從體悟到頓悟：STEM參與式培訓(xùn)是科學(xué)教師專業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路

袁洋 馮凌 葉兆寧

究其根本，對(duì)大多數(shù)科學(xué)教師而言，從科學(xué)教師進(jìn)階到STEM教師的距離，主要源于個(gè)體在STEM領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和核心能力的欠缺。教師培訓(xùn)如果停留在STEM理論知識(shí)的授受層面，教師的專業(yè)發(fā)展也僅停留在淺表層次。專業(yè)有效的教師培訓(xùn)需要觸及教師提升STEM素養(yǎng)的痛點(diǎn)，走向STEM領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和核心能力的培養(yǎng)。

不久前，筆者參加了一場(chǎng)主題為“提升教師STEM素養(yǎng)及教學(xué)能力”的專題培訓(xùn)。這是一場(chǎng)基于STEM理念的參與式培訓(xùn)，“換位”和“親歷”是整場(chǎng)培訓(xùn)最主要的特點(diǎn)。

換位：從教師到學(xué)生的角色轉(zhuǎn)換

在這場(chǎng)培訓(xùn)中，參訓(xùn)教師變成學(xué)生，利用簡(jiǎn)單材料，以小組合作的方式設(shè)計(jì)制作一個(gè)簡(jiǎn)易創(chuàng)意泡泡機(jī)。在專業(yè)知識(shí)上，參訓(xùn)教師知道泡泡的形成是由于表面張力；在專業(yè)技術(shù)上，多數(shù)教師也能使用專業(yè)工具進(jìn)行拆裝、固定、切割等操作。但真正以學(xué)生身份參與該項(xiàng)目時(shí)，教師才發(fā)現(xiàn)已知的專業(yè)知識(shí)和具備的技能并不能完全解決實(shí)際問(wèn)題。筆者所在小組計(jì)劃用拉長(zhǎng)的棉線擴(kuò)大出泡口，從而吹出較大的泡泡。而測(cè)試發(fā)現(xiàn)，大泡泡在吹出前就會(huì)破裂。這讓我們反思吹出較大的泡泡，不只是擴(kuò)大出泡口一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，還需要充分考慮材質(zhì)等對(duì)表面張力的影響。有的小組的任務(wù)目標(biāo)是泡泡機(jī)能夠連續(xù)出泡泡，通過(guò)展示交流，筆者發(fā)現(xiàn)這個(gè)任務(wù)的技術(shù)難點(diǎn)是解決如何連續(xù)蘸取泡泡液的問(wèn)題。因此，不同的任務(wù)內(nèi)容對(duì)應(yīng)不同的專業(yè)知識(shí)和技能要求。

從教師到學(xué)生的換位，教師個(gè)體置身于學(xué)習(xí)者的位置，不僅能夠深入理解學(xué)生的學(xué)習(xí)感受，更能充分了解STEM活動(dòng)需要調(diào)用的學(xué)科知識(shí)和專業(yè)技能，更加關(guān)注問(wèn)題的解決。因此，參與式培訓(xùn)不僅能幫助教師站在學(xué)生的角度思考STEM教學(xué)，更能幫助教師明晰自身欠缺哪些專業(yè)知識(shí)和技能，進(jìn)而補(bǔ)足和完善。

親歷：從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題到解決問(wèn)題的完整實(shí)踐

本次培訓(xùn)分為“拆”和“創(chuàng)”兩個(gè)過(guò)程，親歷完整的實(shí)踐過(guò)程，學(xué)習(xí)者才會(huì)在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而將專業(yè)學(xué)科知識(shí)和技能聯(lián)結(jié)起來(lái)用于解決問(wèn)題。筆者所在小組“拆”的是一款手搖式泡泡機(jī)，通過(guò)邊拆邊觀察邊分析，我們才發(fā)現(xiàn)了其內(nèi)部核心的聯(lián)動(dòng)齒輪傳動(dòng)裝置，并從系統(tǒng)的角度分析得出完整泡泡機(jī)工作的機(jī)械原理。自“創(chuàng)”泡泡機(jī)時(shí)，筆者所在小組為了形成較多泡泡，用吸管設(shè)計(jì)制作出蜂窩狀出泡口，但測(cè)試結(jié)果卻是泡泡粘連成一整塊難以脫落。為了解決這個(gè)問(wèn)題，小組成員嘗試了改變出泡口的形狀、分布，從密集的蜂窩狀改成分散的獨(dú)立圓口，取得了很好的出泡效果。對(duì)學(xué)習(xí)者而言，雖然專業(yè)的學(xué)科知識(shí)和技能，如與表面張力相關(guān)的學(xué)科知識(shí)，以及工具使用、拆裝和制作的技術(shù)，都可以單獨(dú)習(xí)得。但親歷過(guò)程，才能讓學(xué)習(xí)者在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題到解決問(wèn)題的過(guò)程中，主動(dòng)地將專業(yè)學(xué)科知識(shí)與技能建立聯(lián)結(jié)，此外，對(duì)于工程任務(wù)的完整流程和實(shí)際問(wèn)題的解決過(guò)程也愈發(fā)明晰。

