STEM教師知識(shí)框架構(gòu)建研究

石維雪 趙可云

摘 要：STEM教師“應(yīng)具備何種知識(shí)”問題的探討是STEM教師發(fā)展基本理論構(gòu)建的關(guān)鍵，在應(yīng)然視角下，基于教師知識(shí)研究經(jīng)驗(yàn)，突出STEM教師知識(shí)特點(diǎn)，初步形成了STEM教師知識(shí)框架。本研究借助德爾菲法進(jìn)行兩輪修正后，確定STEM教師知識(shí)的最終框架，其內(nèi)容包括元認(rèn)知知識(shí)、文化知識(shí)、本體性知識(shí)、條件性知識(shí)與實(shí)踐性知識(shí)五類，其中本體性知識(shí)內(nèi)含STEM學(xué)科知識(shí)與STEM課程知識(shí)，條件性知識(shí)內(nèi)含教學(xué)法知識(shí)、評(píng)價(jià)知識(shí)、組織管理知識(shí)、學(xué)習(xí)者知識(shí)與工具資源知識(shí)，實(shí)踐性知識(shí)內(nèi)含學(xué)科教學(xué)知識(shí)、情境知識(shí)、合作知識(shí)與設(shè)計(jì)知識(shí)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)各知識(shí)及其關(guān)系進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：STEM;教師知識(shí)框架;德爾菲法

中圖分類號(hào)：G4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2096-0069（2022）01-0001-08

建設(shè)一支能夠勝任和引領(lǐng)STEM教學(xué)工作的教師團(tuán)隊(duì)是STEM教育發(fā)展的重要一環(huán)。知識(shí)是STEM教師由課程實(shí)踐者轉(zhuǎn)變?yōu)檎n程開發(fā)者和設(shè)計(jì)者的基本要素。STEM教師知識(shí)框架的確定能夠有效比較STEM教師原有的知識(shí)及其發(fā)展目標(biāo)，有助于完善相關(guān)專業(yè)師范生培養(yǎng)與STEM教師培訓(xùn)的理論基礎(chǔ)，是STEM教育領(lǐng)域需要進(jìn)一步探索的話題。

一、 STEM教師知識(shí)框架初步構(gòu)建

（一）教師知識(shí)構(gòu)成分析

20世紀(jì)80年代，有學(xué)者首先對(duì)教師知識(shí)構(gòu)成要素進(jìn)行了闡述，將其劃分為學(xué)科知識(shí)、課程知識(shí)、教學(xué)知識(shí)、教學(xué)環(huán)境知識(shí)與教師自身知識(shí)[1] 。之后，在一些學(xué)者的大力推動(dòng)之下，教師知識(shí)構(gòu)成要素逐漸細(xì)化，向個(gè)體化、專門化的方向發(fā)展，雖未形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，但經(jīng)過文獻(xiàn)總結(jié)，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)者均闡述了學(xué)科知識(shí)、學(xué)科教學(xué)知識(shí)、教學(xué)法知識(shí)、課程知識(shí)、情境知識(shí)、評(píng)價(jià)知識(shí)、組織與管理知識(shí)、學(xué)習(xí)者知識(shí)或相似意義的知識(shí)要素，因此將這八種知識(shí)作為教師必備的一般知識(shí)要素。

教師知識(shí)的分類一般從知識(shí)功能出發(fā)，結(jié)合知識(shí)的基本特質(zhì)進(jìn)行闡述，教師知識(shí)分類使得教師知識(shí)本身的交互作用體現(xiàn)出來，促進(jìn)體系化、形成性研究。衷克定等人從本體性知識(shí)、條件性知識(shí)和實(shí)踐性知識(shí)三個(gè)方面進(jìn)行解釋。辛濤等人在三分類的基礎(chǔ)上增加了文化知識(shí)，體現(xiàn)教師的文化素養(yǎng)[2]。研究以辛濤等人對(duì)教師知識(shí)的分類為基礎(chǔ)，分析知識(shí)要素功能性質(zhì)，形成教師知識(shí)構(gòu)成的一般框架，如圖1所示。

