逯行 李子運 李芒

摘 要：自STEM教育理念在中國落地生根以來，人們從關(guān)注科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)學(xué)科的教與學(xué)，逐漸轉(zhuǎn)向強調(diào)跨學(xué)科教學(xué)與學(xué)習(xí)。為了適應(yīng)STEM教育的進一步發(fā)展，本研究進一步定義了整合學(xué)科的STEM教育?？紤]STEM教育的下一發(fā)展階段，從教育管理者到教師的各個角色，本文對STEM教育相關(guān)的理論和實踐進行了探索，經(jīng)歷了從強調(diào)跨學(xué)科到強調(diào)整合學(xué)科的轉(zhuǎn)變。研究得到以下結(jié)論：國內(nèi)科技教育具有深厚的歷史發(fā)展積淀，但STEM教育理念還只是初步國際化；教師對整合學(xué)科的STEM教育缺乏理解且學(xué)科教學(xué)知識亟待提升；教師專業(yè)發(fā)展相關(guān)研究重理論建構(gòu)而輕落地實踐；教師教育及專業(yè)發(fā)展支持體系不健全。最后，研究從政策制定、提升制定發(fā)展方案的可行性、優(yōu)化教師培養(yǎng)策略、正視過程性困難與障礙等方面進行了決策探討。

關(guān)鍵詞：整合學(xué)科的STEM教育；教師專業(yè)發(fā)展；障礙與挑戰(zhàn)；對策

中圖分類號：G4 文章標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-0069（2018）03-0006-07

作者簡介：逯行（1989— ），女，河北邯鄲人，北京市昌平區(qū)教師進修學(xué)校教育網(wǎng)絡(luò)和信息中心教研員，研究方向為教育信息化下的教師專業(yè)發(fā)展；李子運（1974— ），江蘇徐州人，江蘇師范大學(xué)碩士生導(dǎo)師，副教授，北京師范大學(xué)在讀博士，研究方向為教育技術(shù)基本理論、教育技術(shù)哲學(xué)；李芒（1961— ），男，北京人，北京師范大學(xué)教育學(xué)部教授、博士生導(dǎo)師，北京師范大學(xué)教師發(fā)展中心主任，教學(xué)行為研究所所長，研究方向為教育技術(shù)基本理論、教育信息化支持下的教師專業(yè)發(fā)展。

一、從跨學(xué)科到整合學(xué)科的STEM教育

（一）STEM教育的內(nèi)涵及其嬗變

當(dāng)前教育界已經(jīng)出現(xiàn)了關(guān)于STEM教育的多種定義，但整體來看依然缺乏共識。大多數(shù)定義都圍繞著一個或多個STEM學(xué)科的跨學(xué)科教與學(xué)進行解釋，例如，Sanders（桑德斯）將整合學(xué)科的STEM教育定義為“探索任意兩門或多門STEM學(xué)科的跨學(xué)科教與學(xué)的方法，以及STEM學(xué)科與其他一門或多門學(xué)科進行跨學(xué)科教與學(xué)的方法”[1]。Moore（莫爾）等人補充說，學(xué)科整合的依據(jù)是將學(xué)科知識與真實世界的問題建立聯(lián)系，更具體地說，教育者在參與工程設(shè)計的過程中會應(yīng)用到數(shù)學(xué)、科學(xué)等學(xué)科的具體知識，在參與過程中開發(fā)出能夠支持有意義學(xué)習(xí)的教學(xué)方法和技術(shù)手段[2]。

