STEM教育的鄉(xiāng)村認(rèn)知現(xiàn)狀探究與推廣可行性分析

趙旌宇

[摘要]STEM教育在鄉(xiāng)村小學(xué)要實(shí)現(xiàn)有效的發(fā)展，需要通過(guò)多個(gè)主體、多個(gè)方面配合實(shí)施。通過(guò)分析目前鄉(xiāng)村小學(xué)STEM教育存在教師專業(yè)背景缺乏、課程資源短缺、學(xué)校關(guān)注度低、投入過(guò)少、家長(zhǎng)了解程度低的問(wèn)題，提出了加大引入有STEM背景的教師、提高教師實(shí)施STEM教育的綜合能力、針對(duì)鄉(xiāng)村學(xué)生設(shè)計(jì)相適應(yīng)的STEM課程、加強(qiáng)學(xué)校對(duì)STEM教育的投入、加強(qiáng)家校合作的途徑，促進(jìn)鄉(xiāng)村小學(xué)STEM教育發(fā)展，從而推進(jìn)教育公平，推動(dòng)城鄉(xiāng)義務(wù)教育一體化。

[關(guān)鍵詞]STEM教育;鄉(xiāng)村小學(xué);現(xiàn)狀探究;推廣分析

[中圖分類號(hào)]G521[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四門(mén)學(xué)科的簡(jiǎn)稱，于1986年發(fā)布的《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》報(bào)告中，由美國(guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)首次提出。在此之后，澳大利亞、英國(guó)、德國(guó)等國(guó)家也相繼出臺(tái)關(guān)于STEM的政策和培養(yǎng)計(jì)劃，促使STEM教育全球化。早在2001年，我國(guó)科技教育領(lǐng)域已開(kāi)始陸續(xù)有對(duì)STEM教育的引入和介紹，但在之后的十年中，國(guó)內(nèi)STEM教育一直處于發(fā)展緩慢的階段，關(guān)注點(diǎn)也局限在STEM教育理念及國(guó)外經(jīng)驗(yàn)的介紹。2012年《上海教育.環(huán)球教育時(shí)訊》曾開(kāi)辟STEM教育專欄，這是我國(guó)教育類雜志第一次較為集中地介紹STEM教育。在《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見(jiàn)（征求意見(jiàn)稿）》中，教育部首次提出要指出“探索STEM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式”。在教育部2016年發(fā)布的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》、2017年發(fā)布的《教育部教育裝備研究與發(fā)展中心2016年工作要點(diǎn)》中，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了STEM教育對(duì)中小學(xué)教育發(fā)展以及高素質(zhì)人才培養(yǎng)的支撐引領(lǐng)作用。國(guó)內(nèi)STEM教育國(guó)家層面的啟動(dòng)以“STEM教育研究中心”的成立作為標(biāo)志，2017年6月成立了中國(guó)教科院STEM教育研究中心。2018年5月“中國(guó)STEM教育2029行動(dòng)計(jì)劃”正式啟動(dòng)，該研究中心還先后頒布《中國(guó)STEM教育白皮書(shū)》與《STEM教師能力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》。STEM教育旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等學(xué)科知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)觀察、設(shè)計(jì)、分析、推斷和運(yùn)算的能力來(lái)解決問(wèn)題的綜合素養(yǎng)。除科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)以外的其他學(xué)科知識(shí)，比如藝術(shù)、語(yǔ)言等的加入，引入了STEM+教育的概念。

在黨的十九大報(bào)告中，習(xí)近平總書(shū)記強(qiáng)調(diào)，“推動(dòng)城鄉(xiāng)義務(wù)教育一體化發(fā)展，高度重視農(nóng)村義務(wù)教育”。堅(jiān)持農(nóng)村義務(wù)教育重中之重地位不動(dòng)搖，把農(nóng)村教育辦好，是貫徹落實(shí)黨的十九大精神，辦好人民滿意教育的關(guān)鍵舉措，涉及億萬(wàn)農(nóng)民切身利益和國(guó)家長(zhǎng)治久安。