（二）STEM教師知識(shí)特征分析

1.STEM教育的調(diào)節(jié)性決定了教師知識(shí)的反思性

在STEM項(xiàng)目的情境化、問題的非命題性等因素的影響下，STEM教師對(duì)STEM教育實(shí)施過程的調(diào)節(jié)作用更為重要。首先，教師根據(jù)學(xué)生實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)情況來調(diào)節(jié)引導(dǎo)方式，降低知識(shí)的復(fù)雜度或突出關(guān)鍵特征來促進(jìn)學(xué)生理解。其次，教師通過形成性評(píng)價(jià)，認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)過程與所設(shè)計(jì)的認(rèn)知過程之間的差異，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。再次，教師根據(jù)學(xué)生成果展示，思考教學(xué)過程、項(xiàng)目設(shè)計(jì)的不足，進(jìn)行調(diào)整。因此STEM教育調(diào)節(jié)的過程也是教師的反思與行動(dòng)過程，需要具備充足的反思性知識(shí)。最后，教師應(yīng)采取提示、合作討論等方式引導(dǎo)學(xué)生反思，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到自身的學(xué)習(xí)策略、行動(dòng)需要，進(jìn)而使思維變得可見，幫助學(xué)生進(jìn)行調(diào)整。

2.STEM教育的協(xié)作性決定教師知識(shí)的合作性

STEM課程設(shè)計(jì)往往由教師合作完成，在STEM學(xué)習(xí)活動(dòng)中，學(xué)習(xí)者也以協(xié)同的形式進(jìn)行知識(shí)的意義建構(gòu)，彼此幫助、互相啟發(fā)。STEM教育評(píng)價(jià)也包含小組間的相互評(píng)價(jià)。因此，STEM教育具有協(xié)作性，需要以教師的合作性知識(shí)為支撐。合作性知識(shí)不僅體現(xiàn)在教師之間、教師與其他相關(guān)群體的交流協(xié)作上，還體現(xiàn)在教師對(duì)學(xué)生合作的指導(dǎo)中。

3.STEM項(xiàng)目過程的工程性決定了STEM知識(shí)的設(shè)計(jì)性

在STEM教育中，工程學(xué)科與學(xué)生的學(xué)習(xí)過程密切相關(guān)，學(xué)生利用工程設(shè)計(jì)或工程相關(guān)的概念生成學(xué)習(xí)結(jié)果或推進(jìn)學(xué)習(xí)進(jìn)程。工程設(shè)計(jì)是工程的核心，幫助學(xué)生理解項(xiàng)目成果為何設(shè)計(jì)、怎樣設(shè)計(jì)。因此，STEM知識(shí)組織及其內(nèi)在邏輯應(yīng)符合工程過程，具有設(shè)計(jì)性，STEM教師應(yīng)該以充分的時(shí)間、資源、空間為學(xué)生進(jìn)行工程設(shè)計(jì)提供合理環(huán)境，同時(shí)幫助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的有意義組織，以符合設(shè)計(jì)序列。

（三）STEM教師知識(shí)框架初步分析

STEM教育屬性下STEM知識(shí)及STEM教師知識(shí)具有特殊性，需要擴(kuò)充新的知識(shí)要素，以構(gòu)成完整的STEM教師知識(shí)框架。

1.STEM教師知識(shí)新增要素分析

根據(jù)以上分析，確定合作知識(shí)、元認(rèn)知知識(shí)、設(shè)計(jì)知識(shí)與工具資源知識(shí)為新增知識(shí)要素。合作知識(shí)，是教師與大學(xué)、企業(yè)、其他教師合作交流與指導(dǎo)學(xué)生合作交流的知識(shí)。元認(rèn)知知識(shí)，是STEM教師對(duì)自身思維方式、教學(xué)行為、設(shè)計(jì)過程等反思并修正的知識(shí)，是關(guān)于指導(dǎo)學(xué)生反思并修正個(gè)人在學(xué)習(xí)過程中所處位置、自身知識(shí)、個(gè)人學(xué)習(xí)策略、行為導(dǎo)向與需求的知識(shí)。設(shè)計(jì)知識(shí)，是項(xiàng)目設(shè)計(jì)中問題設(shè)計(jì)、腳手架設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)等的知識(shí)。工具資源知識(shí)，是對(duì)技術(shù)和資源的理解、工具操作、資源設(shè)計(jì)與建設(shè)、利用工具資源解決問題的知識(shí)。