除了涉及多門STEM學(xué)科的教學(xué)，Kelley（凱利）和Knowles（諾爾斯）還將整合學(xué)科的STEM教育進一步表征為在真實環(huán)境中開展STEM學(xué)科相關(guān)的學(xué)習(xí)，通過將這些學(xué)科知識與真實情境之間建立起關(guān)聯(lián)，從而改善學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[3]。Stohlman（斯托爾曼）等人認為，整合學(xué)科的STEM教育是將STEM學(xué)科納入一門課程，但要說明的是，該門課程可以涉及多個學(xué)科且不一定必須包含STEM學(xué)科中的全部四門學(xué)科[4]。這一說明并不是可有可無的，因為在提及STEM教育的時候，人們不禁會問：課程教學(xué)或課堂教學(xué)是否要將STEM涉及的四門學(xué)科全部整合才算是真正的STEM教育？其他一些研究賦予了STEM教育更多的教育使命，而不僅僅是科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)、工程等幾門學(xué)科的整合教育，例如Dayton Regional STEM Center（代頓區(qū)域STEM中心）提出了一個STEM教育的十項基本原則，遠遠超出了原有定義的四大學(xué)科領(lǐng)域，除了整合學(xué)科教學(xué)，還包括具備吸引不同背景的學(xué)生參與學(xué)習(xí)的潛力、高質(zhì)量的認知任務(wù)及與STEM職業(yè)建立聯(lián)系等[5]。

（二）整合學(xué)科的STEM教育的意蘊與規(guī)定

通過對已有研究的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，有許多學(xué)者對STEM教育的概念框架進行了界定。首先來看工程學(xué)科，由于工程學(xué)科解決的都是真實世界中的復(fù)雜問題，STEM教育經(jīng)常需要用到數(shù)學(xué)、物理、科學(xué)等學(xué)科的知識，因此其自然而然地成了整合STEM其他學(xué)科領(lǐng)域的最常見方式。Moore等人提供了實證研究的結(jié)果，證明工程學(xué)科是將STEM學(xué)科納入K-12階段的重要紐帶和連接器，能夠提升學(xué)習(xí)者的交流和團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新思維能力、問題解決能力，并持續(xù)維持學(xué)習(xí)者在STEM相關(guān)職業(yè)中的興趣和動力[6]。這一理解在以往僅強調(diào)跨學(xué)科教學(xué)的基礎(chǔ)上將STEM教育向前推進了一步，因此需要設(shè)計更新的教學(xué)模式、課程結(jié)構(gòu)以促進有意義學(xué)習(xí)的發(fā)生。

對于大多數(shù)教師來說，開發(fā)新的教學(xué)模式和課程結(jié)構(gòu)需要教師更新自我教學(xué)技能，對學(xué)科知識有新的理解，掌握更多的學(xué)科教學(xué)法知識，這就對教師的專業(yè)發(fā)展提出要求，教師需要清晰地認識當(dāng)前STEM教育的核心內(nèi)涵、實施框架以及操作方式。以實施框架為例，美國國家工程院和國家研究理事會在《K-12階段的STEM教育：現(xiàn)狀、前景和研究議程》報告中針對K-12階段實施基于整合學(xué)科的STEM教育教學(xué)提出了一個較為全面的框架，該框架由四個部分組成，包括目標(biāo)、結(jié)果、性質(zhì)和范圍及如何實施基于整合學(xué)科的STEM教育。其中實施基于整合學(xué)科的STEM教育指提升學(xué)生的STEM素養(yǎng)，幫助學(xué)生掌握21世紀核心技能，提升學(xué)生對STEM相關(guān)學(xué)科的興趣和專注力，也為其從事STEM相關(guān)職業(yè)做準(zhǔn)備。

基于整合學(xué)科的STEM教育實施成果，包括學(xué)生獲得的成果，如學(xué)習(xí)能力獲得提升、21世紀生存能力得到發(fā)展等，以及教師獲得的成果，如教學(xué)實踐能力增強、提升對STEM教育的理解、不斷增長其學(xué)科內(nèi)容知識和學(xué)科教學(xué)法知識。報告確定了基于整合學(xué)科的STEM教育性質(zhì)和范圍的三個重要因素：STEM各學(xué)科領(lǐng)域之間聯(lián)系的方式與類型、重點學(xué)科或優(yōu)勢學(xué)科，以及STEM課程教育單元持續(xù)時間、規(guī)模和復(fù)雜性（如一個項目、一門課程、多門課程或整個學(xué)校）。同時，報告還確定了影響基于整合學(xué)科的STEM教育實施的三要素：教學(xué)設(shè)計、教育者支持程度、對學(xué)習(xí)環(huán)境的調(diào)整和適應(yīng)。從已經(jīng)提出的框架來看[7]，已有研究者越來越清晰地認識到，整合學(xué)科的STEM教育并不僅僅是關(guān)于STEM相關(guān)學(xué)科的內(nèi)容，它常涉及教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式的變革，例如更多地運用基于項目的學(xué)習(xí)，堅持以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)設(shè)計理念，注重培養(yǎng)學(xué)生的21世紀生存技能，促使學(xué)生成為更加積極的學(xué)習(xí)者，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和批判性思維。

