柳秀峰，美國(guó)紐約州立大學(xué)布法羅分?？茖W(xué)教育杰出教授，美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)（AAAS）會(huì)員。在STEM 教育的測(cè)量和評(píng)估、Rasch 測(cè)量的應(yīng)用，以及學(xué)生對(duì)物質(zhì)和能量的長(zhǎng)期概念發(fā)展等密切相關(guān)的領(lǐng)域進(jìn)行研究。目前擔(dān)任《科學(xué)教學(xué)研究》雜志副主編、《學(xué)科與跨學(xué)科科學(xué)教育研究》雜志聯(lián)合主編。

STEM， 即科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering） 和數(shù)學(xué)（Mathematics）的縮寫(xiě)，最早由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）提出并應(yīng)用，并將這一術(shù)語(yǔ)用于對(duì)教育和勞動(dòng)力發(fā)展項(xiàng)目進(jìn)行分類(lèi)[1]。自21 世紀(jì)初以來(lái)，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)一直在其發(fā)布的出版物和提交給國(guó)會(huì)的預(yù)算申請(qǐng)中使用這一術(shù)語(yǔ)，用以指一系列相關(guān)項(xiàng)目。盡管STEM 教育深受歡迎，但目前還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的定義或廣泛接受的概念[2]。

盡管對(duì)STEM 教育有各種不同的理解，但一個(gè)普遍認(rèn)同的關(guān)鍵方面是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，即綜合STEM 教育[3]。這是因?yàn)榭茖W(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)雖然是既定的學(xué)校科目，但跨學(xué)科學(xué)習(xí)方面存在不足或需要加強(qiáng)?？鐚W(xué)科STEM 教育與科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的學(xué)科教育在概念理念和實(shí)踐上有著明顯的重疊[4]。雖然STEM 教育強(qiáng)調(diào)整合，但它并非K—12 教育的單一學(xué)科；它并不取代學(xué)校中的科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等單獨(dú)學(xué)科。

STEM 教育方法

STEM 教育有很多方法。在這里，我們介紹3 種常見(jiàn)的方法：工程設(shè)計(jì)、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，以及創(chuàng)客空間。

工程設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)是工程的核心要素[5]， 可以用于STEM 教育的課程設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施。Roehrig等人基于對(duì)有效綜合STEM 教育課程和教學(xué)的全面文獻(xiàn)回顧[6]，確定了高質(zhì)量綜合STEM 課程和教學(xué)的7 個(gè)基本特征。這7 個(gè)特征在綜合STEM 課程與教學(xué)的設(shè)計(jì)和實(shí)施中是有機(jī)聯(lián)系并系統(tǒng)執(zhí)行的（如圖1）。

關(guān)注現(xiàn)實(shí)世界問(wèn)題 綜合STEM 學(xué)習(xí)應(yīng)該圍繞解決現(xiàn)實(shí)世界的問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)，問(wèn)題應(yīng)具有情境化特征，且有多種解決方案；同時(shí)應(yīng)能激發(fā)學(xué)生的興趣并與學(xué)生日常生活息息相關(guān)?，F(xiàn)實(shí)世界的問(wèn)題應(yīng)要求學(xué)生通過(guò)解決問(wèn)題表現(xiàn)出個(gè)體促成變化的能動(dòng)性。

參與工程設(shè)計(jì) 工程設(shè)計(jì)是一個(gè)動(dòng)態(tài)迭代的過(guò)程，它可以被概念化為幾個(gè)不同且相互關(guān)聯(lián)的步驟。例如，由波士頓科學(xué)博物館設(shè)計(jì)的“工程是基礎(chǔ)”課程是基于以下步驟的設(shè)計(jì)過(guò)程：識(shí)別—頭腦風(fēng)暴—構(gòu)建和測(cè)試—完善和溝通（https：//www.eie.org/）。美國(guó)航空航天局（NASA）的設(shè)計(jì)包括8 個(gè)步驟：識(shí)別問(wèn)題—確定標(biāo)準(zhǔn)和約束—頭腦風(fēng)暴可能的解決方案—選擇設(shè)計(jì)—建立模型或原型—測(cè)試模型并評(píng)估—改進(jìn)設(shè)計(jì)—向他人展示模型（https：//nasaeclips.arc.nasa.gov/teachertoolbox/download/45）。English 則提出了工程設(shè)計(jì)的以下階段：?jiǎn)栴}范圍的界定（理解問(wèn)題的邊界）—思路的產(chǎn)生（頭腦風(fēng)暴和規(guī)劃）—設(shè)計(jì)和構(gòu)建（模型開(kāi)發(fā)）—設(shè)計(jì)評(píng)估（滿足約束）—重新設(shè)計(jì)（模型開(kāi)發(fā)）[5]。