2.STEM教師知識(shí)初步分類

對(duì)STEM教師知識(shí)要素進(jìn)行分類，本體性知識(shí)是基礎(chǔ)性知識(shí)，應(yīng)包含STEM學(xué)科知識(shí)與STEM課程知識(shí)。條件性知識(shí)除了包含教學(xué)法知識(shí)、評(píng)價(jià)知識(shí)、組織與管理知識(shí)、學(xué)習(xí)者知識(shí)，工具資源知識(shí)也是促進(jìn)知識(shí)轉(zhuǎn)化的重要因素，應(yīng)包含其中。學(xué)科教學(xué)知識(shí)、情境知識(shí)、合作知識(shí)、設(shè)計(jì)知識(shí)均具有自我建構(gòu)性、實(shí)踐性，包含在實(shí)踐性知識(shí)之中。此外，元認(rèn)知知識(shí)是關(guān)于認(rèn)知的知識(shí)，與文化知識(shí)相同，能夠?qū)ζ渌R(shí)產(chǎn)生影響，具有指導(dǎo)性和總括性，借鑒先行組織者中的“上位組織者”概念，將文化知識(shí)和元認(rèn)知知識(shí)歸結(jié)為上位知識(shí)。以此形成STEM教師知識(shí)初步框架，如圖2所示，該框架需要進(jìn)一步修正。

二、STEM教師知識(shí)框架的校正

德爾菲法以形成可靠的研究結(jié)論為目標(biāo)，通過多個(gè)輪次的意見征詢，來獲得專家對(duì)調(diào)查內(nèi)容的評(píng)價(jià)與建議。本研究確定意見征詢的專家主要分為兩類：高校STEM教育研究專家及中小學(xué)STEM教師。意見征詢問題主要圍繞STEM教師知識(shí)分類及STEM教師知識(shí)要素兩個(gè)方面。問卷主要包括兩個(gè)部分：一是專家權(quán)威程度的調(diào)查;二是專家對(duì)STEM教師知識(shí)分類的認(rèn)可程度及意見。其中，專家的認(rèn)可程度從低到高依次賦值為1.00、2.00、3.00、4.00、5.00。

（一）專家權(quán)威程度判斷

研究共選擇10位專家進(jìn)行意見征詢，其中高校STEM研究專家為7位，中小學(xué)STEM教師為3位（含1位專職STEM教師和2位兼職STEM教師）。研究通過自評(píng)的方式確定專家的權(quán)威性，主要包括專家做出判斷的依據(jù)及專家對(duì)STEM教育的熟悉程度兩個(gè)題項(xiàng)，專家權(quán)威性由兩個(gè)題項(xiàng)得分的算數(shù)平均值表示，即Cr=（Ca+Cs）/ 2。判斷依據(jù)題項(xiàng)采用多選的形式，選項(xiàng)分別為“實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)”“理論分析”“同行了解”和“直覺”，賦值分別為0.5、0.3、0.1、0.1;熟悉程度題項(xiàng)為單選題，選項(xiàng)分別為“非常熟悉，形成了STEM教育研究體系”“比較熟悉，進(jìn)行過專門研究”“一般，查閱過一些STEM教育文獻(xiàn)，但未進(jìn)行過專門研究”“不熟悉，只聽說過”“非常不熟悉，完全不了解”，賦值分別為1.0、0.8、0.5、0.2、0。自評(píng)結(jié)果如表1所示。專家權(quán)威程度均值為0.765，大于0.70，每位專家的權(quán)威系數(shù)均大于0.70，處于可以接受的范圍，專家的權(quán)威程度符合德爾菲法研究的要求。

（二）第一輪校正

1.專家協(xié)調(diào)程度判斷

在德爾菲法中將專家對(duì)條目意見的一致性程度稱為專家協(xié)調(diào)程度。專家協(xié)調(diào)程度用變異系數(shù)（Cv）、肯德爾協(xié)調(diào)系數(shù)及協(xié)調(diào)系數(shù)的顯著性進(jìn)行判斷。STEM教師知識(shí)分類指標(biāo)及知識(shí)要素指標(biāo)的均值、標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)如表2（見下頁(yè)）所示，第一輪意見征詢變異系數(shù)均小于0.250，說明專家協(xié)調(diào)程度的基礎(chǔ)較好，保證了研究的可靠性。Kendall W α、卡方值、自由度分別是0.189、30.227、16，當(dāng)α為0.05、自由度為16時(shí)卡方臨界值為26.296，小于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，說明協(xié)調(diào)系數(shù)較小，但結(jié)果可取，專家一致性程度達(dá)到一定水平，但仍需提高。整體而言，第一輪意見征詢專家意見具有一定的協(xié)調(diào)性，但協(xié)調(diào)程度不高。此外，在專家對(duì)STEM教師知識(shí)分類及STEM教師知識(shí)要素的認(rèn)可程度上，除上位知識(shí)外，其他類別知識(shí)得分均高于4.00，知識(shí)要素得分均高于4.00，說明構(gòu)建的STEM教師知識(shí)框架比較合理。

