美國(guó)內(nèi)布拉斯加州STEM 4U 課外項(xiàng)目體系評(píng)介

吳振華

（上海師范大學(xué)教育學(xué)院 上海 200234）

一、引言

1986 年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)發(fā)布的研究報(bào)告《本科科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》拉開(kāi)了STEM 教育的序幕［1］。在STEM 教育發(fā)展初期，其焦點(diǎn)主要集中于大學(xué)本科教育，旨在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、科技和軍事等專業(yè)人才的直接培養(yǎng)［2］。而隨著STEM 教育的發(fā)展，基礎(chǔ)教育階段STEM 教育的重要性日益凸顯。2010年，美國(guó)總統(tǒng)科技顧問(wèn)委員會(huì)的研究報(bào)告《培養(yǎng)與激勵(lì)：為美國(guó)的未來(lái)實(shí)施K-12 年級(jí)STEM 教育》指出，應(yīng)重點(diǎn)投入和改善K-12 階段的STEM 教育，尤其要加強(qiáng)K-12 階段課堂內(nèi)外STEM 教育的質(zhì)量，構(gòu)建包括正規(guī)學(xué)校教育和非正式教育在內(nèi)的STEM 學(xué)習(xí) 生 態(tài) 系 統(tǒng)［3］。 課 外 STEM 教 育 作 為 K-12 階 段STEM 教育的一種形式，開(kāi)始受到人們的關(guān)注，各種類型的課外STEM 學(xué)習(xí)項(xiàng)目紛紛涌現(xiàn)出來(lái)。

發(fā)展STEM 教育的另一個(gè)核心是數(shù)量充足的、能勝任STEM 教學(xué)要求的合格教師。而師資力量不足是制約各國(guó)STEM 教育發(fā)展的一個(gè)主要因素［4］。為此，《培養(yǎng)與激勵(lì)：為美國(guó)的未來(lái)實(shí)施 K-12 年級(jí)STEM 教育》報(bào)告提出，在未來(lái)10 年中培養(yǎng)10 萬(wàn)名優(yōu)秀的STEM 教師［5］。這項(xiàng)建議被寫(xiě)入多個(gè)與STEM 教育相關(guān)的政策文件，成為當(dāng)前美國(guó)推進(jìn)STEM 教育的重要目標(biāo)之一。

在上述STEM 教育政策背景下，美國(guó)內(nèi)布拉斯加大學(xué)奧馬哈分校（UNO）推出了STEM 4U（4U 即for you 的意思）課外項(xiàng)目，通過(guò)組織STEM 專業(yè)的大學(xué)生進(jìn)入中小學(xué)，以豐富的內(nèi)容和靈活的形式為低收入家庭的學(xué)生提供課外STEM 教育，提高K-12 學(xué)生STEM 學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)興趣和學(xué)業(yè)成績(jī)。同時(shí)，STEM 4U 又是一種有效的STEM 教學(xué)實(shí)踐訓(xùn)練形式，項(xiàng)目著眼于為STEM 相關(guān)專業(yè)的大學(xué)生提供經(jīng)過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)的、充分的教學(xué)實(shí)踐機(jī)會(huì)，提升他們的教學(xué)技能和教學(xué)組織能力，為畢業(yè)后擔(dān)任STEM 教師做好充分的準(zhǔn)備。

STEM 4U 通過(guò)課外STEM 項(xiàng)目的形式，有效地連接起了大學(xué)和中小學(xué)。它針對(duì)促進(jìn)K-12 階段學(xué)生STEM 教育和提升STEM 師資培養(yǎng)這兩個(gè)當(dāng)前STEM 教育中的焦點(diǎn)問(wèn)題，為STEM 教育的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供了有力支持。該項(xiàng)目在設(shè)計(jì)理念、組織形式和評(píng)估工具上作了很多有益的嘗試，具有鮮明的特點(diǎn)，對(duì)于我國(guó)當(dāng)前深化和推進(jìn)STEM 教育具有一定的參考和借鑒價(jià)值。