綜上分析，本研究認為STEM教育需要并正在經(jīng)歷從跨學(xué)科到整合學(xué)科的蛻變，整合學(xué)科的STEM教育不僅僅是基于某一學(xué)科載體為主體，而應(yīng)在教學(xué)中恰當(dāng)融入其他學(xué)科的理論認知和實踐認知，盡量做到去主體化，教育工作者以整合學(xué)科知識的方式開展教學(xué)活動，包括利用科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)及其相關(guān)領(lǐng)域的實踐，創(chuàng)建以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)環(huán)境，促進學(xué)生設(shè)計和實施問題解決方案，并對真實世界中的現(xiàn)象進行建構(gòu)和論證，在這一學(xué)習(xí)過程中關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、批判思考、問題解決、合作交流等能力。

二、對整合學(xué)科的STEM教育教師專業(yè)發(fā)展研究現(xiàn)狀的描述

（一）教師對整合學(xué)科的STEM教育缺乏理解且學(xué)科教學(xué)知識亟待提升

有研究指出，跨學(xué)科屬性是STEM教育最核心的屬性，但當(dāng)前STEM教育中教師雖然比較了解科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程各學(xué)科的知識，但大多數(shù)教師并未清晰掌握通過跨學(xué)科整合的方式將技術(shù)整合到課程教學(xué)中的能力[8]。當(dāng)前公立院校中從事STEM教學(xué)的教師大多是從其他學(xué)科中抽調(diào)或者在兼任物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等課程的同時，負責(zé)學(xué)校的STEM教育校本課程。在學(xué)科背景、實踐經(jīng)驗、基礎(chǔ)水平等因素的影響下，教師對整合學(xué)科的STEM教育理解不盡相同，例如：有的教師認為基于問題解決的學(xué)習(xí)是整合STEM相關(guān)學(xué)科的重要方式；有的教師認為STEM教育所涉及的四門學(xué)科重要程度各不相同，如數(shù)學(xué)是服務(wù)其他學(xué)科學(xué)習(xí)的工具，而工程學(xué)科是學(xué)習(xí)成果的輸出渠道，因此也最為重要；小學(xué)階段的大多數(shù)教師認為開展STEM教育應(yīng)當(dāng)重視創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，而中學(xué)教師普遍傾向于真實情境的學(xué)習(xí)，這可能與不同階段學(xué)生的理解能力不同有關(guān)系；有的認為整合是必要的，有的則認為側(cè)重于某一學(xué)科領(lǐng)域才是正確的處理方式。

本研究認為，從學(xué)科教學(xué)知識方面看，當(dāng)前的STEM教師更好地掌握了學(xué)科內(nèi)容知識，但這還遠不足以支撐教學(xué)，教師還需要了解適合STEM學(xué)科教學(xué)的學(xué)習(xí)理論、教學(xué)理論、課程理論等。由于STEM教育更重視在真實情境中運用多種整合方法解決真實世界中的問題，因此對教師的課程設(shè)計、學(xué)習(xí)活動設(shè)計、學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)等能力有更高要求。