2.專家意見分析

第一輪專家意見征詢中意見可概括為兩個(gè)方面：第一，上位知識(shí)分類的合理性及依據(jù);第二，知識(shí)分類及知識(shí)要素描述的規(guī)范性。專家對(duì)上位知識(shí)提出了質(zhì)疑，首先，指出上位知識(shí)的來源與表述不夠清晰，“上位組織者”的概念與知識(shí)本身存在較大差別。其次，專家指出元認(rèn)知知識(shí)和文化知識(shí)作為一類的標(biāo)準(zhǔn)比較模糊，元認(rèn)知知識(shí)是STEM教師對(duì)認(rèn)知的認(rèn)知，主要作用于認(rèn)知調(diào)節(jié)和教學(xué)調(diào)節(jié)，而文化知識(shí)是STEM教師自身修養(yǎng)的重要體現(xiàn)。對(duì)于知識(shí)分類及知識(shí)要素描述的規(guī)范性，專家主要對(duì)條件性知識(shí)、實(shí)踐性知識(shí)類別界限提出了質(zhì)疑，這與調(diào)查問卷中內(nèi)涵解釋模糊有很大關(guān)系。根據(jù)專家意見，須對(duì)元認(rèn)知知識(shí)和文化知識(shí)重新劃分，通過教師建議及文獻(xiàn)查閱，將STEM教師元認(rèn)知知識(shí)和STEM教師文化知識(shí)單獨(dú)進(jìn)行分類，還針對(duì)教師知識(shí)分類重新整理分析了相關(guān)文獻(xiàn)，認(rèn)為其他知識(shí)分類是合理的，因此將STEM教師知識(shí)劃分為五類。最后，清晰化STEM教師知識(shí)分類及要素的內(nèi)涵。根據(jù)以上STEM教師知識(shí)框架的校正結(jié)果編制調(diào)查問卷，進(jìn)行第二輪STEM教師知識(shí)框架專家意見征詢。

（三）第二輪校正

1.專家協(xié)調(diào)程度分析

經(jīng)過第一輪校正后的分類指標(biāo)及知識(shí)要素指標(biāo)的均值、標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)如表3所示，第二輪專家意見征詢變異系數(shù)均小于0.250，且對(duì)于實(shí)踐性知識(shí)類別的變異系數(shù)達(dá)到0.000，專家對(duì)STEM教師知識(shí)分類的一致性明顯高于第一輪分類指標(biāo)。對(duì)于元認(rèn)知知識(shí)和文化知識(shí)分類，專家的認(rèn)可度和一致性均高于第一輪“上位知識(shí)”分類。STEM教師知識(shí)要素指標(biāo)變異系數(shù)均低于0.250，對(duì)于STEM學(xué)科知識(shí)、評(píng)價(jià)知識(shí)與情境知識(shí)的意見一致性最高。Kendall W α、卡方值、自由度分別是0.211、31.589、15，當(dāng)α為0.05、自由度為15時(shí)卡方臨界值為23.685，小于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。協(xié)調(diào)系數(shù)相對(duì)第一輪意見征詢有所提升，且是可信的，說明專家一致性程度達(dá)到一定水平。此外，專家對(duì)于STEM教師知識(shí)分類及STEM知識(shí)要素得分均值均高于4.50，說明修改后的STEM教師知識(shí)框架得到專家高度認(rèn)可。

