教育數字化轉型下STEAM教師專業發展的思考

王德艷 黨寶寶

【摘要】建構數字化教育生態是促進教師專業發展的必然要求，也是STEAM卓越教師培養的重要支撐。文章探索教育數字化轉型賦能STEAM教師專業發展的根本路徑在于，如何推進人工智能、大數據等技術在教師領域的廣泛應用，推動智能技術與STEAM教師在學習環境、教學平臺、教研體系、學習共同體等方面的深度融合。實踐中，要積極推進“人工智能+教育”STEAM教學平臺建設，打造“智能化、數字化”STEAM校園環境，建構STEAM教師專業發展的“數字化教研體系”，形成以“數字化支撐”的教師學習共同體，以教育數字化賦能STEAM教師專業發展。

【關鍵詞】教育數字化轉型；STEAM教師；專業發展

【中圖分類號】G451.2【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2023）07—0089—04

進入新時代，以人工智能、大數據、云計算、物聯網、5G技術等為代表的新技術正在加速推動人類社會變革，數字化已成為變革教育方式、建構課堂教學新樣態、促進教師專業發展、提供個性化學習服務、支撐教育高質量發展的重要力量。2022年4月，教育部等聯合印發了《新時代基礎教育強師計劃》，提出要推進教師隊伍建設信息化，強調教育數字化對教師隊伍建設的重要性；指出深入實施人工智能助推教師專業發展的試點行動，探索人工智能助推教育管理優化、教師教育改革、教學方法創新的新路徑和新模式。這為教育數字化與教師隊伍建設的融入提供了政策依據。STEAM教育是集科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Art）和數學（Mathematics）等多領域融合的綜合教育活動，強調知識跨界、問題生成、批判建構、創新驅動等，課程實施過程體現了綜合化、實踐化、活動化的特征，旨在培養學生高階思維品質和解決問題的能力。

教育數字化轉型是教育信息化的特殊教育階段，旨在將數字技術融合至教育體系中，培養教師和學生的數字化意識與思維、數字化能力與方法，建構數字化的教育生態[1]。隨著數字技術與教育實踐的逐步融合，學生的生活與學習場域中隨時充斥著信息化的痕跡，他們在數字化知識儲備、技能應用、實踐操作等與生活、學習息息相關的經驗方面有了更高的數字能力。這必然要求教師不斷提升自己的數字化能力及素養，具有跨學科綜合知識與專業背景，更好地從學生的視角觀察和理解世界，以適應學生發展的需要，培養學生的核心素養。有研究指出，當前我國中小學STEAM教育發展相對緩慢，面臨著STEAM教育資源環境保障不充分、STEAM教師存在流動性大、STEAM教育學科協同整合力度不足等問題[2]。教師作為課程改革活動的先行者，在教育數字化轉型時期，如何依托數字技術促進STEAM教師專業發展？其實踐路徑是什么？這些問題的探究，對于提升STEAM教育質量具有重要的實踐意義。

一、教育數字化轉型對STEAM卓越教師培養的意義

2018年2月，教育部等聯合印發的《教師教育振興行動計劃（2018-2022年）》提出了“互聯網+教師教育”創新行動，強調要發揮數字技術推動教師教育改革、提升教師素質的作用。主張利用云計算、大數據、虛擬現實、人工智能等新技術，推動以自主、合作、探究為主要特征的教學方式變革。2021年，我國東部地區開始實施“數字化轉型試點區”“教師數字素養提升工程”等，通過人工智能等信息技術，提升STEAM教師教學能力，提高教學效率。這些教育數字化轉型戰略的實施，讓STEAM教師在具備深厚的教育情懷、扎實的專業基礎上，還要有勇于創新教學、善于綜合育人和具有終身學習的能力。

