STEM 教育视角下小学科学教师提升专业能力的方法

庄 雯

（常州市金坛区河头小学 江苏·常州 213200）

1 STEM 教育的发展

美国早在上世纪八十年代即提出了STEM 教育，并在21世纪得到了诸多发达国家的认同。在2007 年时，美国就通过立法的方式确保政府对STEM教育应给予的资金支持，而后出台的相关规定又进一步推动了STEM 教育在美国范围内的发展。等到2016 年9 月时，美国研究所和美国教育部共同颁发了《STEM2026：STEM教育中的创新愿景》，该文件从多个方面就STEM 教育作出了相关规划，明确了STEM 教育在未来十年的发展趋势及所存在的一些问题，对我国的STEM教育规划发挥出了参考作用。

国内对于STEM教育的研究时间较短，直到2001 年，才在科技教育领域出现了关于STEM 教育的相关内容。其后，时间来到2012 年，关于STEM教育的研究内容明显大增，其中多是关于STEM教育的本土化研究，这种研究在2016 与2017 年达到了高潮。近年来，中国在STEM 教育方面取得了较为显著的进步，由教育部在2017 年颁发的《中国STEM 教育白皮书》一文中，明确表明了师资成为了STEM教育在中国广泛实施的首要阻碍因素，为了改善此现象，我国提出了“中国2029 创新行动计划”，意在构建优良的师资培养平台。

2 小学科学教育中STEM 教育所面临的不足

我国在2017 年时，就由国家教育部颁发了《义务教育小学科学课程标准》，在这项规章制度中，首次提出了把STEM教育同小学科学教育相融合的理念，这就使得STEM教育成为了基础科学教育阶段不可或缺的一部分。虽然如此，在我国小学中，从事STEM教育的师资力量却十分薄弱，因此，这也成为了阻碍STEM 教育发展的首要因素。

（1）我国大部分地区未出台关于推动STEM教育发展的地方性政策。现如今，国家针对STEM 教育的发展正在做出顶层设计，教育部在2017 年时，颁发了《中国STEM 教育白皮书》，其中提出了一项于次年启动的计划，即“中国STEM 教育2029创新行动计划”，该计划主要是为了培养一批从事STEM 教育的专业化教师。这项政策虽好，但是，我国大部分地区的教育部门及各个学校均未针对此政策出台有关的落地方案。各地区的STEM教育的实际推动缺乏政府及学校的有力支持，导致无法组织教师参与相关的培训学习活动，更不能搭建与其相匹配的学习空间等，这就直接促使许多科学教师仅仅是对STEM教育略有了解，却不能在教学活动中真实施展STEM 教育。同时，小学科学教师在提高自身STEM 教学能力时，还缺乏一套有效的激励机制和健康发展的氛围。

（2）小学科学教师在面对STEM 教育带来的挑战时，缺乏相关的专业能力。STEM教育主要提倡其中四个方面，即科学、技术、工程与数学的相互融合，不再采用单一性思维，而是综合运用跨学科思维去解决现实生活中发生的各类问题，进而培育学生的STEM 素养。由此可见，实施STEM 教育的主要目的是借助多样方法，培养学生的综合素养。因而，STEM 教育对于教师的专业能力提出了更高的要求，要求其需具备优秀的教学信息化能力、创新能力、跨学科思维整合能力等。师资问题是STEM教育普及的主要阻碍，而解决该项问题的办法就是研究应当如何提高STEM 教师的专业化能力。STEM 教育中最典型的特点就是跨学科性，这一点使得教师需要掌握科学、工程、技术与数学四大学科的专业知识，同时，教师还要善于发现连结不同学科之间的知识点，且需具备良好的实行跨学科教学的情景创设能力，这点对于STEM教学的最终教学效果发挥着较为重要的影响作用，而上述内容无不增添了STEM教学的难度。不过，考虑到多数小学科学老师并非是科学教育专业的毕业生，这样一来，他们就不具备跨学科知识素养，当想改善此现象时，却又欠缺有效的STEM教育培训途径和相关的学习资源，也缺乏专业人士给予指导。因而，小学科学教师尚未掌握借由跨学科整合的技术，将知识融于课程教学之中的能力。总体上来讲，对于大多数小学科学教师而言，将STEM 教育理念融入科学课堂，同时兼具着理论不足与实际操作经验欠缺的问题。