2.專家意見分析

第二輪專家意見征詢中七位專家未進(jìn)行意見表述，其他專家提出建議包括：第一，將元認(rèn)知知識(shí)和文化知識(shí)歸為教師自身發(fā)展的知識(shí)一類;第二，合作知識(shí)還應(yīng)包括對(duì)于提高合作效率、合作溝通等的知識(shí)，應(yīng)注意表述的完整性。針對(duì)這兩個(gè)建議，筆者在查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上提出以下結(jié)論：STEM教師元認(rèn)知知識(shí)和文化知識(shí)是STEM教師知識(shí)整體的重要組成部分，相比于其他知識(shí)更具有指導(dǎo)性，對(duì)STEM教師知識(shí)發(fā)展更具直接意義，進(jìn)行綜合具有一定價(jià)值，但這兩者還蘊(yùn)含著學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的知識(shí)，因此，研究在知識(shí)框架中不予修改。對(duì)于合作知識(shí)相關(guān)表述不完整的問題，予以采納。以此確定了STEM教師知識(shí)框架，如圖3所示，并將其應(yīng)用于后續(xù)研究中。

三、 STEM教師知識(shí)框架分析

（一） STEM教師知識(shí)類別及要素分析

確定STEM教師知識(shí)發(fā)展基本要素后，考慮到STEM教師知識(shí)要素意義延伸及其在不同環(huán)境下的不同表現(xiàn)，未進(jìn)行三級(jí)指標(biāo)的嚴(yán)格劃分。在當(dāng)前框架下的STEM教師知識(shí)意義闡述如下。

1.STEM教師元認(rèn)知知識(shí)分析

元認(rèn)知知識(shí)是STEM教師元認(rèn)知的基礎(chǔ)，具體包括個(gè)體元認(rèn)知、任務(wù)元認(rèn)知與策略元認(rèn)知三類。個(gè)體元認(rèn)知知識(shí)包含教師對(duì)STEM教育場(chǎng)景中自身和學(xué)習(xí)者在認(rèn)知特征方面的認(rèn)識(shí);任務(wù)元認(rèn)知知識(shí)是教師自身關(guān)于STEM任務(wù)信息的性質(zhì)、要求及目的的知識(shí)和引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)任務(wù)的知識(shí);策略元認(rèn)知知識(shí)是教師對(duì)于自身及學(xué)習(xí)者認(rèn)知策略及其有效運(yùn)用的知識(shí)[3]。STEM教師元認(rèn)知知識(shí)作用對(duì)象包括教師自身和學(xué)習(xí)者，是STEM教師關(guān)于認(rèn)知過程和認(rèn)知結(jié)果認(rèn)識(shí)及其影響因素的知識(shí)，是STEM教師反思、調(diào)節(jié)自身知識(shí)與教學(xué)活動(dòng)，推進(jìn)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的基礎(chǔ)[4]。

2.STEM教師文化知識(shí)分析

文化知識(shí)之間具有區(qū)別于其他知識(shí)的同化、互斥與互動(dòng)的特性，同時(shí)，文化知識(shí)對(duì)個(gè)體其他知識(shí)發(fā)展具有潛移默化的影響作用。其內(nèi)容包括傳統(tǒng)文化知識(shí)、人文知識(shí)、經(jīng)濟(jì)知識(shí)、科技知識(shí)等。具有豐富文化知識(shí)的STEM教師不僅表現(xiàn)為良好的文化素養(yǎng)和敏銳的文化感知力，還能夠?qū)⑽幕诤显赟TEM教學(xué)活動(dòng)中，使其成為學(xué)生所獲得知識(shí)的重要組成部分。

3.STEM教師本體性知識(shí)分析

本體性知識(shí)是STEM教師進(jìn)行教學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，是融合所有STEM教學(xué)內(nèi)容的統(tǒng)一體[5]。在中外研究中，本體性知識(shí)多與學(xué)科知識(shí)畫等號(hào)，表明學(xué)科知識(shí)對(duì)于STEM教師知識(shí)構(gòu)成的基礎(chǔ)性作用。需要說明的是STEM課程知識(shí)的定位，因STEM課程不同于其他單科課程，尚缺乏嚴(yán)謹(jǐn)、明確的指導(dǎo)性文件或標(biāo)準(zhǔn)對(duì)課程目標(biāo)、內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定，STEM教師須深入認(rèn)識(shí)、設(shè)計(jì)與實(shí)施STEM課程，STEM課程知識(shí)是其基礎(chǔ)。因此，STEM課程知識(shí)也是STEM教師本體性知識(shí)中的突出要素。

（1）STEM學(xué)科知識(shí)

STEM學(xué)科知識(shí)是STEM教師對(duì)實(shí)際教育情境下STEM的理解與認(rèn)識(shí)。STEM教師所應(yīng)具備的STEM學(xué)科知識(shí)應(yīng)具有以下內(nèi)涵要素：科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)知識(shí)及STEM擴(kuò)展的STEAM或“STEM+”包含的知識(shí)的基本概念原理及方法;STEM核心知識(shí)的結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化知識(shí);STEM學(xué)科發(fā)展及意義知識(shí);等等。