本文以鄉(xiāng)村小學(xué)教育為例，通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷和訪談的方法，以鄉(xiāng)村小學(xué)教師的STEM教育認(rèn)知現(xiàn)狀作為切入點(diǎn)，對(duì)STEM教育在鄉(xiāng)村的推廣可行性進(jìn)行分析。其中，調(diào)查問(wèn)卷是基于重慶師范大學(xué)STEM教育研究課題組的《中小學(xué)STEM教育實(shí)施現(xiàn)狀調(diào)查問(wèn)卷》，選取部分適用于黃巖區(qū)鄉(xiāng)村小學(xué)的問(wèn)題，以電子形式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給各鄉(xiāng)村小學(xué)教師，共收回295份，由組織者采用EXCEL、SPSSAU等軟件進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)。

1 STEM教育的鄉(xiāng)村認(rèn)知現(xiàn)狀

1.1 對(duì)STEM教育持積極態(tài)度，但是認(rèn)識(shí)不到位

STEM教育理念進(jìn)入我國(guó)已有近20年的歷史。在政府、學(xué)校、企業(yè)等不同主體的共同努力下，已初步探索出一些成果。訪談中，超過(guò)半數(shù)的教師認(rèn)為STEM教育是最近幾年國(guó)際科學(xué)與技術(shù)教育新興的中小學(xué)及大學(xué)科學(xué)教育實(shí)踐和研究范式且STEM教育已經(jīng)成為全球性的科技教育戰(zhàn)略，是提高國(guó)家綜合國(guó)力的重要基礎(chǔ)，認(rèn)為STEM教育并不是科學(xué)、技術(shù)、工程的簡(jiǎn)單疊加，強(qiáng)調(diào)他們之間的融合，將這四門(mén)學(xué)科內(nèi)容組成有機(jī)整體，著力解決真實(shí)的問(wèn)題，即重視學(xué)科知識(shí)的整合、問(wèn)題解決的綜合性、跨學(xué)科性，以更好地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。但是STEM課程大部分是在一線城市如上海、南京、深圳等地方開(kāi)展，鄉(xiāng)村教師對(duì)于STEM教育的認(rèn)識(shí)不到位。少數(shù)教師在大學(xué)學(xué)習(xí)期間學(xué)習(xí)過(guò)關(guān)于STEM教育的課程和經(jīng)過(guò)足夠的實(shí)踐訓(xùn)練，大部分教師只是學(xué)習(xí)了單門(mén)學(xué)科知識(shí)，對(duì)于利用STEM課程培養(yǎng)學(xué)生解決綜合性、跨學(xué)科性問(wèn)題仍處于摸石頭過(guò)河階段。

1.2 STEM相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備不足

學(xué)科知識(shí)是教學(xué)能力養(yǎng)成的基石，為了實(shí)現(xiàn)STEM課程的有效教學(xué)，教師自身必須要具備科學(xué)（物理、化學(xué)、生物）、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等方面的知識(shí)。

綜合表1、圖1可知，教師在面對(duì)問(wèn)題1-問(wèn)題10的看法上基本趨于一致。31%的教師認(rèn)為自己能夠理解實(shí)施STEM教育所需要的科學(xué)事實(shí)、概念、規(guī)律、定理和理論等學(xué)科知識(shí)，并能夠運(yùn)用對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)和理解去解釋或者預(yù)測(cè)觀察到的現(xiàn)象，69%的教師則認(rèn)為不能。特別是缺乏技術(shù)知識(shí)與工程思維，其中64.75%的教師認(rèn)為自己不完全具備開(kāi)展STEM教育的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、教育技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)編程技術(shù)等技術(shù)知識(shí)。31.7%的教師認(rèn)為自己理解工程思維的復(fù)雜性、系統(tǒng)性、目的性及價(jià)值性等特點(diǎn)且能夠?qū)⑵湄灤?yīng)用于STEM課程的設(shè)計(jì)、實(shí)施、評(píng)價(jià)反思過(guò)程中，68.3%的教師則認(rèn)為還不能。除此之外，還有數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、空間形式與數(shù)量也是欠缺的。

