STEM教育的發(fā)展與實踐模式（下）

專家簡介

胡來林 溫州大學STEM教育研究中心主任，溫州大學教育學院教育技術學專業(yè)教授、碩士生導師，浙江省STEM名師工作室負責人，浙江省STEM教育協(xié)同創(chuàng)新中心兼職研究員。

STEM教師專業(yè)發(fā)展

在實踐中我們可以發(fā)現(xiàn)，大學的教學是分科的，沒有專門的跨學科的STEM教師，無論是在職教師還是剛剛畢業(yè)的師范生，都很難完全承擔STEM教學任務，因此STEM教師緊缺已經成為制約中小學基礎教育STEM改革的瓶頸。如何培養(yǎng)教師，就顯得尤為重要。

2018年，中國教育科學研究院STEM研究中心發(fā)布《STEM教師能力等級標準（試行）》，從5個維度（即STEM教育價值理解、STEM學科基礎、STEM跨學科理解與整合、STEM課程開發(fā)與教學設計、STEM教學實施與評價）、14個類別（即STEM教師理解、STEM教學理解、STEM培養(yǎng)對象理解，科學素養(yǎng)、數(shù)學素養(yǎng)、工程實踐、技術應用、STEM+，跨學科理解與實踐，STEM課程開發(fā)與整合，創(chuàng)設STEM教育情境、實施STEM教學、評價與反饋、反思與提高）、35條內容（略）整理出STEM教師能力指標體系。這一標準理論性較強，我在實踐中研究出“小學STEM教師勝任力模型”，分為5個維度、8個類別、25條STEM教師能力指標體系（如表2），并根據(jù)這一模型已開展多場培訓，總結出了STEM教師專業(yè)發(fā)展的思路與途徑（如表3、表4）。

STEM教育生態(tài)建構

經濟合作與發(fā)展組織（OECD）提出了《OECD學習框架2030》，其核心部分是學習羅盤（Learning Compass）。該框架使用“羅盤”這個隱喻是為了形象地表達學生面臨的未來世界是不確定的、復雜的和模糊的，如同在海上航行中隨時會遭遇各種未知的風險和困境，而能使學生擺脫這些風險和困境的正是學習羅盤中所展現(xiàn)的能力、素養(yǎng)及外部支持體系。正如羅盤由磁針和方位盤構成，OECD學習羅盤也由磁針和多個同心圓的方位盤構成。其中，能力（competencies）是磁針，核心基礎（core foundations）、變革能力（transformative competencies）、“預期—行動—反思”（anticipation—action—reflection）代表方位盤，磁針和方位盤相互配合方能準確指示方向，即為學生學習和發(fā)展提供有效路徑。

該框架的核心理念是主體性（agency），強調每個人都應具備主體性，即富有參與世界的責任感，能為周圍的人、事和環(huán)境帶來積極影響，有能力為自己制訂目標并達成目標。其主體性包括兩個方面：學生主體性（student agency）、合作主體性（co-agency）。學生主體性是指學生在學習中扮演積極主動的角色，了解學什么和怎么學，學習動機強，學習目標明確。這種主體性可以使學生獲得學業(yè)成就，并能使其在未來社會中獲得更大的發(fā)展。這種主體性使得學生能積極行動而不是被動接受，能主動塑造世界而不是被世界改變，能作出負責任的決定和選擇而不是盲目服從。除了具備這些素養(yǎng)和能力之外，學生主體性的形成還需要外部提供良好的社群關系與支持環(huán)境，由此提出合作主體性的概念。合作主體性強調所有對學生學習與發(fā)展起促進作用的社會關系——同伴、父母、教師、學校管理者、社區(qū)等都應被視為主體。因為任何一個生態(tài)系統(tǒng)都是不同主體及其在一定時空范圍內互動而構成的各類關系的總和，所以該框架要構建的學習生態(tài)系統(tǒng)同樣包括不同主體及主體間的多樣化互動。

三、STEM教育特征與方法

迄今為止，教育界還沒有關于STEM的準確定義。美國峽谷市州立大學教育學院太平洋STEM教育中心對STEM做了如下描述：STEM教育是關于學生參與的教育，基于項目的學習，運用科學探究過程和工程設計過程的，跨學科的，關于積極的學習，關于合作與團隊工作的，關于實踐問題解決的，連接抽象知識與學生生活的，整合過程和內容，以標準為基礎的21世紀教育、美國未來教育。另一個操作性的定義是美國著名專業(yè)STEM機構“項目引路”提出的，他們認為，STEM教育課程計劃旨在使學生參與以活動為基礎、以項目為基礎和以問題解決為基礎的學習，提供了一種動手做的課堂體驗，學生在應用所學到的數(shù)學和科學知識來應對世界重大挑戰(zhàn)時，創(chuàng)造、設計、建構、發(fā)現(xiàn)、合作并解決問題。這一定義給出了怎么做STEM的操作性方案。

我在實踐教學過程中發(fā)現(xiàn)，有兩種典型的模式：一種是在STEM理念引領下，通過學科教育，再經過項目化教學設計開展的學科融入式的STEM教育，這種教育的特征是以學科為載體，聚焦學科核心概念，建立學科與學科、自然、社會的聯(lián)系，跨學科知識促進本學科核心概念理解。另一種是在STEM理念的引領下，通過項目化教學設計和跨學科教育，形成的跨學科STEM教育，這種教育的特征是以涉及多學科核心概念的現(xiàn)象為載體，有機融合多學科知識與思維模式，形成知識網(wǎng)絡，達成跨學科項目目標，解決問題。STEM教育主要采取項目式教學設計框架，主要有六個環(huán)節(jié)：項目引入、知識建構、方案探索、實施優(yōu)化、成果展示、反思遷移。每個環(huán)節(jié)都相應地提出驅動問題，知識應用與探究實踐、建構知識，開展工程、技術、社會性實踐活動，修訂成果，成果展示，反思目標達成。每一個環(huán)節(jié)都伴隨著評價，這基本上是我們在中小學實踐中進行STEM教育最常用的一種模式。