（2）STEM課程知識(shí)

當(dāng)前發(fā)展階段的STEM課程制度化傾向較弱，受社會(huì)科技、文化、經(jīng)濟(jì)的影響較強(qiáng)，STEM課程知識(shí)與其他更為成熟的學(xué)科課程或系統(tǒng)課程知識(shí)發(fā)展階段不同，內(nèi)容上存在一定差異。STEM課程知識(shí)是STEM教師具備的STEM教學(xué)科目和教學(xué)進(jìn)程的知識(shí)，包括STEM課程理念、STEM課程相關(guān)文本認(rèn)知、STEM教材認(rèn)知、課程設(shè)計(jì)與開發(fā)的知識(shí)。

4.STEM教師條件性知識(shí)分析

條件性知識(shí)本質(zhì)上是成就教師專業(yè)的知識(shí)基礎(chǔ)，內(nèi)含教師為何教、如何教，學(xué)生為何學(xué)、怎樣學(xué)等知識(shí)。STEM教師條件性知識(shí)突出STEM教育需求，具體包括教學(xué)法知識(shí)、評(píng)價(jià)知識(shí)、組織與管理知識(shí)、學(xué)習(xí)者知識(shí)和工具資源知識(shí)。

（1）教學(xué)法知識(shí)

研究采用廣義教學(xué)法的概念，認(rèn)為教學(xué)法知識(shí)是根據(jù)需求設(shè)計(jì)與實(shí)施教學(xué)活動(dòng)的知識(shí)，即關(guān)于教師如何教的知識(shí)，教學(xué)策略、教學(xué)模式等知識(shí)均包含在內(nèi)[6]。STEM教師所應(yīng)具備的教學(xué)法知識(shí)除一般性教學(xué)法知識(shí)外，還包括促使STEM教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的、專為STEM教育服務(wù)的教學(xué)法知識(shí)，其內(nèi)涵還延伸至STEM教育要求的工程教育教學(xué)法、引導(dǎo)法、促進(jìn)教學(xué)公平的方法等。

（2）評(píng)價(jià)知識(shí)

評(píng)價(jià)不僅包括教學(xué)活動(dòng)中對(duì)課堂及學(xué)生的評(píng)價(jià)，還包括對(duì)于社會(huì)環(huán)境包含的外部評(píng)價(jià)的判斷及將其運(yùn)用于學(xué)生發(fā)展的知識(shí)[7]。對(duì)不同層次的STEM學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)有助于學(xué)生實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)[8]，STEM教學(xué)活動(dòng)開展的方式也要求采用多元評(píng)價(jià)，不同課程評(píng)價(jià)的指標(biāo)存在一定差異，教師應(yīng)掌握STEM多元評(píng)價(jià)知識(shí)、評(píng)價(jià)量表的制訂與使用的知識(shí)，并在此基礎(chǔ)上能夠?qū)W(xué)習(xí)活動(dòng)與社會(huì)實(shí)際產(chǎn)生聯(lián)系，判斷教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況。

（3）組織與管理知識(shí)

教育話語(yǔ)體系中的組織與管理一般以班級(jí)組織與管理為主體，教師組織與管理往往由領(lǐng)導(dǎo)性質(zhì)的教師或?qū)Ｈ蔚墓芾砣藛T負(fù)責(zé)。在STEM教師團(tuán)體合作、師生協(xié)同發(fā)展、學(xué)生協(xié)作的情境下，組織與管理與傳統(tǒng)教學(xué)存在一定程度的差別。STEM教師也常常需要與其他學(xué)科教師聯(lián)合，教師應(yīng)掌握學(xué)校STEM教師組織架構(gòu)，具備教師組織與管理、班級(jí)組織與管理、教學(xué)活動(dòng)組織與管理的知識(shí)。

（4）學(xué)習(xí)者知識(shí)