二、STEM 4U 項(xiàng)目體系

（一）項(xiàng)目背景

奧馬哈市是內(nèi)布拉斯加州（Nebraska，NE）最大的城市及工商業(yè)中心，為了進(jìn)一步促進(jìn)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，內(nèi)布拉斯加州提出了在2020 年將該市建成為“技術(shù)中心”（Tech Hub）的構(gòu)想［6］，為此需要新增大量的技術(shù)就業(yè)崗位。但奧馬哈市同時(shí)是一個(gè)種族多元和收入差距較大的城市，在奧馬哈市的公立學(xué)校中，72%的學(xué)生屬于非白人的少數(shù)族裔，74%的學(xué)生屬于低收入家庭（享受免費(fèi)或減免費(fèi)用午餐的家庭）［7］。這在很大程度上影響了奧馬哈市K-12 階段STEM 教育的質(zhì)量。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在公立學(xué)校中，有50%的8 年級(jí)學(xué)生的科學(xué)成績(jī)達(dá)標(biāo)，而在低收入家庭學(xué)生中，這一數(shù)據(jù)只有35%［8］。為了盡快提升K-12 階段STEM 教育質(zhì)量，尤其是為大量的低收入家庭和少數(shù)族裔學(xué)生提供更多的STEM 教育機(jī)會(huì)，提升弱勢(shì)群體的STEM 學(xué)習(xí)自信和學(xué)業(yè)成績(jī)，奧馬哈市加入了全國(guó)性的“STEM 教育生態(tài)系統(tǒng)”（STEM Ecosystem），希望通過(guò)形式多樣、更加靈活的課外STEM 教育，補(bǔ)充課堂教學(xué)形式和內(nèi)容上的不足，為學(xué)生提供更豐富的STEM 學(xué)習(xí)體驗(yàn)，尤其是為STEM 弱勢(shì)群體提供更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，以縮小不同群體之間的STEM 教育鴻溝，發(fā)揮教育促進(jìn)社會(huì)公平的作用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，2013 年，內(nèi)布拉斯加大學(xué)奧馬哈分校與奧馬哈市的公立學(xué)校主管部門(mén)合作建立了STEM 4U 項(xiàng)目。

STEM 4U 采用了課后項(xiàng)目的形式，對(duì)象為小學(xué)和初中年級(jí)的公立學(xué)校低收入家庭的學(xué)生。根據(jù)開(kāi)展的時(shí)間安排，美國(guó)課外STEM 項(xiàng)目主要分為夏令營(yíng)項(xiàng)目、周末項(xiàng)目和放學(xué)后項(xiàng)目三種類型［9］。其中，放學(xué)后項(xiàng)目安排在周一到周五的工作日，利用學(xué)生放學(xué)后回家前的一段時(shí)間來(lái)開(kāi)展。放學(xué)后項(xiàng)目不需要額外規(guī)劃場(chǎng)地和時(shí)間安排，實(shí)施起來(lái)最為方便。另外，放學(xué)后項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容和課堂教學(xué)最為相近，有利于為STEM 專業(yè)的大學(xué)生提供教育實(shí)踐訓(xùn)練。STEM 4U 項(xiàng)目的師資全部來(lái)自內(nèi)布拉斯加大學(xué)STEM 相關(guān)學(xué)科的大學(xué)生（主要為本科生，也有少部分研究生），他們以項(xiàng)目志愿者角色承擔(dān)教學(xué)任務(wù)。

（二）項(xiàng)目?jī)?nèi)容

STEM 4U 項(xiàng)目由內(nèi)布拉斯加大學(xué)STEM 生命科學(xué)系和教育學(xué)系的專業(yè)教師聯(lián)合組成的團(tuán)隊(duì)承擔(dān)組織領(lǐng)導(dǎo)工作，項(xiàng)目實(shí)施的流程和內(nèi)容如下［10］：