（二）國內(nèi)STEM教育的歷史文化積淀與國際化理念的統(tǒng)一性

人類思維進化程度沒有在國家之間體現(xiàn)出巨大差異，只是針對同一事物的表達方式不盡相同而已。因此需要指出的是，STEM教育的理念并不是國外的新發(fā)明，只不過概念的文字表征基于其本國的語言特征。一方面，我們否認一些學(xué)者指出的“國內(nèi)STEM教育處于初步發(fā)展階段”這一結(jié)論。我們認為，中國歷史上人們對科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)方面的教育已經(jīng)經(jīng)歷了漫長的探索，從《九章算術(shù)》《天工開物》中對各種理論技術(shù)、技藝的記錄、傳播，再到近代興起的注重科學(xué)精神養(yǎng)成的科學(xué)教育活動，無不體現(xiàn)出深厚的歷史積淀，展現(xiàn)人們對科學(xué)研究的熱情，而這對于當(dāng)下推進國內(nèi)STEM教育概念、理念和實踐的國際化具有重要的基礎(chǔ)作用。同時，優(yōu)秀的歷史文化遺產(chǎn)需要通過校內(nèi)外科普教育、綜合實踐活動和科學(xué)實踐活動、校本課程等方式在我國當(dāng)前的教育系統(tǒng)中進行體現(xiàn)，為STEM教育和教師專業(yè)發(fā)展的推進提供重要參考。另一方面，我們肯定“從國際層面來看，當(dāng)前的STEM教育處于萌芽階段和初步發(fā)展階段，提出的問題多于被解決的問題”這一觀點[9]。由于現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，教育融入了更多的現(xiàn)代化元素，對某一領(lǐng)域的問題研究和問題解決提出了越來越豐富的要求。從國際范圍內(nèi)來看，STEM教育教師專業(yè)發(fā)展研究的理論建構(gòu)還處于初步發(fā)展階段，對實踐的探索也才剛剛開始，考慮到學(xué)生核心素養(yǎng)等重要理念的提出，STEM人才的培養(yǎng)變得越來越重要，如此一來，教師培養(yǎng)的滯后性將給學(xué)生培養(yǎng)工作帶來巨大的負面影響。雖然如此，自STEM理念框架提出以來，教師教育和教師專業(yè)發(fā)展就一直是研究和探索的重點，但當(dāng)前STEM領(lǐng)域的研究并沒有很好地傳承中國歷史上的優(yōu)秀基因，大多數(shù)研究是在跟著國外炒作新概念，拋開自己祖國歷史上在科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域積累的優(yōu)秀經(jīng)驗，卻囿于國外的研究思路，走窄了自己國家的研究之路。

STEM教育理念國際化之后，國外不同的思路和經(jīng)驗?zāi)軌驗橹袊赟TEM教師專業(yè)發(fā)展領(lǐng)域的獨辟蹊徑提供經(jīng)驗庫，但這并不能夠成為缺乏本土化深度的理由和借口，中國的研究還是應(yīng)當(dāng)由中國自己來引導(dǎo)。致力于STEM教師專業(yè)發(fā)展領(lǐng)域的專家學(xué)者，應(yīng)當(dāng)扎根到實踐一線，堅信“一具體，就深刻”的道理，個性化問題個性化解決，重點探索操作方法和策略，強化方案和意見的可行性。

（三）教師專業(yè)發(fā)展相關(guān)研究重理論建構(gòu)而輕落地實踐

由于STEM教育這一概念的國際化剛剛完成，在統(tǒng)一概念的基礎(chǔ)上，需要完成更多、更高水平的理論探索和實踐探索。就目前STEM教師專業(yè)發(fā)展領(lǐng)域的相關(guān)研究而言，大多偏重理論建構(gòu)和概念辨析而鮮有代表性的實踐探索。通過對已有研究的分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前對STEM教師專業(yè)發(fā)展開展相關(guān)研究的群體主要為高校專家學(xué)者、教育理論研究者，成果集中表現(xiàn)形式為概念界定、STEM教育教師專業(yè)發(fā)展建議、教學(xué)設(shè)計建議、課程建設(shè)意見等。指導(dǎo)教師如何通過實踐提升專業(yè)發(fā)展水平的研究相對較少，例如在政策導(dǎo)向方面，有學(xué)者從國家教育理念與政策取向、實施策略、課程建設(shè)、STEM生態(tài)發(fā)展等角度進行分析，構(gòu)建針對國內(nèi)STEM教育發(fā)展的實踐探索框架[10]，為STEM教師清晰地勾畫了專業(yè)生長空間，并在大范圍上描述了其發(fā)展方向，雖具有高瞻遠矚的理論意義，但實際指導(dǎo)意義和可操作性并不是很強。具體到課程設(shè)計和實施層面，也鮮有操作性較強的研究成果，如有研究者在梳理和借鑒國外研究現(xiàn)狀之后，提出了基于STEM教育的小學(xué)科學(xué)課程設(shè)計及案例，重點考慮通過跨學(xué)科的方式整合小學(xué)科學(xué)課程，從而建構(gòu)了中小學(xué)STEM融入小學(xué)科學(xué)課程設(shè)計的模型[11]。

