STEM教育成功的關(guān)鍵教師專業(yè)發(fā)展

葉兆寧

教育是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，教師的專業(yè)發(fā)展就是這一系統(tǒng)工程中重要且關(guān)鍵的要素。近年來，隨著STEM教育發(fā)展的深入，越來越多的學(xué)者和教師認(rèn)識(shí)到，對于推動(dòng)傳統(tǒng)教育向21世紀(jì)教育轉(zhuǎn)變的STEM教育而言，教師的專業(yè)成長與發(fā)展更應(yīng)成為STEM教育必須首要解決的問題。

國際上，美國是實(shí)施STEM教育的代表。為了壯大STEM教師隊(duì)伍，提升STEM教師素質(zhì)，美國聯(lián)邦政府連續(xù)出臺(tái)了多項(xiàng)STEM教師培養(yǎng)法案，包括《有效的STEM教學(xué)法案》《STEM教師教育與指導(dǎo)支持法案》《STEM優(yōu)秀教師隊(duì)伍建設(shè)法案》《全美STEM教師稅收激勵(lì)法案》等，并設(shè)立多種多樣的STEM教師培養(yǎng)項(xiàng)目。但目前STEM教育存在的問題主要還是教師數(shù)量嚴(yán)重短缺，課程資源缺乏。

在我國，STEM教育正處在方興未艾之際，“STEM教師”對很多人來說還是一個(gè)陌生的名詞。我國中小學(xué)STEM教育的實(shí)施面臨著教師培養(yǎng)和專業(yè)發(fā)展的凌亂與空白，課程標(biāo)準(zhǔn)和課程目標(biāo)的缺位和異位，課程支持與課程資源的嚴(yán)峻與匱乏，教學(xué)手段和教學(xué)模式的僵化與單一等困境與問題。2017年，中國教育科學(xué)研究院發(fā)布的《中國STEM教育白皮書》中將建設(shè)資源整合與師資培養(yǎng)平臺(tái)作為“中國STEM教育2029創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”中的重要任務(wù)，隨后由中國教育科學(xué)研究院STEM教育研究中心于2018年5月發(fā)布《STEM教師能力等級標(biāo)準(zhǔn)》，提出包括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。足見STEM教師專業(yè)發(fā)展已經(jīng)開始得到更廣泛的關(guān)注與重視。

STEM教師與傳統(tǒng)學(xué)科教師相比有哪些不同

無論是STEM教育還是被拓展為STEAM或STREAM或STEM+教育，都是為了更好地幫助學(xué)生不被單一學(xué)科的知識(shí)體系所束縛，鼓勵(lì)學(xué)生在真實(shí)問題驅(qū)動(dòng)下，跨學(xué)科創(chuàng)造性地解決問題。因此，STEM教育強(qiáng)調(diào)的是跨學(xué)科機(jī)制下各領(lǐng)域間的有機(jī)結(jié)合，從而提升學(xué)生綜合能力和跨學(xué)科思維能力，進(jìn)而培養(yǎng)有利于社會(huì)發(fā)展的創(chuàng)新性人才。因此，STEM教育是一種綜合性教育，具有跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、集成性的特點(diǎn)。它為學(xué)生搭建起整體認(rèn)識(shí)世界的橋梁，消除了傳統(tǒng)教學(xué)中各學(xué)科知識(shí)割裂、不利于學(xué)生發(fā)展綜合解決問題能力的障礙；它促使學(xué)生成為新教育與學(xué)習(xí)模式下的知識(shí)的生產(chǎn)者而非消費(fèi)者。從STEM教育的特點(diǎn)不難看出，從事STEM教育的教師與傳統(tǒng)學(xué)科教師相比有以下不同之處。

從單一學(xué)科到跨學(xué)科

跨學(xué)科是STEM教育的最主要特征，也是STEM教師與傳統(tǒng)學(xué)科教師最主要的區(qū)別。傳統(tǒng)單一學(xué)科的教學(xué)往往有著較完整的知識(shí)體系作支撐，無論是以教材為中心的教學(xué)還是以學(xué)生為中心的教學(xué)，教師都能清楚地知道在該學(xué)科中所學(xué)習(xí)的是哪些知識(shí)點(diǎn)，在教學(xué)指導(dǎo)時(shí)也只在該學(xué)科的領(lǐng)域范圍內(nèi)，而該領(lǐng)域通常也與教師自身的學(xué)習(xí)背景較為相關(guān)，教師較易把握和理解。

STEM教育則不同。STEM教育活動(dòng)的起點(diǎn)往往是真實(shí)的生活情境任務(wù)或問題，教學(xué)或?qū)W習(xí)都圍繞著問題或任務(wù)的解決展開。教師需要引導(dǎo)學(xué)生分析問題，解析任務(wù)，和學(xué)生一起提出問題或任務(wù)的解決方案。這樣的教學(xué)并不是圍繞著某一學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)體系開展的，而是圍繞問題解決中如何應(yīng)用學(xué)科知識(shí)而進(jìn)行的。因此，各領(lǐng)域的學(xué)科知識(shí)體系，以及領(lǐng)域間的關(guān)聯(lián)都是教師和學(xué)生需要了解和考慮的。這就需要教師有跨學(xué)科綜合解決問題的能力，并能具備跨學(xué)科的教學(xué)能力。

