基于線上線下融合的雙師型STEM教學(xué)模式構(gòu)建

祝振華　張翠燕　周勇磊

摘要：STEM教育模式的師資問題是制約其發(fā)展與應(yīng)用的瓶頸，雙師課堂依托線上互聯(lián)網(wǎng)平臺結(jié)合線下教學(xué)課堂傳播優(yōu)質(zhì)教育資源，提升教師綜合素養(yǎng)，能夠促進(jìn)STEM教育模式的推廣與應(yīng)用。本文分析了雙師課堂與STEM教學(xué)模式的相關(guān)理論，融合線上線下課堂優(yōu)勢，依據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，構(gòu)建了以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的雙師型STEM教學(xué)模式，為推動我國高校教學(xué)模式改革與雙師型教師隊(duì)伍建設(shè)提供了新思路。

關(guān)鍵詞：STEM教學(xué)模式；雙師課堂；師資隊(duì)伍

引言

STEM是為了提升學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，將跨學(xué)科內(nèi)容整合于一體的項(xiàng)目式教學(xué)方式[1]。我國啟動了“中國STEM教育2029創(chuàng)新行動計(jì)劃”，旨在培養(yǎng)國家急需的創(chuàng)新人才。然而，由于很多教師缺乏跨學(xué)科的專業(yè)教育背景，導(dǎo)致STEM課程的教師隊(duì)伍不足。雙師課堂將線上和線下教師均納入師資隊(duì)伍，為解決STEM教育的師資和高校雙師型隊(duì)伍建設(shè)問題提供了新的解決方案。基于此，本研究從教學(xué)模式理論視角分析雙師課堂內(nèi)涵與特征，結(jié)合兩種教學(xué)模式的優(yōu)勢，構(gòu)建以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的線上和線下相融合的雙師型STEM教學(xué)模式。以此緩解師資難題，并為雙師型教師隊(duì)伍建設(shè)提供了新思路。

1. 基于線上和線下融合的雙師課堂與STEM教學(xué)模式理論

1.1 基于線上線下融合的雙師課堂模式

1.1.1 基于線上線下融合的雙師課堂內(nèi)涵

雙師課堂是將線上教學(xué)資源與線下教學(xué)課堂結(jié)合的教學(xué)模式，是指利用線上互動教學(xué)系統(tǒng)搭建雙師授課平臺，綜合考慮線上教學(xué)知識信息獲取和教學(xué)沉浸體驗(yàn)優(yōu)勢的混合式教學(xué)模式。雙師課堂應(yīng)用模式如圖1所示，依據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)任務(wù)將雙師課堂分為兩個(gè)部分：一是線上課堂，設(shè)置一名線上教師，主要負(fù)責(zé)專業(yè)課程的課程開發(fā)與知識講授等，是知識的集成與傳播環(huán)節(jié)；二是線下課堂，設(shè)置一名線下教師，主要負(fù)責(zé)課堂組織、個(gè)性化指導(dǎo)與總結(jié)反饋等，是知識的加工與創(chuàng)新環(huán)節(jié)。

1.1.2 基于線上線下融合的雙師課堂特征

雙師課堂特征主要如下：教學(xué)課堂主要分為線上、線下兩個(gè)部分。其中，線上課堂的教師承擔(dān)著“知識塊”的角色，主要負(fù)責(zé)專業(yè)課程開發(fā)與知識講授等，實(shí)時(shí)向?qū)W生傳授新的知識，為學(xué)生提供更多的信息資源；線下課堂的教師則承擔(dān)著“知識串”的角色，負(fù)責(zé)課堂組織、個(gè)性化指導(dǎo)與評價(jià)反饋，致力于為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的教學(xué)服務(wù)。依托雙師課堂教學(xué)模式，不僅為學(xué)生提供了更多的專業(yè)知識獲取渠道，提高了學(xué)生的理論知識和實(shí)踐能力，還促進(jìn)了線下教師的專業(yè)成長和學(xué)生的全面發(fā)展。

1.2 STEM教育內(nèi)涵與教學(xué)模式

1.2.1 STEM教育內(nèi)涵與要求

STEM教育指的是教師使用跨學(xué)科領(lǐng)域的資源來幫助學(xué)生獲取專業(yè)知識、解決現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題、提高學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)模式。不同的國家對于STEM教育的意義有所不同，美國STEM 教育的意義在于確保其在全球競爭中的領(lǐng)導(dǎo)地位；而加拿大STEM教育的愿景是培養(yǎng)學(xué)生異質(zhì)性的實(shí)踐技能，能夠適應(yīng)日益復(fù)雜和競爭激烈的就業(yè)環(huán)境。為了培養(yǎng)學(xué)生不同的專業(yè)技能和創(chuàng)新能力，就需要高素質(zhì)的雙師型教師隊(duì)伍。首先需要教師樹立終身學(xué)習(xí)觀念，不斷更新自己的專業(yè)知識，提升理論水平。同時(shí)，需要加強(qiáng)在職培訓(xùn)，通過企業(yè)和掛職鍛煉等方式提高實(shí)踐能力，并且需要進(jìn)一步強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)建設(shè)，與多學(xué)科背景的教師形成教學(xué)團(tuán)隊(duì)，提升自身理論水平和實(shí)踐能力。