1.申請(qǐng)與審核

STEM 4U 項(xiàng)目發(fā)布招募信息。有意愿加入項(xiàng)目的STEM 相關(guān)專業(yè)的學(xué)生提交申請(qǐng)書(shū)，包括簡(jiǎn)歷、學(xué)習(xí)成績(jī)、自我介紹等相關(guān)信息，經(jīng)過(guò)篩選，并通過(guò)項(xiàng)目組織的面試和背景審查后，成為STEM 4U 項(xiàng)目的志愿者成員。

2.教學(xué)培訓(xùn)

新加入STEM 4U 項(xiàng)目的志愿者接受一系列教學(xué)能力培訓(xùn)，內(nèi)容包括設(shè)計(jì)和撰寫(xiě)教案、學(xué)生興趣激發(fā)及保持課堂氛圍、領(lǐng)導(dǎo)技巧和班級(jí)管理、學(xué)生安全、相關(guān)教育法規(guī)等。

3.觀摩教學(xué)

接受培訓(xùn)后，新志愿者需要觀摩具有豐富經(jīng)驗(yàn)的志愿者的課堂教學(xué)至少三次，然后才能進(jìn)入教室，開(kāi)始設(shè)計(jì)與實(shí)施自己的教學(xué)活動(dòng)。

4.課程活動(dòng)實(shí)施

課程活動(dòng)以團(tuán)隊(duì)教學(xué)的方式進(jìn)行，通常由兩到三名志愿者形成一個(gè)教學(xué)小組，配合進(jìn)行課程活動(dòng)。一般每個(gè)學(xué)校每周開(kāi)展兩次STEM 課外活動(dòng)，每次課程活動(dòng)時(shí)長(zhǎng)為1 小時(shí)，為了保證STEM 課程活動(dòng)的效果，每次課程的學(xué)生人數(shù)控制在15 人以內(nèi)。為了保證課程質(zhì)量和教學(xué)實(shí)踐訓(xùn)練的效果，項(xiàng)目要求志愿者保證一般能連續(xù)參與至少一年的服務(wù)。

5.教學(xué)研討

除了每周兩次為中小學(xué)生提供STEM 的教學(xué)活動(dòng)，STEM 4U 項(xiàng)目每個(gè)月組織一次教學(xué)研討活動(dòng)，教學(xué)研討的形式包括“實(shí)驗(yàn)之夜”（Experiment nights）和 STEM 討論會(huì)（STEMinar）。在“實(shí)驗(yàn)之夜”中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)討論本月課程中所存在的問(wèn)題并提出改進(jìn)意見(jiàn)。STEM 討論會(huì)則邀請(qǐng)專家為志愿者做課外STEM 教學(xué)的講座，內(nèi)容包括班級(jí)管理、多元文化、師生關(guān)系構(gòu)建等。

6.教學(xué)研究

STEM 4U 項(xiàng)目還為志愿者提供了參與教學(xué)研究的機(jī)會(huì)。

（三）項(xiàng)目成果

STEM 4U 項(xiàng)目開(kāi)始于2013 年，短短幾年中已經(jīng)取得了不小的成果。截至2016 年，STEM 4U 項(xiàng)目進(jìn)入了7 所初中、11 所小學(xué)，參與項(xiàng)目學(xué)習(xí)的中小學(xué)生 約 有 8000 人［11］，擔(dān)任 項(xiàng) 目 志 愿 者的人 數(shù) 達(dá) 到109 人［12］。

STEM 4U 項(xiàng)目啟動(dòng)之后，項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行了持續(xù)的跟蹤研究，通過(guò)各方面的數(shù)據(jù)分析該項(xiàng)目對(duì)中小學(xué)生參與者和大學(xué)生志愿者的影響。

