STEM 教育視角下小學科學教師提升專業能力的方法

莊 雯

（常州市金壇區河頭小學 江蘇·常州 213200）

1 STEM 教育的發展

美國早在上世紀八十年代即提出了STEM 教育，并在21世紀得到了諸多發達國家的認同。在2007 年時，美國就通過立法的方式確保政府對STEM教育應給予的資金支持，而后出臺的相關規定又進一步推動了STEM 教育在美國范圍內的發展。等到2016 年9 月時，美國研究所和美國教育部共同頒發了《STEM2026：STEM教育中的創新愿景》，該文件從多個方面就STEM 教育作出了相關規劃，明確了STEM 教育在未來十年的發展趨勢及所存在的一些問題，對我國的STEM教育規劃發揮出了參考作用。

國內對于STEM教育的研究時間較短，直到2001 年，才在科技教育領域出現了關于STEM 教育的相關內容。其后，時間來到2012 年，關于STEM教育的研究內容明顯大增，其中多是關于STEM教育的本土化研究，這種研究在2016 與2017 年達到了高潮。近年來，中國在STEM 教育方面取得了較為顯著的進步，由教育部在2017 年頒發的《中國STEM 教育白皮書》一文中，明確表明了師資成為了STEM教育在中國廣泛實施的首要阻礙因素，為了改善此現象，我國提出了“中國2029 創新行動計劃”，意在構建優良的師資培養平臺。

2 小學科學教育中STEM 教育所面臨的不足

我國在2017 年時，就由國家教育部頒發了《義務教育小學科學課程標準》，在這項規章制度中，首次提出了把STEM教育同小學科學教育相融合的理念，這就使得STEM教育成為了基礎科學教育階段不可或缺的一部分。雖然如此，在我國小學中，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 教育發展的首要因素。

（1）我國大部分地區未出臺關于推動STEM教育發展的地方性政策?，F如今，國家針對STEM 教育的發展正在做出頂層設計，教育部在2017 年時，頒發了《中國STEM 教育白皮書》，其中提出了一項于次年啟動的計劃，即“中國STEM 教育2029創新行動計劃”，該計劃主要是為了培養一批從事STEM 教育的專業化教師。這項政策雖好，但是，我國大部分地區的教育部門及各個學校均未針對此政策出臺有關的落地方案。各地區的STEM教育的實際推動缺乏政府及學校的有力支持，導致無法組織教師參與相關的培訓學習活動，更不能搭建與其相匹配的學習空間等，這就直接促使許多科學教師僅僅是對STEM教育略有了解，卻不能在教學活動中真實施展STEM 教育。同時，小學科學教師在提高自身STEM 教學能力時，還缺乏一套有效的激勵機制和健康發展的氛圍。

（2）小學科學教師在面對STEM 教育帶來的挑戰時，缺乏相關的專業能力。STEM教育主要提倡其中四個方面，即科學、技術、工程與數學的相互融合，不再采用單一性思維，而是綜合運用跨學科思維去解決現實生活中發生的各類問題，進而培育學生的STEM 素養。由此可見，實施STEM 教育的主要目的是借助多樣方法，培養學生的綜合素養。因而，STEM 教育對于教師的專業能力提出了更高的要求，要求其需具備優秀的教學信息化能力、創新能力、跨學科思維整合能力等。師資問題是STEM教育普及的主要阻礙，而解決該項問題的辦法就是研究應當如何提高STEM 教師的專業化能力。STEM 教育中最典型的特點就是跨學科性，這一點使得教師需要掌握科學、工程、技術與數學四大學科的專業知識，同時，教師還要善于發現連結不同學科之間的知識點，且需具備良好的實行跨學科教學的情景創設能力，這點對于STEM教學的最終教學效果發揮著較為重要的影響作用，而上述內容無不增添了STEM教學的難度。不過，考慮到多數小學科學老師并非是科學教育專業的畢業生，這樣一來，他們就不具備跨學科知識素養，當想改善此現象時，卻又欠缺有效的STEM教育培訓途徑和相關的學習資源，也缺乏專業人士給予指導。因而，小學科學教師尚未掌握借由跨學科整合的技術，將知識融于課程教學之中的能力?？傮w上來講，對于大多數小學科學教師而言，將STEM 教育理念融入科學課堂，同時兼具著理論不足與實際操作經驗欠缺的問題。

