張 楠 宋乃慶 黃 新 李業(yè)平

(1.西南大學(xué) 基礎(chǔ)教育研究中心，重慶 400715；2. 天津師范大學(xué) 教育學(xué)部，天津 300387；3.重慶師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，重慶 401331；4.西南大學(xué) 中國基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測協(xié)同創(chuàng)新中心，重慶，400715；5.天津師范大學(xué) 計算機(jī)與信息工程學(xué)院 天津 300387；6.德克薩斯農(nóng)工大學(xué) 教學(xué)與文化系，美國德克薩斯 77843)

《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》指出，培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才是國家人才發(fā)展戰(zhàn)略的重要任務(wù)。目前，中國勞動力總量居世界第一，但在2019年國際人才競爭力指數(shù)(Global Talent Competitiveness Index，GTCI)排名中，僅位列第45位(INSEAD，2019)。培養(yǎng)一批具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才是社會發(fā)展的必然訴求。國際經(jīng)驗顯示，高質(zhì)量的STEAM①教育對提升國家技術(shù)創(chuàng)新水平，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才具有重要作用(Committee on STEM Education of the National Science & Technology Council，2018；李業(yè)平等，2019b)。

人才培養(yǎng)的關(guān)鍵在于教師。目前，中國STEAM教師發(fā)展較薄弱(王科等，2019a)。中國教育科學(xué)研究院2017年發(fā)布的《中國STEM教育白皮書》明確指出，中國STEM師資隊伍整體水平不高，標(biāo)準(zhǔn)與評估機(jī)制尚未建立。同時，中國STEAM教師研究較匱乏。截至2019年末，中文核心期刊和CSSCI期刊發(fā)表的標(biāo)題含“STEM(STEAM)教師”的研究成果僅10余篇。梳理國際STEAM教師研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，對推動我國STEM教師發(fā)展有現(xiàn)實意義。

本研究旨在回應(yīng)STEM概念使用以來(21世紀(jì)初)(李業(yè)平，2019a；Li et al.，2020)：1)國際STEAM教師研究數(shù)量的變化趨勢如何？2)從事STEAM教師研究的國家和地區(qū)主要有哪些？3)國際STEAM教師研究的熱點(diǎn)是什么？4)國際STEAM教師研究的發(fā)展趨勢是什么？

科學(xué)知識圖譜和內(nèi)容分析法，可以為研究上述問題提供方法支持。其中，文獻(xiàn)計量法的科學(xué)知識圖譜，可以基于大量的文獻(xiàn)計量數(shù)據(jù)，生成可視化圖譜，展示研究的熱點(diǎn)、發(fā)展歷史、核心結(jié)構(gòu)等，梳理分析國際研究經(jīng)驗，為中國STEAM教師研究提供理論和實踐參考。

一、研究方法

(一)數(shù)據(jù)來源

STEAM教師研究是跨學(xué)科研究，涉及人文社會科學(xué)和自然科學(xué)兩大領(lǐng)域。本研究在Web of Science核心合集中的“社會科學(xué)引文索引”(Social Science Citation Index，SSCI)、“科學(xué)引文索引”(Science Citation Index Expanded，SCIE)和“新興資源引文索引(Emerging Sources Citation Index，ESCI)”數(shù)據(jù)庫中，檢索題名同時包含“STEM(或STEAM)”和“teacher”，或同時包含“science，technology，engineering，mathematics”和“teacher”，語言為英文的論文。文獻(xiàn)篩選時間為2000年1月1日～2019年12月31日，得到相關(guān)文獻(xiàn)184篇，所得文獻(xiàn)的實際時間跨度為2010年1月1日～2019年12月31 日，其中，2000年1月1日～2009年12月31日未發(fā)現(xiàn)滿足檢索條件的文獻(xiàn)。本研究提取每篇文獻(xiàn)的發(fā)表年份、標(biāo)題、作者國別、摘要、關(guān)鍵詞、被引頻次等信息，分析研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢。

(二)數(shù)據(jù)篩選

本研究依據(jù)“系統(tǒng)綜述和元分析優(yōu)先報告的條目(Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses，PRISMA)”(Moher et al., 2009)對檢索文獻(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選，遵循“檢索—初篩—納入—綜合”四個步驟。刪除1篇重復(fù)文獻(xiàn)和書評、更正、編委會材料、快報、新聞、會議摘要六種類型的文獻(xiàn)27篇，以及與主題無關(guān)文獻(xiàn)三篇，最終得到與主題相關(guān)的“論文”和“綜述”類文獻(xiàn)153篇。數(shù)據(jù)篩選流程如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)篩選流程

