STEM教育成功的关键教师专业发展

叶兆宁

教育是一个复杂的系统工程，教师的专业发展就是这一系统工程中重要且关键的要素。近年来，随着STEM教育发展的深入，越来越多的学者和教师认识到，对于推动传统教育向21世纪教育转变的STEM教育而言，教师的专业成长与发展更应成为STEM教育必须首要解决的问题。

国际上，美国是实施STEM教育的代表。为了壮大STEM教师队伍，提升STEM教师素质，美国联邦政府连续出台了多项STEM教师培养法案，包括《有效的STEM教学法案》《STEM教师教育与指导支持法案》《STEM优秀教师队伍建设法案》《全美STEM教师税收激励法案》等，并设立多种多样的STEM教师培养项目。但目前STEM教育存在的问题主要还是教师数量严重短缺，课程资源缺乏。

在我国，STEM教育正处在方兴未艾之际，“STEM教师”对很多人来说还是一个陌生的名词。我国中小学STEM教育的实施面临着教师培养和专业发展的凌乱与空白，课程标准和课程目标的缺位和异位，课程支持与课程资源的严峻与匮乏，教学手段和教学模式的僵化与单一等困境与问题。2017年，中国教育科学研究院发布的《中国STEM教育白皮书》中将建设资源整合与师资培养平台作为“中国STEM教育2029创新行动计划”中的重要任务，随后由中国教育科学研究院STEM教育研究中心于2018年5月发布《STEM教师能力等级标準》，提出包括5个维度、14个类别、35条内容的STEM教师能力指标体系。足见STEM教师专业发展已经开始得到更广泛的关注与重视。

STEM教师与传统学科教师相比有哪些不同

无论是STEM教育还是被拓展为STEAM或STREAM或STEM+教育，都是为了更好地帮助学生不被单一学科的知识体系所束缚，鼓励学生在真实问题驱动下，跨学科创造性地解决问题。因此，STEM教育强调的是跨学科机制下各领域间的有机结合，从而提升学生综合能力和跨学科思维能力，进而培养有利于社会发展的创新性人才。因此，STEM教育是一种综合性教育，具有跨学科、跨领域、集成性的特点。它为学生搭建起整体认识世界的桥梁，消除了传统教学中各学科知识割裂、不利于学生发展综合解决问题能力的障碍；它促使学生成为新教育与学习模式下的知识的生产者而非消费者。从STEM教育的特点不难看出，从事STEM教育的教师与传统学科教师相比有以下不同之处。

从单一学科到跨学科

跨学科是STEM教育的最主要特征，也是STEM教师与传统学科教师最主要的区别。传统单一学科的教学往往有着较完整的知识体系作支撑，无论是以教材为中心的教学还是以学生为中心的教学，教师都能清楚地知道在该学科中所学习的是哪些知识点，在教学指导时也只在该学科的领域范围内，而该领域通常也与教师自身的学习背景较为相关，教师较易把握和理解。

STEM教育则不同。STEM教育活动的起点往往是真实的生活情境任务或问题，教学或学习都围绕着问题或任务的解决展开。教师需要引导学生分析问题，解析任务，和学生一起提出问题或任务的解决方案。这样的教学并不是围绕着某一学科领域的知识体系开展的，而是围绕问题解决中如何应用学科知识而进行的。因此，各领域的学科知识体系，以及领域间的关联都是教师和学生需要了解和考虑的。这就需要教师有跨学科综合解决问题的能力，并能具备跨学科的教学能力。

从独立教学到团队作战

在传统的传授式教学中，教师往往是独立开展教学的，教师就是课堂的主人，从教材内容到活动过程，直到学生什么时候听讲、什么时候做练习都在教师的安排下进行。当以学生为中心的教学理念发展之后，建构主义的教育思想更加关注学生的学习过程，教师从传授式教学转向探究式学习，这使得学生在学习中有了更多主动参与的机会，且学生对学习的自主权随探究开放程度的增大而增强。

STEM教育出现之后，其体验性和实证性等特点使得建构主义的学习理念与基于神经教育学的学习科学理念相结合，更加关注学生在实践过程中的学习、理解和运用过程。而且STEM教育活动通过设计出与任务解决相关联的一系列学习和实践活动，使学生经历有目的、有意义、能解决实际问题的学习过程。这些学习与实践活动看上去围绕主题，实则涉及一个或多个学科，需要多学科背景或各个学科的教师们组成教学团队，相互配合，保证学生在每个学科的学习过程都能得到专业的指导和帮助。再者，STEM教育的开放性使学生和教师成为一个共同体，他们相互支持、相互帮助，共同为完成一个目标而努力。因此，STEM教师不再是独立教学的个体，而是与学生和教师团队合作共进的一名成员。可见从独立教学转变为团队作战，STEM教师不仅要懂得放弃对课堂的主宰权，还要学会与学生、与教师同伴的沟通、交流与协作。