1.建構數字化教育生態是促進STEAM卓越教師培養的必然要求。如何培養智能時代具有數字化特征的STEAM卓越教師呢？本質上是要建構數字化教育生態環境。隨著全球范圍內的數字化轉型步伐不斷加快，尤其在經濟全球化沖擊下，世界主要發達國家和國際組織先后出臺一系列教育數字化轉型戰略措施，充分發揮教育數字化的政治穩定、經濟繁榮、科技創新和文化傳播的功能，并將其作為國家數字化戰略的重要內容。2021年，聯合國教科文組織發布了《一起重新構想我們的未來：為教育打造新的社會契約》，OECD也發布了《2021年數字教育展望》，均提出要升級改造數字化語言教育基礎設施，建構數字化學習環境[3]。2021年11月，我國教育部頒布了《提升全民數字素養與技能行動綱要》《“十四五”國家信息化規劃》，要求全面提升教育數字化水平，并把提升全民“數字素養與技能”作為建設“網絡強國、數字中國”的一項基礎性和先導性工程，明確提出了實施教育數字化轉型的重大意義[4]。卓越教師的培養必然要求將數字技術整合到STEAM教育領域各個層面，推動STEAM教育組織架構、課程內容、教學過程、學習評價方式等全方位的創新與變革，建構具有開放性、適應性、柔韌性的數字化STEAM學習生態。

2.教育數字化轉型是促進STEAM卓越教師培養的重要支撐。培養新時代的STEAM卓越教師，要適應教育數字化的轉型要求，將人工智能等數字化技術與STEAM教師專業發展深度融合，培養具有良好數字素養、適應未來教育的高質量教師。一方面是以教育數字化轉型提升STEAM教師的適應能力。充分利用數字化技術，深化STEAM教師教學研究與實踐創新的素養，促進他們專業發展，為他們終身學習提供技術支持。另一方面是讓教育數字化成為STEAM教師教學實踐的有效工具，使其逐漸適應教育數字化的教學環境，熟悉掌握智能化的教學媒介，不僅要做到“懂教”“會教”，還要“善教”。如美國認為STEAM教育是K-12階段的核心，關于國家科技人才的培養，是國家教育改革的重要內容，在STEAM教學中深度融入了人工智能元素，為各學科的知識整合與交流提供了有力技術支持和幫助[5]。

3.教育數字化轉型是推動STEAM教師職業角色重構的驅動力。在智能化、大數據快速發展的時代背景下，教師面對的是學習渠道多元、知識形態多樣的學生，在教育數字化的助推下，教師的職業角色必然要轉變[6]。學校教育系統中，各種網絡信息平臺的全面普及，智慧學習網絡空間的建設等，正在幫助學生學習更豐富的STEAM知識，如“數字教材、空中課堂、網絡學習云平臺”等不斷涌現，隨時隨地滿足著學習者個性化的知識需求[7]。同時，也改變了傳統的課堂教學模式，使學校教育與社會教育等界限日益模糊，教學也不再局限于課堂中的師生、生生互動，使知識學習打破了傳統上的空間與時間的限制，STEAM教師不再僅僅是知識的“傳遞者、組織者”，他們在面對知識儲備更加豐富的學生時，也逐漸向知識學習的“輔助者、促進者、開發者、研究者、終身學習者”的角色轉變。

二、教育數字化轉型賦能STEAM教師專業發展的實踐路徑

1.推進“人工智能+教育”STEAM教學平臺建設。對標智能時代教學改革的新要求，學校需要整合現有優勢資源，推動STEAM學科教學的融合與平臺建設。當前，教學平臺的發展也越來越快，由單一的以教師為中心發展到綜合性的教學模式，借助各種數字化媒體設備輔助課堂教學的實現。因此，要依托人工智能、大數據等技術載體，同時借鑒國際前沿的STEAM教學資源、課程設計與數據平臺，以實踐問題為導向，以STEAM項目為牽引，實施“基礎性、前瞻性、多學科交叉融合”的課程教學，開發適合我國教師專業發展的“人工智能+教育”集成化教學平臺，打造具有影響力的在線開放STEAM課程平臺。當然，這需要突破人工智能與STEAM融合的技術瓶頸，解決大數據、人工智能在STEAM教學平臺搭載、應用的問題[8]。