情境整合 綜合STEM 學(xué)習(xí)應(yīng)以科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)和／或工程的具體內(nèi)容知識(shí)為基礎(chǔ)。換而言之，STEM 學(xué)科內(nèi)容為綜合STEM 學(xué)習(xí)提供情境。

內(nèi)容整合 除了特定內(nèi)容外，綜合STEM學(xué)習(xí)還應(yīng)促進(jìn)STEM 學(xué)科內(nèi)容的整合與銜接。這種銜接可以通過(guò)多學(xué)科和跨學(xué)科的方法實(shí)現(xiàn)。

參與真實(shí)的STEM 實(shí)踐 在綜合STEM學(xué)習(xí)中，學(xué)生應(yīng)該有機(jī)會(huì)參與STEM 實(shí)踐。STEM 實(shí)踐的核心是基于證據(jù)的推理，如論證和數(shù)據(jù)科學(xué)。學(xué)生應(yīng)利用自己的文化和個(gè)體知識(shí)，在應(yīng)用STEM 實(shí)踐方面表現(xiàn)出能動(dòng)性。

21 世紀(jì)技能 綜合STEM 學(xué)習(xí)應(yīng)支持21世紀(jì)勞動(dòng)力技能的發(fā)展。21 世紀(jì)技能包括協(xié)作、溝通、批判性和創(chuàng)造性思維，以及解決問(wèn)題的能力。

STEM 職業(yè) 綜合STEM 學(xué)習(xí)應(yīng)該讓學(xué)生接觸到各種STEM 職業(yè)，并促進(jìn)學(xué)生對(duì)STEM職業(yè)的興趣。

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)（Project-basedlearning，PBL）這一概念源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，可追溯至100 多年前約翰·杜威關(guān)于“將學(xué)習(xí)視為日常問(wèn)題的探究”的初始思想。然而，當(dāng)今的基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)理念是基于對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的深入研究而形成的，特別是融合了建構(gòu)主義、情境學(xué)習(xí)、社會(huì)文化學(xué)習(xí)和認(rèn)知工具理論[7]。在K—12 課堂中實(shí)施基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)的方法有很多[8]。在STEM 教育中，Krajcik 和Blumenfield 提出了基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)的幾個(gè)關(guān)鍵特征[7]。

驅(qū)動(dòng)問(wèn)題 基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)的核心在于解答一個(gè)驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。驅(qū)動(dòng)問(wèn)題包含了具有價(jià)值且意義深遠(yuǎn)的內(nèi)容，并緊密聯(lián)系著現(xiàn)實(shí)世界的具體情境[9]。這些驅(qū)動(dòng)問(wèn)題應(yīng)以學(xué)生的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，并與所期望的學(xué)習(xí)成果（例如學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)）相關(guān)聯(lián)。驅(qū)動(dòng)問(wèn)題之所以有意義且值得回答，在于它們與學(xué)生日常生活緊密相關(guān)，并且能夠滿足社會(huì)需求。鑒于學(xué)生在構(gòu)建有效的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題方面缺乏經(jīng)驗(yàn)，教師需要提供適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和支持，幫助學(xué)生發(fā)展出合適的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。良好的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題應(yīng)該是可行的、有價(jià)值的、情境化的、意義深遠(yuǎn)且符合倫理標(biāo)準(zhǔn)的。

