教育数字化转型下STEAM教师专业发展的思考

2023-07-12王德艳党宝宝

甘肃教育 2023年7期

王德艳党宝宝

【摘要】建构数字化教育生态是促进教师专业发展的必然要求，也是STEAM卓越教师培养的重要支撑。文章探索教育数字化转型赋能STEAM教师专业发展的根本路径在于，如何推进人工智能、大数据等技术在教师领域的广泛应用，推动智能技术与STEAM教师在学习环境、教学平台、教研体系、学习共同体等方面的深度融合。实践中，要积极推进“人工智能+教育”STEAM教学平台建设，打造“智能化、数字化”STEAM校园环境，建构STEAM教师专业发展的“数字化教研体系”，形成以“数字化支撑”的教师学习共同体，以教育数字化赋能STEAM教师专业发展。

【关键词】教育数字化转型；STEAM教师；专业发展

【中图分类号】G451.2【文献标志码】A【文章编号】1004—0463（2023）07—0089—04

进入新时代，以人工智能、大数据、云计算、物联网、5G技术等为代表的新技术正在加速推动人类社会变革，数字化已成为变革教育方式、建构课堂教学新样态、促进教师专业发展、提供个性化学习服务、支撑教育高质量发展的重要力量。2022年4月，教育部等联合印发了《新时代基础教育强师计划》，提出要推进教师队伍建设信息化，强调教育数字化对教师队伍建设的重要性；指出深入实施人工智能助推教师专业发展的试点行动，探索人工智能助推教育管理优化、教师教育改革、教学方法创新的新路径和新模式。这为教育数字化与教师队伍建设的融入提供了政策依据。STEAM教育是集科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）和数学（Mathematics）等多领域融合的综合教育活动，强调知识跨界、问题生成、批判建构、创新驱动等，课程实施过程体现了综合化、实践化、活动化的特征，旨在培养学生高阶思维品质和解决问题的能力。

教育数字化转型是教育信息化的特殊教育阶段，旨在将数字技术融合至教育体系中，培养教师和学生的数字化意识与思维、数字化能力与方法，建构数字化的教育生态[1]。随着数字技术与教育实践的逐步融合，学生的生活与学习场域中随时充斥着信息化的痕迹，他们在数字化知识储备、技能应用、实践操作等与生活、学习息息相关的经验方面有了更高的数字能力。这必然要求教师不断提升自己的数字化能力及素养，具有跨学科综合知识与专业背景，更好地从学生的视角观察和理解世界，以适应学生发展的需要，培养学生的核心素养。有研究指出，当前我国中小学STEAM教育发展相对缓慢，面临着STEAM教育资源环境保障不充分、STEAM教师存在流动性大、STEAM教育学科协同整合力度不足等问题[2]。教师作为课程改革活动的先行者，在教育数字化转型时期，如何依托数字技术促进STEAM教师专业发展？其实践路径是什么？这些问题的探究，对于提升STEAM教育质量具有重要的实践意义。

一、教育数字化转型对STEAM卓越教师培养的意义

2018年2月，教育部等联合印发的《教师教育振兴行动计划（2018-2022年）》提出了“互联网+教师教育”创新行动，强调要发挥数字技术推动教师教育改革、提升教师素质的作用。主张利用云计算、大数据、虚拟现实、人工智能等新技术，推动以自主、合作、探究为主要特征的教学方式变革。2021年，我国东部地区开始实施“数字化转型试点区”“教师数字素养提升工程”等，通过人工智能等信息技术，提升STEAM教师教学能力，提高教学效率。这些教育数字化转型战略的实施，让STEAM教师在具备深厚的教育情怀、扎实的专业基础上，还要有勇于创新教学、善于综合育人和具有终身学习的能力。

