我國小學(xué)STEM教育發(fā)展困境與對策的個案研究

徐雯 丁焱 胡靜

摘要：近年我國小學(xué)STEM 教育迅速發(fā)展的同時也面臨諸多問題。論文以南京市某STEM教育試點(diǎn)小學(xué)為個案，通過文獻(xiàn)資料分析，對相關(guān)老師的訪談，結(jié)合當(dāng)前我國小學(xué)STEM教育推進(jìn)策略，揭示了我國小學(xué)STEM教育發(fā)展的困境，剖析了困境形成的原因，并從社會聯(lián)動、學(xué)校合作、教師培訓(xùn)、課程建設(shè)、教學(xué)革新等五個方面提出了我國小學(xué)STEM教育發(fā)展困境的解決對策。

關(guān)鍵詞：小學(xué)STEM教育;困境;對策

一、問題提出

隨著時代的發(fā)展，人類所面臨的問題日漸復(fù)雜，分科教育所培育的“人才”已經(jīng)無法滿足社會發(fā)展的需求。2017年3月1日發(fā)布的《中國STEAM教育發(fā)展報告》提出STEM學(xué)習(xí)利于應(yīng)對因?qū)W生學(xué)科割裂造成的現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者設(shè)計未來的能力，提升國家經(jīng)濟(jì)保持繁榮與競爭力的技術(shù)和能力[1]。自2014年起，我國部分地區(qū)開始推進(jìn)STEM教育，如江蘇2016年建立STEM教育試點(diǎn)學(xué)校243所（小學(xué)122 所），并舉辦省STEM教育項目試點(diǎn)學(xué)校教師培訓(xùn)[2]。相對于歐美發(fā)達(dá)國家，我國STEM 教育起步晚、發(fā)展慢，在教學(xué)實(shí)踐上的研究較少。STEM教育不僅是新增一門課程，而是嘗試從課程理念、教學(xué)方式、學(xué)生發(fā)展目標(biāo)探索我國小學(xué)教育發(fā)展的新模式，以期打破當(dāng)前學(xué)生思維固定化、創(chuàng)新意識缺乏、創(chuàng)造實(shí)踐能力不足等僵局。我國小學(xué)如何開展STEM教育？相關(guān)培訓(xùn)與政策支撐如何？推進(jìn)中有何困難？如何化解？對這些問題的探討，有助于推進(jìn)我國STEM教育的發(fā)展。

筆者選擇江蘇省STEM教育試點(diǎn)學(xué)校之一——南京某小學(xué)為個案，通過對其相關(guān)文獻(xiàn)材料的分析，及學(xué)校STEM教育教師團(tuán)隊（體育老師J1、數(shù)學(xué)老師J2、語文老師J3、美術(shù)老師J4、信息技術(shù)老師J5）的訪談，對上述問題進(jìn)行探討，希望窺斑見豹，對我國小學(xué)實(shí)施STEM教育的困境、原因做出分析。并結(jié)合國內(nèi)外成功經(jīng)驗，提出我國小學(xué)STEM教育困境的解決對策。

二、我國小學(xué)實(shí)施STEM教育的困境與原因分析

STEM教育的發(fā)展為我國小學(xué)教育改革發(fā)展帶來了契機(jī)，然而STEM教育的推進(jìn)對教師隊伍結(jié)構(gòu)、課程體系、教學(xué)模式、政府與社會支持等方面都提出了新的挑戰(zhàn)，這些方面的不足，影響和制約著我國小學(xué)STEM教育的發(fā)展。個案小學(xué)在其推進(jìn)中，在此方面也遇到諸多困境。

1.以3D打印課為中心的STEM課程建設(shè)模式使得教師對“STEM教育”理解存在誤區(qū)。小學(xué)教師所理解的STEM教育是什么樣的呢？他們在STEM課程實(shí)踐中是否做到了“S、T、E、M”甚至與“A”、“R”的整合了呢？5位教師在訪談過程中都普遍表示“聽過STEM這個詞，知道各字母代表的學(xué)科，知道更多的就是整合?！钡珜τ谡蟽?nèi)容及整合方式等深入的理解就存在不同理解。J2表示“STEM教育是學(xué)校信息技術(shù)老師帶頭做的課題，我覺得是信息技術(shù)與數(shù)學(xué)的整合吧?！睆脑L談內(nèi)容可以不難看出，教師對STEM教育的認(rèn)識層面較淺，并且存在一定的理解誤區(qū)，將STEM教育理解為“信息技術(shù)與其他學(xué)科的整合”。個案小學(xué)此前一直以3D打印課程作為各科課程融合的技術(shù)切入口，因此不少教師對STEM教育的觀念認(rèn)知仍停留在早期技術(shù)與課程的整合中。此外，由于小學(xué)科學(xué)教師的匱乏，目前國內(nèi)小學(xué)STEM教育的主要負(fù)責(zé)教師大部分都是信息技術(shù)老師。負(fù)責(zé)教師的學(xué)科背景使得其自然而然將STEM中的技術(shù)窄化為信息技術(shù)，并對其他學(xué)科教師產(chǎn)生影響。