對(duì)于中小學(xué)生的影響結(jié)果顯示，參加STEM 4U項(xiàng)目的中小學(xué)生在STEM 內(nèi)容知識(shí)的獲取、STEM 內(nèi)容知識(shí)的長(zhǎng)期記憶效果、STEM 短期學(xué)習(xí)效果以及對(duì)于STEM 學(xué)習(xí)的態(tài)度方面都有了比較明顯的改善，如表1 所示。除此以外，參與學(xué)習(xí)的學(xué)生對(duì)于STEM 4U 課程在激發(fā)STEM 學(xué)習(xí)興趣、引發(fā)STEM探究愿望方面給予了較高的積極評(píng)價(jià)［13］［14］。

表1 STEM 4U 項(xiàng)目對(duì)中小學(xué)生參與者的影響效果的系列研究［15］［16］

針對(duì)大學(xué)生志愿者的研究表明，STEM 4U 項(xiàng)目對(duì)于志愿者的影響是多方面的［17］。首先，教課是最好的學(xué)習(xí)方式，通過(guò)為中小學(xué)生開(kāi)設(shè)STEM 課程，志愿者的STEM 內(nèi)容知識(shí)得到了鞏固、梳理和強(qiáng)化，從而提升了自身的STEM 專業(yè)知識(shí)水平。其次，STEM 4U 項(xiàng)目極大地提高了志愿者的教學(xué)能力。通過(guò)設(shè)計(jì)教案、實(shí)施教學(xué)，進(jìn)行教學(xué)評(píng)估和教學(xué)反思這樣一個(gè)完整的教學(xué)實(shí)踐流程，志愿者在課程設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、課堂領(lǐng)導(dǎo)力、溝通技巧和教學(xué)自信等方面有了明顯提升，為未來(lái)的職業(yè)生涯更好地做準(zhǔn)備。最后，STEM 4U 項(xiàng)目對(duì)很多志愿者的職業(yè)選擇道路產(chǎn)生了影響。參加項(xiàng)目的志愿者并不是師范專業(yè)，但在參加STEM 4U 項(xiàng)目之后，有超過(guò)一半的志愿者表示將在未來(lái)考慮選擇教學(xué)相關(guān)的工作，如表2 所示。

表2 STEM 4U 項(xiàng)目對(duì)大學(xué)生志愿者的影響效果的研究［18］

三、STEM 4U 項(xiàng)目的特點(diǎn)

（一）基于問(wèn)題的探究式學(xué)習(xí)

STEM 4U 項(xiàng)目的課程內(nèi)容包含了STEM 的各個(gè)領(lǐng)域，包括生物、化學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、工程等。課程主要采用基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)方式，教師根據(jù)學(xué)習(xí)主題設(shè)定要解決的問(wèn)題，學(xué)習(xí)者以探究的方式，通過(guò)完成一系列動(dòng)手操作活動(dòng)來(lái)解答問(wèn)題，完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

在正式的STEM 課堂教學(xué)中，課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)任務(wù)比較密集，學(xué)生動(dòng)手操作和實(shí)驗(yàn)探究的時(shí)間相對(duì)較少。對(duì)于低收入家庭和少數(shù)族裔的學(xué)生而言，由于缺少參加各種課外學(xué)習(xí)的經(jīng)濟(jì)條件，他們?cè)赟TEM 相關(guān)知識(shí)和技能的掌握上相對(duì)更為不足，這也是弱勢(shì)群體對(duì)STEM 學(xué)習(xí)缺乏自信和興趣，在STEM 領(lǐng)域的學(xué)業(yè)成就不如高收入家庭的學(xué)生的原因之一。針對(duì)課堂正規(guī)學(xué)習(xí)的不足及項(xiàng)目參與者的特點(diǎn)，STEM 4U 采用了基于問(wèn)題的探究式學(xué)習(xí)方式，強(qiáng)調(diào)調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，在探究問(wèn)題的引導(dǎo)下，學(xué)生自定步調(diào)，自主動(dòng)手操作，有效地激發(fā)了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。