1.建构数字化教育生态是促进STEAM卓越教师培养的必然要求。如何培养智能时代具有数字化特征的STEAM卓越教师呢？本质上是要建构数字化教育生态环境。随着全球范围内的数字化转型步伐不断加快，尤其在经济全球化冲击下，世界主要发达国家和国际组织先后出台一系列教育数字化转型战略措施，充分发挥教育数字化的政治稳定、经济繁荣、科技创新和文化传播的功能，并将其作为国家数字化战略的重要内容。2021年，联合国教科文组织发布了《一起重新构想我们的未来：为教育打造新的社会契约》，OECD也发布了《2021年数字教育展望》，均提出要升级改造数字化语言教育基础设施，建构数字化学习环境[3]。2021年11月，我国教育部颁布了《提升全民数字素养与技能行动纲要》《“十四五”国家信息化规划》，要求全面提升教育数字化水平，并把提升全民“数字素养与技能”作为建设“网络强国、数字中国”的一项基础性和先导性工程，明确提出了实施教育数字化转型的重大意义[4]。卓越教师的培养必然要求将数字技术整合到STEAM教育领域各个层面，推动STEAM教育组织架构、课程内容、教学过程、学习评价方式等全方位的创新与变革，建构具有开放性、适应性、柔韧性的数字化STEAM学习生态。

2.教育数字化转型是促进STEAM卓越教师培养的重要支撑。培养新时代的STEAM卓越教师，要适应教育数字化的转型要求，将人工智能等数字化技术与STEAM教师专业发展深度融合，培养具有良好数字素养、适应未来教育的高质量教师。一方面是以教育数字化转型提升STEAM教师的适应能力。充分利用数字化技术，深化STEAM教师教学研究与实践创新的素养，促进他们专业发展，为他们终身學习提供技术支持。另一方面是让教育数字化成为STEAM教师教学实践的有效工具，使其逐渐适应教育数字化的教学环境，熟悉掌握智能化的教学媒介，不仅要做到“懂教”“会教”，还要“善教”。如美国认为STEAM教育是K-12阶段的核心，关于国家科技人才的培养，是国家教育改革的重要内容，在STEAM教学中深度融入了人工智能元素，为各学科的知识整合与交流提供了有力技术支持和帮助[5]。

3.教育数字化转型是推动STEAM教师职业角色重构的驱动力。在智能化、大数据快速发展的时代背景下，教师面对的是学习渠道多元、知识形态多样的学生，在教育数字化的助推下，教师的职业角色必然要转变[6]。学校教育系统中，各种网络信息平台的全面普及，智慧学习网络空间的建设等，正在帮助学生学习更丰富的STEAM知识，如“数字教材、空中课堂、网络学习云平台”等不断涌现，随时随地满足着学习者个性化的知识需求[7]。同时，也改变了传统的课堂教学模式，使学校教育与社会教育等界限日益模糊，教学也不再局限于课堂中的师生、生生互动，使知识学习打破了传统上的空间与时间的限制，STEAM教师不再仅仅是知识的“传递者、组织者”，他们在面对知识储备更加丰富的学生时，也逐渐向知识学习的“辅助者、促进者、开发者、研究者、终身学习者”的角色转变。

二、教育数字化转型赋能STEAM教师专业发展的实践路径

1.推进“人工智能+教育”STEAM教学平台建设。对标智能时代教学改革的新要求，学校需要整合现有优势资源，推动STEAM学科教学的融合与平台建设。当前，教学平台的发展也越来越快，由单一的以教师为中心发展到综合性的教学模式，借助各种数字化媒体设备辅助课堂教学的实现。因此，要依托人工智能、大数据等技术载体，同时借鉴国际前沿的STEAM教学资源、课程设计与数据平台，以实践问题为导向，以STEAM项目为牵引，实施“基础性、前瞻性、多学科交叉融合”的课程教学，开发适合我国教师专业发展的“人工智能+教育”集成化教学平台，打造具有影响力的在线开放STEAM课程平台。当然，这需要突破人工智能与STEAM融合的技术瓶颈，解决大数据、人工智能在STEAM教学平台搭载、应用的问题[8]。