1.2.2 國內(nèi)外STEM教學(xué)模式梳理

國內(nèi)外學(xué)者圍繞STEM教學(xué)模式展開了一系列研究。其中，美國生物學(xué)課程研究中心開發(fā)將STEM教育分解為參與、探究、解釋、遷移和評價(jià)5個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的5E教學(xué)模式，注重培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力，強(qiáng)調(diào)學(xué)生需要根據(jù)自身的理解構(gòu)建適合自身的知識體系；Wan等設(shè)計(jì)了以項(xiàng)目為導(dǎo)向的問題學(xué)習(xí)（POPBL）教學(xué)法，注重學(xué)生的目標(biāo)價(jià)值實(shí)現(xiàn)和內(nèi)生學(xué)習(xí)動力持續(xù)的能力培養(yǎng)[2]。國內(nèi)學(xué)者余勝泉等[3]構(gòu)建了證據(jù)導(dǎo)向的STEM教學(xué)模式，關(guān)注學(xué)生的跨學(xué)科專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生從多學(xué)科交叉與融合中發(fā)現(xiàn)新規(guī)律，從而提升學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力；黃雪嬌等[4]根據(jù)知識形成的三個(gè)階段重新構(gòu)建了STEM教學(xué)模式；趙呈領(lǐng)等[5]依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)與教學(xué)規(guī)律設(shè)計(jì)了STEM教育模式的5E教學(xué)流程，以期提升學(xué)生的專業(yè)理論水平和實(shí)踐能力。

基于已有研究可以看出，已有STEM教學(xué)模式主要聚焦于學(xué)生知識建構(gòu)與素養(yǎng)培養(yǎng)，對于教師的能力培養(yǎng)和師資問題考慮不足。而雙師課堂教學(xué)模式能夠依靠雙課堂的師資優(yōu)勢解決這個(gè)難題。因此，基于線上和線下融合的雙師型STEM教學(xué)模式，不僅能夠解決傳統(tǒng)STEM教育模式面臨的師資不足的現(xiàn)實(shí)難題，也為雙師型教師隊(duì)伍發(fā)展提供了新的理論思路。

2. 基于線上線下融合的雙師型STEM教學(xué)模式構(gòu)建

2.1 雙師型STEM教學(xué)模式的構(gòu)建

基于雙師課堂教學(xué)模式與借鑒國內(nèi)外STEM教學(xué)模式理論的已有研究，本文從課程實(shí)施環(huán)節(jié)的課前、課中、課后三個(gè)階段構(gòu)建了基于線上線下融合的雙師型STEM教學(xué)模式，主要分為線上課堂和線下課堂兩個(gè)部分，充分利用線上平臺溝通便利，擴(kuò)充雙師型隊(duì)伍。

2.1.1 線上課堂教師的“知識塊”角色

線上教師一般是高校外聘的企業(yè)管理和工作人員，這些線上教師擁有較好的實(shí)踐能力和技術(shù)技能，依據(jù)教師條件和學(xué)生能力拓展專業(yè)知識和教學(xué)內(nèi)容，針對未來工作崗位需求定制專業(yè)培養(yǎng)方案，線上教師主要承擔(dān)“知識塊”的角色，不僅為線下學(xué)生提供專業(yè)知識的培養(yǎng)平臺，同時(shí)為線下教師鍛煉實(shí)踐能力提供新的渠道。依據(jù)專業(yè)特點(diǎn)貫穿課程全過程，包括三個(gè)階段，一是課前準(zhǔn)備階段，線上教師依據(jù)工作實(shí)際情況，重點(diǎn)關(guān)注跨學(xué)科知識的構(gòu)建，提升學(xué)生專業(yè)理論水平與實(shí)踐能力；二是課中實(shí)施階段，線上教師將現(xiàn)實(shí)情境與理論結(jié)合設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力；三是課后總結(jié)階段，線上教師通過對學(xué)生的實(shí)踐能力進(jìn)行考核，學(xué)生將團(tuán)隊(duì)完成的作品進(jìn)行線下展示，教師依據(jù)評價(jià)結(jié)果進(jìn)一步優(yōu)化課程設(shè)計(jì)。