1.3 STEM教育的實(shí)施能力弱

教師STEM教育的實(shí)施能力是STEM課程有效開(kāi)展的重要保障。

綜合表2、圖2可知，教師在問(wèn)題1-問(wèn)題10看法上基本趨于一致。34.53%的教師認(rèn)為自己能夠理解STEM的學(xué)科知識(shí)體系，并根據(jù)STEM教育課程的需要，分析其中的相關(guān)聯(lián)系，65.47%的教師則認(rèn)為不能。34.5%的教師認(rèn)為自己具備能夠促使學(xué)生形成獨(dú)特的跨學(xué)科界限的知識(shí)事業(yè)和思維能力，并能夠把來(lái)自兩個(gè)以上學(xué)科的思想和方法結(jié)合，解決那些不能用單一學(xué)科或研究領(lǐng)域來(lái)解決的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生梳理整體知識(shí)觀的教育觀念，65.5%的教師則認(rèn)為不能。32.3%的教師認(rèn)為自己具備理解實(shí)施STEM教育所需要的學(xué)科教學(xué)法知識(shí)、技能、科學(xué)實(shí)踐能力、跨學(xué)科整合能力、跨學(xué)科學(xué)習(xí)思維和應(yīng)用工程思維貫穿于STEM課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施、評(píng)價(jià)的意識(shí)和能力，67.7%的教師則認(rèn)為不能。

2 STEM教育在鄉(xiāng)村開(kāi)展存在的問(wèn)題

2.1 缺乏專業(yè)的STEM教育背景的教師

好的教育理念需要好的教師才能夠?qū)崿F(xiàn)。由于經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，區(qū)位偏僻等原因，當(dāng)前鄉(xiāng)村教育的根本問(wèn)題是：沒(méi)人愿意去、去了不愿教、教好了留不住，導(dǎo)致鄉(xiāng)村學(xué)校師資隊(duì)伍弱?，F(xiàn)有的鄉(xiāng)村教師本來(lái)就是數(shù)量不多，其中大部分任教的理科教師專業(yè)知識(shí)背景都是以單個(gè)學(xué)科為主，若想積極實(shí)施STEM課程，無(wú)論是專業(yè)知識(shí)，還是教學(xué)方式方法，都必須在實(shí)踐中不斷摸索。

2.2 STEM課程資源缺乏

課程資源是課程要素來(lái)源以及實(shí)施課程的必要而直接的條件。目前，課程資源的匱乏，也是鄉(xiāng)村小學(xué)實(shí)施STEM教育面臨的直接問(wèn)題。許多教師在教授STEM課程時(shí)，會(huì)遇到教材不豐富的問(wèn)題，時(shí)常找不到與鄉(xiāng)村學(xué)生學(xué)情相適應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。這使得學(xué)校和教師不得不從國(guó)內(nèi)一線城市的課堂上篩選課程內(nèi)容，在未衡量課程內(nèi)容是否合適的情況下，盲目地利用、借鑒就會(huì)使STEM的教學(xué)效果不能得到保障。

2.3 學(xué)校關(guān)于STEM教育的關(guān)注度低、基礎(chǔ)薄弱

由于國(guó)內(nèi)還沒(méi)有推出技術(shù)與工程相關(guān)的STEM課程標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致有關(guān)工程和技術(shù)領(lǐng)域的內(nèi)容長(zhǎng)期在我國(guó)課程體系中關(guān)注度不高，基礎(chǔ)薄弱，且課程標(biāo)準(zhǔn)都是按照單學(xué)科設(shè)立的，并不是跨學(xué)科。在沒(méi)有課程標(biāo)準(zhǔn)的參照下，STEM課程的“教什么”“如何教”“教到什么程度”等關(guān)鍵問(wèn)題不能得到確定。這直接導(dǎo)致學(xué)校對(duì)于STEM課程沒(méi)有一個(gè)完整的框架與規(guī)劃。訪談中，大多數(shù)教師反映所在學(xué)校并未倡導(dǎo)各個(gè)學(xué)科教師在課堂教學(xué)中踐行STEM教育。另外，所在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)并未對(duì)實(shí)施STEM課程制定發(fā)展規(guī)劃，且支持學(xué)校教師去參加培訓(xùn)，更好地開(kāi)展STEM教育。