基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)方式把學(xué)習(xí)內(nèi)容和生活中的真實(shí)問(wèn)題相聯(lián)系，項(xiàng)目參與學(xué)生在學(xué)習(xí)了STEM 4U的課程后，能夠使用學(xué)習(xí)到的知識(shí)和技能回答和解決生活中的問(wèn)題，這極大地提升了他們學(xué)習(xí)STEM的積極性。對(duì)于項(xiàng)目的效果研究結(jié)果顯示，在參加STEM 4U 課后項(xiàng)目后，78%的學(xué)生對(duì)STEM 學(xué)習(xí)持積極態(tài)度，73%的學(xué)生對(duì)STEM 產(chǎn)生了認(rèn)同感，80%的學(xué)生認(rèn)為這個(gè)項(xiàng)目增加了他們今后工作所需的STEM 知識(shí)［19］。

（二）基于研究的教學(xué)實(shí)踐訓(xùn)練

作為一個(gè)教學(xué)實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目，STEM 4U 確立了教學(xué)、輔導(dǎo)（mentorship）和研究三位一體的項(xiàng)目模式，如圖 1 所示［20］。

圖1 STEM 4U 項(xiàng)目模式

教學(xué)是參與STEM 4U 的項(xiàng)目志愿者承擔(dān)的主要工作，也是教學(xué)實(shí)踐能力訓(xùn)練的基本形式。通過(guò)參與真實(shí)的、具體的、完整的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程，大學(xué)生志愿者在課程設(shè)計(jì)、課堂管理、教學(xué)組織、師生關(guān)系構(gòu)建、溝通技巧、領(lǐng)導(dǎo)力等方面獲得了全方位的鍛煉和發(fā)展。

STEM 4U 項(xiàng)目中的輔導(dǎo)包含三個(gè)層面的內(nèi)容，一是指志愿者對(duì)參與項(xiàng)目的學(xué)生開(kāi)展的個(gè)別輔導(dǎo)，二是指項(xiàng)目的資深志愿者對(duì)新加入項(xiàng)目的志愿者進(jìn)行的輔導(dǎo)，三是指項(xiàng)目的指導(dǎo)教師對(duì)項(xiàng)目的志愿者進(jìn)行專業(yè)知識(shí)和教學(xué)技能上的輔導(dǎo)。

研究是STEM 4U 項(xiàng)目中非常重要的一個(gè)組成部分，STEM 4U 項(xiàng)目的實(shí)施、評(píng)估和改進(jìn)都是建立在研究結(jié)果的基礎(chǔ)上。研究包含兩個(gè)方面的內(nèi)容，首先，項(xiàng)目強(qiáng)調(diào)志愿者應(yīng)重視教學(xué)反思，在專業(yè)教師的帶領(lǐng)下，對(duì)項(xiàng)目參與者的學(xué)習(xí)效果開(kāi)展研究，并根據(jù)研究的結(jié)果改進(jìn)教學(xué)。STEM 4U 項(xiàng)目鼓勵(lì)志愿者教師以自己的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)為基礎(chǔ)，開(kāi)展相關(guān)研究，這是提升教師專業(yè)能力的一種有效訓(xùn)練方式。其次，項(xiàng)目的指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)以項(xiàng)目中的中小學(xué)生和大學(xué)生志愿者為對(duì)象，開(kāi)展一系列的研究，根據(jù)研究的結(jié)果對(duì)項(xiàng)目成效進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)一步改進(jìn)項(xiàng)目。

教學(xué)、輔導(dǎo)和研究三位一體的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使STEM 4U 成為一種有效促進(jìn)教師專業(yè)能力發(fā)展的教學(xué)實(shí)踐訓(xùn)練模式。

（三）基于評(píng)估的項(xiàng)目改進(jìn)