2.1.2 線下課堂教師的“知識串”角色

線下教師主要是本校教師，在雙師型STEM教學(xué)模式中起課堂組織與管理的作用，負(fù)責(zé)對學(xué)生學(xué)習(xí)的監(jiān)管和指導(dǎo)工作，主要承擔(dān)“知識串”的角色，依據(jù)學(xué)生特點(diǎn)進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)，提升學(xué)生的獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力。線下課堂同樣包括三個(gè)環(huán)節(jié)，一是課前備課階段，線下教師與線上教師協(xié)同備課，依據(jù)課程大綱和教學(xué)任務(wù)確定教學(xué)目標(biāo)和學(xué)科知識；二是課中實(shí)施階段，線下教師監(jiān)督并輔助學(xué)生完成項(xiàng)目任務(wù)，教師并不要求學(xué)生完成統(tǒng)一的任務(wù)目標(biāo)，注重激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題以及合作解決問題的熱情和興趣；三是課后評價(jià)階段，線下教師需歸納、總結(jié)課堂教學(xué)，系統(tǒng)化線上和線下的知識內(nèi)容，評價(jià)和分析學(xué)生各維度能力的發(fā)展水平，同時(shí)，將學(xué)生對課程設(shè)計(jì)的結(jié)果反饋提供給線上教師，結(jié)合線上教師的教學(xué)設(shè)計(jì)對線下課堂內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

2.1.3 學(xué)生的培養(yǎng)過程

學(xué)生是雙師型STEM教學(xué)模式的主體，學(xué)生通過雙師授課平臺拓展專業(yè)課程知識范圍，促進(jìn)知識獲取與集成。一是課前預(yù)習(xí)階段，依據(jù)教師布置的教學(xué)任務(wù)，學(xué)生預(yù)習(xí)課程內(nèi)容、完成小組分工等。二是課中聽課階段，學(xué)生根據(jù)線上和線下教學(xué)布置的任務(wù)情境，并提出現(xiàn)實(shí)問題，團(tuán)隊(duì)協(xié)作并解決開放性的真實(shí)問題，提出自己的獨(dú)立思考和個(gè)性化解決方法，團(tuán)隊(duì)成員之間進(jìn)行溝通與評價(jià)，提高學(xué)生溝通和創(chuàng)新能力。三是課后應(yīng)用階段，學(xué)生線上和線下課堂掌握的知識和創(chuàng)新思維應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活，并將在這種教學(xué)模式中培養(yǎng)的溝通和創(chuàng)新能力等運(yùn)用到其他的學(xué)習(xí)生活中，這種有效遷移不僅能夠促進(jìn)學(xué)生專業(yè)技能的發(fā)展，同時(shí)進(jìn)一步提升學(xué)生的人際溝通、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力的綜合素養(yǎng)。

2.2 雙師型STEM教學(xué)模式的實(shí)施

雙師型STEM教學(xué)模式的關(guān)鍵在于教師能力素質(zhì)的培養(yǎng)，提高教師的跨學(xué)科知識和實(shí)踐能力，以及吸納企業(yè)人員彌補(bǔ)雙師隊(duì)伍師資的不足，是發(fā)揮此教學(xué)模式的關(guān)鍵。

2.2.1 強(qiáng)化線上線下協(xié)同機(jī)制，注重培養(yǎng)實(shí)踐能力

雙師型STEM教學(xué)模式的質(zhì)量取決于由線上和線下教師的協(xié)同程度。線上教師負(fù)責(zé)知識的講授與課程開發(fā)，線下教師負(fù)責(zé)知識鞏固和個(gè)性化指導(dǎo)。在課前準(zhǔn)備階段時(shí)，線上教師與線下教師共同配合，依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)，將多學(xué)科知識和實(shí)踐理論進(jìn)行整合。在課中實(shí)施階段，教師設(shè)計(jì)符合現(xiàn)實(shí)情況的任務(wù)情境，線上教師將學(xué)科專業(yè)的化知識融入生活情境，將晦澀難懂的基礎(chǔ)理論轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)生活中的具體問題，提高學(xué)生的專業(yè)理論水平和實(shí)踐與遷移運(yùn)用的能力。在課后總結(jié)評價(jià)階段，依據(jù)教學(xué)考核內(nèi)容，線下教師對學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生提出個(gè)性化的解決方案，提高學(xué)生的獨(dú)立思維和創(chuàng)新能力，線上教師依據(jù)結(jié)果反饋更新下次的教學(xué)內(nèi)容，從而不斷優(yōu)化在線教學(xué)資源。

2.2.2 轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，提升學(xué)生4C能力素養(yǎng)