真實(shí)探究 為了解答驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，學(xué)生必須參與到探究過(guò)程中，收集和分析數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)進(jìn)行推理以得出結(jié)論。這樣的探究過(guò)程并不是有固定步驟的線性過(guò)程，而是根據(jù)具體問(wèn)題和情境靈活變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程。有效的探究不僅需要具備特定的技能（例如使用特定的測(cè)量工具進(jìn)行測(cè)量），還包括相關(guān)知識(shí)和態(tài)度（例如尊重證據(jù)、保持開(kāi)放思維）。美國(guó)《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（NGSS）概括了8 種科學(xué)與工程實(shí)踐：提出并界定問(wèn)題；開(kāi)發(fā)和使用模型；計(jì)劃和開(kāi)展研究；分析和解釋數(shù)據(jù)；運(yùn)用數(shù)學(xué)和計(jì)算思維；構(gòu)建解釋和設(shè)計(jì)解決方案；基于證據(jù)進(jìn)行論證；獲取、評(píng)估和交流信息[10]。

協(xié)作 基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)是一種涉及包括教師、學(xué)生及其同伴在內(nèi)的協(xié)作過(guò)程，他們共同構(gòu)成了一個(gè)學(xué)習(xí)社團(tuán)。協(xié)作并非學(xué)生天生就具備的能力，而是一種需要在學(xué)生身上培養(yǎng)的特殊技能和態(tài)度，比如言語(yǔ)交流（包括講話和手勢(shì)）就在協(xié)作中必不可少。教師需要向?qū)W生展示高效的協(xié)作模式，而學(xué)生則應(yīng)當(dāng)學(xué)會(huì)重視并參與高效協(xié)作，以便共同解答驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。

技術(shù)工具 基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)有效地利用學(xué)習(xí)技術(shù)解答驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。這些學(xué)習(xí)技術(shù)作為一種思維擴(kuò)展工具，增強(qiáng)了學(xué)生在收集數(shù)據(jù)、分析和解釋數(shù)據(jù)，以及呈現(xiàn)和交流探究成果方面的智力和操作能力。例如數(shù)字探針在戶外數(shù)據(jù)采集中表現(xiàn)出色，而計(jì)算機(jī)模擬則在對(duì)于特定現(xiàn)象（如地震）的探索方面非常有效。在基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)實(shí)踐中，這些技術(shù)工具被無(wú)縫整合到探究過(guò)程之中，成為基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)環(huán)境中不可或缺的基本要素。鑒于技術(shù)工具可能帶來(lái)較高的成本，因此在基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)實(shí)施中需要特別關(guān)注公平性和包容性問(wèn)題。

創(chuàng)造工件 工件是對(duì)驅(qū)動(dòng)問(wèn)題的答案或知識(shí)的外在展現(xiàn)，它們可以是物理模型、計(jì)算機(jī)模型、報(bào)告、數(shù)字媒體（例如PPT、網(wǎng)頁(yè)）、海報(bào)、游戲、劇本等形式。工件通過(guò)展示真實(shí)探究的過(guò)程、結(jié)果、新知識(shí)和理解，以及探究過(guò)程中提出的各種問(wèn)題，有效回應(yīng)驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。在構(gòu)建工件的過(guò)程中，學(xué)生不僅構(gòu)建并重塑了他們的理解，而且還積極參與對(duì)自身學(xué)習(xí)的反思，并與他人分享和交流自己的理解。通過(guò)展示工件，學(xué)生能夠從教師和同伴那里獲得建設(shè)性的反饋。同時(shí)，工件也是用于評(píng)估學(xué)生學(xué)習(xí)的記錄。