優(yōu)質(zhì)的課外STEM 項(xiàng)目對(duì)于促進(jìn)K-12 階段學(xué)生的STEM 學(xué)習(xí)有著積極的促進(jìn)作用。然而，一個(gè)課外STEM 項(xiàng)目的質(zhì)量究竟如何？怎樣改進(jìn)和提升其質(zhì)量？要回答這些問(wèn)題，對(duì)于項(xiàng)目的有效評(píng)估就成為關(guān)鍵［21］。

STEM 4U 非常重視項(xiàng)目實(shí)施質(zhì)量的評(píng)估，并將評(píng)估結(jié)果作為改進(jìn)項(xiàng)目的重要依據(jù)。項(xiàng)目采用的評(píng)估工具是哈佛大學(xué)PEAR 研究所開(kāi)發(fā)的STEM 活動(dòng)質(zhì)量評(píng)估工具“ 成功維度”（Dimensions of Success，DoS）。

DoS 是在美國(guó)科學(xué)基金會(huì)（NSF）資助下開(kāi)發(fā)的，專門(mén)用于評(píng)估課外STEM 活動(dòng)實(shí)施質(zhì)量的一套觀察工具。它一共有4 個(gè)維度，分別是學(xué)習(xí)環(huán)境、活動(dòng)參與、STEM 知識(shí)和實(shí)踐，以及青少年的STEM 發(fā)展；每個(gè)維度下各包含3 個(gè)子項(xiàng)，一共有12 個(gè)評(píng)估項(xiàng)目，如表3 所示。哈佛大學(xué)PEAR 研究所為DoS 評(píng)估工具的有效應(yīng)用提供培訓(xùn)、考核以及資格認(rèn)證服務(wù)。

表3 成功維度（DoS）STEM 課外活動(dòng)評(píng)估工具

STEM 4U 項(xiàng)目在實(shí)施的每個(gè)學(xué)期中都會(huì)開(kāi)展評(píng)估，每個(gè)項(xiàng)目參與學(xué)校每學(xué)期至少評(píng)估兩次。為了保證評(píng)估結(jié)果的有效性，STEM 4U 項(xiàng)目每次邀請(qǐng)一名外部的DoS 認(rèn)證評(píng)估師和兩名項(xiàng)目?jī)?nèi)部的DoS認(rèn)證評(píng)估師共同進(jìn)行評(píng)估，最后綜合三名評(píng)估師的意見(jiàn)，得出最后的評(píng)估結(jié)果。

表4 列出了四個(gè)學(xué)期的評(píng)估結(jié)果，從歷次評(píng)估結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，在12 個(gè)子項(xiàng)中，STEM 4U 項(xiàng)目在活動(dòng)的組織、材料、空間利用、參與和關(guān)系構(gòu)建這5個(gè)方面總體比較出色，而在反思、探究和表達(dá)方面相對(duì)薄弱?？v觀四個(gè)學(xué)期的評(píng)估數(shù)據(jù)，能看到各個(gè)子項(xiàng)的評(píng)估數(shù)值有逐漸向上的趨勢(shì)，如果單單對(duì)比表格中第一次和最后一次評(píng)估的數(shù)據(jù)，這種進(jìn)步體現(xiàn)得更加明顯。從中我們能清楚地看到在評(píng)估工具的支持下，項(xiàng)目持續(xù)改進(jìn)的結(jié)果。

表4 使用成功維度評(píng)估工具對(duì)STEM 4U 項(xiàng)目評(píng)估的部分?jǐn)?shù)據(jù)［22］［23］

四、對(duì)我國(guó)STEM 教育的啟示

（一）構(gòu)建STEM 學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)，推動(dòng)課外STEM 教育項(xiàng)目的發(fā)展

