STEAM教師能力模型構(gòu)建研究

衛(wèi)麓羽，袁 磊

(東北師范大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130000)

0 背景分析及問(wèn)題提出

STEAM是由科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)、藝術(shù)(Art)和數(shù)學(xué)(Mathematics)的首字母組合而成。近年來(lái)，STEAM教育受到我國(guó)眾多學(xué)者以及國(guó)家政府的高度關(guān)注。在教育部印發(fā)的《教育部“十三五”規(guī)劃綱要》、《教育信息化“十三五”規(guī)劃》、《教育部教育裝備研究與發(fā)展中心2016年工作要點(diǎn)》等文件中均涉及對(duì)STEAM教育探索和建設(shè)的規(guī)劃。自此我國(guó)也迎來(lái)了對(duì)STEAM教育研究和開(kāi)發(fā)的浪潮。

STEAM教育的理論研究在我國(guó)已取得一定的發(fā)展，目前許多研究者、學(xué)校和一線教師正積極投身實(shí)踐于STEAM教育具體的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)中。教師作為教學(xué)中的關(guān)鍵要素，其質(zhì)量的優(yōu)劣和素質(zhì)的高低將直接影響整個(gè)STEAM教育的教學(xué)效果。然而我國(guó)STEAM教師隊(duì)伍整體呈現(xiàn)出數(shù)量少、質(zhì)量差這一嚴(yán)重問(wèn)題，具體表現(xiàn)為：理論基礎(chǔ)薄弱、職前準(zhǔn)備不足、課程設(shè)計(jì)能力低下?！秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》指出：要加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)，提高教師業(yè)務(wù)水平，造就一支高素質(zhì)專業(yè)化的教師隊(duì)伍[1]。因此，為使STEAM教育呈良性發(fā)展態(tài)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)通過(guò)STEAM教育培養(yǎng)新時(shí)代所需人才這一最終目標(biāo)，設(shè)計(jì)并構(gòu)建STEAM教師能力結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)一批STEAM教育專業(yè)型教師是目前亟待解決的問(wèn)題。

1 TPACK理論對(duì)構(gòu)建STEAM教師能力模型的支持點(diǎn)分析

不可否認(rèn)，STEAM教育在培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和跨學(xué)科思維模式上具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。然而，STEAM教師存在的種種問(wèn)題導(dǎo)致STEAM教育弊病叢生。為了妥善處理這些問(wèn)題促進(jìn)STEAM教育的發(fā)展，必須對(duì)STEAM教師應(yīng)具備的能力進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)范和闡述。TPACK理論為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)提供了新的思路。TPACK(Technological Pedagogical and Content Knowledge)，即整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)，是美國(guó)學(xué)者科勒和米什拉于 2005年提出的?；赥PACK理論構(gòu)建的STEAM教師能力模型是對(duì)當(dāng)前信息時(shí)代STEAM教師應(yīng)具備的各方面知識(shí)間相互關(guān)系的系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化及概括化的描述。

TPACK傳遞的理念和其自身具備的特點(diǎn)可以為構(gòu)建STEAM教師能力模型提供理論支撐和實(shí)踐指導(dǎo)。通過(guò)對(duì)TPACK理論進(jìn)行梳理，總結(jié)出以下三個(gè)支持點(diǎn)。

1.1 TPACK是教師知識(shí)體系的核心

TPACK由三個(gè)基本要素、四個(gè)復(fù)合要素以及Context(境脈)因素組成。TK(技術(shù)知識(shí))、PK(教學(xué)法知識(shí))、CK(學(xué)科內(nèi)容知識(shí))為三個(gè)基本要素；TPK(整合技術(shù)的教學(xué)法知識(shí))、TCK(整合技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容知識(shí))、PCK(學(xué)科教學(xué)知識(shí))、TPACK(整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí))為四個(gè)復(fù)合要素。

這些要素從宏觀高度概括了目前任意學(xué)科教師應(yīng)具備的知識(shí)與能力，它將教師與學(xué)科專家和教育專家的能力進(jìn)行了界定和區(qū)分。TPACK作為職前教師發(fā)展的導(dǎo)向以及在職教師自我反思修正的基礎(chǔ)正發(fā)揮著積極作用。

1.2 TPACK強(qiáng)調(diào)技術(shù)知識(shí)對(duì)新時(shí)代教師的重要意義

近年來(lái)，大量學(xué)者嘗試將技術(shù)與教育結(jié)合來(lái)促進(jìn)教育教學(xué)的發(fā)展完善。TPACK理論就是典型的例子，它由PCK發(fā)展而來(lái)，強(qiáng)調(diào)了技術(shù)在教師結(jié)構(gòu)中的重要地位，是教師使用技術(shù)進(jìn)行有效教學(xué)必須掌握的知識(shí)[2]?？评蘸兔资怖璠3]認(rèn)為教師不僅需要知道技術(shù)的操作方法，還需要知道使用技術(shù)的意義所在，以及如何在教學(xué)實(shí)踐中使用技術(shù)。STEAM教育同樣強(qiáng)調(diào)技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)、獲得及使用，技術(shù)作為STEAM教育的一個(gè)重要組成部分是項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問(wèn)題解決的有力武器。TPACK理論和STEAM教育同時(shí)對(duì)技術(shù)的關(guān)注，也再次印證了技術(shù)是當(dāng)代教師不可或缺的重要知識(shí)。