從獨(dú)立教學(xué)到團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)

在傳統(tǒng)的傳授式教學(xué)中，教師往往是獨(dú)立開展教學(xué)的，教師就是課堂的主人，從教材內(nèi)容到活動(dòng)過程，直到學(xué)生什么時(shí)候聽講、什么時(shí)候做練習(xí)都在教師的安排下進(jìn)行。當(dāng)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念發(fā)展之后，建構(gòu)主義的教育思想更加關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，教師從傳授式教學(xué)轉(zhuǎn)向探究式學(xué)習(xí)，這使得學(xué)生在學(xué)習(xí)中有了更多主動(dòng)參與的機(jī)會(huì)，且學(xué)生對學(xué)習(xí)的自主權(quán)隨探究開放程度的增大而增強(qiáng)。

STEM教育出現(xiàn)之后，其體驗(yàn)性和實(shí)證性等特點(diǎn)使得建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理念與基于神經(jīng)教育學(xué)的學(xué)習(xí)科學(xué)理念相結(jié)合，更加關(guān)注學(xué)生在實(shí)踐過程中的學(xué)習(xí)、理解和運(yùn)用過程。而且STEM教育活動(dòng)通過設(shè)計(jì)出與任務(wù)解決相關(guān)聯(lián)的一系列學(xué)習(xí)和實(shí)踐活動(dòng)，使學(xué)生經(jīng)歷有目的、有意義、能解決實(shí)際問題的學(xué)習(xí)過程。這些學(xué)習(xí)與實(shí)踐活動(dòng)看上去圍繞主題，實(shí)則涉及一個(gè)或多個(gè)學(xué)科，需要多學(xué)科背景或各個(gè)學(xué)科的教師們組成教學(xué)團(tuán)隊(duì)，相互配合，保證學(xué)生在每個(gè)學(xué)科的學(xué)習(xí)過程都能得到專業(yè)的指導(dǎo)和幫助。再者，STEM教育的開放性使學(xué)生和教師成為一個(gè)共同體，他們相互支持、相互幫助，共同為完成一個(gè)目標(biāo)而努力。因此，STEM教師不再是獨(dú)立教學(xué)的個(gè)體，而是與學(xué)生和教師團(tuán)隊(duì)合作共進(jìn)的一名成員?？梢姀莫?dú)立教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)閳F(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)，STEM教師不僅要懂得放棄對課堂的主宰權(quán)，還要學(xué)會(huì)與學(xué)生、與教師同伴的溝通、交流與協(xié)作。

從教授者到支持者與引導(dǎo)者

傳統(tǒng)的學(xué)科教育中教師的角色總是課程的教授者，傳道、授業(yè)、解惑是傳統(tǒng)教學(xué)中教師的主要作用。然而，STEM教育則從學(xué)習(xí)方法的本質(zhì)變革中將教師從傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)過程的引導(dǎo)者、組織者和支持者。面對跨學(xué)科的復(fù)雜性，STEM教育需要縝密的課程、教學(xué)和評估，技術(shù)和工程需要整合到科學(xué)和數(shù)學(xué)中形成一體化的課程，科學(xué)探究和工程設(shè)計(jì)過程需要在實(shí)踐上進(jìn)行深度融合。同時(shí)跨學(xué)科的STEM教育與傳統(tǒng)學(xué)科教育有截然不同之處，具有較強(qiáng)的生成性和綜合性。它已經(jīng)不是教學(xué)層面的教學(xué)活動(dòng)方式，而是具有獨(dú)立形態(tài)的課程。因而，對于STEM教師而言，他們并不能照搬原先任何一個(gè)學(xué)科的教學(xué)方法。形成開放、動(dòng)態(tài)、發(fā)展共進(jìn)的STEM教育課程觀將成為STEM教師的必備素質(zhì)。

在STEM教育過程中，教師必須更加關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，不斷反思教學(xué)進(jìn)度和指向，使得STEM課程是生成的而非預(yù)設(shè)的，是開放的而非封閉的，是動(dòng)態(tài)的而非靜態(tài)的。要達(dá)成這樣的教學(xué)效果，教師需要具備良好的STEM素養(yǎng)和對跨學(xué)科概念的認(rèn)識(shí)和理解；教師還要能從教學(xué)和學(xué)習(xí)2個(gè)層面開展教學(xué)設(shè)計(jì)；教師還需要能正確理解和踐行教學(xué)中教師的角色和

STEM教師專業(yè)發(fā)展的策略與路徑

成為一名富有成效的STEM教師并不是件容易的、短時(shí)間能解決的事情。即便是在某學(xué)科中具備較高教育素養(yǎng)的優(yōu)秀教師，在從單一學(xué)科教育轉(zhuǎn)向跨學(xué)科綜合教育之后，仍然需要重新構(gòu)建對STEM教育的理念、方法和課程觀的理解。尋求有效的教師專業(yè)發(fā)展方法與路徑，不僅僅是來自教師自身的需求，更是STEM教育能長足發(fā)展的基礎(chǔ)和根本。