(三)數(shù)據(jù)處理

本研究聚焦國際STEAM教師研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢，綜合采用科學(xué)知識圖譜與內(nèi)容分析法分析數(shù)據(jù)(張楠等，2017a，2017b，2018，2019)。知識圖譜分析基于VOSviewer 1.6.11繪制國際STEAM教師研究的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜和時序圖譜。內(nèi)容分析基于文獻(xiàn)的題目和摘要，深入解讀研究內(nèi)容。

二、總體概況

本研究從刊文數(shù)量、區(qū)域(研究數(shù)量、研究影響力)、刊文期刊三個視角分析國際STEAM教師研究的總體狀況。

(一)數(shù)量分布

從研究數(shù)量看，國際STEAM教師研究刊文數(shù)量(見圖2)隨時間呈快速增長趨勢：2010年1篇，2016年17篇，2017年迅速增至32篇，2019年達(dá)46篇。這表明，國際教育研究領(lǐng)域?qū)TEAM教師研究的關(guān)注程度與日俱增，已成為研究熱點(diǎn)。

圖2 國際STEAM教師研究刊文數(shù)量的時序分布

(二)區(qū)域分布

從研究數(shù)量看，153篇國際STEAM教師研究文獻(xiàn)來自35個國家和地區(qū)(按第一作者統(tǒng)計)。數(shù)量位居前六位的國家為(含并列)：美國、澳大利亞、土耳其、中國(含港、澳、臺)、英國和韓國。其中，美國以86篇位列第一位，澳大利亞、土耳其和中國為9～12篇，英國、韓國為6～7篇。從研究影響力看，美國STEAM教師研究被引頻次為464次，位列第一；土耳其和韓國分別位列第二、三位，被引頻次分別為69次和55次；英國和澳大利亞被引頻次為34～35次，位列第四、五位。綜合分析研究數(shù)量和研究影響力兩個方面，國際STEAM教師研究總體狀況如下。

1. 美國STEAM教師研究數(shù)量和影響力居世界首位

從區(qū)域?qū)用婵?，美國無論是研究數(shù)量還是研究影響力，均較其他國家和地區(qū)優(yōu)勢顯著，一定程度上與STEM教育發(fā)展歷史一致。STEM教育起源于美國，并被美國政府及教育研究機(jī)構(gòu)持續(xù)關(guān)注和提供政策、經(jīng)費(fèi)保障(李學(xué)書，2019；王科等，2019b)。例如，2018年12月，美國科技政策辦公室(Committee on STEM Education of the National Science & Technology Council，2018)發(fā)布的《繪制成功之路：美國STEM教育戰(zhàn)略》，規(guī)劃了2018-2023年美國STEM教育發(fā)展路徑，明確了美國STEM教師準(zhǔn)備項目和教師專業(yè)發(fā)展計劃的目標(biāo)，健全STEM教育從業(yè)者(包括學(xué)校教師、行政管理人員)獲取聯(lián)邦資源的途徑。

2. 澳大利亞、土耳其、英國和韓國STEAM教師研究數(shù)量和影響力居世界第2～6位

澳大利亞、土耳其、英國和韓國的STEAM教師研究在數(shù)量和被引頻次方面均居世界第2～6位。這與這些國家政策導(dǎo)向密切相關(guān)。例如，澳大利亞2015年發(fā)布的《STEM學(xué)校教育國家戰(zhàn)略》，規(guī)劃了2016-2026年STEM學(xué)校教育的戰(zhàn)略，明確提出通過校企合作、建立在線范例教學(xué)模塊專業(yè)學(xué)習(xí)、加強(qiáng)STEM教師培養(yǎng)等途徑，提高教師能力，提升STEM教學(xué)質(zhì)量(李業(yè)平，2019a；National Council，2015)。土耳其教育部發(fā)布的《土耳其STEM教育研究報告》，明確了STEM教師參加STEM教育專業(yè)培訓(xùn)、利用STEM技術(shù)改善學(xué)生學(xué)習(xí)、評估STEM課程、協(xié)調(diào)STEM活動等方面的工作(馮幫等，2020)。英國教育部(Department of Education & Department for Employment and learning，2009)在《STEM綜述報告》中明確指出，“STEM教學(xué)質(zhì)量是學(xué)生取得成就的重要基礎(chǔ)”。教師教育課程和持續(xù)的教師專業(yè)發(fā)展項目是改善教師短缺，提升STEM教師質(zhì)量的關(guān)鍵。韓國教育部2011年頒布的《搞活整合型人才教育(STEAM)方案》，提出促進(jìn)教師實施整合型人才培養(yǎng)，建立整合型人才培養(yǎng)教師研究會，為教師提供指導(dǎo)和支持(李協(xié)京，2015)。國家層面的戰(zhàn)略規(guī)劃和政策保障成為上述國家STEM教師研究位居世界前列的重要支撐。

