教師而言，將STEM 教育理念融入科學(xué)課堂，同時(shí)兼具著理論不足與實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)欠缺的問題。

3 STEM 視域下提高小學(xué)科學(xué)教師專業(yè)能力的策略

考慮到當(dāng)下STEM 教育的趨勢(shì)所向，若想在小學(xué)中推廣STEM 教育，就需要增強(qiáng)小學(xué)科學(xué)教師的專業(yè)能力，借以使其符合新一輪科學(xué)教改之中的相關(guān)要求。

（1）改善各地區(qū)的STEM 教育頂層設(shè)計(jì)。從國(guó)家到各省市級(jí)的教育部門及下屬學(xué)校，均要通過政策文件的形式做好STEM教育的頂層設(shè)計(jì)，在文件中詳細(xì)規(guī)定STEM教育的發(fā)展途徑、資金扶持、培訓(xùn)師資的扶持以及明確STEM 教師所應(yīng)具備的專業(yè)能力等內(nèi)容。在我國(guó)的某些地區(qū)，已然落實(shí)了上述內(nèi)容。例如：江蘇省是全國(guó)范圍內(nèi)首個(gè)頒發(fā)省級(jí)基礎(chǔ)教育STEM課程指導(dǎo)綱要的省份，并積極推廣了STEM領(lǐng)航學(xué)校和相關(guān)教師的培養(yǎng)工作。

（2）構(gòu)建一致的STEM 教師認(rèn)證制度。中國(guó)教育科學(xué)研究院在2018 年5 月時(shí)，出臺(tái)了《STEM教師能力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（試行）（在下文中簡(jiǎn)稱為《標(biāo)準(zhǔn)》），以此對(duì)于從事STEM教育的教師給予了認(rèn)定自身能力的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在《標(biāo)準(zhǔn)》中明確了教師需具備的專業(yè)知識(shí)、技能及實(shí)踐操作等方面的相關(guān)內(nèi)容，并視其為基礎(chǔ)，形成了囊括5 個(gè)維度、14 個(gè)類別、35 條內(nèi)容的STEM 教師能力指標(biāo)體系，這也就解決了STEM教師培訓(xùn)中缺乏有效參考標(biāo)準(zhǔn)和框架的難題。因而，社會(huì)上的各類培訓(xùn)機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)深入了解《標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)內(nèi)容，并結(jié)合本地及學(xué)校教師的現(xiàn)實(shí)情況，出臺(tái)具有較強(qiáng)針對(duì)性的培訓(xùn)方案。同時(shí)，我國(guó)的相關(guān)部門應(yīng)立足《標(biāo)準(zhǔn)》中的有關(guān)要求，盡快構(gòu)建起一套完善的STEM教師認(rèn)證制度，從而促進(jìn)小學(xué)科學(xué)教師隊(duì)伍的專業(yè)化發(fā)展。

（3）建立一套高效的STEM 教師培訓(xùn)方式。首先，積極推動(dòng)線上與線下培訓(xùn)相結(jié)合的方式。在線上，研發(fā)出一套針對(duì)STEM教師認(rèn)證的在線培訓(xùn)課程，并通過STEM教育專家或一線講師在CCTALK 等網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)舉辦講座等方式增添小學(xué)科學(xué)教師提高自身能力的渠道；其次，采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的培訓(xùn)方式。考慮到當(dāng)前多數(shù)小學(xué)科學(xué)教師都缺乏工程、技術(shù)等方面的素養(yǎng)，因此，可有針對(duì)性的開展工程技術(shù)專題的研修項(xiàng)目，令參與培訓(xùn)的教師可以深切感受到STEM 項(xiàng)目的內(nèi)容，借由親手設(shè)計(jì)和制作、互相交流等環(huán)節(jié)，達(dá)到提高教師STEM綜合素養(yǎng)與教學(xué)水平的目的。