一般而言，學(xué)習(xí)者知識(shí)是教師具備的關(guān)于學(xué)習(xí)者本質(zhì)特征、學(xué)習(xí)者發(fā)展的知識(shí)，STEM教育更為重視學(xué)習(xí)者主體地位及師生互動(dòng)的影響。STEM教師所應(yīng)具備的學(xué)習(xí)者知識(shí)包括學(xué)習(xí)者心理知識(shí)、學(xué)習(xí)者認(rèn)知規(guī)律知識(shí)、學(xué)習(xí)者個(gè)體特點(diǎn)知識(shí)、師生關(guān)系知識(shí)、根據(jù)學(xué)習(xí)者情況調(diào)整教學(xué)的知識(shí)。

（5）工具資源知識(shí)

STEM工具資源在學(xué)生“學(xué)”的意義上進(jìn)行了延伸，既是學(xué)習(xí)手段，也是學(xué)習(xí)內(nèi)容。而在STEM教育當(dāng)前的發(fā)展階段，各地工具資源的建設(shè)一致性較弱，STEM教師缺乏完全意義上工具、資源研習(xí)范本。STEM教師不僅要“會(huì)用”，有時(shí)還要“會(huì)做”“會(huì)建設(shè)”。研究認(rèn)為STEM教育場(chǎng)域下，工具資源知識(shí)是STEM教師對(duì)技術(shù)和資源的理解、工具操作、資源設(shè)計(jì)與建設(shè)、利用工具資源解決問題的知識(shí)。

5.STEM教師實(shí)踐性知識(shí)分析

STEM教師實(shí)踐性知識(shí)是STEM教師在教學(xué)實(shí)踐中形成，指向一定情境下實(shí)踐活動(dòng)的、具有個(gè)體性的關(guān)于STEM教育教學(xué)的認(rèn)知，既有微觀課堂情境中得以生成和應(yīng)用的知識(shí)，也有宏觀教育環(huán)境映射于STEM教育中的人與人、人與物的實(shí)踐性交互中生成和應(yīng)用的知識(shí)。因此，研究中所闡述的STEM教師實(shí)踐性知識(shí)除包含學(xué)科教學(xué)知識(shí)、情境知識(shí)外，還包含合作知識(shí)和設(shè)計(jì)知識(shí)。

（1）學(xué)科教學(xué)知識(shí)

學(xué)科教學(xué)知識(shí)將學(xué)科知識(shí)和學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行了聯(lián)結(jié)，是教師將學(xué)科知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)[9]。 STEM教育場(chǎng)景下，跨學(xué)科是STEM教育的基本特性，跨學(xué)科整合知識(shí)是學(xué)科教學(xué)知識(shí)的核心，包括教師知道哪些學(xué)科的知識(shí)適合整合、適合教授給學(xué)生、怎樣整合等的知識(shí)，以及以此為背景的知識(shí)呈現(xiàn)、材料運(yùn)用的知識(shí)等。

（2）情境知識(shí)

一般性教師情境知識(shí)強(qiáng)調(diào)教師工作的實(shí)踐性，包括對(duì)情境的基本認(rèn)知及其實(shí)踐應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)[10]。STEM教師情境知識(shí)除以上內(nèi)涵外，還應(yīng)將STEM教育的情境性要求體現(xiàn)出來，是STEM教師具備的與STEM教育情境相聯(lián)系且服務(wù)于STEM教育情境的知識(shí)，包括現(xiàn)實(shí)環(huán)境知識(shí)運(yùn)用、STEM教學(xué)環(huán)境開發(fā)、情境創(chuàng)設(shè)與展示、將情境作用于探究與評(píng)價(jià)的知識(shí)。

（3）合作知識(shí)

合作是多個(gè)個(gè)體通過多種組織形式完成共同目標(biāo)的社會(huì)行動(dòng)方式，在合作過程中個(gè)體之間能夠建立平等的互動(dòng)與連接。STEM教師合作知識(shí)是STEM教師為達(dá)到教育目的，與大學(xué)、企業(yè)、其他教師進(jìn)行相互配合，并指導(dǎo)學(xué)習(xí)者合作交流的知識(shí)。

（4）設(shè)計(jì)知識(shí)