3. 中國STEAM教師研究數(shù)量居世界前列，研究影響力有待提升

中國STEAM教師研究在數(shù)量上位居世界第四位，但研究影響力仍有較大提升空間。2016年，中國將“探索跨學(xué)科學(xué)習(xí)(STEAM教育)”寫入《教育信息化“十三五”規(guī)劃》，并在2018年啟動“中國STEM教育2029創(chuàng)新行動計劃”，明確提出“要建立資源整合和師資培養(yǎng)平臺，成立專業(yè)STEM教師發(fā)展平臺”，推進(jìn)STEAM教師隊伍建設(shè)和相關(guān)研究。因此，加強(qiáng)中國STEAM教師研究的國際傳播，促進(jìn)中國經(jīng)驗與國際STEAM教師研究共同體的交流與分享是努力方向之一。

(三)期刊分布

本研究的STEAM教師研究論文發(fā)表于86種學(xué)術(shù)期刊。從刊文時間看，早期刊發(fā)STEAM教師研究的期刊包括《工程教育雜志》(Journal of Engineering Education)、《教師教育雜志》(Journal of Teacher Education)等。

從刊文數(shù)量看(見表一)，刊發(fā)STEAM教師研究數(shù)量最多的刊物是《國際STEM教育雜志》(International Journal of STEM Education)和《學(xué)校科學(xué)與數(shù)學(xué)》(School Science and Mathematics)，分別刊發(fā)九篇研究論文。其中，《國際STEM教育雜志》由美國德克薩斯農(nóng)工大學(xué)李業(yè)平教授任主編，創(chuàng)刊于2014年，專門聚焦STEM領(lǐng)域的教與學(xué)研究，旨在為“來自不同學(xué)科和方法觀點(diǎn)的研究者提供發(fā)表和共享研究的渠道，激勵科學(xué)家和教育研究者合作，拓寬STEM教育的知識面”(李業(yè)平，2019a；Li，2018)?！秾W(xué)校科學(xué)與數(shù)學(xué)》是學(xué)?？茖W(xué)和數(shù)學(xué)協(xié)會的官方期刊，該協(xié)會成立于1901年，是較早推動科學(xué)和數(shù)學(xué)整合的機(jī)構(gòu)之一。它將“通過研究科學(xué)和數(shù)學(xué)教育與它們的結(jié)合推進(jìn)學(xué)術(shù)知識的發(fā)展”作為主要目標(biāo)之一，該期刊宗旨也是展示 “課堂內(nèi)科學(xué)和數(shù)學(xué)學(xué)科本身和兩學(xué)科交叉的問題、疑惑和課例研究”(李業(yè)平，2019a)。

表一 國際STEAM教師研究部分刊文期刊統(tǒng)計

三、研究熱點(diǎn)

本研究基于國際STEAM教師研究的關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析(見圖3)，得到國際STEAM教師研究的熱點(diǎn)，主要包括改善多維STEAM教師專業(yè)發(fā)展、培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)的STEAM教師教育、內(nèi)生發(fā)展的STEAM教師觀念、提升學(xué)生素養(yǎng)的STEAM項目式學(xué)習(xí)四個方面。

圖3 國際STEAM教師研究的關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

(一)改善多維STEAM教師專業(yè)發(fā)展研究

“專業(yè)發(fā)展”“教師專業(yè)發(fā)展”“STEM(STEAM)專業(yè)發(fā)展”“STEM教師專業(yè)發(fā)展”“教師專業(yè)學(xué)習(xí)”“在職教師發(fā)展”“教師發(fā)展”等詞在關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析中高頻出現(xiàn)，累計達(dá)25次，揭示教師專業(yè)發(fā)展是國際STEAM教師研究的熱點(diǎn)之一。

STEAM教師專業(yè)發(fā)展研究多聚焦于職后教師的專業(yè)發(fā)展，以教師教學(xué)實踐的改善為導(dǎo)向，基于STEAM教師專業(yè)發(fā)展目標(biāo)，如增加教師STEM知識、幫助教師整合課程(Lesseig et al.，2016)等，提出適用的教師專業(yè)發(fā)展模型，分析教師專業(yè)發(fā)展項目對教師從事STEAM教育的觀念、情感、知識技能、行為等多維度的改善程度。研究者采用前后測的方法，研究為期六天的STEM教師專業(yè)發(fā)展項目的有效性，發(fā)現(xiàn)短期項目培訓(xùn)減少了教師的畏難態(tài)度，增加了教師的自我效能。但短期教師專業(yè)發(fā)展項目未能消除教師對STEM教學(xué)的焦慮程度，并未增加教師整合STEM教學(xué)的愉悅性。研究提出全面改善教師態(tài)度，需要嘗試長期、持續(xù)性的教師培訓(xùn)項目(Aldahmash，et al., 2019)。卡斯特羅-菲利克斯(Castro-Felix & Daniels，2018)等基于維果斯基社會文化理論，采用“教師支持團(tuán)隊(teacher support team，TST)”的模式，研究STEM教師在情境中的團(tuán)隊交互及學(xué)習(xí)過程，改善教師教學(xué)，幫助學(xué)生獲得更好的學(xué)業(yè)表現(xiàn)。