（4）形成小學(xué)STEM 教師學(xué)習(xí)共同體。首先，力爭(zhēng)在全國(guó)范圍內(nèi)的不同地區(qū)間建成一個(gè)學(xué)習(xí)共同體，以此增強(qiáng)在小學(xué)科學(xué)教育領(lǐng)域發(fā)揮帶頭作用的沿海地區(qū)的學(xué)校和內(nèi)陸小學(xué)之間的溝通與交流，充分發(fā)揮先進(jìn)小學(xué)及優(yōu)秀教師的領(lǐng)導(dǎo)作用，借由舉辦研討會(huì)、遠(yuǎn)程研修活動(dòng)等方式，將先進(jìn)的STEM 教育理念和具體經(jīng)驗(yàn)傳授給來自于內(nèi)地的小學(xué)科學(xué)教師，從而提升其專業(yè)教學(xué)能力。其次，在各省市內(nèi)部成立學(xué)習(xí)共同體。在本省市內(nèi)，集合高校及小學(xué)科學(xué)教師的資源，組建成為小學(xué)STEM課程的專業(yè)化研究工作室，進(jìn)而便于開發(fā)小學(xué)STEM的教學(xué)課例、研究STEM 教育課題等，進(jìn)而推動(dòng)小學(xué)科學(xué)教師的專業(yè)能力實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展。最后，在各小學(xué)內(nèi)部，組建起一只跨學(xué)科的教研團(tuán)隊(duì)，通過積極吸納不同學(xué)科的教師參與其中，達(dá)到共同探索跨學(xué)科教育的目的。該舉措的主要內(nèi)容是指，將不同學(xué)科的教師集結(jié)在一起，憑借合作的方式開展STEM 課程的設(shè)計(jì)、教具的制造等內(nèi)容，這樣既可以避免小學(xué)科學(xué)教師由于精力所限，很難同時(shí)對(duì)多學(xué)科開展認(rèn)真鉆研，繼而產(chǎn)生畏難情緒的現(xiàn)象，有效的提高了教師的教學(xué)自信心，還能在團(tuán)隊(duì)中形成相同的STEM 價(jià)值觀，推動(dòng)教師不斷提高跨學(xué)科的整合能力、STEM 校本課程的開發(fā)能力等，以此增強(qiáng)STEM 教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)施可行性。

（5）尋找豐富的STEM 教育課程資源。為了有效提高小學(xué)科學(xué)教師的專業(yè)能力，應(yīng)當(dāng)為其提供所需的素材及空間資源，這就需要尋找豐富的STEM 教育課程資源。首先，加速研發(fā)適用于小學(xué)科學(xué) STEM 教學(xué)的輔助工具，從而滿足教師開展STEM 教學(xué)時(shí)的各項(xiàng)所需，其中包括了蘊(yùn)涵著多種案例的STEM 教材，其可以有效展現(xiàn)出STEM 教育的本質(zhì)內(nèi)容、核心精神等，以此成為了小學(xué)科學(xué)教師在授課時(shí)的主要輔助工具，而且，還能為教師在STEM教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施階段提供一些可供參考的成熟事例。其次，STEM 教育的正確實(shí)施與發(fā)展都需實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)客空間等硬件條件作為支持，當(dāng)教師在真實(shí)場(chǎng)景里進(jìn)行STEM案例的設(shè)計(jì)和教學(xué)，會(huì)更為有效的激發(fā)自身的教學(xué)靈感，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中所存在的各類問題，盡早予以解決，此舉有助于積累工作經(jīng)驗(yàn)與提高專業(yè)能力。最后，在當(dāng)前的社會(huì)中涌現(xiàn)出了大量的STEM 教育機(jī)構(gòu)，這也成為了推動(dòng)STEM 教育發(fā)展和教師進(jìn)行高層次學(xué)習(xí)的關(guān)鍵性資源。除此以外，還有部分科技館或是博物館等，也紛紛加入到STEM教育的發(fā)展過程中，譬如，上述二者就STEM 教學(xué)內(nèi)容中的可互動(dòng)式體驗(yàn)章節(jié)增添了相關(guān)實(shí)踐項(xiàng)目，同時(shí)，這些場(chǎng)所也為小學(xué)科學(xué)教師進(jìn)行實(shí)踐與學(xué)習(xí)提供了一個(gè)更加便利的環(huán)境。