王文珠，何齊宗

（江西師范大學教育學院，江西 南昌 330022）

隨著以創(chuàng)新為核心的科學技術(shù)的發(fā)展，STEM教育成為全世界教育領(lǐng)域研究的重點。同時伴隨著STEM教育研究的開展，使得能夠滿足高需求、高質(zhì)量人才培養(yǎng)的STEM教師逐漸成為眾多學者關(guān)注的熱點。近年來，國外學者對STEM教師的研究取得不少有價值的成果，其中關(guān)于STEM教師專業(yè)發(fā)展路徑的研究也取得了建設(shè)性的成果。本文在分析國外STEM教師專業(yè)發(fā)展研究的緣起，梳理研究取得的進展的基礎(chǔ)上，總結(jié)國外STEM教師專業(yè)發(fā)展路徑研究經(jīng)驗，以期為我國STEM教師專業(yè)發(fā)展提供參考和借鑒。

一、STEM教師專業(yè)發(fā)展研究的緣起

科學技術(shù)創(chuàng)新的驅(qū)動及日益激烈的國際競爭，使得世界各國紛紛尋求創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案，以謀求在激烈的國際競爭中居于領(lǐng)先地位。在這種環(huán)境下，具有創(chuàng)新特質(zhì)的STEM教育應(yīng)運而生。隨著STEM教育的開展，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)大量的STEM人才，必須依靠STEM教師來開展STEM教育。因此，高質(zhì)量的STEM教師專業(yè)發(fā)展對STEM人才培養(yǎng)具有不可或缺的作用，STEM教師專業(yè)發(fā)展研究的興起與STEM教育有著密切的關(guān)系。

（一）STEM教育的特殊性

所謂“STEM”，即科學（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學（Mathematics）四個英文首字母的縮寫。STEM教育在世界范圍內(nèi)尚且沒有一個確切的定義，大致存在兩種看法。一種認為STEM教育是一門進行整合學習的獨立課程，另一種認為STEM教育是一種整合STEM四個內(nèi)容進行學習的方法[1]。從這兩種定義可以看出，普遍的觀點認為STEM教育代表了科學、技術(shù)、工程和數(shù)學四個領(lǐng)域內(nèi)容的整合[2]。STEM教育這種帶有整合的特殊性，要求進行STEM教育的教師也應(yīng)該具備這種整合的能力。如何培養(yǎng)STEM教師具有這種整合學科的能力，成為STEM教師專業(yè)發(fā)展的重點內(nèi)容。

（二）STEM人才培養(yǎng)的需求

從STEM教育開始實施一直發(fā)展到現(xiàn)在，STEM人才培養(yǎng)一直處于低供給的狀態(tài)。美國是最早開始實施STEM教育的國家，但是根據(jù)2011年美國國家研究委員會關(guān)于美國STEM教育的最新報告，大約有75%的學生在結(jié)束八年級的課程時，仍然不精通數(shù)學……美國學生在數(shù)學和科學方面的平均成績低于美國在全球市場上與之競爭的其他國家的學生。更重要的是，絕大多數(shù)的學生在完成學業(yè)后并不會選擇在STEM領(lǐng)域工作[3]。這種STEM人才培養(yǎng)供給不足的狀態(tài)，不是美國獨有的現(xiàn)象，在歐洲其他國家中也存在。根據(jù)歐盟技能全景(The EU Skills Panorama)提供的數(shù)據(jù)，歐洲就業(yè)市場對STEM勞動力的需求大大增加，但是STEM專業(yè)學生的高入學要求和高輟學率，使得學生選擇STEM專業(yè)的人數(shù)逐年下降，無法滿足市場對人才培養(yǎng)的需求[4]。只有高質(zhì)量的STEM教師才能滿足培養(yǎng)大量STEM勞動力的需求，培養(yǎng)出高質(zhì)量的STEM人才。由此可見，促進STEM教師專業(yè)發(fā)展，對于培養(yǎng)STEM人才和吸引學生留在STEM領(lǐng)域是如此重要。

（三）STEM師資短缺

盡管STEM教育對于STEM教師的需求如此強烈，但是研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的STEM教師隊伍，無論從數(shù)量上還是質(zhì)量上都無法滿足STEM人才培養(yǎng)的需求。一方面是STEM教師的專業(yè)發(fā)展得不到有效的支持，STEM教師缺乏相關(guān)的專業(yè)知識背景和持續(xù)的專業(yè)培養(yǎng)，導致STEM教師質(zhì)量低。另一方面STEM教師的工資與其他STEM領(lǐng)域的工資相比較低，無法留住優(yōu)秀的STEM教師，這使得STEM教師從質(zhì)量和數(shù)量上都無法滿足STEM人才培養(yǎng)的需求。因此促進和支持STEM教師專業(yè)發(fā)展，吸引更多的STEM教師留在教育領(lǐng)域，是實施STEM教育的重要支柱。

