專家簡介

胡來林 溫州大學(xué)STEM教育研究中心主任，溫州大學(xué)教育學(xué)院教育技術(shù)學(xué)專業(yè)教授、碩士生導(dǎo)師，浙江省STEM名師工作室負(fù)責(zé)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(shí)踐中我們可以發(fā)現(xiàn)，大學(xué)的教學(xué)是分科的，沒有專門的跨學(xué)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(dān)STEM教學(xué)任務(wù)，因此STEM教師緊缺已經(jīng)成為制約中小學(xué)基礎(chǔ)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(xué)研究院STEM研究中心發(fā)布《STEM教師能力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》，從5個(gè)維度（即STEM教育價(jià)值理解、STEM學(xué)科基礎(chǔ)、STEM跨學(xué)科理解與整合、STEM課程開發(fā)與教學(xué)設(shè)計(jì)、STEM教學(xué)實(shí)施與評(píng)價(jià)）、14個(gè)類別（即STEM教師理解、STEM教學(xué)理解、STEM培養(yǎng)對(duì)象理解，科學(xué)素養(yǎng)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)、工程實(shí)踐、技術(shù)應(yīng)用、STEM+，跨學(xué)科理解與實(shí)踐，STEM課程開發(fā)與整合，創(chuàng)設(shè)STEM教育情境、實(shí)施STEM教學(xué)、評(píng)價(jià)與反饋、反思與提高）、35條內(nèi)容（略）整理出STEM教師能力指標(biāo)體系。這一標(biāo)準(zhǔn)理論性較強(qiáng)，我在實(shí)踐中研究出“小學(xué)STEM教師勝任力模型”，分為5個(gè)維度、8個(gè)類別、25條STEM教師能力指標(biāo)體系（如表2），并根據(jù)這一模型已開展多場(chǎng)培訓(xùn)，總結(jié)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(gòu)

經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）提出了《OECD學(xué)習(xí)框架2030》，其核心部分是學(xué)習(xí)羅盤（Learning Compass）。該框架使用“羅盤”這個(gè)隱喻是為了形象地表達(dá)學(xué)生面臨的未來世界是不確定的、復(fù)雜的和模糊的，如同在海上航行中隨時(shí)會(huì)遭遇各種未知的風(fēng)險(xiǎn)和困境，而能使學(xué)生擺脫這些風(fēng)險(xiǎn)和困境的正是學(xué)習(xí)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(gòu)成，OECD學(xué)習(xí)羅盤也由磁針和多個(gè)同心圓的方位盤構(gòu)成。其中，能力（competencies）是磁針，核心基礎(chǔ)（core foundations）、變革能力（transformative competencies）、“預(yù)期—行動(dòng)—反思”（anticipation—action—reflection）代表方位盤，磁針和方位盤相互配合方能準(zhǔn)確指示方向，即為學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展提供有效路徑。

該框架的核心理念是主體性（agency），強(qiáng)調(diào)每個(gè)人都應(yīng)具備主體性，即富有參與世界的責(zé)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(biāo)并達(dá)成目標(biāo)。其主體性包括兩個(gè)方面：學(xué)生主體性（student agency）、合作主體性（co-agency）。學(xué)生主體性是指學(xué)生在學(xué)習(xí)中扮演積極主動(dòng)的角色，了解學(xué)什么和怎么學(xué)，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)強(qiáng)，學(xué)習(xí)目標(biāo)明確。這種主體性可以使學(xué)生獲得學(xué)業(yè)成就，并能使其在未來社會(huì)中獲得更大的發(fā)展。這種主體性使得學(xué)生能積極行動(dòng)而不是被動(dòng)接受，能主動(dòng)塑造世界而不是被世界改變，能作出負(fù)責(zé)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(xué)生主體性的形成還需要外部提供良好的社群關(guān)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(qiáng)調(diào)所有對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展起促進(jìn)作用的社會(huì)關(guān)系——同伴、父母、教師、學(xué)校管理者、社區(qū)等都應(yīng)被視為主體。因?yàn)槿魏我粋€(gè)生態(tài)系統(tǒng)都是不同主體及其在一定時(shí)空范圍內(nèi)互動(dòng)而構(gòu)成的各類關(guān)系的總和，所以該框架要構(gòu)建的學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)同樣包括不同主體及主體間的多樣化互動(dòng)。

三、STEM教育特征與方法

迄今為止，教育界還沒有關(guān)于STEM的準(zhǔn)確定義。美國峽谷市州立大學(xué)教育學(xué)院太平洋STEM教育中心對(duì)STEM做了如下描述：STEM教育是關(guān)于學(xué)生參與的教育，基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，運(yùn)用科學(xué)探究過程和工程設(shè)計(jì)過程的，跨學(xué)科的，關(guān)于積極的學(xué)習(xí)，關(guān)于合作與團(tuán)隊(duì)工作的，關(guān)于實(shí)踐問題解決的，連接抽象知識(shí)與學(xué)生生活的，整合過程和內(nèi)容，以標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的21世紀(jì)教育、美國未來教育。另一個(gè)操作性的定義是美國著名專業(yè)STEM機(jī)構(gòu)“項(xiàng)目引路”提出的，他們認(rèn)為，STEM教育課程計(jì)劃旨在使學(xué)生參與以活動(dòng)為基礎(chǔ)、以項(xiàng)目為基礎(chǔ)和以問題解決為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，提供了一種動(dòng)手做的課堂體驗(yàn)，學(xué)生在應(yīng)用所學(xué)到的數(shù)學(xué)和科學(xué)知識(shí)來應(yīng)對(duì)世界重大挑戰(zhàn)時(shí)，創(chuàng)造、設(shè)計(jì)、建構(gòu)、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(shí)踐教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，有兩種典型的模式：一種是在STEM理念引領(lǐng)下，通過學(xué)科教育，再經(jīng)過項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)開展的學(xué)科融入式的STEM教育，這種教育的特征是以學(xué)科為載體，聚焦學(xué)科核心概念，建立學(xué)科與學(xué)科、自然、社會(huì)的聯(lián)系，跨學(xué)科知識(shí)促進(jìn)本學(xué)科核心概念理解。另一種是在STEM理念的引領(lǐng)下，通過項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)和跨學(xué)科教育，形成的跨學(xué)科STEM教育，這種教育的特征是以涉及多學(xué)科核心概念的現(xiàn)象為載體，有機(jī)融合多學(xué)科知識(shí)與思維模式，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，達(dá)成跨學(xué)科項(xiàng)目目標(biāo)，解決問題。STEM教育主要采取項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)框架，主要有六個(gè)環(huán)節(jié)：項(xiàng)目引入、知識(shí)建構(gòu)、方案探索、實(shí)施優(yōu)化、成果展示、反思遷移。每個(gè)環(huán)節(jié)都相應(yīng)地提出驅(qū)動(dòng)問題，知識(shí)應(yīng)用與探究實(shí)踐、建構(gòu)知識(shí)，開展工程、技術(shù)、社會(huì)性實(shí)踐活動(dòng)，修訂成果，成果展示，反思目標(biāo)達(dá)成。每一個(gè)環(huán)節(jié)都伴隨著評(píng)價(jià)，這基本上是我們?cè)谥行W(xué)實(shí)踐中進(jìn)行STEM教育最常用的一種模式。