1.3 TPACK是綜合的、動(dòng)態(tài)平衡的、結(jié)構(gòu)不良的理論

TPACK理論是綜合性的，TPACK理論是不斷更新發(fā)展擴(kuò)充的動(dòng)態(tài)理論。TPACK各個(gè)要素之間相互聯(lián)系相互作用形成一種平衡狀態(tài)，這種平衡狀態(tài)隨著TPACK組成要素的變化而變化，平衡態(tài)一旦被打破將通過(guò)修補(bǔ)和重建實(shí)現(xiàn)新的平衡。TPACK理論是結(jié)構(gòu)不良的，TPACK只是規(guī)定了教師應(yīng)具備能力的多個(gè)范圍，但其中具體內(nèi)容將根據(jù)學(xué)科和教師間的差異表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。STEAM教育注重實(shí)際問(wèn)題解決和跨學(xué)科跨領(lǐng)域的特點(diǎn)要求教師具備的知識(shí)應(yīng)當(dāng)是多層次多維度的，這與TPACK理論的上述特點(diǎn)高度契合。因此，TPACK將為STEAM教師能力規(guī)范提供一個(gè)科學(xué)合理的理論基礎(chǔ)和現(xiàn)實(shí)可行的模型參考。

2 TPACK視閾下STEAM教師能力模型構(gòu)建

TPACK的基本框架及其要素間的相互關(guān)系可以形象化的展示為圖1。圖1明確了教師TPACK中各個(gè)要素的生成過(guò)程及其在框架中所處的層級(jí)，STEAM教師能力模型的構(gòu)建將以此為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖1 TPACK框架及其知識(shí)要素

TPACK是教師知識(shí)結(jié)構(gòu)的概念框架，本文通過(guò)對(duì)TPACK概念的梳理和剖析，認(rèn)為TPACK是結(jié)合學(xué)科知識(shí)、教學(xué)法知識(shí)和技術(shù)知識(shí)的一種完整知識(shí)。STEAM教師能力模型是在TPACK理念和框架的指導(dǎo)下，對(duì)STEAM教師應(yīng)具備的知識(shí)和能力的高度總結(jié)和各因素間邏輯關(guān)系的形象化映現(xiàn)，如圖2所示。

圖2 STEAM教師能力模型

該模型描述了TK(技術(shù)知識(shí))、PK(教學(xué)法知識(shí))、CK(學(xué)科知識(shí))三大基本要素在各自發(fā)展的同時(shí)相互作用結(jié)合生成TCK、TPK、PCK、TPACK四個(gè)復(fù)合要素這一動(dòng)態(tài)過(guò)程。具體來(lái)看，CK是PK的運(yùn)用基礎(chǔ)及TK的理論推動(dòng)，教師在具備完善學(xué)科知識(shí)的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行教學(xué)的進(jìn)一步設(shè)計(jì)與教學(xué)法的切實(shí)運(yùn)用；學(xué)科知識(shí)的不斷豐富也有助于為技術(shù)知識(shí)提供堅(jiān)實(shí)的理論支撐。PK促進(jìn)CK的高效輸出及TK的提煉生成，只有在對(duì)教學(xué)法有深刻認(rèn)識(shí)的前提下，教師才能更好的組織學(xué)科內(nèi)容知識(shí)，完成知識(shí)的高效傳遞及輸出；在教學(xué)法知識(shí)吸收、內(nèi)化及發(fā)展的過(guò)程中可以提煉出適用于特定情況的技術(shù)知識(shí)。TK支持CK的呈現(xiàn)及PK的拓展豐富，通過(guò)技術(shù)知識(shí)與學(xué)科內(nèi)容知識(shí)的融合可以使抽象化的知識(shí)形象的展現(xiàn)出來(lái)；技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用可以幫助豐富拓展教師的教學(xué)法知識(shí)。另一方面該模型也表明了境脈因素與STEAM教師TPACK庫(kù)的形成和生長(zhǎng)存在著必要的雙向互動(dòng)，境脈會(huì)影響教師TPACK庫(kù)的形成、使用和發(fā)展；教師通過(guò)在境脈中實(shí)踐檢驗(yàn)自身TPACK與當(dāng)前境脈因素的擬合情況。

3 STEAM教師能力模型的成分分析

對(duì)STEAM教師能力模型成分的解釋和說(shuō)明，可以從TPACK的三個(gè)基本要素以及一個(gè)外圍要素切入。

3.1 以CK(學(xué)科知識(shí))為基礎(chǔ)