聚力：從體悟到頓悟的積累轉(zhuǎn)化

通過(guò)多次培訓(xùn)，結(jié)合自身經(jīng)歷，筆者認(rèn)為，參與式培訓(xùn)的特點(diǎn)對(duì)教師綜合素質(zhì)和關(guān)鍵能力起到了促進(jìn)與提高的效果，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

夯實(shí)STEM價(jià)值認(rèn)同感和理解

STEM的宗旨是提升學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力和跨學(xué)科的思維能力。但不少教師僅在字面意義上理解它，而非深植于內(nèi)心、呈現(xiàn)于教學(xué)?！凹埳系脕?lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”，參與式培訓(xùn)幫助教師綜合解決問(wèn)題的能力得到提升，例如，學(xué)習(xí)到科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)等多學(xué)科的知識(shí)和技能并能熟練調(diào)用；在項(xiàng)目中學(xué)會(huì)處理問(wèn)題的方法，形成解決問(wèn)題的能力。筆者正是從最初對(duì)工程任務(wù)的“零基礎(chǔ)”，到如今能夠自發(fā)地調(diào)用跨領(lǐng)域知識(shí)和技能解決問(wèn)題。持續(xù)地參與培訓(xùn)，讓教師逐步對(duì)STEM理念產(chǎn)生共鳴，從而夯實(shí)STEM的價(jià)值認(rèn)同感。因?yàn)檎J(rèn)同，教師才愿意主動(dòng)在日常教學(xué)和校本課程的開(kāi)發(fā)過(guò)程中融入STEM理念，并嘗試探索STEM教育更加深層的內(nèi)涵。

創(chuàng)設(shè)STEM學(xué)科知識(shí)和專業(yè)技能的聯(lián)結(jié)

教師的學(xué)科知識(shí)和技能的習(xí)得有很多方式，然而脫離了真實(shí)解決問(wèn)題的過(guò)程，教師依舊不清楚學(xué)科知識(shí)和技能之間產(chǎn)生聯(lián)系的過(guò)程。學(xué)習(xí)者唯有在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，才能將不同領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和相關(guān)技能產(chǎn)生相互聯(lián)系和滲透。參與式培訓(xùn)，正是為教師創(chuàng)設(shè)了體驗(yàn)和理解STEM學(xué)科知識(shí)和專業(yè)技能聯(lián)結(jié)的機(jī)會(huì)。參與式培訓(xùn)中的項(xiàng)目?jī)?nèi)容具備一定的開(kāi)放度，要求教師作為學(xué)習(xí)者主動(dòng)思考任務(wù)目標(biāo)、選擇材料，進(jìn)而實(shí)踐解決問(wèn)題。換位，幫助教師了解各個(gè)流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從而清楚地認(rèn)識(shí)到個(gè)體經(jīng)歷怎樣的學(xué)習(xí)過(guò)程和體驗(yàn)，還能習(xí)得在STEM項(xiàng)目中涉及的具體的學(xué)科專業(yè)知識(shí)和技能本身；親歷，幫助教師在換位的基礎(chǔ)上，在實(shí)踐完整項(xiàng)目的過(guò)程中，建立專業(yè)的學(xué)科知識(shí)和技能之間的聯(lián)結(jié)，二者缺一不可。

