STEM教育的發展與實踐模式（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教育協同創新中心兼職研究員。

STEM教師專業發展

在實踐中我們可以發現，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培養對象理解，科學素養、數學素養、工程實踐、技術應用、STEM+，跨學科理解與實踐，STEM課程開發與整合，創設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），并根據這一模型已開展多場培訓，總結出了STEM教師專業發展的思路與途徑（如表3、表4）。

STEM教育生態建構

經濟合作與發展組織（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的能力、素養及外部支持體系。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成就，并能使其在未來社會中獲得更大的發展。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展起促進作用的社會關系——同伴、父母、教師、學校管理者、社區等都應被視為主體。因為任何一個生態系統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系統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學和科學知識來應對世界重大挑戰時，創造、設計、建構、發現、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現，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象為載體，有機融合多學科知識與思維模式，形成知識網絡，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，主要有六個環節：項目引入、知識建構、方案探索、實施優化、成果展示、反思遷移。每個環節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。每一個環節都伴隨著評價，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。