2.打造“智能化、數字化”STEAM校園環境。教育數字化轉型賦能STEAM教師專業發展需要推進“數字校園”的建設。構建智能、互動、共享、綠色的智慧化校園，是實現人才培養生態化、教育管理智慧化、教學服務保障便捷化的重要舉措。首先，要優化校園網絡等基礎設施，加強校園互聯互通建設，實現高速網絡的全覆蓋，為教師與學生的數字化學習提供高質量的網絡保障。其次，要開發一批“線上線下”有機銜接的數字化學生平臺，推進STEAM“虛擬實驗室”和“智慧教室”的建設，為學生STEAM知識探索、實驗操作等提供無限可能的智慧平臺，建構物理環境、資源平臺、交流場域有機整合的學習空間[9]。把傳統的線下課堂世界與智慧學習結合起來，滿足學生STEAM知識學習的資源需求。最后，學校要加快STEAM研究中心以及案例的開發建設，打破數學、科學、技術與藝術的學科界限，引入數字教育科技產品，為學生提供智能、快速、系統、全面的學習服務與分析系統，結合STEAM課程的特點，建立高效、靈動、便捷、能激發學生STEAM學習興趣的智能化校園環境，培養學生在科學、技術、工程和數學領域的興趣，提升學生的綜合素養。

3.建構STEAM教師專業發展的“數字化教研體系”。教研是提高教師“軟實力”的有效手段，也是促進教師專業發展的重要途徑。STEAM教師教研傳統方式與現代智能技術的銜接，讓實踐中的教育教學問題與教師實際發展需要相匹配，重新塑造了教師教研的空間場域、交流方式、互動內容與促進功能，為教研活動提供資源適配、策略支持、支架工具等，極大地整合教研資源，促進教研水平提升[10]。各中小學要把數字化資源融入教師教研中，使其成為支持STEAM教師專業發展的利器。一是要重構學校STEAM教學資源，分層分類設定教研所需資源，為教師教研提供豐富的課程資源、專項資源和拓展資源等，滿足教師教研的需求。二是要建立數字化遠程STEAM教研系統。大量研究發現，目前我國中西部STEAM教育資源短缺，課程實施單一，教師教研缺失等問題凸顯[11]。因此，通過數字化交互系統，實現中東西部教師的高質量溝通與交流。讓西部的STEAM教師借助“虛擬仿真、虛擬體驗”等方式，提升創新能力。

4.形成以“數字化支撐”的STEAM教師學習共同體。隨著教學理念的變化和數字技術的進步，人們逐漸意識到學習共同體的獨特價值。長期以來，STEAM教學突出了學科教學的特色，各學科之間的知識壁壘分明，彼此割裂的、碎片化的STEAM知識講授難以發揮整體育人功能，學生STEAM知識獲取以簡單、機械的平面方式為主，深度學習難以發生，不利于學生核心素養的提升。而教師學習共同體，對于打破學科教學的壁壘，推進教師教學經驗共享、交流，促進學生深度學習具有重要的意義[12]。學習共同體讓教師關注到了知識建構的社會性和文化性，讓STEAM教學經驗與智慧得以共享，提高教師的專業能力與數字素養?！皵底只钡腟TEAM教師學習共同體，解決了時間、空間上制約教師共同教研交流的問題[13]，通過智能化、信息化、網絡化載體，讓更多STEAM教師通過分享、協助的方式，將有共同教育目標的教師聯結在了一起。對于眾多中小學STEAM教師而言，他們需要與更多的數學家、物理學家、化學家以及工程師等社會力量以及不同學科教師之間開展交流互動，提升各學科教師廣泛、積極參與研討的可能性。另外，在STEAM教師職前、職后培養的過程中，也需要數字技術的支撐，實現中小學STEAM教師與校外科學教育場館、科研院所和STEAM領域學者專家的聯系，讓他們有更多機會接觸科學實驗，對話科學家與工程師，增強他們對STEAM實踐性知識的理解。

數字時代，學生的學習方式和知識獲取途徑發生了重要變化，提升教師的數字素養已成為教育改革與發展的必然。STEAM教育領域需要發揮教育數字化轉型的力量，為教育教學注入新的活力。隨著我國創新型、綜合型人才需求的不斷增加，夯實理工科教育的基礎，我們必須重視STEAM教育發展，打造高質量的STEAM師資隊伍，成為促進我國教育整體發展的重要舉措，也是促進教育公平、踐行學科核心素養的重要保障。

參考文獻

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編輯：張昀