2.教師“STEM教育”培訓(xùn)體系的缺乏系統(tǒng)化。STEM教育的推進(jìn)，專業(yè)化教師隊伍是關(guān)鍵，而STEM教師不足是當(dāng)前我國STEM教育的主要難題。雖然個案學(xué)校嘗試通過多學(xué)科教師協(xié)助以解決該問題，但我國小學(xué)師資隊伍中缺乏具有工程知識與工程素養(yǎng)的教師，也就決定了多學(xué)科教師的協(xié)作顯然是無法彌補(bǔ)“STEM”中最為重要的工程教育問題需求。此外單一學(xué)科背景教師的協(xié)作往往會變成多學(xué)科知識的拼盤，教學(xué)效果大打折扣。造成這種現(xiàn)象的根源性原因，則是體現(xiàn)在現(xiàn)有師范教育與現(xiàn)有教師培訓(xùn)中。關(guān)于教師STEM素養(yǎng)提升的問題，J2表示“大多數(shù)要靠我們老師自己自學(xué)?！崩砉ば詷O強(qiáng)的STEM教育要求教師不斷進(jìn)行專業(yè)學(xué)習(xí)，這在某種程度上來說是教師的一種負(fù)擔(dān)。訪談時，在問及學(xué)?；蛏霞壗逃块T是否有針對教師STEM素養(yǎng)設(shè)置相關(guān)課程或培訓(xùn)時，J4表示有過，但并不是很系統(tǒng)，“是蜻蜓點(diǎn)水的培訓(xùn)，我們本身教師培訓(xùn)的總課時是有限定的，再加上還要做那些教科研上的培訓(xùn)，那對這一塊，也不會花費(fèi)很長時間?！苯處熍嘤?xùn)的課時有限，不能滿足所有教師的技能培訓(xùn)要求，更多的是理念上的傳遞或是國外實(shí)施STEM教育情況的介紹。且目前在崗教師的技能培訓(xùn)多與購入企業(yè)的產(chǎn)品，致使教師培訓(xùn)出現(xiàn)蜻蜓點(diǎn)水的狀況。

3.三中心教學(xué)模式仍占主導(dǎo)地位。STEM課程比單一學(xué)科課程所涵蓋的知識面廣，且其教學(xué)更多需要學(xué)生基于項目的合作學(xué)習(xí)來實(shí)現(xiàn)。而對中國教師來說是一個極大挑戰(zhàn)。我國小學(xué)教學(xué)仍以以教師中心、教材中心、課堂中心的三中心教學(xué)為主。知識被切割為多個單元，教師分課時向?qū)W生傳授，學(xué)生識記知識。教師是知識傳授者，學(xué)生是被動知識接受者。正如教師所言：“傳統(tǒng)課，老師可以把每一句話都背下來，甚至于老師們會預(yù)測學(xué)生會講些什么話。而STEM這種課很多時候都是要隨機(jī)應(yīng)變的?！保↗5）、“我們國家不管從幼兒園還是小學(xué)，老師教學(xué)的模式就是老師說一，你就得說一;老師說二，你就得說二。不允許你開小差，也不允許你有拓展性思維。你讓學(xué)生突然預(yù)測一些問題，學(xué)生這種預(yù)測的能力會比較弱。”（J4）由此可見，已經(jīng)適應(yīng)傳統(tǒng)三中心教學(xué)模式的教師，尤其在以知識識記為主的應(yīng)試教育主導(dǎo)下，無論教師、學(xué)生，顯然都難以跳出現(xiàn)有教學(xué)模式、學(xué)習(xí)方式。

4. STEM課程資源匱乏，開發(fā)難度大。我國STEM教育是學(xué)自美國，相對于美國豐富的STEM課程資源，國內(nèi)STEM教育更多的是雷聲大雨點(diǎn)小，或是對國外STEM教育的研究，或是國外實(shí)施案例的介紹。目前我國STEM課程，一種是購買所翻譯的國外STEM課程資源，一種是依托Scratch創(chuàng)意編程、Arduino創(chuàng)意電子等進(jìn)行開發(fā)[3]。個案小學(xué)的STEM課程是第二種形式。J5在訪談中提到會STEM課程應(yīng)選擇“適合于我們中國中小學(xué)年齡特點(diǎn)和我們的國家標(biāo)準(zhǔn)教材比較能整合在一起的課程”。國外STEM課程與我國學(xué)生認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)及國家課程標(biāo)準(zhǔn)的契合性還存在問題。從創(chuàng)客課程延伸而言，由小學(xué)老師自主設(shè)計的課程，往往在課程內(nèi)容的整合性、科學(xué)性上存在問題。同時也無完備的設(shè)計思路或依托的設(shè)計思想。這也是導(dǎo)致部分老師將STEM課程理解為信息技術(shù)與課程整合的直接原因。適合中國小學(xué)的STEM課程資源匱乏以及該國家課程標(biāo)準(zhǔn)的不明確，使得我國小學(xué)STEM教育短期內(nèi)很難切實(shí)推進(jìn)。