在實證研究方面，開展實證研究的主體主要集中于中小學(xué)一線教師群體，成果多以教學(xué)論文的表達形式呈現(xiàn)，有質(zhì)量的探索相對較少，通過實踐調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，一線教學(xué)中主要以3D打印、編程、單片機創(chuàng)新搭建、機器人教學(xué)等課程作為整合學(xué)科教學(xué)的載體，通常學(xué)習(xí)內(nèi)容涉及工程設(shè)計、數(shù)學(xué)建模、科學(xué)解釋與建構(gòu)等。需要指出的是，在已有的實證研究中，對STEM教學(xué)效果的評價不夠全面，評價指標(biāo)不夠具體，評價標(biāo)準(zhǔn)的可操作性較差，照搬國外研究成果的現(xiàn)象嚴重，缺乏對本土學(xué)生實際狀況的描述和分析。

（四）教師教育及專業(yè)發(fā)展支持體系不健全

國內(nèi)教師職業(yè)資格認定和準(zhǔn)入機制不夠健全。首先，按照教育階段可分為幼兒園、小學(xué)、初中、高中、大學(xué)等，但教育局通常只驗證教師是否具備了教授單一學(xué)科的能力，這遠遠不能滿足整合學(xué)科的STEM教育多學(xué)科教學(xué)的特殊要求。其次，在涉及多學(xué)科整合教學(xué)時，缺乏對教師教學(xué)能力的評估標(biāo)準(zhǔn)，以及指導(dǎo)教師提升改進的意見和建議。在進入教學(xué)場景之前，教師很難提前判斷自己的“知”與“不知”，如學(xué)科內(nèi)容知識、學(xué)科教學(xué)法知識等。再次，教師資格認證沒有對執(zhí)教年限做規(guī)定，這導(dǎo)致部分教師的進修意識薄弱。“一朝為教師，終身為教師”的最大弊端體現(xiàn)在面對STEM教育等新型教育與理念時，教師缺乏自主提升意識，通常表現(xiàn)為欠缺情境創(chuàng)設(shè)能力、案例分析能力、實際問題解決能力。最重要的一點是，教師專業(yè)發(fā)展的社會支持較少，例如缺少高校對中小學(xué)教師教學(xué)實踐和理論提升的密集指導(dǎo)，合作機會少，合作深度和廣度不夠；缺少相關(guān)企業(yè)的支持，教師無法及時了解新技術(shù)的推廣應(yīng)用，掌握的教學(xué)方法陳舊，無法緊跟時代變化，導(dǎo)致教師的專業(yè)視角越來越狹窄；缺少與相關(guān)領(lǐng)域權(quán)威專家或?qū)I(yè)人才的合作，教師教育理念落后，教學(xué)創(chuàng)新積極性不高；缺少國家頂層設(shè)計，教育決策者對STEM教育沒有整體框架設(shè)計。