還有學(xué)者關(guān)注教師專業(yè)發(fā)展項目有效性的影響因素。福雷亞(Forea et al.，2015)等使用個案研究法發(fā)現(xiàn)，STEM教師專業(yè)發(fā)展項目的成效很大程度上受教師的觀念、前期知識儲備及內(nèi)部動力的影響，同時受教育政策、社會經(jīng)濟(jì)現(xiàn)實的影響，即在計劃、研究和評估STEM教師專業(yè)發(fā)展項目時需充分考慮上述因素。

已有研究表明，教師專業(yè)發(fā)展項目可以為教師擴(kuò)展STEAM教育視野，建構(gòu)STEAM教育知識，掌握高級教學(xué)工具，整合和執(zhí)行教學(xué)計劃提供持續(xù)支持等。教師專業(yè)發(fā)展項目的有效性受教師的跨學(xué)科能力偏好、對教師已有STEAM教育基礎(chǔ)的判定、教師專業(yè)發(fā)展項目的目標(biāo)定位、項目的持續(xù)時長(長期/短期)、教育政策導(dǎo)向、社會經(jīng)濟(jì)支持等多種因素的共同影響。這表明，STEAM教師專業(yè)發(fā)展項目設(shè)計、STEAM教師專業(yè)發(fā)展模型建構(gòu)等，需要從系統(tǒng)論視角整體設(shè)計。

(二)培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)的STEAM教師教育研究

“教師教育”“職前教師教育”等在關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析中高頻出現(xiàn)，累計21次，揭示了教師教育是國際STEAM教師研究的熱點(diǎn)之一。

STEAM教師教育多聚焦于職前教師培養(yǎng)，涵蓋職前教師概念闡述能力的培養(yǎng)、教師教育課程設(shè)置、教師教育模型的實踐效果、教師教育對教師職業(yè)路徑的影響等方向，旨在探索提高STEAM教師培養(yǎng)質(zhì)量的有效路徑?？ㄘ惲_等(Cabello et al.，2019)分析了職前教師對科學(xué)概念的解釋和表征，發(fā)現(xiàn)職前教師多局限于使用圖形和圖像解釋科學(xué)概念，缺少學(xué)習(xí)者和科學(xué)家的聲音及科學(xué)史介紹，建議STEM教師教育加強(qiáng)教師知識的建構(gòu)，幫助教師建構(gòu)包括靜態(tài)/動態(tài)、結(jié)果/過程、縱向/水平等維度的概念解釋框架。此外，研究者通過對STEM學(xué)科的中學(xué)職前教師教育課程研究，發(fā)現(xiàn)STEM教師教育的職前教師面臨著對跨學(xué)科理解的局限、缺少榜樣引領(lǐng)等挑戰(zhàn)(Minjung et al.，2019)。庫魯普等(Kurup et al., 2019)關(guān)注職前小學(xué)教師的STEM教學(xué)信念、理解和意圖，發(fā)現(xiàn)職前小學(xué)教師對未來STEM教學(xué)具有良好的信念和意圖，但未能深入理解STEM教學(xué)，需加強(qiáng)教師跨學(xué)科整合能力，幫助教師理解教學(xué)方法，建立教學(xué)內(nèi)容與實際生活之間的關(guān)聯(lián)。

STEAM教師教育項目也受到研究者的關(guān)注。如基于美國UTeach新型STEM教師培養(yǎng)項目(高巍等，2019)，有研究者關(guān)注教師培養(yǎng)的機(jī)構(gòu)協(xié)同機(jī)制，通過加強(qiáng)院系協(xié)作促進(jìn)學(xué)科知識和技術(shù)的融合(Petrosino & Dickinson，2003)；有研究者關(guān)注職前教師課堂教學(xué)模式，基于5E(Engage, Explore, Explain, Elaborate和Evaluate)框架，分析實習(xí)生科學(xué)課程的教學(xué)模式等(Manser & Kilgo，2015)。