創(chuàng)客空間

創(chuàng)客空間是一個(gè)允許參與者共同合作，創(chuàng)造知識(shí)、物理或數(shù)字產(chǎn)品的場(chǎng)所[11]。所謂的“制作”（Making）是指“在藝術(shù)、科學(xué)和工程領(lǐng)域中，各個(gè)年齡段的人們?nèi)诤蠑?shù)字和物理技術(shù)探索創(chuàng)意，學(xué)習(xí)技術(shù)技能，并創(chuàng)造新產(chǎn)品的一個(gè)創(chuàng)造性生產(chǎn)過(guò)程”[12]。如今由創(chuàng)客空間所推動(dòng)的創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)可以被看作是木工、手工藝和電子等傳統(tǒng)愛(ài)好的現(xiàn)代延伸。創(chuàng)客空間不一定涉及復(fù)雜的技術(shù)，雖然現(xiàn)今大多數(shù)創(chuàng)客空間都采用了數(shù)字工具。最初的創(chuàng)客空間多設(shè)在校外場(chǎng)所，如博物館、社區(qū)中心和公共圖書(shū)館等。隨著廉價(jià)硬件的普及，數(shù)字制造技術(shù)的易于獲取，以及軟件和設(shè)計(jì)的共享，人們對(duì)于將創(chuàng)客空間引入K—12 學(xué)校并將其完整地融合到學(xué)校課程中表現(xiàn)出了越來(lái)越濃厚的興趣。

將創(chuàng)客空間引入K—12 學(xué)校教育是以Papert 的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為前提的：當(dāng)學(xué)生利用特定工具（如Logo 編程）參與制作可共享的作品時(shí)，學(xué)習(xí)便得以發(fā)生[13]。具體來(lái)說(shuō)，創(chuàng)客空間為科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)等多個(gè)學(xué)科提供了一個(gè)融合點(diǎn)，從而為綜合STEM 學(xué)習(xí)提供了機(jī)會(huì)。創(chuàng)客空間的共同特點(diǎn)是創(chuàng)造實(shí)物，但由于其目標(biāo)和用途的差異，其設(shè)計(jì)和實(shí)施在本質(zhì)上也各不相同。

使用創(chuàng)客空間進(jìn)行綜合STEM 學(xué)習(xí)關(guān)鍵在于將創(chuàng)客空間視為一個(gè)“為特定群體使用而專(zhuān)門(mén)設(shè)置的空間，這個(gè)空間構(gòu)建了一個(gè)圍繞實(shí)踐操作的實(shí)踐社區(qū)”[13]。學(xué)習(xí)便是通過(guò)在創(chuàng)客空間內(nèi)開(kāi)展的活動(dòng)而發(fā)生的[11]。Mersand 在2021年的一項(xiàng)研究中，通過(guò)將活動(dòng)理論應(yīng)用于創(chuàng)客空間，展示了這些活動(dòng)的不同組成部分[11]，圖2 中詳細(xì)展示了這一點(diǎn)。

Mersand 對(duì)創(chuàng)客空間的研究進(jìn)行了全面的文獻(xiàn)回顧[11]，指出不同的創(chuàng)客空間在活動(dòng)組件的概念化和實(shí)際操作上各有側(cè)重，創(chuàng)客空間已經(jīng)發(fā)展成為一種國(guó)際性的運(yùn)動(dòng)。

STEM 教育研究

隨著STEM 教育的迅速發(fā)展，對(duì)于STEM教育的學(xué)術(shù)研究也逐步發(fā)展起來(lái)?！禨TEM 教育： 創(chuàng)新與研究雜志》（Journal of STEMEducation： Innovations and Research）旨在“在科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)的各個(gè)層面上推動(dòng)高質(zhì)量教育”。該雜志強(qiáng)調(diào)現(xiàn)實(shí)世界的案例研究，重點(diǎn)關(guān)注與STEM 從業(yè)者相關(guān)的重要問(wèn)題?！秶?guó)際STEM 教育雜志》（InternationalJournal of STEM Education）創(chuàng)刊于2014 年8 月，是一本關(guān)注學(xué)科內(nèi)容教育的多學(xué)科期刊，重點(diǎn)關(guān)注科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）的教學(xué)和學(xué)習(xí)研究。此外，2018 年12 月創(chuàng)刊的《STEM 教育研究期刊》（Journal forSTEM Education Research） 是一本關(guān)注跨學(xué)科內(nèi)容學(xué)習(xí)的期刊，專(zhuān)注于STEM 教育研究， 旨在推動(dòng)STEM 教育研究作為一個(gè)獨(dú)特領(lǐng)域的發(fā)展。由北京師范大學(xué)主辦的《學(xué)科與跨學(xué)科科學(xué)教育研究》（Disciplinaryand Interdisciplinary Science EducationResearch，DISER）于2019 年11 月創(chuàng)刊，旨在推動(dòng)科學(xué)學(xué)科內(nèi)部及跨學(xué)科教育的學(xué)術(shù)研究和教育實(shí)踐。