此外，STEM教師專業(yè)發(fā)展研究的興起，與政府對STEM教育的重視與支持密不可分。例如美國為了培養(yǎng)大量的STEM人才，要求組建一支優(yōu)秀的STEM教師隊伍，為STEM教師提供資金和技術(shù)上的幫助，以支持STEM教師專業(yè)發(fā)展[5]。政府政策的推動吸引了更多的學者對STEM教師專業(yè)發(fā)展領(lǐng)域的關(guān)注，使得STEM教師專業(yè)發(fā)展研究逐漸成為教育領(lǐng)域的熱點論題。同時，STEM教師自身的專業(yè)發(fā)展需求，也是促使STEM教師專業(yè)發(fā)展引起更多學者關(guān)注的原因之一。

二、國外STEM教師專業(yè)發(fā)展路徑研究概況

（一）研究的概況

基于ERIC外文檢索網(wǎng)站，以“STEM Teacher”為檢索詞，分別以“Teacher education”和“Professional Development”為限定詞，對2009—2018年STEM教師專業(yè)發(fā)展研究的相關(guān)文獻進行檢索，獲得有效文獻共計52篇。總的來看，近10年來有關(guān)STEM教師專業(yè)發(fā)展研究的文獻數(shù)量總體上呈上升趨勢，論文發(fā)表數(shù)量主要集中在2014—2017年，共計38篇，占總文獻數(shù)量的73.08%。這說明研究者們對STEM教師專業(yè)發(fā)展的關(guān)注度越來越高，STEM教師專業(yè)發(fā)展逐漸成為教育領(lǐng)域的研究熱點之一。同時還可以發(fā)現(xiàn)，研究者們使用的研究方法趨向于多元化，更加注重研究方法的全面性，尤其重視以定量研究和定性研究相結(jié)合的混合研究方法的使用。

綜觀整個研究過程可以發(fā)現(xiàn)，STEM教師專業(yè)發(fā)展研究是一個比較新興的研究領(lǐng)域，國外學者對于研究方法的使用更注重多元化，趨向于實證研究。目前國外學者對STEM教師專業(yè)發(fā)展的關(guān)注點主要聚焦在STEM教師專業(yè)發(fā)展路徑上，具體包括開展STEM教師教育項目、促進STEM教師專業(yè)學習、推動STEM教師合作、激勵STEM教師反思以及提高STEM教師教學效能感等方面。

（二）研究的主題

1.開展STEM教師教育項目

教師教育是促進教師專業(yè)發(fā)展的主要途徑[6]，通過開展多樣化的STEM教師教育項目，可以從不同的角度促進STEM教師的專業(yè)發(fā)展。國外在通過開展STEM教師教育項目促進STEM教師專業(yè)發(fā)展方面，積累了不少有價值的成果。具體情況見表1。

上述所列STEM教師教育項目大致反映了國外STEM教師教育項目實施的現(xiàn)狀，主要以培養(yǎng)數(shù)學和科學教師為主，但也有項目強調(diào)對工程的重視，將工程融入數(shù)學和科學教師教育項目中。既包含了對職前STEM教師專業(yè)發(fā)展的培養(yǎng)，也包括了對在職STEM教師專業(yè)發(fā)展的培養(yǎng)。這些項目主要以培養(yǎng)大量高質(zhì)量的STEM教師為主，以應(yīng)對STEM教師短缺及STEM教師素質(zhì)不高的現(xiàn)狀。對于培養(yǎng)更多的或者高質(zhì)量的STEM教師，這些項目都能為STEM教師的專業(yè)發(fā)展提出可操作的方案。