(三)內(nèi)生發(fā)展的STEAM教師觀念研究

“信念”“教師信念”“態(tài)度”“教師態(tài)度”“對STEM的態(tài)度”“對數(shù)學(xué)和科學(xué)的態(tài)度”“自我效能”“教師自我效能”“教學(xué)自我效能”“教師觀念”“教師偏好”“自信心”等在關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析中高頻出現(xiàn)，累計29次，揭示了教師觀念等教師內(nèi)部驅(qū)動力研究是國際STEAM教師研究的熱點(diǎn)之一，具體包括教師信念、教師態(tài)度、教師自我效能等。

從教師信念看，阿布德拉烏夫等(Abd Rauf et al.，2019)研究了STEM教育中教師應(yīng)對變化的信念，發(fā)現(xiàn)參與“STEM建設(shè)培訓(xùn)者培訓(xùn)(Training of Trainers，TOT)項目”的教師，已為開展STEM教學(xué)做好準(zhǔn)備，抗拒信念程度處于較低水平。從教師態(tài)度看，蒂博等(Thibaut et al.，2019)研究了教師態(tài)度的影響因素，特別是教師的背景特征和學(xué)校背景對iSTEM教學(xué)態(tài)度的影響。iSTEM教學(xué)具有五項原則：整合、問題中心、基于探究、基于設(shè)計和合作學(xué)習(xí)。研究發(fā)現(xiàn)，參與教師專業(yè)發(fā)展項目與教師落實上述五項原則的態(tài)度呈正相關(guān)，而數(shù)學(xué)經(jīng)驗和教齡與落實上述原則的態(tài)度呈負(fù)相關(guān)。從教師自我效能看，期望價值理論(expected value theory)可用于教師自我效能研究，研究者探究了中國香港教師的自我效能，發(fā)現(xiàn)迫切需要幫助教師提供明確的專業(yè)發(fā)展、教學(xué)支持和課程資源，幫助他們更好地在教學(xué)實踐中實現(xiàn)STEM教育目標(biāo)(Geng et al.，2019)。

總之，STEAM教師觀念的相關(guān)研究涉及教師信念、教師態(tài)度、教師自我效能等，關(guān)注STEAM的教育價值、STEAM教學(xué)實踐的瓶頸、STEAM教育知識技能的掌握、課堂動手活動的有效性、跨學(xué)科整合的實施、課程資源、學(xué)生課堂參與度等方面的觀念，并從教師的自身變量(如性別、年齡、教齡等)、教師專業(yè)發(fā)展項目、學(xué)校環(huán)境等分析教師觀念的影響因素。研究方法涉及問卷調(diào)查、個案研究、混合研究等，其中問卷調(diào)查法最多。

(四)提升學(xué)生素養(yǎng)的STEAM項目式學(xué)習(xí)研究

“項目式學(xué)習(xí)(project-based learning，PBL)”在關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析中出現(xiàn)11次，揭示了項目式學(xué)習(xí)是國際STEAM教師研究的熱點(diǎn)之一。

項目式學(xué)習(xí)不同于傳統(tǒng)教學(xué)，是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方式。學(xué)生通過規(guī)劃和完成一系列任務(wù)，最終實現(xiàn)某個目標(biāo)或解決某個真實情境的問題。在此過程中，學(xué)生整合自己的學(xué)科知識和生活經(jīng)驗，基于問題進(jìn)行學(xué)習(xí)(華紅艷，2020)，經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、提煉問題、爭論觀點(diǎn)、提出假設(shè)、設(shè)計計劃或?qū)嶒灐⑹占头治鰯?shù)據(jù)、給出結(jié)論、與他人交流觀點(diǎn)和發(fā)現(xiàn)、提出新的問題、創(chuàng)造成果等環(huán)節(jié)，同時，對自己的表現(xiàn)作出評價，體驗團(tuán)隊協(xié)作(Blumenfeld et al.，1991)。

項目式學(xué)習(xí)是實施學(xué)科整合的STEM教育的有效途徑之一，教師要為設(shè)計項目式學(xué)習(xí)做好必要的準(zhǔn)備。研究者設(shè)計了15周的教師專業(yè)發(fā)展課程，幫助初高中教師掌握項目式學(xué)習(xí)設(shè)計的新方法，包括設(shè)計課程“藍(lán)圖”、基于學(xué)生的筆記進(jìn)行評價、計劃設(shè)計和執(zhí)行項目、將項目與共同核心州立標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一致性改進(jìn)等(Salami et al.，2017)。賽厄斯(Sias et al.，2016)等研究發(fā)現(xiàn)，項目式學(xué)習(xí)是STEM教師經(jīng)常選用的教學(xué)方式，教師在設(shè)計STEM課程時多采用小型的、短期的項目式學(xué)習(xí)，如給當(dāng)?shù)貓笊鐚懶?、建立模型、開展科學(xué)實驗等，少數(shù)教師設(shè)計長期的、以學(xué)生為中心的項目。

