STEM教育的发展与实践模式（下）

专家简介

胡来林 温州大学STEM教育研究中心主任，温州大学教育学院教育技术学专业教授、硕士生导师，浙江省STEM名师工作室负责人，浙江省STEM教育协同创新中心兼职研究员。

STEM教师专业发展

在实践中我们可以发现，大学的教学是分科的，没有专门的跨学科的STEM教师，无论是在职教师还是刚刚毕业的师范生，都很难完全承担STEM教学任务，因此STEM教师紧缺已经成为制约中小学基础教育STEM改革的瓶颈。如何培养教师，就显得尤为重要。

2018年，中国教育科学研究院STEM研究中心发布《STEM教师能力等级标准（试行）》，从5个维度（即STEM教育价值理解、STEM学科基础、STEM跨学科理解与整合、STEM课程开发与教学设计、STEM教学实施与评价）、14个类别（即STEM教师理解、STEM教学理解、STEM培养对象理解，科学素养、数学素养、工程实践、技术应用、STEM+，跨学科理解与实践，STEM课程开发与整合，创设STEM教育情境、实施STEM教学、评价与反馈、反思与提高）、35条内容（略）整理出STEM教师能力指标体系。这一标准理论性较强，我在实践中研究出“小学STEM教师胜任力模型”，分为5个维度、8个类别、25条STEM教师能力指标体系（如表2），并根据这一模型已开展多场培训，总结出了STEM教师专业发展的思路与途径（如表3、表4）。

STEM教育生态建构

经济合作与发展组织（OECD）提出了《OECD学习框架2030》，其核心部分是学习罗盘（Learning Compass）。该框架使用“罗盘”这个隐喻是为了形象地表达学生面临的未来世界是不确定的、复杂的和模糊的，如同在海上航行中随时会遭遇各种未知的风险和困境，而能使学生摆脱这些风险和困境的正是学习罗盘中所展现的能力、素养及外部支持体系。正如罗盘由磁针和方位盘构成，OECD学习罗盘也由磁针和多个同心圆的方位盘构成。其中，能力（competencies）是磁針，核心基础（core foundations）、变革能力（transformative competencies）、“预期—行动—反思”（anticipation—action—reflection）代表方位盘，磁针和方位盘相互配合方能准确指示方向，即为学生学习和发展提供有效路径。

该框架的核心理念是主体性（agency），强调每个人都应具备主体性，即富有参与世界的责任感，能为周围的人、事和环境带来积极影响，有能力为自己制订目标并达成目标。其主体性包括两个方面：学生主体性（student agency）、合作主体性（co-agency）。学生主体性是指学生在学习中扮演积极主动的角色，了解学什么和怎么学，学习动机强，学习目标明确。这种主体性可以使学生获得学业成就，并能使其在未来社会中获得更大的发展。这种主体性使得学生能积极行动而不是被动接受，能主动塑造世界而不是被世界改变，能作出负责任的决定和选择而不是盲目服从。除了具备这些素养和能力之外，学生主体性的形成还需要外部提供良好的社群关系与支持环境，由此提出合作主体性的概念。合作主体性强调所有对学生学习与发展起促进作用的社会关系——同伴、父母、教师、学校管理者、社区等都应被视为主体。因为任何一个生态系统都是不同主体及其在一定时空范围内互动而构成的各类关系的总和，所以该框架要构建的学习生态系统同样包括不同主体及主体间的多样化互动。

三、STEM教育特征与方法

迄今为止，教育界还没有关于STEM的准确定义。美国峡谷市州立大学教育学院太平洋STEM教育中心对STEM做了如下描述：STEM教育是关于学生参与的教育，基于项目的学习，运用科学探究过程和工程设计过程的，跨学科的，关于积极的学习，关于合作与团队工作的，关于实践问题解决的，连接抽象知识与学生生活的，整合过程和内容，以标准为基础的21世纪教育、美国未来教育。另一个操作性的定义是美国著名专业STEM机构“项目引路”提出的，他们认为，STEM教育课程计划旨在使学生参与以活动为基础、以项目为基础和以问题解决为基础的学习，提供了一种动手做的课堂体验，学生在应用所学到的数学和科学知识来应对世界重大挑战时，创造、设计、建构、发现、合作并解决问题。这一定义给出了怎么做STEM的操作性方案。

我在实践教学过程中发现，有两种典型的模式：一种是在STEM理念引领下，通过学科教育，再经过项目化教学设计开展的学科融入式的STEM教育，这种教育的特征是以学科为载体，聚焦学科核心概念，建立学科与学科、自然、社会的联系，跨学科知识促进本学科核心概念理解。另一种是在STEM理念的引领下，通过项目化教学设计和跨学科教育，形成的跨学科STEM教育，这种教育的特征是以涉及多学科核心概念的现象为载体，有机融合多学科知识与思维模式，形成知识网络，达成跨学科项目目标，解决问题。STEM教育主要采取项目式教学设计框架，主要有六个环节：项目引入、知识建构、方案探索、实施优化、成果展示、反思迁移。每个环节都相应地提出驱动问题，知识应用与探究实践、建构知识，开展工程、技术、社会性实践活动，修订成果，成果展示，反思目标达成。每一个环节都伴随着评价，这基本上是我们在中小学实践中进行STEM教育最常用的一种模式。