三、整合學(xué)科的STEM教育教師專業(yè)發(fā)展的思考與探索

（一）做好課程設(shè)計和實施工作，提升影響方案和干預(yù)方案的可行性

經(jīng)過培養(yǎng)，達到參與STEM相關(guān)教學(xué)活動能力要求的學(xué)生，一般都具備一定的邏輯思考能力、獨立運用技術(shù)解決實際問題的能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力等，STEM教學(xué)在學(xué)校教學(xué)中發(fā)揮著積極影響，大多數(shù)的學(xué)校管理者和一線教師都對STEM教育抱有積極態(tài)度。例如，Becker（貝克）和Park（帕克）通過分析28項關(guān)于STEM教育學(xué)生學(xué)習(xí)效果的研究，發(fā)現(xiàn)STEM教育對小學(xué)階段的學(xué)生影響最大，對大學(xué)階段的學(xué)生影響最小。其分析結(jié)果表明，整合學(xué)科的STEM教育能夠為學(xué)習(xí)者創(chuàng)建一個豐富的學(xué)習(xí)情境，有助于發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而改善其認知效果[12]。研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在開展模型設(shè)計、設(shè)計解決方案、應(yīng)用3D打印技術(shù)解決真實問題等STEM學(xué)科相關(guān)的學(xué)習(xí)活動時，表現(xiàn)出了較高水平的學(xué)習(xí)動機和較好的學(xué)習(xí)效果，學(xué)生有更強烈地參與這些學(xué)習(xí)活動的意愿[13]。這可能是由于學(xué)生在參與STEM教育相關(guān)活動時，綜合應(yīng)用多種方法解決相較傳統(tǒng)學(xué)科教學(xué)中設(shè)置的更為復(fù)雜的問題，激發(fā)了自身的積極性，也在一定程度上促進了同學(xué)之間的協(xié)作。

以上所有積極影響的前提是教學(xué)實施者、課程開發(fā)者、教學(xué)設(shè)計人員制定了完善的教學(xué)方法、課程計劃、教學(xué)組織等，即在所有這些問題中，可行性是第一大問題。因此，在方案設(shè)計中，重視教與學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)，以幫助學(xué)生獲得參與有意義學(xué)習(xí)經(jīng)歷為標(biāo)準(zhǔn)，如通過創(chuàng)設(shè)以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)生創(chuàng)造持續(xù)投入研究和探索的學(xué)習(xí)機會，提升學(xué)生深度思考能力和問題解決能力。同時，教學(xué)方案和課程設(shè)計方案應(yīng)當(dāng)注重學(xué)習(xí)過程的自由化、教學(xué)方式的人性化，摒棄舊有教學(xué)模式中束縛學(xué)生的框架，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣才能受到前所未有的激發(fā)；增加模型設(shè)計、解決方案設(shè)計、應(yīng)用3D打印解決真實問題的學(xué)習(xí)活動，從激發(fā)興趣層面提升學(xué)習(xí)參與度。

（二）提供政策與資金支持，推動STEM教育教師的專業(yè)化

教師的職業(yè)素養(yǎng)是決定STEM教育質(zhì)量的重要因素。在培養(yǎng)STEM教師上，各國均十分重視STEM教育專業(yè)教師隊伍的建設(shè)。在國內(nèi)特有的體制下，培養(yǎng)STEM教師需要取得國家政策方面的支持。目前國內(nèi)對科技教育較為重視的一部分省市已經(jīng)制定和發(fā)布了相關(guān)政策，如2015年深圳市出臺《深圳市中小學(xué)科技創(chuàng)新教育三年行動計劃（2015—2017年）》，2016年又出臺了《深圳市中小學(xué)創(chuàng)客教育課程建設(shè)指南（試行）》和《深圳市中小學(xué)創(chuàng)客教育實踐室建設(shè)指南（試行）》，為STEM教育的發(fā)展和教師地位的明確提供了行政層面的支持。所有希望發(fā)展本地STEM的教育工作者都應(yīng)考慮借鑒國內(nèi)外的成功經(jīng)驗，增加對STEM教育專業(yè)教師培養(yǎng)的重視和投入。同時，優(yōu)化準(zhǔn)入機制，鼓勵更多有志于從事STEM教育的人才或組織機構(gòu)進入這一領(lǐng)域發(fā)揮自身價值。