2016 年，美國(guó)教育部發(fā)布了報(bào)告《STEM 2026：STEM 教育中的創(chuàng)新愿景》，對(duì)未來(lái)十年STEM 教育的發(fā)展目標(biāo)作了構(gòu)想。［24］其中首要的一點(diǎn)就是形成“參與度高且網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)踐共同體”，旨在整合社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的力量，參與和推動(dòng)STEM 教育。當(dāng)前，將課內(nèi)和課外、正式教育和非正式教育相融合并協(xié)同作用，形成STEM 學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的理念日益受到重視［25］。STEM 4U 就是美國(guó) STEM 學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的一個(gè)典型案例，通過(guò)高校STEM 教育專業(yè)人士的參與，為中小學(xué)提供課外STEM 教育服務(wù)，補(bǔ)充課堂教學(xué)形式和內(nèi)容上的不足，有效地提升中小學(xué)生STEM 學(xué)習(xí)的質(zhì)量。這對(duì)于我國(guó)STEM 教育發(fā)展具有較大的借鑒價(jià)值。

2015 年，自我國(guó)教育部提出要“探索 STEM 教育、創(chuàng)客教育等新教育模式”后，各地中小學(xué)的STEM 教育課程建設(shè)的熱潮方興未艾。但是，國(guó)內(nèi)外STEM 教育發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)告訴我們，STEM 教育的真正成功需要整個(gè)社會(huì)聯(lián)合起來(lái)努力。學(xué)校課堂是STEM 教育的主陣地，是學(xué)生獲取高質(zhì)量STEM 教育的關(guān)鍵。但同時(shí)，課內(nèi)的STEM 教育往往受到課時(shí)數(shù)量、教學(xué)形式、場(chǎng)地空間、師資力量等各種外部條件的限制。而各種類型的課外STEM 項(xiàng)目由于其形式靈活環(huán)境寬松與真實(shí)生活結(jié)合緊密等特點(diǎn)，在激發(fā)學(xué)生的STEM 學(xué)習(xí)興趣提升學(xué)生的動(dòng)手探究能力方面具有不可替代的作用。

因此，在STEM 教育發(fā)展中，我們國(guó)家應(yīng)通過(guò)頂層設(shè)計(jì)、各方協(xié)作，建立一個(gè)推動(dòng)STEM 教育發(fā)展的社會(huì)聯(lián)動(dòng)機(jī)制，有效整合企業(yè)、高校、各類文化和科技場(chǎng)館的力量，建設(shè)各種形式的課外STEM 課程，豐富中小學(xué)的課外STEM 教育。尤其值得一提的是，高校應(yīng)在中小學(xué)的STEM教育中發(fā)揮更大的作用。高校既是STEM教育理論的主要?jiǎng)?chuàng)生地，又具有豐富的STEM 教育人力資源，應(yīng)充分地發(fā)揮其社會(huì)服務(wù)功能，與中小學(xué)及各類社會(huì)文化機(jī)構(gòu)建立更加緊密的合作關(guān)系，共同為中小學(xué)開(kāi)發(fā)高質(zhì)量的課外STEM 活動(dòng)項(xiàng)目，推動(dòng)STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建。

（二）重視基于實(shí)踐的教學(xué)研究，提升STEM教學(xué)活動(dòng)和教師專業(yè)能力培養(yǎng)的質(zhì)量

STEM 4U 項(xiàng)目充分體現(xiàn)了著名的課程論專家斯坦豪斯（Stenhouse）提出的“所有的課程研究和設(shè)計(jì)都是建立在教學(xué)研究的基礎(chǔ)上”的理念［26］?！把芯俊笔荢TEM 4U 項(xiàng)目的一個(gè)核心關(guān)鍵詞。項(xiàng)目的實(shí)施、評(píng)估和改進(jìn)都是建立在研究結(jié)果的基礎(chǔ)上。項(xiàng)目既強(qiáng)調(diào)志愿者在教學(xué)活動(dòng)中重視教學(xué)反思，開(kāi)展教學(xué)中的行動(dòng)研究，進(jìn)而改進(jìn)教學(xué)；也強(qiáng)調(diào)STEM 專家基于規(guī)范的STEM 活動(dòng)評(píng)估工具，對(duì)項(xiàng)目成效進(jìn)行多維度的評(píng)估研究，并以研究結(jié)果為依據(jù)，持續(xù)地改進(jìn)項(xiàng)目。