研究表明，教師運(yùn)用的項目式學(xué)習(xí)與以學(xué)生為中心的教學(xué)方式之間密切關(guān)聯(lián)。教師組織學(xué)生參與項目式學(xué)習(xí)，通常會賦予學(xué)生不同程度的決策權(quán)，甚至由學(xué)生負(fù)責(zé)全部項目，決策權(quán)即是以學(xué)生為中心學(xué)習(xí)的體現(xiàn)。因此，高質(zhì)量的教師專業(yè)發(fā)展項目，有必要幫助教師關(guān)注項目式學(xué)習(xí)和其他新的教學(xué)方式之間的本質(zhì)聯(lián)系，使教師在教學(xué)中會使用這些方式(Sias et al.，2016)。

四、未來趨勢

國際STEAM教師研究數(shù)量不斷增加，領(lǐng)域規(guī)模不斷擴(kuò)大，研究內(nèi)容表現(xiàn)出：人工智能背景下更加注重教師對教育技術(shù)變革的適應(yīng)性、教師對女性學(xué)生STEAM教育的影響、STEAM教師評價等發(fā)展趨勢。

(一)關(guān)注STEAM教師對教育技術(shù)變革的適應(yīng)性

在人工智能時代，遠(yuǎn)程接入實驗室、在線智能交互學(xué)習(xí)環(huán)境、機(jī)器人、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、智能識別技術(shù)、深度學(xué)習(xí)技術(shù)等快速應(yīng)用于教育領(lǐng)域，特別是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科融合的教育領(lǐng)域，為問題解決、探究式學(xué)習(xí)的智能教育帶來新的機(jī)遇(韓建華等，2019)。STEAM教師可指導(dǎo)學(xué)生通過編程控制機(jī)器人，發(fā)展學(xué)生跨學(xué)科知識的運(yùn)用能力、編程能力和計算思維等(Scaradozzi et al.，2019)。教師為學(xué)生建設(shè)遠(yuǎn)程接入實驗室、創(chuàng)建泛在學(xué)習(xí)環(huán)境等，為學(xué)生提供廣泛的跨學(xué)科在線學(xué)習(xí)機(jī)會，構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體(Wu & Albion，2019)。

教育技術(shù)的快速發(fā)展帶來了課程、教學(xué)、作業(yè)、考試評價等教育教學(xué)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的變革，為STEAM教師帶來挑戰(zhàn)。研究者發(fā)現(xiàn)，STEAM教師尚未為此做好充分的準(zhǔn)備(Scaradozzi et al.，2019)。對教育技術(shù)變革的適應(yīng)性研究在2010～2013年鮮有出現(xiàn)，自2017年開始逐漸增多，2019年已有六項研究關(guān)注教師對機(jī)器人、程序設(shè)計、STEM主題APP應(yīng)用、遠(yuǎn)程在線實驗室、移動評價等教育技術(shù)的適應(yīng)性研究(Nikou & Economides，2019；Wu & Albion，2019； Scaradozzi et al.，2019)，揭示了該主題是國際STEAM教師研究的發(fā)展方向之一。例如，斯卡拉多齊(Scaradozzi et al., 2019)等認(rèn)為教育機(jī)器人技術(shù)迅速受到關(guān)注，但在職教師還未對此做好準(zhǔn)備。研究者探索向在職教師介紹教育機(jī)器人技術(shù)的有效途徑，并研究效果評估的方法。吳等(Wu & Albion，2019)研究了遠(yuǎn)程接入實驗室對職前教師STEM能力提升的影響，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)程接入實驗室的STEM學(xué)習(xí)經(jīng)歷，能為職前教師提供動手學(xué)習(xí)的機(jī)會，對職前教師日后教授STEM學(xué)科起到腳手架作用。尼庫等(Nikou & Economides，2019)基于技術(shù)接受模型，分析了STEM教師在教學(xué)實踐中對基于移動設(shè)備的評價技術(shù)(mobile-based assessment)的接受程度與影響因素。

(二)關(guān)注STEAM教師對女性學(xué)生STEAM教育的影響

據(jù)聯(lián)合國教科文組織統(tǒng)計，全球研究者中女性僅占28%，女性在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域缺乏代表性，嚴(yán)重制約了全球可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程(UNESCO，2017)。教師培養(yǎng)女生STEAM學(xué)科興趣，促使女生享有平等的STEAM教育機(jī)會，幫助女生獲得高質(zhì)量的STEAM教育具有重要意義(UNESCO，2017)，應(yīng)積極引導(dǎo)和鼓勵女學(xué)生參與STEAM教育，從事STEAM相關(guān)職業(yè)。