5.缺乏切實(shí)有效的支撐和推動措施。較于美國的社會聯(lián)動，國內(nèi)STEM教育處于尚未成初級階段?！吨袊鳶TEM教育白皮書》、小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)等政策的發(fā)布以及各級政府陸續(xù)出臺系列政策倡導(dǎo)STEM教育的發(fā)展。然而在問及學(xué)?；蛏霞壗逃块T是否有具體舉措幫助推進(jìn)課程時，J3表示“STEM教育不是學(xué)?；蛘叩胤浇逃毮懿块T出臺政策就能夠克服的”。J5則表示“好像暫時沒有什么幫助或者扶持，領(lǐng)導(dǎo)也只是給了我們一些精神上的鼓勵”。雖然目前我國一些地區(qū)出臺了相關(guān)政策，但政策還不夠具體，例如對STEM教育的資金和實(shí)驗條件支持、課程資源的支持以及師資力量的支持等并無明確的政策，這也使得將STEM教育變成實(shí)際行為變得難以進(jìn)行[4]。國內(nèi)STEM教育研究起步較晚，在教學(xué)實(shí)踐上的探索還比較少，只占STEM文獻(xiàn)數(shù)量的14%。其中以教學(xué)設(shè)計建議或案例的文章居多，實(shí)證研究較少，主要集中在中小學(xué)階段，高等教育階段進(jìn)行的實(shí)踐應(yīng)用較少[5]。此類研究的缺乏也從側(cè)面驗證了我國目前STEM課程資源短缺的問題，究其原因，仍是我國政府政策推行力度較弱。

三、我國小學(xué)實(shí)施STEM教育的對策

我國小學(xué)STEM教育尚處于起步階段，遇到此類困境在所難免。我們應(yīng)積極借鑒其他國家經(jīng)驗，立足本國情況，促進(jìn)我國小學(xué)STEM教育的發(fā)展。

1.加強(qiáng)各方聯(lián)動，協(xié)同推進(jìn)。美國STEM教育的迅速發(fā)展得益于美國政府及社會各界的重視和積極參與。實(shí)踐經(jīng)驗表明，依靠單一的職能部門推動STEM的發(fā)展是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。協(xié)同推進(jìn)中，一方面小學(xué)應(yīng)該加強(qiáng)自身的STEM建設(shè)，積極主動地與兄弟學(xué)校分享STEM教育資源與經(jīng)驗，實(shí)現(xiàn)資源經(jīng)驗共享、互幫互助的小學(xué)STEM教育聯(lián)盟。另一方面要加強(qiáng)高校、小學(xué)在STEM教育發(fā)展中的合作，充分發(fā)揮高校STEM專業(yè)人才的價值。如美國普渡大學(xué)的SLED項目中[6]，構(gòu)建“高校STEM相關(guān)學(xué)科的專家——高校課程與教學(xué)專家——小學(xué)一線教師”的STEM實(shí)踐共同體，旨在利用學(xué)科專家對知識的專業(yè)性、課程與教學(xué)專家對課程結(jié)構(gòu)的把握以及小學(xué)一線教師的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗，三方合作開發(fā)設(shè)計STEM課程。若僅僅依靠一方設(shè)計開發(fā)課程，必然會具有一定的片面性。只有將高校教師的專業(yè)性及小學(xué)教師的教學(xué)經(jīng)驗融合在一起，所開發(fā)出的課程才能在適合我國小學(xué)生身心發(fā)展特點(diǎn)的基礎(chǔ)上更好地實(shí)現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科內(nèi)容的整合。

2.增加STEM師范教育，健全教師培訓(xùn)。好的STEM課程離不開一位優(yōu)秀的STEM教師，在現(xiàn)有師范教育中，增加STEM教育專業(yè)，明確STEM教師的專業(yè)性及重要性，培養(yǎng)專業(yè)化的STEM教育，這一舉措有待國家推進(jìn)實(shí)施。而在現(xiàn)有師范培養(yǎng)體系不足，尚未將STEM教育納入專業(yè)教育的情況下，則要促進(jìn)對現(xiàn)有教師的職后培訓(xùn)，設(shè)置課程或技能提升課程，提升在職教師的STEM素養(yǎng)。技能提升課及STEM課程必須是系統(tǒng)化的。而STEM教育的培訓(xùn)師資則需要突破“教育專家主導(dǎo)”的局面，組成“STEM課程培訓(xùn)或咨詢團(tuán)隊”。

