許 慧，種孝文，劉 暢，李美琦

（白城師范學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，吉林 白城 137000）

0 引言

在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代，地方高等院校應(yīng)主動(dòng)向社會(huì)輸出有實(shí)踐能力、能將理論知識(shí)與實(shí)踐工作聯(lián)系的復(fù)合型人才，如何培養(yǎng)具有實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神的多學(xué)科、多領(lǐng)域復(fù)合型人才已經(jīng)成為世界各國(guó)教育改革的重要任務(wù)和迫切需求，因此，STEM 教育理念由此誕生.STEM 教育的開端源于1986年美國(guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)發(fā)布的《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》報(bào)告，是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）以及數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科的簡(jiǎn)稱，是一種全新的融合式教學(xué)方式，它幾乎囊括了與科學(xué)、技術(shù)、工程及數(shù)學(xué)相關(guān)的所有領(lǐng)域，甚至與經(jīng)濟(jì)學(xué)、政治學(xué)、社會(huì)學(xué)和心理學(xué)相關(guān)［1］.STEM 教育的核心是保留了每門學(xué)科的特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)這些學(xué)科進(jìn)行交叉融合，促進(jìn)各個(gè)學(xué)科的發(fā)展.經(jīng)過幾十年的理論研究和實(shí)踐探索，STEM 教育逐漸成為一種國(guó)際性的教育發(fā)展戰(zhàn)略，被認(rèn)為是“二十一世紀(jì)最具指導(dǎo)性的改革話語”［2］.目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)STEM 教育的研究都非常重視.2017 年，中國(guó)教育科學(xué)研究院在《中國(guó)STEM 教育白皮書（精華版）》中提出中國(guó)STEM 教育2029 創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃，要“建立由政府部門、科研機(jī)構(gòu)、高新企業(yè)、社區(qū)和學(xué)校相融合的中國(guó)STEM 教育生態(tài)系統(tǒng)，打造覆蓋全國(guó)的STEM 教育示范基地，培養(yǎng)一大批國(guó)家發(fā)展急需的創(chuàng)新人才和高水平技能人才”［3］.同年，教育部教育管理信息中心、北京師范大學(xué)、北京國(guó)信世教信息技術(shù)研究院聯(lián)合發(fā)布《中國(guó)STEAM教育發(fā)展報(bào)告（起點(diǎn)篇）》［4］.這些宏觀計(jì)劃對(duì)我國(guó)STEM 教育整體發(fā)展都發(fā)揮了極大的推動(dòng)作用.我國(guó)緊跟信息時(shí)代發(fā)展潮流，高度重視STEM 教育發(fā)展，各級(jí)教育部門和各大院校都將STEM 教育和加快建設(shè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系納入現(xiàn)有教育體系中，STEM教育也逐步成為解決多學(xué)科、多領(lǐng)域相互融合、共同發(fā)展的有效途徑.

但是，隨著STEM 教育的飛速發(fā)展，在STEM 教育本土化變革的過程中，也發(fā)現(xiàn)了一些問題，比如STEM 教育類教師緊缺；國(guó)內(nèi)STEM 教育照搬照抄國(guó)外STEM 教育理念，造成“水土不服”等問題，都嚴(yán)重制約國(guó)內(nèi)STEM 教育的發(fā)展.師范院校的師范生是未來教師的“儲(chǔ)備軍”，若能將STEM 教育理念融入高等教育課程的全過程中，將有助于培養(yǎng)更多的有STEM 教育理念的師范生，未來也會(huì)成長(zhǎng)為具有STEM教育理念的一線教師，這將極大地解決我國(guó)STEM 教育類師資短缺和能力不足的現(xiàn)實(shí)問題，同時(shí)能夠提升在校師范生綜合素養(yǎng)，使其適應(yīng)學(xué)科教學(xué)改革和未來發(fā)展的需要，甚至在未來的工作中，很容易融入非師范類的相應(yīng)崗位上.因此，本文提出培養(yǎng)師范生STEM 教育能力的可行策略，為師范院校師范生STEM教育培養(yǎng)方案或課程設(shè)計(jì)提供一定的參考.