3 STEM 视域下提高小学科学教师专业能力的策略

考虑到当下STEM 教育的趋势所向，若想在小学中推广STEM 教育，就需要增强小学科学教师的专业能力，借以使其符合新一轮科学教改之中的相关要求。

（1）改善各地区的STEM 教育顶层设计。从国家到各省市级的教育部门及下属学校，均要通过政策文件的形式做好STEM教育的顶层设计，在文件中详细规定STEM教育的发展途径、资金扶持、培训师资的扶持以及明确STEM 教师所应具备的专业能力等内容。在我国的某些地区，已然落实了上述内容。例如：江苏省是全国范围内首个颁发省级基础教育STEM课程指导纲要的省份，并积极推广了STEM领航学校和相关教师的培养工作。

（2）构建一致的STEM 教师认证制度。中国教育科学研究院在2018 年5 月时，出台了《STEM教师能力等级标准》（试行）（在下文中简称为《标准》），以此对于从事STEM教育的教师给予了认定自身能力的相关标准，在《标准》中明确了教师需具备的专业知识、技能及实践操作等方面的相关内容，并视其为基础，形成了囊括5 个维度、14 个类别、35 条内容的STEM 教师能力指标体系，这也就解决了STEM教师培训中缺乏有效参考标准和框架的难题。因而，社会上的各类培训机构应当深入了解《标准》中的相关内容，并结合本地及学校教师的现实情况，出台具有较强针对性的培训方案。同时，我国的相关部门应立足《标准》中的有关要求，尽快构建起一套完善的STEM教师认证制度，从而促进小学科学教师队伍的专业化发展。

（3）建立一套高效的STEM 教师培训方式。首先，积极推动线上与线下培训相结合的方式。在线上，研发出一套针对STEM教师认证的在线培训课程，并通过STEM教育专家或一线讲师在CCTALK 等网络学习平台举办讲座等方式增添小学科学教师提高自身能力的渠道；其次，采用理论与实践相结合的培训方式。考虑到当前多数小学科学教师都缺乏工程、技术等方面的素养，因此，可有针对性的开展工程技术专题的研修项目，令参与培训的教师可以深切感受到STEM 项目的内容，借由亲手设计和制作、互相交流等环节，达到提高教师STEM综合素养与教学水平的目的。

（4）形成小学STEM 教师学习共同体。首先，力争在全国范围内的不同地区间建成一个学习共同体，以此增强在小学科学教育领域发挥带头作用的沿海地区的学校和内陆小学之间的沟通与交流，充分发挥先进小学及优秀教师的领导作用，借由举办研讨会、远程研修活动等方式，将先进的STEM 教育理念和具体经验传授给来自于内地的小学科学教师，从而提升其专业教学能力。其次，在各省市内部成立学习共同体。在本省市内，集合高校及小学科学教师的资源，组建成为小学STEM课程的专业化研究工作室，进而便于开发小学STEM的教学课例、研究STEM 教育课题等，进而推动小学科学教师的专业能力实现共同发展。最后，在各小学内部，组建起一只跨学科的教研团队，通过积极吸纳不同学科的教师参与其中，达到共同探索跨学科教育的目的。该举措的主要内容是指，将不同学科的教师集结在一起，凭借合作的方式开展STEM 课程的设计、教具的制造等内容，这样既可以避免小学科学教师由于精力所限，很难同时对多学科开展认真钻研，继而产生畏难情绪的现象，有效的提高了教师的教学自信心，还能在团队中形成相同的STEM 价值观，推动教师不断提高跨学科的整合能力、STEM 校本课程的开发能力等，以此增强STEM 教学设计的实施可行性。

（5）寻找丰富的STEM 教育课程资源。为了有效提高小学科学教师的专业能力，应当为其提供所需的素材及空间资源，这就需要寻找丰富的STEM 教育课程资源。首先，加速研发适用于小学科学 STEM 教学的辅助工具，从而满足教师开展STEM 教学时的各项所需，其中包括了蕴涵着多种案例的STEM 教材，其可以有效展现出STEM 教育的本质内容、核心精神等，以此成为了小学科学教师在授课时的主要辅助工具，而且，还能为教师在STEM教学设计与实施阶段提供一些可供参考的成熟事例。其次，STEM 教育的正确实施与发展都需实验室、创客空间等硬件条件作为支持，当教师在真实场景里进行STEM案例的设计和教学，会更为有效的激发自身的教学灵感，并及时发现其中所存在的各类问题，尽早予以解决，此举有助于积累工作经验与提高专业能力。最后，在当前的社会中涌现出了大量的STEM 教育机构，这也成为了推动STEM 教育发展和教师进行高层次学习的关键性资源。除此以外，还有部分科技馆或是博物馆等，也纷纷加入到STEM教育的发展过程中，譬如，上述二者就STEM 教学内容中的可互动式体验章节增添了相关实践项目，同时，这些场所也为小学科学教师进行实践与学习提供了一个更加便利的环境。