為了反映STEM 教育研究領(lǐng)域的飛速發(fā)展，世界上最具影響力的教育百科全書(shū)，由愛(ài)思唯爾出版的《國(guó)際教育百科全書(shū)》（第四版），特別增加了1 卷（第11 卷）專(zhuān)門(mén)討論STEM教育[14]。這一新增卷集結(jié)了來(lái)自澳大利亞、加拿大、中國(guó)、芬蘭、中國(guó)香港、愛(ài)爾蘭、以色列、瑞典及美國(guó)等國(guó)家（地區(qū)）學(xué)者的智慧，涉及STEM 教育的理論基礎(chǔ)、STEM 教育方法、STEM 教師教育、STEM 教育中的公平與包容、學(xué)生的STEM 職業(yè)期望、STEM 教育的測(cè)量與評(píng)價(jià)，涵蓋了文獻(xiàn)綜述、歷史敘述、實(shí)證研究，以及研究者對(duì)其最近研究成果的總結(jié)等多種形式，從多元理論和方法論視角深入探討和剖析了各個(gè)主題。

STEM 教育是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域，還需要大量實(shí)證研究，以下是一些重要的研究方向示例。

STEM 教育研究與發(fā)展的整合性和通用語(yǔ)言 目前尚未形成對(duì)STEM 教育定義的普遍共識(shí)。雖然在這一研究領(lǐng)域中存在多種關(guān)于STEM 教育的觀點(diǎn)是有益的，但對(duì)其本質(zhì)特征的共識(shí)將有助于積累STEM 教育相關(guān)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。這種共識(shí)最終可形成一些通用的語(yǔ)言和專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，以用于報(bào)告和討論STEM 教育的相關(guān)研究。對(duì)于任何新興研究領(lǐng)域而言，從一個(gè)分散的研究狀態(tài)到一個(gè)更為連貫和系統(tǒng)的研究狀態(tài)的過(guò)渡，都是其發(fā)展過(guò)程中的必經(jīng)之路。

有效的STEM 教育方法及其效果機(jī)制 盡管存在多種STEM 教育方法（本文僅介紹了其中的3 種），但是目前對(duì)于這些方法的有效性進(jìn)行的實(shí)證研究還相當(dāng)有限。為了促進(jìn)STEM教育發(fā)展，迫切需要開(kāi)展研究以比較不同教育方法的有效性，并深入理解在哪些特定條件下，對(duì)不同學(xué)生群體而言，哪些特定方法是有效的。與這一研究方向緊密相關(guān)的是還需要明確STEM 教育中學(xué)生重要的學(xué)習(xí)成果。

STEM 學(xué)習(xí)成果的測(cè)量（包括思維、興趣和身份） 為了有效評(píng)估不同STEM 教育方法的成效，還需要開(kāi)展關(guān)于測(cè)量學(xué)生在STEM 教育相關(guān)領(lǐng)域中重要學(xué)習(xí)成果的研究。雖然已有研究關(guān)注了對(duì)學(xué)生STEM 知識(shí)、理解、興趣、職業(yè)抱負(fù)和身份等方面的評(píng)估，但現(xiàn)階段仍迫切需要開(kāi)發(fā)更為有效、可靠和公平的測(cè)量工具，這將極大地促進(jìn)STEM 教育定量研究的發(fā)展。