在資金支持方面，以美國為例，國家科學(xué)委員會在其2007年發(fā)布的STEM教育政策中鼓勵教師掌握更多且恰當(dāng)?shù)膶W(xué)科教學(xué)知識，并在其后提出的《總統(tǒng)2012預(yù)算要求和中小學(xué)教育改革藍圖法案》中明確了培養(yǎng)10萬名合格的STEM教師的目標(biāo)，為了配合教師教育和教師培養(yǎng)目標(biāo)，政府提供了大量資金支持——教育部的8000萬美元和奧巴馬后期追加的350萬美元。同時，與社會企業(yè)建立合作關(guān)系，為STEM教師的培養(yǎng)提供學(xué)習(xí)場所和學(xué)習(xí)平臺支持 [14]。在結(jié)合國情的基礎(chǔ)上我國可以借鑒其他國家的經(jīng)驗，在資金支持上，從區(qū)域到學(xué)校各層面設(shè)立STEM教育專項建設(shè)資金和特殊經(jīng)費，鼓勵區(qū)域和學(xué)校從實際需求出發(fā)，在適應(yīng)學(xué)校發(fā)展背景的前提下積極開展自主建設(shè)，制定學(xué)校STEM教育發(fā)展規(guī)劃時充分考慮區(qū)域、學(xué)校部門和師生意見，申請項目支持或自籌經(jīng)費用于STEM教育急需建設(shè)的項目[15]。

（三）優(yōu)化STEM教育職前教師培養(yǎng)方案和在職教師進修方案

首先，幫助職前教師和在職教師掌握恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和有效的教學(xué)策略，例如從教學(xué)方法層面來分析，STEM教學(xué)的整合方法有很多種，需要依據(jù)不同教學(xué)情境、不同學(xué)習(xí)者特征、不同學(xué)習(xí)內(nèi)容等進行設(shè)計和調(diào)整，例如美國NGSS（下一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)）建議在實施STEM教學(xué)中，教師需要采取一種與傳統(tǒng)教學(xué)不同的教學(xué)方式，扮演學(xué)習(xí)者向?qū)У慕巧o助學(xué)習(xí)者持續(xù)挑戰(zhàn)問題的解決。

其次，加強在職教師對STEM教育所涉及學(xué)科的學(xué)科內(nèi)容知識和學(xué)科教學(xué)法知識的掌握。實施整合學(xué)科的STEM教學(xué)涉及幫助學(xué)生了解不同學(xué)科的基礎(chǔ)概念和核心概念，并建立不同學(xué)科概念之間的關(guān)聯(lián)，這對教師和學(xué)生來說都是一個不小的挑戰(zhàn)。在實施STEM教學(xué)過程中，教師傾向于將建構(gòu)主義理論作為自己教學(xué)的理論指導(dǎo)，選擇基于項目的學(xué)習(xí)、任務(wù)式學(xué)習(xí)、問題解決式教學(xué)方法，這對教師在學(xué)科內(nèi)容知識的理解及學(xué)科教學(xué)法知識的掌握方面都有一定要求，其中，教師的學(xué)科教學(xué)法知識非常重要，能夠?qū)虒W(xué)效果產(chǎn)生直接影響。教師學(xué)科內(nèi)容知識及學(xué)科教學(xué)法知識的掌握程度能夠從最基礎(chǔ)的層面影響STEM教育質(zhì)量。

再次，重新設(shè)計職前教師培養(yǎng)方案，增加復(fù)合型教師培養(yǎng)比重。在STEM學(xué)科整合理念清晰之前，教師的培養(yǎng)通常指科學(xué)教師與數(shù)學(xué)教師的培養(yǎng)，然而隨著STEM教育的不斷發(fā)展，教師的培養(yǎng)將主要指向復(fù)合型教師的培養(yǎng)，包括科學(xué)技術(shù)工程復(fù)合型教師、科學(xué)技術(shù)數(shù)學(xué)復(fù)合型教師的培養(yǎng)等。在STEM教育師資培養(yǎng)方面，美國為我們提供了可借鑒的經(jīng)驗，例如研究生教育改革工程項目（Transformative Graduate Education Programs，簡稱TGEP項目）起到了積極的作用，美國國家科學(xué)基金會也強調(diào)高校應(yīng)當(dāng)增加STEM學(xué)位的授予數(shù)量。同時，為配合改革工程項目的推進，國家需要加強STEM專業(yè)師資的培養(yǎng)[16]。在我國STEM教育進入基礎(chǔ)教育的起步階段，師資將是制約STEM教育發(fā)展的瓶頸，勢必需要借鑒其他國家的優(yōu)秀經(jīng)驗來改變目前的教育局面。