設(shè)計(jì)知識(shí)是教師通過教學(xué)環(huán)節(jié)的層層推進(jìn)及教學(xué)空間的合理化建設(shè)實(shí)現(xiàn)教學(xué)設(shè)想的知識(shí)，其中主要蘊(yùn)含教師進(jìn)行系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)解決關(guān)鍵問題并通過實(shí)踐活動(dòng)優(yōu)化教學(xué)的過程。此外，對(duì)于STEM教育，“工程性”不僅體現(xiàn)于教學(xué)內(nèi)容中，也是學(xué)生進(jìn)行探究的條件，要求學(xué)生解決問題的過程貼合工程設(shè)計(jì)的過程?？傮w而言，STEM教師設(shè)計(jì)知識(shí)是STEM教師在系統(tǒng)思維指導(dǎo)下，在教學(xué)設(shè)計(jì)與工程設(shè)計(jì)過程中形成的將教學(xué)設(shè)想通過問題、學(xué)習(xí)支架等進(jìn)行表達(dá)并優(yōu)化，通過學(xué)習(xí)空間促進(jìn)學(xué)習(xí)者知識(shí)生成的知識(shí)。

（二） STEM教師知識(shí)關(guān)系分析

從STEM教師知識(shí)的來源出發(fā)，結(jié)合知識(shí)之間相互聯(lián)系的特性進(jìn)行分析，可以進(jìn)一步理解STEM教師知識(shí)及其特性，故進(jìn)行以下STEM教師知識(shí)關(guān)系的闡述，如圖4所示，粗箭頭表示作用更為顯著。

首先，元認(rèn)知知識(shí)促進(jìn)知識(shí)調(diào)節(jié)。元認(rèn)知知識(shí)是STEM教師元認(rèn)知體驗(yàn)、元認(rèn)知監(jiān)控發(fā)揮作用的基礎(chǔ)，元認(rèn)知知識(shí)增長(zhǎng)與提升可促進(jìn)自身認(rèn)知與學(xué)生認(rèn)知過程的正向調(diào)節(jié)，進(jìn)一步加深對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)、內(nèi)容的了解，使得促使知識(shí)正向發(fā)展的積極因素發(fā)揮作用。其次，文化知識(shí)隱性影響其他知識(shí)。文化知識(shí)在STEM教師知識(shí)框架中具有典型的隱性知識(shí)的特征，潛移默化地影響著其他知識(shí)。文化知識(shí)的影響和調(diào)節(jié)作用相較于元認(rèn)知知識(shí)更為模糊。但文化知識(shí)能在非規(guī)定路徑下與其他知識(shí)產(chǎn)生聯(lián)結(jié)，促進(jìn)教師產(chǎn)生新的觀點(diǎn)。再次，STEM教師知識(shí)相互轉(zhuǎn)化。知識(shí)分類語(yǔ)境下更需關(guān)注知識(shí)的相互融合與轉(zhuǎn)化，不同類別知識(shí)及同類知識(shí)之間呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化的作用。其中，實(shí)踐性知識(shí)和條件性知識(shí)之間的相互作用更為顯著，是經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)和理論性知識(shí)的相互調(diào)節(jié)。最后，實(shí)踐是知識(shí)的重要來源。實(shí)踐是實(shí)踐性知識(shí)發(fā)展的來源，以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累促進(jìn)實(shí)踐性知識(shí)動(dòng)態(tài)發(fā)展，又在元認(rèn)知知識(shí)、文化知識(shí)等的影響下得以去粗取精，向知識(shí)整體發(fā)展的方向延伸。

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（責(zé)任編輯 孫興麗）

Research on the Construction of STEM TeachersKnowledge Frame

SHI Weixue 1，ZHAO Keyun2

（1.Linyi No.1 Middle School，Dezhou，Shandong，China 251500;

2.School of Communication，Qufu Normal University，Rizhao，Shandong，China 276826）

Abstract： The discussion of the question “What kind of knowledge should STEM teachers have？” is the key to the construction of basic theory of STEM teachers development.This research，from the perspective of Sollen，based on the experience of teacher's knowledge study，has highlighted STEM teacher's knowledge features， and formed STEM teacher's knowledge framework fundamentally.After two rounds of modification with the assistance of Delphi method，the author has determined the final frame of STEM teacher's knowledge， the content of which includes meta-cognitive knowledge， cultural knowledge，ontology knowledge，conditional knowledge and practical knowledge，among which，ontology knowledge contains STEM discipline knowledge and STEM curriculum knowledge，conditional knowledge contains pedagogical knowledge，evaluation knowledge，organizational management knowledge，learners knowledge and tool resource knowledge，and practical knowledge contains pedagogical content knowledge，situational knowledge， cooperative knowledge and design knowledge.On such basis， the author has done an analysis of each knowledge and their relations.

Key words： STEM;teachers knowledge frame;Delphi method