傳統(tǒng)的教學(xué)方式以教師為主，對學(xué)生進(jìn)行知識講授和統(tǒng)一的指導(dǎo)。雙師型STEM教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，以及培養(yǎng)學(xué)生的4C核心能力，即批判思維與問題解決能力、溝通能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。教師主要作用是引導(dǎo)學(xué)生完成現(xiàn)實(shí)情境任務(wù)，線上教師主要負(fù)責(zé)實(shí)踐內(nèi)容創(chuàng)建、提供更多的知識信息和平臺資源，提高學(xué)生知識理論水平，線下教師負(fù)責(zé)課堂組織監(jiān)督管理、提供個(gè)性化輔導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力。在課堂教學(xué)中，學(xué)生以小組協(xié)作的方式開展學(xué)習(xí)活動，教師并不直接規(guī)定活動流程和解決方案標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究或頭腦風(fēng)暴，提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、創(chuàng)造性思維和解決問題的能力。

2.2.3 利用雙師平臺的互動功能，增強(qiáng)課堂教學(xué)的靈活性

雙師型STEM教學(xué)模式含有豐富的教學(xué)資源，將線上和線下的優(yōu)質(zhì)教育資源融合，注重跨學(xué)科知識集成和綜合能力培養(yǎng)，且具有一定的交互功能，線上課堂通過信息技術(shù)平臺支持教學(xué)資源能夠重復(fù)學(xué)習(xí)和提取等操作。在課堂教學(xué)過程中，教師可以依據(jù)課程與學(xué)生特點(diǎn)有選擇性地播放教學(xué)視頻，并不設(shè)定統(tǒng)一的操作流程和內(nèi)容，提高了課堂的教學(xué)效率與教學(xué)靈活性。同時(shí)，線下教師利用雙師平臺設(shè)計(jì)最優(yōu)的學(xué)習(xí)路徑與學(xué)習(xí)計(jì)劃，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和知識建構(gòu)過程，注重個(gè)性化指導(dǎo)，并通過學(xué)習(xí)、探究、合作、實(shí)踐等環(huán)節(jié)循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、人際溝通和創(chuàng)新思維的能力。

2.2.4 深化校企合作，提高教師綜合素質(zhì)

雙師型STEM教學(xué)模式要求教師具備多學(xué)科知識，高校教師還需要具備實(shí)踐知識。因此，高校實(shí)施雙師型STEM教學(xué)模式的關(guān)鍵是師資隊(duì)伍不足，尤其是青年教師多學(xué)科背景和實(shí)踐經(jīng)歷普遍欠缺，同時(shí)由于現(xiàn)行高校重科研而輕實(shí)踐，共同制約著我國高校師資隊(duì)伍的實(shí)踐能力，進(jìn)而不利于學(xué)生實(shí)踐能力的整體培養(yǎng)。因此，高校應(yīng)繼續(xù)深化校企合作，積極探索與企業(yè)及研發(fā)單位的雙向合作機(jī)制，鼓勵(lì)教師在企業(yè)掛職鍛煉。同時(shí)，依托線上平臺建立教師實(shí)踐能力研修和發(fā)展基地，增加教師的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐能力，進(jìn)而提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

結(jié)語

我國高等教育近30年來在規(guī)模和質(zhì)量方面均取得了飛速進(jìn)步，但教師控制主導(dǎo)而忽視學(xué)生自發(fā)能動性的問題依然存在，制約著創(chuàng)新人才的培養(yǎng)?；诰€上線下融合的雙師型STEM教育模式，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，同時(shí)能緩解STEM教學(xué)模式師資不足的問題，也為雙師隊(duì)伍建設(shè)提供了理論啟示。一是完善教師實(shí)踐能力的提升機(jī)制，高校應(yīng)建立健全教師實(shí)踐能力的提升機(jī)制，可與企業(yè)合作建立線上培養(yǎng)平臺與實(shí)訓(xùn)基地，提升教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和能力；二是提供開展探究性教學(xué)保障性條件，高等院校應(yīng)建設(shè)教學(xué)資源共享與互動平臺，引導(dǎo)學(xué)生在探究性學(xué)習(xí)中不斷培養(yǎng)創(chuàng)新能力；三是鼓勵(lì)發(fā)展跨學(xué)科教學(xué)團(tuán)隊(duì)，高校應(yīng)通過獎(jiǎng)勵(lì)制度鼓勵(lì)跨學(xué)科教學(xué)團(tuán)隊(duì)的發(fā)展，引導(dǎo)多學(xué)科的教師共同上課與指導(dǎo)學(xué)生，從而在課程微觀層面提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果與實(shí)踐能力。

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作者簡介：祝振華，碩士研究生，講師，研究方向：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。

基金項(xiàng)目：教育部高等教育司產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目——基于線上教學(xué)融合審視新疆高?！半p師型”教師隊(duì)伍建設(shè)（編號：202102205037）。