2.促進STEM教師學習

隨著教師教育的變革，教師學習被認為是一條促進教師專業(yè)發(fā)展的重要途徑。它使得我們對教師發(fā)展的概念產(chǎn)生了重大的轉(zhuǎn)變：一個是“終身學習”一詞取代了原來的“專業(yè)發(fā)展”；另一個是由原來關(guān)注教師個人技能的發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注教師參與共同體的實踐學習。[11]教師學習是教師作為學習者主動的、以自我為導向的自發(fā)行為[12]。齊達南達（Chitanana）研究了教師通過學習在線專業(yè)發(fā)展課程——國際教育資源網(wǎng)—科學、技術(shù)和數(shù)學（International Education And Resource Network—STM，簡稱iEARN—STM）對STEM教師專業(yè)發(fā)展的影響。研究表明，教師作為學習者參與設(shè)計真實的任務(wù)，構(gòu)建其反思的環(huán)境并進行協(xié)作學習是促進教師學習的有效方式。iEARN—STM在線專業(yè)發(fā)展課程能夠創(chuàng)建一個學習共同體，使得參與的教師可以在其中相互協(xié)作和學習，分享彼此的經(jīng)驗的知識，從而促進教師的專業(yè)發(fā)展[13]。沃爾茲（Walz）和斯洛文斯基（Slowinski）等人認為讓教師參與到國際交流學習中，可以促進STEM教師的專業(yè)發(fā)展。他們對高?？稍偕茉吹慕逃ぷ髡邊⑴c國際交流學習進行研究，發(fā)現(xiàn)通過國際學習的方式可以增加STEM教育工作者的知識和技能，開拓他們研究問題的國際視野[14]。在很多情況下，教師學習可能會受到各種各樣的外部條件的限制，為教師提供便利的學習機會，是有效促進教師學習和專業(yè)發(fā)展的最佳方案。

表1 STEM教師教育項目研究成果一覽表

3.推動STEM教師合作

教師合作往往與教師學習聯(lián)系在一起，最普遍的是教師之間組成一個學習小組——專業(yè)學習共同體。教師在這個共同體中通過合作來實現(xiàn)他們共同的目標，每個參與者通過共享個人資源和經(jīng)驗、參與批判性的對話，從而促進自身的專業(yè)發(fā)展[15]。海默斯（Hamos）和伯根（Bergin）等人認為，傳統(tǒng)的課堂模式割裂了教師之間的聯(lián)系，教師之間從來不交流怎么教學生，這使得教師處于一種孤立封閉的狀態(tài)。他們通過研究發(fā)現(xiàn)，專業(yè)學習共同體可以有效解決STEM領(lǐng)域教師專業(yè)發(fā)展中潛在的教學經(jīng)驗孤立的現(xiàn)象。專業(yè)學習共同體使得教師相互合作，通過集體的努力，找到改進其教學工作的辦法，并且塑造一種相互支持的文化[16]。教師群體之間的合作可以通過分享經(jīng)驗和資源的方式促進彼此的專業(yè)發(fā)展，教師與相關(guān)學科領(lǐng)域的研究人員的合作則是以教師和研究人員互相作為學習者的身份，通過參與彼此的研究或教學來促進專業(yè)發(fā)展。特別是在STEM領(lǐng)域，能夠有效彌補教師專業(yè)發(fā)展的不足。坦布里奇（Tapprich）和格蘭加奈特（Grandgenett）等人探究了一個教師和研究人員共同合作的項目，教師和研究人員一起進行真正的研究。通過這樣的合作方式，教師在加深對科學探究理解的同時也獲得了相關(guān)的STEM經(jīng)驗，這能有效幫助教師提高在課堂教學中實施STEM經(jīng)驗的能力[17]。

4.激勵STEM教師反思

近年來，反思性實踐在教師教育領(lǐng)域越來越受到重視，并逐漸發(fā)展成為一種教師教育模式。反思性思維最早源于杜威《我們怎樣思維》一書，反思性思維的作用就是把一種經(jīng)歷了模糊、懷疑、沖突、某種干擾的情況，轉(zhuǎn)變成一種清晰、連貫、穩(wěn)定、和諧的情況。教師通過反思可以發(fā)現(xiàn)教學工作中存在的問題，進而改善自己的教學工作，促進專業(yè)發(fā)展。有學者認為，教師反思是促進教師專業(yè)發(fā)展的有效途徑。如布萊克利（Blackley）和謝菲爾德（Sheffield）等人探究了反思實踐對STEM教育者專業(yè)發(fā)展的重要作用。首先，幫助他們確定作為STEM教育者的個人身份和專業(yè)身份，增強自信心。其次，STEM教育者通過反思使得他們先前的信念和經(jīng)驗不斷受到挑戰(zhàn)的同時，提高了他們的STEM知識和技能[18]。有研究者通過認識到教師反思的重要性，提出教師反思的可行性方案。如克萊尼（Glennie）和察理斯（Charles）等人提出教師日志是一種幫助教師實時收集課堂實踐數(shù)據(jù)的有效方法，它能夠為教師提供一種記錄和參考及對學生產(chǎn)生影響的工具。教師利用日志數(shù)據(jù)對實踐進行反思，可以確定其優(yōu)勢和不足的地方，幫助教師促進專業(yè)發(fā)展[19]。馬赫（Maher）和帕洛斯（Palius）等人則認為視頻工具可以幫助教師更好地關(guān)注課堂實踐，因為它能夠傳達課堂實踐的復雜性，使得教師更加專注于教學和學習，獲得專業(yè)發(fā)展的機會[20]。