1 師范院校師范生STEM教育能力培養(yǎng)的必要性

1.1 適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求

人才資源是影響各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)力的主要因素.為促進(jìn)社會(huì)發(fā)展，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的人才，國(guó)務(wù)院辦公廳在2015年提出，高校要打通一級(jí)學(xué)科或?qū)I(yè)類下相近學(xué)科專業(yè)的基礎(chǔ)課程，開設(shè)跨學(xué)科專業(yè)的交叉課程，探索建立跨院系、跨學(xué)科、跨專業(yè)交叉培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的新機(jī)制，促進(jìn)人才培養(yǎng)由學(xué)科專業(yè)單一型向多學(xué)科融合型轉(zhuǎn)變［5］.同時(shí)，中小學(xué)課堂教學(xué)模式也在慢慢發(fā)生變化，越來越多的學(xué)校開始關(guān)注STEM 教育理念在課堂上的運(yùn)用，研究發(fā)現(xiàn)，STEM 教育在數(shù)學(xué)、科學(xué)、物理、化學(xué)、信息技術(shù)，包括語文、英語等多學(xué)科上都有一定的應(yīng)用.未來社會(huì)要求教師不僅自身要具備創(chuàng)新發(fā)展意識(shí)和實(shí)踐應(yīng)用能力，更要具備培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的能力.

1.2 解決STEM師資緊缺的現(xiàn)狀

STEM 教育的推廣離不開具有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的教師隊(duì)伍，現(xiàn)有國(guó)內(nèi)成形的STEM 教育師資還處于十分緊缺的狀態(tài)，也是制約國(guó)內(nèi)STEM 教育發(fā)展的最大難題.很多從事STEM 教育的教師都沒有系統(tǒng)地接受過STEM 教育培訓(xùn).在教學(xué)方面，我國(guó)絕大多數(shù)高等院校都采用以教師講授為主的比較傳統(tǒng)的教學(xué)模式，而STEM 教育則強(qiáng)調(diào)要以學(xué)生為中心開展多學(xué)科、多領(lǐng)域的知識(shí)融合學(xué)習(xí).STEM 教育模式要求教師作為指引人，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生探究解決問題、設(shè)計(jì)實(shí)施項(xiàng)目等能力.根據(jù)國(guó)內(nèi)教育及教師隊(duì)伍發(fā)展現(xiàn)狀來看，國(guó)內(nèi)一線教師在短時(shí)間內(nèi)并不能很好地完成角色轉(zhuǎn)換，將現(xiàn)有普通課堂教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)镾TEM 教育模式.由此可見，在STEM 教育培訓(xùn)方面，國(guó)內(nèi)主要存在兩個(gè)方面的問題：一是培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，培訓(xùn)差異化明顯，部分經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)STEM教育培訓(xùn)力度不夠；二是國(guó)內(nèi)STEM教育需求逐年增加，但受過STEM 教育系統(tǒng)培訓(xùn)的教師數(shù)量遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)需求.現(xiàn)如今，我國(guó)教師培養(yǎng)的主要途徑仍是高等師范院校的系統(tǒng)培養(yǎng)，而國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的教育系統(tǒng)在課程設(shè)置方面以專業(yè)課程和教育教學(xué)課程為主，對(duì)師范生的培養(yǎng)仍是分科教學(xué)，綜合課程與實(shí)踐課程較少.STEM 教育主要培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，若能直接將STEM教育切入到師范生的教育中，優(yōu)先培育出一批具有STEM 教育理念、綜合素養(yǎng)較高、跨學(xué)科能力較強(qiáng)的后備教師，這將對(duì)未來我國(guó)STEM教育的發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的教育土壤.從STEM教育的培養(yǎng)規(guī)模來看，可以將STEM 教育培訓(xùn)擴(kuò)大到全國(guó)的高等師范院校甚至師范?？圃盒?，將STEM 教育理念全面鋪開；從培養(yǎng)質(zhì)量來看，應(yīng)由STEM 教育經(jīng)驗(yàn)比較豐富的幾所前沿院校合作制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，其他院校依據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)制定符合校園和當(dāng)?shù)厣鐣?huì)實(shí)際的STEM 教育培養(yǎng)計(jì)劃，讓STEM 教育理念不只發(fā)揚(yáng)光大，還要切實(shí)提升國(guó)內(nèi)教育理念的先進(jìn)程度.

1.3 促進(jìn)STEM教育在高等教育中的實(shí)踐應(yīng)用

STEM 教育作為國(guó)外教育的先進(jìn)理念，逐漸被國(guó)內(nèi)的教育體系所吸納，但國(guó)內(nèi)在以教師授課為主的基礎(chǔ)教育體系下，STEM 教育的融入過程是十分漫長(zhǎng)的，因此，如何研究和探索將STEM 教育理念融入國(guó)內(nèi)現(xiàn)有教育體系中就顯得尤為重要.現(xiàn)階段的國(guó)內(nèi)期刊文獻(xiàn)中，涉及STEM 教育的文章大多集中在STEM的基礎(chǔ)應(yīng)用中，沒有深挖細(xì)究STEM教育的深層次內(nèi)涵，沒有探索和制定適合我國(guó)的STEM教育道路.在實(shí)際的教學(xué)過程中，雖然經(jīng)常強(qiáng)調(diào)開展STEM 教學(xué)，但大多都重形式、輕實(shí)踐，極度缺乏基礎(chǔ)教育項(xiàng)目式教學(xué)、科學(xué)教育等方面的研究.