對(duì)學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)、理解和使用是STEAM教師TPACK形成和發(fā)展的第一步。STEAM教育跨學(xué)科跨領(lǐng)域的特點(diǎn)決定了STEAM教師應(yīng)同時(shí)具備多個(gè)學(xué)科或領(lǐng)域的知識(shí)以及對(duì)知識(shí)間進(jìn)行整合的能力，如圖3所示。STEAM教師不同于傳統(tǒng)的學(xué)科教師，他們以發(fā)現(xiàn)和解決生活中的實(shí)際問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行授課和教學(xué)，多學(xué)科的知識(shí)背景有助于教師思考和解釋問(wèn)題中蘊(yùn)含的知識(shí)及其解決方法；具備跨學(xué)科知識(shí)的整合能力則可減輕教師課程設(shè)計(jì)的壓力，幫助教師科學(xué)合理地進(jìn)行項(xiàng)目及問(wèn)題的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。

圖3 STEAM教師CK的組成

3.2 以PK(教學(xué)法知識(shí))為途徑

教學(xué)法知識(shí)是STEAM教師進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的奠基石。STEAM教育豐富多樣的活動(dòng)形式要求教師應(yīng)具備多樣化的教學(xué)法知識(shí)，以此為基礎(chǔ)，教師可以在不同的教學(xué)情境中進(jìn)行自如的調(diào)整和切換。與傳統(tǒng)教育中“以教師為中心”的觀念不同，STEAM教育強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體，因此，STEAM教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)換觀念，依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的方法以及項(xiàng)目和活動(dòng)的特點(diǎn)，恰當(dāng)靈活的選擇教學(xué)方法以提升課堂組織的效果，使學(xué)科知識(shí)在課堂中的呈現(xiàn)更具針對(duì)性和有效性。STEAM教師PK的組成及其成分之間的關(guān)系如圖4所示。

圖4 STEAM教師PK的組成

3.3 以TK(技術(shù)知識(shí))為工具

技術(shù)知識(shí)對(duì)于教學(xué)和學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)都是不可或缺的。掌握技術(shù)知識(shí)意味著教師應(yīng)當(dāng)學(xué)會(huì)技術(shù)本身的知識(shí)、發(fā)展技術(shù)的情境化使用能力以及形成通用的技術(shù)思維方式，三者之間的相互關(guān)系如圖5所示。技術(shù)本身的知識(shí)是指STEAM教師應(yīng)當(dāng)掌握多種技術(shù)的使用原理及方法，只有對(duì)技術(shù)本身有了足夠的了解，才能做到技術(shù)與教學(xué)的融會(huì)貫通。STEAM教育強(qiáng)調(diào)真實(shí)問(wèn)題的解決和情境的創(chuàng)設(shè)，生活中的真實(shí)問(wèn)題往往是結(jié)構(gòu)不良的、模糊的、多個(gè)問(wèn)題交疊的，解決這樣的問(wèn)題不是一項(xiàng)單獨(dú)的技術(shù)所能完成，它常需要多種技術(shù)的結(jié)合作用。在掌握技術(shù)本身知識(shí)的基礎(chǔ)上，還應(yīng)發(fā)展教師技術(shù)的情境化使用能力，以便應(yīng)對(duì)由情境或問(wèn)題的復(fù)雜性所導(dǎo)致的對(duì)大量不同領(lǐng)域技術(shù)知識(shí)的需要。如今，技術(shù)發(fā)展一日千里，掌握一種通用的技術(shù)思維方式比掌握一種技術(shù)更為持久和重要[4]。STEAM教師應(yīng)轉(zhuǎn)變角色，從技術(shù)的傳統(tǒng)使用者變?yōu)榧夹g(shù)的創(chuàng)新發(fā)明者。

圖5 STEAM教師TK的組成

3.4 在境脈中實(shí)踐并發(fā)展

教師TPACK知識(shí)和能力的習(xí)得和應(yīng)用受多因素的影響，這些因素統(tǒng)稱為“境脈因子”[5]。受境脈因子的影響，不同的國(guó)家、不同地區(qū)、不同學(xué)校的STEAM教師將表現(xiàn)出不同特點(diǎn)。因此，STEAM教師能力模型的構(gòu)建絕不能忽視境脈的作用。STEAM教師在個(gè)人發(fā)展過(guò)程中應(yīng)理性思考，勤于總結(jié)，充分利用境脈因子賦予教師教學(xué)的靈活性，通過(guò)在不同教學(xué)情境中的不斷實(shí)踐，豐富和完善各種境脈下的TPACK。

4 結(jié)語(yǔ)

本研究基于對(duì)STEAM教育系統(tǒng)的分析以及對(duì)目前STEAM教師隊(duì)伍狀況的深入思考，以TPACK理論為支撐建構(gòu)了STEAM教師能力模型，此模型可以作為STEAM教師職前培養(yǎng)的目標(biāo)，也可以對(duì)現(xiàn)有的STEAM教師能力水平進(jìn)行基本的衡量。業(yè)內(nèi)研究者亦可根據(jù)此模型更新完善STEAM教師能力結(jié)構(gòu)或拓展新的研究領(lǐng)域。