獲得持續(xù)的、參與式教師培訓(xùn)的機(jī)會(huì)

從事跨學(xué)科STEM教育的工作者同時(shí)也應(yīng)該是具備跨學(xué)科綜合素質(zhì)的人，在理論知識(shí)不足、專業(yè)背景缺乏、技術(shù)能力缺失的情況下，通過參與職后教師培訓(xùn)提升認(rèn)知和能力是首選的快捷方式。然而這樣的教師培訓(xùn)應(yīng)具備2個(gè)關(guān)鍵特征：持續(xù)性和參與性。

持續(xù)性是不言而喻的，沒有持續(xù)的培訓(xùn)支撐，要想發(fā)展和提升一個(gè)人的綜合素質(zhì)顯然是杯水車薪。參與式則是STEM教育的實(shí)踐特征所支持的學(xué)習(xí)模式，如果僅是理論學(xué)習(xí)、實(shí)地考察、聽（評）課，并不能讓教師經(jīng)歷科學(xué)和工程的完整過程，也不能促進(jìn)其理解科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)的真諦和教育價(jià)值。因此，開展參與式培訓(xùn)，在教學(xué)之前自己先嘗試成功和失敗，這樣的過程是STEM教師培訓(xùn)所必需的。同時(shí)，參與式的教師培訓(xùn)，尤其是與具體專業(yè)相結(jié)合的培訓(xùn)，能豐富教師的認(rèn)知，提升實(shí)踐能力，有助于教師更好地開展STEM教育活動(dòng)。

組建跨學(xué)科的工作與協(xié)作團(tuán)隊(duì)，通過團(tuán)隊(duì)的力量進(jìn)行專業(yè)發(fā)展

如果缺乏充分的支持或缺少合適的人的參與，跨學(xué)科的工作就會(huì)面臨巨大的失敗風(fēng)險(xiǎn)。較有成效的做法是在學(xué)校內(nèi)或區(qū)域內(nèi)組建跨學(xué)科的工作團(tuán)隊(duì)和協(xié)作團(tuán)隊(duì)，其中不僅包含科學(xué)、技術(shù)和數(shù)學(xué)的教師，還包含一系列擁有不同專業(yè)類型和水平的其他職業(yè)者。團(tuán)隊(duì)協(xié)作既是STEM教育的特色，同時(shí)也是STEM教師的工作模式與方法。

通過團(tuán)隊(duì)成員間的合作與互助，教師在實(shí)施STEM課程的同時(shí)也在經(jīng)歷學(xué)習(xí)和能力的提升。這使得教師的專業(yè)成長被落實(shí)在每一節(jié)課上，促使教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的相輔相成，以達(dá)到預(yù)期的教育目標(biāo)。

多實(shí)踐，常反思

多開展教學(xué)實(shí)踐，且同時(shí)積極反思，是提高STEM教師的專業(yè)素養(yǎng)，構(gòu)建起STEM教育課程觀所必須經(jīng)歷的過程。如果是一名學(xué)科教師，他或許可以依賴教材、教參，甚至參照既定的活動(dòng)順序開展教學(xué)，但在STEM教育中這是不可行的。STEM教育本身就在促使每一位參與STEM教學(xué)的教師成為課程的設(shè)計(jì)者和實(shí)踐者。而針對不同的學(xué)生、不同的班級，如何更好地實(shí)踐，幫助學(xué)生學(xué)到更多，教師在教學(xué)方面的元認(rèn)知能力是必不可少的，因而STEM教育更多提倡和鼓勵(lì)教師們做好日常的實(shí)踐和反思?！安环e跬步，無以至千里；不積小流，無以成江?！?，說的正是這個(gè)道理。

充分利用各級平臺(tái)促進(jìn)自身成長

STEM教育對大多數(shù)科技教師而言還是個(gè)新名詞，對我國的基礎(chǔ)教育而言也是本世紀(jì)初開始的教育改革的一部分。全國各地都在轟轟烈烈地開展各類活動(dòng)，也同時(shí)給教師們搭建起各類各級平臺(tái)，社會(huì)各界也都積極地參與其中。因此，STEM教師可以充分利用各級平臺(tái)，包括各種會(huì)議、論壇、展示和評比等，多接觸、多學(xué)習(xí)、多交流，幫助自身在STEM教育的理念、實(shí)施、評價(jià)等多方面了解最新動(dòng)態(tài)，學(xué)習(xí)最新方法。與此同時(shí)，作為科技教師，批判性思維能力可以在參與各級平臺(tái)活動(dòng)中得以提升和發(fā)展。

結(jié)語

總之，在STEM教育的重要性已經(jīng)毋庸置疑、STEM教育的理念已初步形成的歷史發(fā)展之際，只有將STEM教師的專業(yè)發(fā)展放在實(shí)踐STEM教育的首位，才能促進(jìn)STEM教育在未來得到更好、更快、更有效的發(fā)展。