三、國外STEM教師專業(yè)發(fā)展研究對我國的啟示

我們國家也非常重視STEM教育及STEM教師專業(yè)發(fā)展問題，特別是在2017年召開了首屆中國STEM教育發(fā)展大會，會議首次涉及了有關(guān)STEM教師專業(yè)發(fā)展的問題。2018年又在深圳召開了第二屆中國STEM教育發(fā)展大會，并發(fā)布了《STEM教師能力等級標準》文件。盡管我國已經(jīng)開始了STEM教師專業(yè)發(fā)展相關(guān)問題的研究，但是與其他國家相比，我國晚了近20年的時間。為了能夠幫助我國STEM教師專業(yè)發(fā)展在短時間內(nèi)走上正軌，有必要借鑒國外STEM教師專業(yè)發(fā)展的豐富經(jīng)驗。因此，通過對近10年來國外STEM教師專業(yè)發(fā)展研究的分析發(fā)現(xiàn)，可以從以下幾個方面促進我國STEM教師專業(yè)發(fā)展。

第一，開展豐富的STEM教師教育項目。首先，要從政府層面開展STEM教師教育項目，發(fā)揮好政府的帶頭引領(lǐng)作用，為STEM教師專業(yè)發(fā)展提供資金和政策上的支持。比如美國在《聯(lián)邦科學、技術(shù)、工程和數(shù)學教育：五年戰(zhàn)略規(guī)劃》和《STEM2026：STEM教育創(chuàng)新愿景》等報告中多次提出要發(fā)揮好聯(lián)邦政府的牽頭作用，因為政府在開展STEM教師教育項目中具有強有力的凝聚力和協(xié)調(diào)作用。其次，可以鼓勵私人培訓結(jié)構(gòu)、企業(yè)等和學校合作共同開展不同類型的STEM教師教育項目，為STEM教師專業(yè)發(fā)展提供有力的資金支持。STEM教師專業(yè)發(fā)展是一個長期持續(xù)的過程，因此應(yīng)該同時兼顧職前和在職STEM教師培養(yǎng)，為STEM教師專業(yè)發(fā)展提供持續(xù)的支持。

第二，促進形式多樣的STEM教師學習。STEM教師學習是促進STEM教師專業(yè)發(fā)展有效途徑，但是現(xiàn)實中STEM教師學習會受到各種外部條件的制約。我們可以通過為STEM教師提供不同形式的學習方式，幫助STEM教師克服學習的障礙。比如，可以為STEM教師提供在線學習課程，通過遠程的方式幫助教師克服地域交通條件的限制，使得偏遠地區(qū)的教師也能及時獲得STEM專業(yè)發(fā)展的機會。此外，可以以學校為單位聘請STEM領(lǐng)域的專家，以校本培訓的形式組織教師學習。

第三，推動多元化的STEM教師合作。專業(yè)學習共同體是一種促進教師合作的主要方式，我們可以聯(lián)合STEM領(lǐng)域權(quán)威的專家、優(yōu)秀的STEM教師共同創(chuàng)建一個STEM教師專業(yè)共同體，促進STEM教師的合作。中學和大學之間的合作也是一種有效促進STEM教師專業(yè)發(fā)展的形式，STEM教師可以向STEM教育工作者學習STEM知識和技能，促進STEM專業(yè)發(fā)展。STEM教師和STEM專業(yè)人員合作參與科學研究，為STEM教師提供真實的STEM研究經(jīng)驗，也是促進STEM教師專業(yè)發(fā)展的一種形式。

第四，激勵多樣化的STEM教師反思。教師反思性實踐被認為是促進教師專業(yè)發(fā)展的重要途徑，許多國家將其作為一種模式應(yīng)用到教師專業(yè)發(fā)展中。反思性實踐可以幫助教師發(fā)現(xiàn)自身專業(yè)知識、技能和教學工作中存在的問題，及時改進教學工作，提升專業(yè)知識和能力，有效促進教師專業(yè)發(fā)展。我們可以通過教師反思日志和錄制課堂視頻的形式鼓勵STEM教師進行反思，還可以教師之間互相觀摩學習的形式，通過同伴反饋的形式激勵STEM教師反思。學生是教師課堂教學最直觀的感受者，因此可以通過學生評價反饋的形式推動STEM教師進行反思?！?/p>