2 師范院校師范生STEM教育能力培養(yǎng)策略

2.1 STEM教育價(jià)值理解能力培養(yǎng)

作為一種新興的教育方式，STEM 教育在潛移默化地影響和推動(dòng)傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式變化，調(diào)查結(jié)果顯示，現(xiàn)階段的師范生大多是通過教師在教學(xué)過程中提及STEM 教育理念，并沒有對(duì)STEM 教育進(jìn)行比較深入的了解，更沒有進(jìn)行比較深入的研究.因此，可以從師范院校、教師和師范生三個(gè)方面加強(qiáng)STEM教育.從師范院校角度看，要提高對(duì)STEM教育的重視度，制定符合本校實(shí)際和當(dāng)?shù)卣叩腟TEM教育的專項(xiàng)培養(yǎng)方案，邀請(qǐng)不同學(xué)科的專家就STEM 教育理念開展專題講座，將STEM 教育理念與不同學(xué)科知識(shí)體系相融合，深化師范生的STEM 教育價(jià)值理解，提供更多的機(jī)會(huì)讓師范生深入學(xué)習(xí)STEM 教育價(jià)值理念和內(nèi)涵；從教師角度看，教師在教學(xué)過程中也需要將STEM 教育理念深度融合到課堂教學(xué)當(dāng)中，積極參加專題STEM 教育培訓(xùn)，引導(dǎo)師范生關(guān)注新的教育理念和模式，鼓勵(lì)師范生學(xué)習(xí)和自學(xué)STEM 教育相關(guān)內(nèi)容；從師范生角度看，師范生應(yīng)當(dāng)樹立主體參與意識(shí)，認(rèn)真查閱現(xiàn)有STEM 教育理念文獻(xiàn)，主動(dòng)請(qǐng)教校內(nèi)權(quán)威教師，讓STEM 教育理念入腦入心，積極主動(dòng)地汲取新知，豐富自我，培養(yǎng)STEM 教育價(jià)值理解能力.

2.2 跨學(xué)科整合能力培養(yǎng)

STEM 教育有著培養(yǎng)跨學(xué)科整合能力的特點(diǎn)，開展STEM 教育就意味著不能局限在單學(xué)科或者雙學(xué)科教育上，而是要不停地吸納和汲取新的學(xué)科知識(shí)體系，將新的知識(shí)體系融入所選和所教的基礎(chǔ)學(xué)科中，比如，從事數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的教師和師范生，在掌握基礎(chǔ)學(xué)科的基礎(chǔ)上，要吸收和學(xué)習(xí)工程類、化學(xué)類、物理類等多種學(xué)科的知識(shí)，從本質(zhì)上理解數(shù)學(xué)在其他學(xué)科和技能中的應(yīng)用.因此，從院校角度可以從兩方面來培養(yǎng)師范生的跨學(xué)科整合能力：一是豐富現(xiàn)有課程設(shè)置，以專業(yè)課為核心，適當(dāng)增設(shè)綜合類選修課、通識(shí)課，鼓勵(lì)師范生跨學(xué)院、跨專業(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí).組織開展科研興趣小組，主動(dòng)將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，觀察和掌握所學(xué)知識(shí)在不同領(lǐng)域的作用；二是豐富教育資源，創(chuàng)設(shè)優(yōu)良的教育環(huán)境，建立STEM 活動(dòng)室、STEM 實(shí)訓(xùn)基地、創(chuàng)客空間、機(jī)械工坊、虛擬實(shí)驗(yàn)室等多種類、多目標(biāo)的多功能活動(dòng)室，各院系將本學(xué)科比較有實(shí)踐性、綜合性的問題或者活動(dòng)目標(biāo)提供給多功能活動(dòng)室，給師范生提供跨專業(yè)交流合作與整合實(shí)踐的空間.從教師角度來說，可以帶領(lǐng)本專業(yè)學(xué)生與其他專業(yè)學(xué)生組建跨專業(yè)小組，進(jìn)行合作學(xué)習(xí)和交互實(shí)驗(yàn)，同時(shí)提供國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的STEM 教育學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)師范生從不同學(xué)科角度思考解決現(xiàn)實(shí)問題；從師范生自身角度來說，可以選修或通過STEM 多功能活動(dòng)室了解感興趣的其他專業(yè)課程，拓展自己的知識(shí)面，勇于踏出專業(yè)“小圈子”，與其他院系互相交流.同時(shí)也要多參與社團(tuán)活動(dòng)，積極參觀和使用STEM 活動(dòng)中心、創(chuàng)客教室等，基于真實(shí)情境開展實(shí)踐活動(dòng)，如進(jìn)行科技發(fā)明制作、3D 打印、機(jī)器人編程等，充分發(fā)展跨學(xué)科整合能力.