（四）從決策到執(zhí)行，正視發(fā)展階段中面臨的過程性障礙與挑戰(zhàn)

由于“STEM”在中國屬于舶來概念，國際化認知在國內(nèi)還未被普遍接受，實施STEM教育的學(xué)校和教師遭遇了各種挑戰(zhàn)，如政策、師生、教學(xué)資源環(huán)境等，但國內(nèi)從領(lǐng)導(dǎo)層到基層實踐者均表達了正視過程性障礙、挑戰(zhàn)更高追求的決心和勇氣。唯有正視、接納并嘗試解決這些問題，才能夠在最大程度上推動整合學(xué)科的STEM教育的發(fā)展。

從國家層面來看，在肯定STEM教育重要性、正視過程性障礙的基礎(chǔ)上，國家倡導(dǎo)驅(qū)動性理念，制訂相關(guān)發(fā)展方案，推動STEM教育發(fā)展。例如，在領(lǐng)導(dǎo)層的理念倡導(dǎo)方面，2014年9月，李克強總理在夏季達沃斯論壇上喊出“要在960萬平方公里土地上掀起‘大眾創(chuàng)業(yè)‘草根創(chuàng)業(yè)新浪潮，形成‘萬眾創(chuàng)新，人人創(chuàng)新新態(tài)勢”；2015年，李克強總理在政府工作報告中又提出“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”，踐行這些理念都需要教育先行，過程性困難與障礙不可避免，從意識上需要肯定并自我鼓勵，正視困難。在政策文件頒布上，2006年《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)實施〈國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）〉若干配套政策的通知》中指出，要“注重培養(yǎng)學(xué)生動手能力，從小養(yǎng)成獨立思考、追求新知、敢于創(chuàng)新、敢于實踐的習(xí)慣，切實加強科技教育”，從國家政策層面鼓勵全民行動，開展科技教育，拿出攻堅克難的精神；具體到科學(xué)教育的政策頒布來看，2016國務(wù)院發(fā)布的《全民科學(xué)素質(zhì)行動計劃綱要實施方案（2016—2020年）》和2017年教育部印發(fā)的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》均強調(diào)基于學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)框架完善科學(xué)課程體系，倡導(dǎo)教師掌握并運用項目式教學(xué)、問題解決式教學(xué)等方式組織教學(xué)活動，這對一線實施課程教學(xué)的教師提出了更高要求。

在區(qū)域發(fā)展層面，結(jié)合實際情況，北京市相關(guān)管理部門（單位）通過參與區(qū)域范圍內(nèi)的改革項目，積極踐行2016年教育部在《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中鼓勵教師探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新的教學(xué)模式的要求，將STEM教育納入?yún)^(qū)級“‘十三五規(guī)劃教育信息化發(fā)展綱要”，為STEM教育發(fā)展和教師進修提供政策支持。以筆者所在的北京市昌平區(qū)為例，全市通過開展中考改革項目“開放性科學(xué)實踐活動”，為每一名初中生打開了一扇接觸STEM教育之門；大部分學(xué)校通過校本課程、綜合實踐活動、社團等方式，均在進行適合本校情況的實踐探索；《北京市昌平區(qū)教育信息化“十三五”規(guī)劃（試行）》有意識地為STEM教育做政策傾斜，從資金和行政層面扶持全區(qū)STEM教育發(fā)展和教師專業(yè)發(fā)展。但由于各種因素的影響，大部分學(xué)校的STEM教育在實施過程中遇到了師資、學(xué)生基礎(chǔ)能力、內(nèi)容資源及軟硬件環(huán)境等各方面的障礙與困難，如STEM所涉各學(xué)科之間孤立分開，教師僅僅是將各學(xué)科知識簡單放在一起進行教授，沒有很好地踐行整合要求。教師需要探索新的課程設(shè)計、教學(xué)方法、教學(xué)模式等，還需要持之以恒地堅持改革才能取得成效。

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（責(zé)任編輯 孫志莉）