3.細(xì)化課程標(biāo)準(zhǔn)，完善課程目標(biāo)。課程標(biāo)準(zhǔn)是一門課程的指路明燈，會對課程的各方面進(jìn)行詳細(xì)的闡述，對學(xué)生的學(xué)習(xí)提出全面性的要求。目前我國大部分的STEM課程都是以我國小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)為主，2017年新出臺的小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)分別從“科學(xué)知識”、“科學(xué)探究”、“科學(xué)態(tài)度”、“科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境”四個方面闡述具體目標(biāo)，但尚未出臺明確的STEM課程標(biāo)準(zhǔn)及目標(biāo)。確立STEM課程標(biāo)準(zhǔn)及課程目標(biāo)迫在眉睫。確立STEM課程標(biāo)準(zhǔn)時，不應(yīng)盲目學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗，要因地制宜且需綜合考慮到STEM課程的可應(yīng)用性。而課程目標(biāo)應(yīng)該清晰明確;在完善目標(biāo)時，應(yīng)參照整合學(xué)科的課程目標(biāo)制定，更應(yīng)與我國基本的育人目標(biāo)相吻合。學(xué)校一般將STEM課程作為校本課程來實(shí)現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)造思維、團(tuán)隊合作能力等綜合能力的培養(yǎng)，在確立課程標(biāo)準(zhǔn)及課程目標(biāo)時，更應(yīng)結(jié)合本校學(xué)生的實(shí)際情況設(shè)置。

4.突破教學(xué)局限，實(shí)施教學(xué)革新。如果說課程是建筑的設(shè)計圖紙，那么教學(xué)則是具體的施工過程。在課程開展的過程中，教師教學(xué)也是至關(guān)重要的一環(huán)。STEM課程的教學(xué)方式更是一場教學(xué)方式的革新。STEM教育更多采用的是以學(xué)生為中心、以經(jīng)驗為中心、以活動為中心的新三中心教學(xué)模式，提倡學(xué)生創(chuàng)造性、自主探究、合作學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的STEM教育，勢必會對我國傳統(tǒng)班級授課制采納的教學(xué)方式產(chǎn)生沖擊。要開展STEM課程就必須對現(xiàn)有教學(xué)模式手段進(jìn)行革新。重視對一線教師及準(zhǔn)教師的專業(yè)培養(yǎng)，不僅是對教師能力素質(zhì)的培養(yǎng)，更是引導(dǎo)教師觀念轉(zhuǎn)變。教師在強(qiáng)化自身的專業(yè)能力及素質(zhì)，積極轉(zhuǎn)變觀念的同時，在課堂教學(xué)中應(yīng)采用合作教學(xué)的方式，構(gòu)建教師共同體，注重不同專業(yè)教師間的協(xié)作交流、經(jīng)驗分享，改善教師單一學(xué)科知識背景的不足。

四、結(jié)論與展望

STEM教育作為近年國外教育發(fā)展的熱點(diǎn)，也是國內(nèi)目前課程改革的重點(diǎn)與難點(diǎn)。個案小學(xué)作為目前我國STEM教育發(fā)展的“先驅(qū)者”，在積極探索推進(jìn)的同時也面臨著諸多困難，而個案小學(xué)作為我國開展STEM教育所有小學(xué)的縮影，體現(xiàn)的并不僅僅是這一單一學(xué)校在探索過程中遇到的困難。開展STEM教育的過程中開展STEM教育是一個循序漸進(jìn)的過程，在未來的道路上我們也會遇到越來越多的挑戰(zhàn)。國外的經(jīng)驗固然重要，但怎樣在不改變STEM教育本質(zhì)的情況下，將其本土化，厘清我國小學(xué)在實(shí)施STEM教育的困難，積極主動地尋求解決的對策，發(fā)揮其最大的效用，在創(chuàng)新與改進(jìn)中努力推進(jìn)我國小學(xué)STEM教育的發(fā)展。而在小學(xué)STEM教育的發(fā)展中，除了加強(qiáng)社會聯(lián)動，政府協(xié)同推進(jìn)以外，教師作為課程設(shè)計開發(fā)、課程實(shí)施的重要組成部分，加強(qiáng)自身專業(yè)水平，積極開拓改革創(chuàng)新現(xiàn)有教學(xué)模式手段也是必不可少的。相信在多方協(xié)作的努力下，中國的小學(xué)STEM教育定會迅猛發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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