STEM 學(xué)習(xí)成果的縱向研究（如身份和STEM 職業(yè)興趣） STEM 教育的一個(gè)核心目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)生STEM 身份的形成和職業(yè)興趣的發(fā)展。然而，目前的研究大多局限于較短時(shí)間跨度，如1 個(gè)教學(xué)單元、1 個(gè)學(xué)期或至多1 個(gè)學(xué)年。我們需要開(kāi)展跨越多年的縱向研究，理想情況下從小學(xué)階段一直到高中畢業(yè)，以評(píng)估STEM 教育是否實(shí)現(xiàn)了其設(shè)定的目標(biāo)，諸如推動(dòng)學(xué)生的STEM 身份和職業(yè)抱負(fù)的發(fā)展等。這類(lèi)縱向研究同樣需要長(zhǎng)期的STEM 教育干預(yù)措施，同時(shí)也需要標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)量工具評(píng)估諸如STEM 教育身份這樣的特定概念在長(zhǎng)時(shí)間跨度上的發(fā)展變化。

為所有背景的學(xué)生創(chuàng)造STEM 學(xué)習(xí)機(jī)會(huì) STEM 教育應(yīng)該面向全體學(xué)生。鑒于STEM 教育需要大量資源，當(dāng)前STEM 教育項(xiàng)目主要集中于資源充足的私立和公立學(xué)校。來(lái)自不同種族、民族和地域的學(xué)生在接受STEM 教育機(jī)會(huì)方面存在巨大差距，因此我們有必要努力縮小并最終消除這種差距。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，政府的投資至關(guān)重要，同時(shí)還需要與工業(yè)、商業(yè)及非政府組織等方面建立合作關(guān)系。

STEM 單科學(xué)習(xí)和綜合STEM 學(xué)習(xí)之間的協(xié)調(diào)與協(xié)同 STEM 教育的目的在于強(qiáng)化和擴(kuò)展傳統(tǒng)的學(xué)科學(xué)習(xí)。盡管綜合STEM 教育側(cè)重于跨學(xué)科的學(xué)習(xí)成果，如培養(yǎng)STEM 身份和職業(yè)興趣，但跨學(xué)科學(xué)習(xí)不應(yīng)獨(dú)立于學(xué)科學(xué)習(xí)進(jìn)行。有效的STEM 教育需要在STEM 單科學(xué)習(xí)與綜合STEM 學(xué)習(xí)之間實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)和相互補(bǔ)充。初步研究成果表明，學(xué)生在綜合STEM 學(xué)習(xí)與科學(xué)、工程學(xué)習(xí)之間互為補(bǔ)益。但目前關(guān)于綜合STEM 學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)之間互利關(guān)系的研究證據(jù)較少。因此，我們需要更深入地研究拓展對(duì)綜合STEM學(xué)習(xí)與科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)之間關(guān)系的理解。

在設(shè)計(jì)和實(shí)施STEM 教育方面教師的有效專(zhuān)業(yè)發(fā)展 STEM 教育要求教師具備跨學(xué)科科學(xué)和教育學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)。然而，當(dāng)前的科學(xué)教師教育大多仍然主要以學(xué)科為基礎(chǔ)，如生物教育、化學(xué)教育等，尤其是在中學(xué)教育階段。用于培養(yǎng)STEM 職前教師的課程相對(duì)較少。為了在K—12 學(xué)段的學(xué)校實(shí)施STEM 教育，除了開(kāi)發(fā)STEM 職前教師教育課程外，學(xué)科科學(xué)教師的專(zhuān)業(yè)發(fā)展也極為重要。當(dāng)前，已有大量研究關(guān)注教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展的有效性?？紤]到實(shí)施綜合STEM 教育的獨(dú)特需求，有必要研究有效的STEM 教育教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展項(xiàng)目的獨(dú)特特征。例如讓教師參與科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的跨學(xué)科研究是否能有效提升科學(xué)和數(shù)學(xué)教師對(duì)STEM 跨學(xué)科性的理解？這種增進(jìn)的理解如何轉(zhuǎn)化為學(xué)生STEM 教學(xué)內(nèi)容知識(shí)，進(jìn)而提高學(xué)生在綜合STEM 學(xué)習(xí)方面的結(jié)果？

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