研究表明，教師專家智能、教學(xué)能力、教師態(tài)度、教師信念與偏見、教師焦慮、教師行為、教師性別、師生互動等因素，均會對女生的STEAM學(xué)業(yè)成就產(chǎn)生影響。例如，從教師信念與偏見看，研究者發(fā)現(xiàn)，教師對女生數(shù)學(xué)能力的評價等級低于男生，即使男生和女生的表現(xiàn)事實上處于相似水平(Lohbeck et al.，2017)。從教師性別看，女教師對女生的STEAM觀念、興趣和自信有正向影響(UNESCO，2017)。桑索(Sansone，2019)發(fā)現(xiàn)女教師帶領(lǐng)的班級中，學(xué)生認(rèn)為男生比女生更加擅長數(shù)學(xué)和科學(xué)的可能性小，這種信念傾向會進(jìn)一步影響女生高中數(shù)學(xué)和科學(xué)課程的表現(xiàn)。從教師焦慮看，教師自身的數(shù)學(xué)焦慮對女生的數(shù)學(xué)成就有消極影響，表現(xiàn)為教師數(shù)學(xué)焦慮程度越高，女生的數(shù)學(xué)成績越低，而這一關(guān)系在男生中并未發(fā)現(xiàn)(Beilock et al.，2010)。

STEAM教師研究中關(guān)于學(xué)生性別的研究，旨在引導(dǎo)教師提高女生對STEAM專業(yè)或職業(yè)領(lǐng)域的參與程度，培養(yǎng)她們對STEAM的身份認(rèn)同，緩解科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)領(lǐng)域中女性工作者數(shù)量不均衡的狀況，促進(jìn)全球可持續(xù)發(fā)展。

(三)重視STEAM教師評價

評價是STEAM教師研究關(guān)注的重要問題，自2017年以來研究數(shù)量逐漸增加。從評價內(nèi)容看，STEAM教師研究領(lǐng)域的評價研究涉及：STEAM教師專業(yè)發(fā)展課程或項目的評價，教師知識、信念和能力的評價，教師對項目學(xué)習(xí)等教學(xué)效果的評價，STEAM教師領(lǐng)導(dǎo)力評價，教師應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)效果的評價等方面。例如，為促進(jìn)學(xué)生有效參與STEM探究任務(wù)，教師必須能夠準(zhǔn)確評價支持性工具的類型或水平；塞爾吉斯等(Sergis et al.，2019)提出了一種基于教育數(shù)據(jù)分析的“教與學(xué)”雙向分析評價方法，為教師教學(xué)反思提供有效的評價工具支撐。

從評價模式看，STEAM教師研究的評價模式涉及：聚焦應(yīng)用的評價、理論驅(qū)動的評價、項目評價、真實性評價等。例如，真實性評價要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)內(nèi)容完成真實世界或模擬真實世界的一件有意義的任務(wù)，教師應(yīng)采用多重評估標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)習(xí)成效進(jìn)行評價。海恩斯·韋森等(Hains-Wesson et al.，2019)基于大數(shù)據(jù)調(diào)研，分析了STEM教師對真實性評價改革的觀念，包括對評價目的和方法等的認(rèn)知。

從評價技術(shù)看，STEAM教師研究領(lǐng)域的評價技術(shù)，已經(jīng)突破基于計算機(jī)的評價，引入了基于移動設(shè)備評價的新型技術(shù)，實現(xiàn)教學(xué)評價目標(biāo)(Nikou & Economides，2017)。

五、結(jié)論與啟示

教師作為STEAM教育的實踐者，其培養(yǎng)與專業(yè)發(fā)展受到國際社會的高度關(guān)注。國際STEAM教師研究，從教師的職前培養(yǎng)到職后專業(yè)發(fā)展，從教師發(fā)展的內(nèi)生動力到外部驅(qū)動，從傳統(tǒng)STEAM教育教學(xué)經(jīng)驗到現(xiàn)代人工智能技術(shù)的有效融入，從教學(xué)、課程、評價到社會文化等不同視角，為我國STEAM教師隊伍建設(shè)提供了有益參考。本研究借鑒國際經(jīng)驗，從加強(qiáng)教師隊伍頂層設(shè)計、提升教師STEAM教育的專業(yè)素質(zhì)能力、推進(jìn)基于STEAM的教師評價研究等三方面對中國STEAM教師隊伍建設(shè)研究與實踐提出建議。