2.4 學(xué)校對(duì)STEM教育的投入較少

STEM課程其中也涉及研究成果的產(chǎn)品化，需要有專門(mén)的STEM實(shí)驗(yàn)室和與STEM課程的配套技術(shù)設(shè)備等作為基礎(chǔ)，繼而合理安排時(shí)間進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐。大多數(shù)學(xué)校并沒(méi)有足夠的實(shí)驗(yàn)室和信息技術(shù)設(shè)備等環(huán)境設(shè)施條件開(kāi)展STEM教育。大部分教師認(rèn)為所在學(xué)校并未對(duì)STEM課程投入大量的人力、物力、財(cái)力。所在學(xué)校每周并沒(méi)有安排時(shí)間給學(xué)生專門(mén)科技教育活動(dòng)課程的時(shí)間，用以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作、解決問(wèn)題的能力。

2.5 家長(zhǎng)關(guān)于STEM教育的了解程度低

大多數(shù)鄉(xiāng)村學(xué)生家長(zhǎng)文化程度不高，又因長(zhǎng)期外出打工，常年不在孩子身邊，實(shí)行放養(yǎng)式教育，重養(yǎng)輕教，同時(shí)對(duì)STEM教育的了解少之又少，忽視孩子關(guān)于動(dòng)手實(shí)踐等方面的需求。STEM課程意在培養(yǎng)孩子解決問(wèn)題的能力，這個(gè)不能通過(guò)量化的方式去評(píng)判，但是往往家長(zhǎng)僅僅通過(guò)學(xué)科成績(jī)?nèi)喽ê⒆拥闹橇εc能力，極大程度上削弱了孩子STEM課程的積極性。

3 STEM教育的推廣可行性分析

STEM教育在鄉(xiāng)村小學(xué)推廣的愿景理想的實(shí)現(xiàn)情況，取決于STEM課程實(shí)施的落實(shí)情況。所以，如何進(jìn)一步推進(jìn)STEM課程在鄉(xiāng)村小學(xué)的實(shí)施，需要通過(guò)多個(gè)主體、多個(gè)方面共同配合。為推廣STEM課程在鄉(xiāng)村小學(xué)的有效開(kāi)展，必須采取對(duì)應(yīng)的措施。

3.1 加大引入有STEM背景的教師

實(shí)施STEM課程首先要具備相應(yīng)的師資條件。STEM教育強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科跨領(lǐng)域，要求教師具備較強(qiáng)的綜合知識(shí)和過(guò)硬的專業(yè)技能，注重全學(xué)科教育和自主創(chuàng)新。其中，對(duì)于實(shí)踐操作能力的要求特別高，能夠激發(fā)和領(lǐng)導(dǎo)學(xué)生通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)掌握科學(xué)原理并應(yīng)用。目前，鄉(xiāng)村小學(xué)教師的數(shù)目偏少，有STEM背景的教師更是嚴(yán)重匱乏。所以，加大引入STEM背景的教師成為鄉(xiāng)村小學(xué)發(fā)展STEM教育的燃眉之急。

3.2 提高教師實(shí)施STEM教育的綜合能力

教師開(kāi)展STEM教育的能力對(duì)STEM教育質(zhì)量的好壞和發(fā)展程度起到關(guān)鍵性的作用。STEM教育的教師培養(yǎng)與培訓(xùn)是提高實(shí)施STEM教育有效性的重中之重。由于STEM課程比科學(xué)和數(shù)學(xué)等學(xué)科涵蓋的知識(shí)面更加廣泛，無(wú)疑對(duì)教師來(lái)說(shuō)是個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

3.2.1 線上培訓(xùn)。隨著信息化2.0時(shí)代的到來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景下的知識(shí)是共享的。鄉(xiāng)村教師作為鄉(xiāng)村的智庫(kù)，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間走出去，可以通過(guò)信息化的手段，學(xué)習(xí)、借鑒開(kāi)展STEM課程比較好的學(xué)校。

3.2.2 線下培訓(xùn)。第一，邀請(qǐng)優(yōu)秀的教師以開(kāi)展公開(kāi)課的方式來(lái)小學(xué)進(jìn)行STEM課程的教學(xué)，學(xué)校教師進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí)。第二，輸送有潛力的教師去國(guó)內(nèi)較早涉足STEM教育的學(xué)校參觀學(xué)習(xí)。

3.3 針對(duì)鄉(xiāng)村學(xué)生設(shè)計(jì)相適應(yīng)的STEM課程

在STEM課程教學(xué)中，教師不但要具備科學(xué)知識(shí)的融合，更要結(jié)合實(shí)際，從鄉(xiāng)村學(xué)生的學(xué)情入手，開(kāi)展培養(yǎng)其解決生活實(shí)際的能力。比如什么樣的課程適合鄉(xiāng)村學(xué)生，解決什么樣的問(wèn)題，大概需要用多久的時(shí)間去完成，如何進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