2.3 STEM課程開發(fā)與整合能力培養(yǎng)

科學(xué)合理的STEM課程和資源是開展STEM教學(xué)活動(dòng)的基礎(chǔ)，同時(shí)，STEM課程開發(fā)與整合能力也是師范生STEM 教育能力的重要組成部分.因此，從師范院校的角度來說，可以開設(shè)專門的STEM 教育相關(guān)課程，豐富師范生關(guān)于STEM 課程與資源開發(fā)整合的理論知識(shí)，還可以建設(shè)互助共享的STEM 在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，聯(lián)系本校相關(guān)專業(yè)的教師、STEM 領(lǐng)域的專家學(xué)者及STEM 教育機(jī)構(gòu)，構(gòu)建共同體，合作開展STEM 課程開發(fā)設(shè)計(jì)的深入研究.從高校教師的角度來看，可以改變傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式，多采用項(xiàng)目式、探究式等方法，幫助師范生通過實(shí)踐探究獲取知識(shí)和提高能力.從師范生自身角度來說，要積極學(xué)習(xí)STEM 課程和資源開發(fā)的理論方法，以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為媒介，通過課程學(xué)習(xí)，將STEM 教育理念與自身學(xué)科特點(diǎn)相結(jié)合，提高STEM教育的跨學(xué)科整合能力.

2.4 STEM教學(xué)實(shí)施能力培養(yǎng)

教學(xué)實(shí)施能力是師范生最重要的專業(yè)技能，培養(yǎng)師范生STEM 教學(xué)實(shí)施能力，是為了幫助更多優(yōu)秀的師范生登上講臺(tái)，在未來的教學(xué)中給學(xué)生帶去更新穎的教育模式.因此，師范院校可以完善校內(nèi)軟、硬件設(shè)施，為師范專業(yè)配備微格教室、智慧教室等，提供錄課功能，幫助師范生適應(yīng)數(shù)字化環(huán)境，方便師范生及時(shí)發(fā)現(xiàn)和調(diào)整自己的教學(xué)狀態(tài)，也可以積極聯(lián)合其他校外力量，如地方STEM 教育中心、STEM 教師工作坊、STEM 種子學(xué)校等，為師范生提供更多的教學(xué)觀摩、模擬和實(shí)踐機(jī)會(huì)，真正實(shí)現(xiàn)STEM 教育人才在實(shí)踐中成長(zhǎng)，提高師范生STEM教學(xué)實(shí)施能力.

2.5 創(chuàng)新發(fā)展能力培養(yǎng)

創(chuàng)新發(fā)展能力培養(yǎng)是師范生STEM 教育重要組成部分，從師范院校的角度來說，可以多舉辦創(chuàng)新活動(dòng)和創(chuàng)新比賽，加大宣傳力度，組織師范生了解相關(guān)活動(dòng)基本流程和優(yōu)秀作品，同時(shí)邀請(qǐng)多領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者進(jìn)行賽前講座，邀請(qǐng)往屆獲獎(jiǎng)師范生作經(jīng)驗(yàn)交流.從高校教師的角度來說，要鼓勵(lì)師范生進(jìn)行教科研課題研究，給予參加創(chuàng)新比賽或參與教科研項(xiàng)目的師范生專業(yè)指導(dǎo)，同時(shí)，在日常教學(xué)中多給師范生布置一些開放性的問題和任務(wù)，引導(dǎo)師范生進(jìn)行思考，培養(yǎng)批判性思維和創(chuàng)新意識(shí).從師范生角度來說，要克服畏難情緒，積極參與學(xué)?；顒?dòng)，提高自己的多方面能力，在日常生活和學(xué)習(xí)中保持對(duì)知識(shí)的好奇心，能思考、不盲從權(quán)威，了解教師專業(yè)發(fā)展的要求，探索新的STEM 教學(xué)方法，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，提高創(chuàng)新發(fā)展能力.

3 結(jié)語

STEM 教育已經(jīng)成為我國(guó)教育改革與發(fā)展的重要內(nèi)容.STEM 教育理念逐漸應(yīng)用于中小學(xué)課堂，這對(duì)教師的能力水平提出了更高的要求.師范教育是培養(yǎng)未來STEM 教育教師的主要方式，在這一階段發(fā)展師范生STEM教育能力，有助于從根本上改善STEM師資問題，增強(qiáng)師范生的核心競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展.