从教授者到支持者与引导者

传统的学科教育中教师的角色总是课程的教授者，传道、授业、解惑是传统教学中教师的主要作用。然而，STEM教育则从学习方法的本质变革中将教师从传授者转变为学生学习过程的引导者、组织者和支持者。面对跨学科的复杂性，STEM教育需要缜密的课程、教学和评估，技术和工程需要整合到科学和数学中形成一体化的课程，科学探究和工程设计过程需要在实践上进行深度融合。同时跨学科的STEM教育与传统学科教育有截然不同之处，具有较强的生成性和综合性。它已经不是教学层面的教学活动方式，而是具有独立形态的课程。因而，对于STEM教师而言，他们并不能照搬原先任何一个学科的教学方法。形成开放、动态、发展共进的STEM教育课程观将成为STEM教师的必备素质。

在STEM教育过程中，教师必须更加关注学生的学习过程，不断反思教学进度和指向，使得STEM课程是生成的而非预设的，是开放的而非封闭的，是动态的而非静态的。要达成这样的教学效果，教师需要具备良好的STEM素养和对跨学科概念的认识和理解；教师还要能从教学和学习2个层面开展教学设计；教师还需要能正确理解和践行教学中教师的角色和

STEM教师专业发展的策略与路径

成为一名富有成效的STEM教师并不是件容易的、短时间能解决的事情。即便是在某学科中具备较高教育素养的优秀教师，在从单一学科教育转向跨学科综合教育之后，仍然需要重新构建对STEM教育的理念、方法和课程观的理解。寻求有效的教师专业发展方法与路径，不仅仅是来自教师自身的需求，更是STEM教育能长足发展的基础和根本。

获得持续的、参与式教师培训的机会

从事跨学科STEM教育的工作者同时也应该是具备跨学科综合素质的人，在理论知识不足、专业背景缺乏、技术能力缺失的情况下，通过参与职后教师培训提升认知和能力是首选的快捷方式。然而这样的教师培训应具备2个关键特征：持续性和参与性。

持续性是不言而喻的，没有持续的培训支撑，要想发展和提升一个人的综合素质显然是杯水车薪。参与式则是STEM教育的实践特征所支持的学习模式，如果仅是理论学习、实地考察、听（评）课，并不能让教师经历科学和工程的完整过程，也不能促进其理解科学研究和工程设计的真谛和教育价值。因此，开展参与式培训，在教学之前自己先尝试成功和失败，这样的过程是STEM教师培训所必需的。同时，参与式的教师培训，尤其是与具体专业相结合的培训，能丰富教师的认知，提升实践能力，有助于教师更好地开展STEM教育活动。

组建跨学科的工作与协作团队，通过团队的力量进行专业发展

如果缺乏充分的支持或缺少合适的人的参与，跨学科的工作就会面临巨大的失败风险。较有成效的做法是在学校内或区域内组建跨学科的工作团队和协作团队，其中不仅包含科学、技术和数学的教师，还包含一系列拥有不同专业类型和水平的其他职业者。团队协作既是STEM教育的特色，同时也是STEM教师的工作模式与方法。

通过团队成员间的合作与互助，教师在实施STEM课程的同时也在经历学习和能力的提升。这使得教师的专业成长被落实在每一节课上，促使教学和学生学习的相辅相成，以达到预期的教育目标。

多实践，常反思

多开展教学实践，且同时积极反思，是提高STEM教師的专业素养，构建起STEM教育课程观所必须经历的过程。如果是一名学科教师，他或许可以依赖教材、教参，甚至参照既定的活动顺序开展教学，但在STEM教育中这是不可行的。STEM教育本身就在促使每一位参与STEM教学的教师成为课程的设计者和实践者。而针对不同的学生、不同的班级，如何更好地实践，帮助学生学到更多，教师在教学方面的元认知能力是必不可少的，因而STEM教育更多提倡和鼓励教师们做好日常的实践和反思。“不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海”，说的正是这个道理。

充分利用各级平台促进自身成长

STEM教育对大多数科技教师而言还是个新名词，对我国的基础教育而言也是本世纪初开始的教育改革的一部分。全国各地都在轰轰烈烈地开展各类活动，也同时给教师们搭建起各类各级平台，社会各界也都积极地参与其中。因此，STEM教师可以充分利用各级平台，包括各种会议、论坛、展示和评比等，多接触、多学习、多交流，帮助自身在STEM教育的理念、实施、评价等多方面了解最新动态，学习最新方法。与此同时，作为科技教师，批判性思维能力可以在参与各级平台活动中得以提升和发展。

结语

总之，在STEM教育的重要性已经毋庸置疑、STEM教育的理念已初步形成的历史发展之际，只有将STEM教师的专业发展放在实践STEM教育的首位，才能促进STEM教育在未来得到更好、更快、更有效的发展。