(一)加強(qiáng)STEAM教師隊伍建設(shè)的頂層設(shè)計

STEAM教師肩負(fù)著為黨育人、為國育才的重要使命，STEAM教師隊伍建設(shè)是我國教育生態(tài)系統(tǒng)和STEAM教育生態(tài)系統(tǒng)的重要部分。加強(qiáng)我國STEAM教師隊伍建設(shè)，應(yīng)立足立德樹人的根本任務(wù)，堅持“五育”并舉，符合STEAM教育本質(zhì)特征，順應(yīng)國際STEAM教育發(fā)展趨勢，緊扣STEAM教育發(fā)展目標(biāo)，重視新途徑和新方法運(yùn)用。

聚焦“職前培養(yǎng)-準(zhǔn)入-職后專業(yè)發(fā)展”等不同階段(宋乃慶等，2019)，從教師教育、教師專業(yè)發(fā)展、教師管理(認(rèn)證、準(zhǔn)入、考核評價等)、經(jīng)費(fèi)保障等多方面進(jìn)行頂層設(shè)計，加強(qiáng)跨學(xué)科背景的師資培養(yǎng)，推動STEAM教師隊伍發(fā)展。

(二)提升教師STEAM教育的專業(yè)素質(zhì)和能力

跨學(xué)科知識融合是STEAM教育的本質(zhì)特征。與傳統(tǒng)分科教育相比，STEAM教育對教師的專業(yè)素質(zhì)和能力提出了新的要求。教師的跨學(xué)科知識儲備、計算素養(yǎng)、項目式學(xué)習(xí)的設(shè)計、基于問題的教學(xué)、合作與探究式教學(xué)的設(shè)計、多元評價方式的運(yùn)用、合作溝通能力、人工智能背景下現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用、跨學(xué)科教學(xué)自我效能等專業(yè)素質(zhì)和能力受到特別關(guān)注。

教師的職前培養(yǎng)和職后培訓(xùn)要有助于教師獲得跨學(xué)科學(xué)習(xí)經(jīng)驗，提高教師關(guān)于科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科本質(zhì)的認(rèn)識，促進(jìn)教師STEAM教育專業(yè)素質(zhì)和能力的提升。

(三)推進(jìn)基于STEAM教育的教師評價研究

科學(xué)的教師評價對STEAM教師專業(yè)發(fā)展有積極的正向引導(dǎo)作用，有利于診斷教師的優(yōu)勢與不足，以便分類施策，精準(zhǔn)制定發(fā)展目標(biāo)，提升STEAM教師的專業(yè)素質(zhì)。

基于STEAM教育理念的教師評價研究可遵循“確定評價的價值取向-明確評價對象的操作性定義-構(gòu)建評價指標(biāo)體系-確定評價指標(biāo)權(quán)重-驗證與修正評價體系”(范涌峰等，2019)的范式展開，關(guān)注基于STEAM的教師勝任力、教師能力、教學(xué)反思、教師自我效能、教師知識、教師課堂教學(xué)等內(nèi)容，采用基于任務(wù)的教師評價、基于標(biāo)準(zhǔn)的教師評價、基于觀察的教師評價、基于績效的教師評價、基于研究的教師評價、基于項目的教師評價、聚焦應(yīng)用的教師評價等不同視角(張楠等，2019)，構(gòu)建基于STEAM的教師評價體系，研制評價工具，推進(jìn)我國STEAM教師研究的科學(xué)化進(jìn)程，為STEAM教師隊伍建設(shè)提供決策依據(jù)和支撐。

國際STEAM教師研究，從STEAM教師的準(zhǔn)入制度、準(zhǔn)入資格、師資培養(yǎng)、教師認(rèn)證、教師專業(yè)發(fā)展、資金支持、優(yōu)惠政策、社區(qū)網(wǎng)絡(luò)等方面進(jìn)行了探索。立足我國教育發(fā)展方向，淡化形式，注重實質(zhì)(陳重穆等，1993；宋乃慶等，1996)地借鑒國際經(jīng)驗，積極推進(jìn)我國特色的STEAM教師隊伍建設(shè)理論研究和實踐探索，是提升我國STEAM教育質(zhì)量，加快綜合性創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要舉措。

[注釋]

①本研究分析的國際文獻(xiàn)既包括STEAM教師研究，也包括STEM教師研究。為表述簡潔，論文行文主要使用我國教育部《教育信息化“十三五”規(guī)劃》等官方文件中使用的“STEAM”，不對STEAM和STEM作區(qū)別。國內(nèi)外文獻(xiàn)中明確使用STEM表述的地方，為保留文獻(xiàn)原意，使用STEM表述。