3 STEM 視域下提高小學科學教師專業能力的策略

考慮到當下STEM 教育的趨勢所向，若想在小學中推廣STEM 教育，就需要增強小學科學教師的專業能力，借以使其符合新一輪科學教改之中的相關要求。

（1）改善各地區的STEM 教育頂層設計。從國家到各省市級的教育部門及下屬學校，均要通過政策文件的形式做好STEM教育的頂層設計，在文件中詳細規定STEM教育的發展途徑、資金扶持、培訓師資的扶持以及明確STEM 教師所應具備的專業能力等內容。在我國的某些地區，已然落實了上述內容。例如：江蘇省是全國范圍內首個頒發省級基礎教育STEM課程指導綱要的省份，并積極推廣了STEM領航學校和相關教師的培養工作。

（2）構建一致的STEM 教師認證制度。中國教育科學研究院在2018 年5 月時，出臺了《STEM教師能力等級標準》（試行）（在下文中簡稱為《標準》），以此對于從事STEM教育的教師給予了認定自身能力的相關標準，在《標準》中明確了教師需具備的專業知識、技能及實踐操作等方面的相關內容，并視其為基礎，形成了囊括5 個維度、14 個類別、35 條內容的STEM 教師能力指標體系，這也就解決了STEM教師培訓中缺乏有效參考標準和框架的難題。因而，社會上的各類培訓機構應當深入了解《標準》中的相關內容，并結合本地及學校教師的現實情況，出臺具有較強針對性的培訓方案。同時，我國的相關部門應立足《標準》中的有關要求，盡快構建起一套完善的STEM教師認證制度，從而促進小學科學教師隊伍的專業化發展。

（3）建立一套高效的STEM 教師培訓方式。首先，積極推動線上與線下培訓相結合的方式。在線上，研發出一套針對STEM教師認證的在線培訓課程，并通過STEM教育專家或一線講師在CCTALK 等網絡學習平臺舉辦講座等方式增添小學科學教師提高自身能力的渠道；其次，采用理論與實踐相結合的培訓方式。考慮到當前多數小學科學教師都缺乏工程、技術等方面的素養，因此，可有針對性的開展工程技術專題的研修項目，令參與培訓的教師可以深切感受到STEM 項目的內容，借由親手設計和制作、互相交流等環節，達到提高教師STEM綜合素養與教學水平的目的。

（4）形成小學STEM 教師學習共同體。首先，力爭在全國范圍內的不同地區間建成一個學習共同體，以此增強在小學科學教育領域發揮帶頭作用的沿海地區的學校和內陸小學之間的溝通與交流，充分發揮先進小學及優秀教師的領導作用，借由舉辦研討會、遠程研修活動等方式，將先進的STEM 教育理念和具體經驗傳授給來自于內地的小學科學教師，從而提升其專業教學能力。其次，在各省市內部成立學習共同體。在本省市內，集合高校及小學科學教師的資源，組建成為小學STEM課程的專業化研究工作室，進而便于開發小學STEM的教學課例、研究STEM 教育課題等，進而推動小學科學教師的專業能力實現共同發展。最后，在各小學內部，組建起一只跨學科的教研團隊，通過積極吸納不同學科的教師參與其中，達到共同探索跨學科教育的目的。該舉措的主要內容是指，將不同學科的教師集結在一起，憑借合作的方式開展STEM 課程的設計、教具的制造等內容，這樣既可以避免小學科學教師由于精力所限，很難同時對多學科開展認真鉆研，繼而產生畏難情緒的現象，有效的提高了教師的教學自信心，還能在團隊中形成相同的STEM 價值觀，推動教師不斷提高跨學科的整合能力、STEM 校本課程的開發能力等，以此增強STEM 教學設計的實施可行性。

（5）尋找豐富的STEM 教育課程資源。為了有效提高小學科學教師的專業能力，應當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，加速研發適用于小學科學 STEM 教學的輔助工具，從而滿足教師開展STEM 教學時的各項所需，其中包括了蘊涵著多種案例的STEM 教材，其可以有效展現出STEM 教育的本質內容、核心精神等，以此成為了小學科學教師在授課時的主要輔助工具，而且，還能為教師在STEM教學設計與實施階段提供一些可供參考的成熟事例。其次，STEM 教育的正確實施與發展都需實驗室、創客空間等硬件條件作為支持，當教師在真實場景里進行STEM案例的設計和教學，會更為有效的激發自身的教學靈感，并及時發現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驗與提高專業能力。最后，在當前的社會中涌現出了大量的STEM 教育機構，這也成為了推動STEM 教育發展和教師進行高層次學習的關鍵性資源。除此以外，還有部分科技館或是博物館等，也紛紛加入到STEM教育的發展過程中，譬如，上述二者就STEM 教學內容中的可互動式體驗章節增添了相關實踐項目，同時，這些場所也為小學科學教師進行實踐與學習提供了一個更加便利的環境。