提升STEM課程觀和教學(xué)能力

STEM教育的課程觀是STEM教師的必備素質(zhì)，具體體現(xiàn)在教師能達(dá)成對(duì)STEM素養(yǎng)和跨學(xué)科概念的認(rèn)識(shí)和理解，教師能從教學(xué)和學(xué)習(xí)兩個(gè)層面開(kāi)展STEM課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，以及教師能正確理解和踐行STEM教師的角色與作用[2]。參與式培訓(xùn)的親歷和換位，幫助教師在設(shè)計(jì)STEM課程時(shí)，一方面關(guān)注STEM課程的跨學(xué)科融合的特質(zhì)，另一方面站在學(xué)生立場(chǎng)，確保他們能通過(guò)這些學(xué)習(xí)活動(dòng)體驗(yàn)系統(tǒng)的STEM學(xué)習(xí)歷程。這些經(jīng)歷幫助教師明確自身在STEM課程中承擔(dān)的支持者、組織者和引導(dǎo)者的作用。其次，STEM教師需要將理念內(nèi)化為有效的教學(xué)行為。在參與式培訓(xùn)中，培訓(xùn)者的教學(xué)行為常常包括創(chuàng)設(shè)一個(gè)真實(shí)的問(wèn)題情境，帶領(lǐng)學(xué)習(xí)者進(jìn)入學(xué)習(xí)活動(dòng)，通過(guò)一些開(kāi)放性的有結(jié)構(gòu)的核心問(wèn)題推動(dòng)學(xué)習(xí)者任務(wù)的進(jìn)度，適時(shí)地幫助學(xué)習(xí)者解決遇到的困難，鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)習(xí)者對(duì)任務(wù)進(jìn)行反思和修正等。這些教學(xué)行為的背后，其實(shí)正是探究式教學(xué)、項(xiàng)目式教學(xué)等STEM教學(xué)方法的實(shí)操展示和示范。教師可以將這些教學(xué)方法遷移到個(gè)人的實(shí)踐教學(xué)中，反復(fù)嘗試從而提升STEM教學(xué)能力。

參與式培訓(xùn)的特點(diǎn)決定了這種培訓(xùn)模式在諸多STEM培訓(xùn)形式中獨(dú)占優(yōu)勢(shì)，成為一種有效的教師專業(yè)發(fā)展方法與路徑。那么，效從何來(lái)呢？

● 聚焦“親歷過(guò)程”甚于“得出產(chǎn)品” 參與式培訓(xùn)并不是簡(jiǎn)單的動(dòng)手做。筆者認(rèn)為，在設(shè)計(jì)和組織參與式培訓(xùn)時(shí)，首先需要聚焦親歷過(guò)程甚于得出產(chǎn)品。而沉浸式的親歷過(guò)程中，教師不僅能夠熟悉STEM項(xiàng)目中的每一個(gè)流程和關(guān)鍵學(xué)習(xí)活動(dòng)，也能從整體的角度提升對(duì)STEM教育理念的理解。

● 強(qiáng)化“思維能力”甚于“生搬硬套” 在STEM培訓(xùn)中，強(qiáng)化思維能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)就是抓住了核心所在，能夠促進(jìn)教師STEM素養(yǎng)的完整提升，有助于教師學(xué)習(xí)和理解將設(shè)計(jì)思維運(yùn)用于STEM教育的方法，同樣能夠幫助教師重新思考在STEM教育中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的方法與途徑等。

● 關(guān)注“反思交流”甚于“埋頭苦干” 教師是確保STEM項(xiàng)目或課程成功的核心鑰匙[3]。STEM項(xiàng)目常常需要團(tuán)隊(duì)合作，合作離不開(kāi)交流、溝通、相互理解和相互配合。因此，關(guān)注成員之間的合作、溝通、交流和反思是STEM項(xiàng)目中的關(guān)鍵，要給予每一個(gè)團(tuán)隊(duì)面向全體成員展示、評(píng)價(jià)、反思、交流的機(jī)會(huì)。

STEM參與式培訓(xùn)是科學(xué)教師走向STEM深度學(xué)習(xí)的必選之法，個(gè)人專業(yè)素養(yǎng)提升的必經(jīng)之路。

參考文獻(xiàn)

[1] 王素，李正福.國(guó)外STEM教師的培養(yǎng)培訓(xùn)及啟示[J].中國(guó)民族教育，2018

[2] 葉兆寧，楊元魁.構(gòu)建STEM教育的課程觀——STEM教師專業(yè)發(fā)展的必由之路[J].人民教育，2018（08）

[3] 王雪華.STEM教師是確保STEM+項(xiàng)目/課程成功的核心鑰匙[J].上海教育，2015（05B）■