3.3.1 就地取材。由于農(nóng)村地處偏僻，擁有生物資源豐富等天然優(yōu)勢(shì)，可以著力設(shè)計(jì)、開(kāi)展生物方面的STEM課程。如魚(yú)菜共生，通過(guò)組裝魚(yú)菜共生裝置，記錄菜的生長(zhǎng)和魚(yú)的成長(zhǎng)，與此同時(shí)還可以控制其他條件相同、溫度的不同來(lái)探究溫度對(duì)魚(yú)和菜的影響，培養(yǎng)學(xué)生解決食品安全問(wèn)題的能力。

3.3.2 外部引進(jìn)。STEM課程如船模、3D打印機(jī)、車模、航天、機(jī)器人、DV攝影等內(nèi)容在國(guó)內(nèi)相對(duì)比較成熟。對(duì)于引入這些較為成熟的課程，可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)素養(yǎng)，也可以加強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、表達(dá)、解釋和解決多種情況下問(wèn)題的能力。

3.4 加強(qiáng)學(xué)校對(duì)STEM教育的投入

3.4.1 增添教學(xué)設(shè)施。由于STEM教育強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，擁有操作性、體驗(yàn)性、參與性強(qiáng)的特點(diǎn)，學(xué)校應(yīng)該建立STEM實(shí)驗(yàn)室，增加相應(yīng)的科學(xué)儀器的投入，提高學(xué)生在學(xué)習(xí)中的體驗(yàn)和樂(lè)趣，以更好保障教學(xué)效果。為鍛煉孩子的動(dòng)手能力，STEM教育的器材設(shè)備必不可少，如孩子的工程科學(xué)實(shí)驗(yàn)器材。除了一些大物件器材，諸如方塊積木、橡皮泥、凹凸鏡等一些可以培養(yǎng)孩子動(dòng)手能力、探究科學(xué)的小器材也是不能忽略的。

3.4.2 增設(shè)課外科學(xué)探究課程。由于應(yīng)試教育的大背景，主課老師占據(jù)著大部分的時(shí)間，教學(xué)方法多為傳統(tǒng)的講授法、講解法，教學(xué)手段和教學(xué)模式比較單一。此外，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的時(shí)間幾乎沒(méi)有。開(kāi)展課外科學(xué)探究課程，利用每周固定的課余時(shí)間不局限于課堂的課程，有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作、自主學(xué)習(xí)、合作探究的能力。

3.4.3 建立STEM課程教學(xué)激勵(lì)機(jī)制。在推動(dòng)教育公平、推動(dòng)城鄉(xiāng)教育一體化的進(jìn)程中，鄉(xiāng)村小學(xué)教師隊(duì)伍建設(shè)一直處在至關(guān)重要的一環(huán)，整體教師隊(duì)伍水平的高低直接影響到農(nóng)村基礎(chǔ)教育的改革和發(fā)展。因此，無(wú)論對(duì)于教師個(gè)人的成長(zhǎng)，還是對(duì)整個(gè)STEM課程建設(shè)，制定STEM課程教學(xué)激勵(lì)機(jī)制，增強(qiáng)教師的教學(xué)積極性，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

3.5 加強(qiáng)家校合作

無(wú)論是國(guó)家還是基層，無(wú)論是教育系統(tǒng)還是文化系統(tǒng)，都在大力倡導(dǎo)家校合作、強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)型社會(huì)建設(shè)。家校合作本質(zhì)是“合作”，是家長(zhǎng)和學(xué)校為了共同在學(xué)校里，教師承擔(dān)主要的指導(dǎo)角色，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行課堂學(xué)習(xí)。離開(kāi)校外，學(xué)生絕大多數(shù)時(shí)間是與父母、長(zhǎng)輩相處，家庭的教育觀念對(duì)學(xué)生STEM相關(guān)能力的培養(yǎng)起到間接影響。那么，父母、長(zhǎng)輩可以通過(guò)鼓勵(lì)孩子觀察、提問(wèn)、思考、表達(dá)的方式來(lái)培養(yǎng)孩子的綜合能力。

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