正是這種將教學(xué)和研究?jī)煞矫婢o密結(jié)合的理念和做法，使STEM 4U 成為一個(gè)能夠?yàn)橹行W(xué)提供STEM 課外活動(dòng)和支持STEM 教師能力培養(yǎng)的多功能綜合項(xiàng)目。這一點(diǎn)對(duì)于我國(guó)發(fā)展STEM 教育具有一定的參考和借鑒價(jià)值。以問(wèn)題為導(dǎo)向，以反思為方式，教師對(duì)教學(xué)實(shí)踐中的問(wèn)題進(jìn)行自我研究，這對(duì)于教學(xué)的改進(jìn)和教師專業(yè)發(fā)展具有重要的價(jià)值［27］。今后在開(kāi)展類似項(xiàng)目的過(guò)程中，應(yīng)將培訓(xùn)、教學(xué)實(shí)踐和教師研究活動(dòng)更加緊密地結(jié)合起來(lái)，鼓勵(lì)教師對(duì)項(xiàng)目的過(guò)程開(kāi)展系統(tǒng)性的、批判性的考察，促進(jìn)STEM 教師專業(yè)能力的發(fā)展，不斷地優(yōu)化和提升STEM 教學(xué)項(xiàng)目的質(zhì)量。

（三）創(chuàng)新STEM 教育師資培養(yǎng)模式，為STEM 教育長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定基礎(chǔ)

高質(zhì)量的師資不足是影響STEM 教育發(fā)展的全球性問(wèn)題。我國(guó)的中小學(xué)STEM 教育師資在數(shù)量和質(zhì)量上都不容樂(lè)觀。2017 年的一項(xiàng)調(diào)查顯示，我國(guó)農(nóng)村小學(xué)STEM 教師的不足比例為37.3%，城市小學(xué)的不足比例為14.5%［28］。而在已開(kāi)設(shè)STEM 課程的一些學(xué)校中，授課教師存在自身科學(xué)素養(yǎng)不足、課程設(shè)計(jì)困難、綜合性教學(xué)模式能力薄弱等問(wèn)題［29］。中國(guó)教育科學(xué)研究院發(fā)布的《STEM 教育白皮書(shū)》中更是明確指出，我國(guó)目前在學(xué)校實(shí)施STEM教育中面臨的最大瓶頸就是師資問(wèn)題［30］。

STEM 4U 項(xiàng)目為我國(guó)的STEM 職前師資培養(yǎng)提供了一個(gè)可供參考的操作模式，即通過(guò)高校與中小學(xué)合作，建立可持續(xù)的課外STEM 活動(dòng)項(xiàng)目，為職前教師提供充分的教學(xué)實(shí)踐機(jī)會(huì)，提升課程設(shè)計(jì)和教學(xué)組織能力，增強(qiáng)教學(xué)自信和從教的意愿。STEM 4U 項(xiàng)目的做法和我國(guó)近年來(lái)大力推動(dòng)教師培養(yǎng)模式創(chuàng)新的精神是完全一致的。在今后我國(guó)的STEM教師培養(yǎng)中，應(yīng)按照2014 年教育部《關(guān)于實(shí)施卓越教師培養(yǎng)計(jì)劃的意見(jiàn)》中的精神，政府相關(guān)主管部門(mén)提供政策激勵(lì)，大學(xué)和中小學(xué)調(diào)整組織結(jié)構(gòu)，更新活動(dòng)方式，建立更加緊密的合作關(guān)系，通過(guò)資源整合和資源共享，形成高校、地方政府和中小學(xué)合作共同體［31］。創(chuàng)新STEM 教師協(xié)同培養(yǎng)機(jī)制，提升未來(lái)STEM 教師的專業(yè)素養(yǎng)、教學(xué)能力和從教準(zhǔn)備，從而為STEM 教育的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。