2.打造“智能化、数字化”STEAM校园环境。教育数字化转型赋能STEAM教师专业发展需要推进“数字校园”的建设。构建智能、互动、共享、绿色的智慧化校园，是实现人才培养生态化、教育管理智慧化、教学服务保障便捷化的重要举措。首先，要优化校园网络等基础设施，加强校园互联互通建设，实现高速网络的全覆盖，为教师与学生的数字化学习提供高质量的网络保障。其次，要开发一批“线上线下”有机衔接的数字化学生平台，推进STEAM“虚拟实验室”和“智慧教室”的建设，为学生STEAM知识探索、实验操作等提供无限可能的智慧平台，建构物理环境、资源平台、交流场域有机整合的学习空间[9]。把传统的线下课堂世界与智慧学习结合起来，满足学生STEAM知识学习的资源需求。最后，学校要加快STEAM研究中心以及案例的开发建设，打破数学、科学、技术与艺术的学科界限，引入数字教育科技产品，为学生提供智能、快速、系统、全面的学习服务与分析系统，结合STEAM课程的特点，建立高效、灵动、便捷、能激发学生STEAM学习兴趣的智能化校园环境，培养学生在科学、技术、工程和数学领域的兴趣，提升学生的综合素养。

3.建构STEAM教师专业发展的“数字化教研体系”。教研是提高教师“软实力”的有效手段，也是促进教师专业发展的重要途径。STEAM教师教研传统方式与现代智能技术的衔接，让实践中的教育教学问题与教师实际发展需要相匹配，重新塑造了教师教研的空间场域、交流方式、互动内容与促进功能，为教研活动提供资源适配、策略支持、支架工具等，极大地整合教研资源，促进教研水平提升[10]。各中小学要把数字化资源融入教师教研中，使其成为支持STEAM教师专业发展的利器。一是要重构学校STEAM教学资源，分层分类设定教研所需资源，为教师教研提供丰富的课程资源、专项资源和拓展资源等，满足教师教研的需求。二是要建立数字化远程STEAM教研系统。大量研究发现，目前我国中西部STEAM教育资源短缺，课程实施单一，教师教研缺失等问题凸显[11]。因此，通过数字化交互系统，实现中东西部教师的高质量沟通与交流。让西部的STEAM教师借助“虚拟仿真、虚拟体验”等方式，提升创新能力。

4.形成以“数字化支撑”的STEAM教师学习共同体。随着教学理念的变化和数字技术的进步，人们逐渐意识到学习共同体的独特价值。长期以来，STEAM教学突出了学科教学的特色，各学科之间的知识壁垒分明，彼此割裂的、碎片化的STEAM知识讲授难以发挥整体育人功能，学生STEAM知识获取以简单、机械的平面方式为主，深度学习难以发生，不利于学生核心素养的提升。而教师学习共同体，对于打破学科教学的壁垒，推进教师教学经验共享、交流，促进学生深度学习具有重要的意义[12]。学习共同体让教师关注到了知识建构的社会性和文化性，让STEAM教学经验与智慧得以共享，提高教师的专业能力与数字素养。“数字化”的STEAM教师学习共同体，解决了时间、空间上制约教师共同教研交流的问题[13]，通过智能化、信息化、网络化载体，让更多STEAM教师通过分享、协助的方式，将有共同教育目标的教师联结在了一起。对于众多中小学STEAM教师而言，他们需要与更多的数学家、物理学家、化学家以及工程师等社会力量以及不同学科教师之间开展交流互动，提升各学科教师广泛、积极参与研讨的可能性。另外，在STEAM教师职前、职后培养的过程中，也需要数字技术的支撑，实现中小学STEAM教师与校外科学教育场馆、科研院所和STEAM领域学者专家的联系，让他们有更多机会接触科学实验，对话科学家与工程师，增强他们对STEAM实践性知识的理解。

数字时代，学生的学习方式和知识获取途径发生了重要变化，提升教师的数字素养已成为教育改革与发展的必然。STEAM教育领域需要发挥教育数字化转型的力量，为教育教学注入新的活力。随着我国创新型、综合型人才需求的不断增加，夯实理工科教育的基础，我们必须重视STEAM教育发展，打造高质量的STEAM师资队伍，成为促进我国教育整体发展的重要举措，也是促进教育公平、践行学科核心素养的重要保障。

参考文献

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[2]陈婷，胡雪涵，高鑫.西部中小学STEAM教育发展的现实问题与应对策略——基于教师视角的调查[J].中国电化教育，2021（03）：111-116.

[3]吴砥，李环，尉小荣.教育数字化转型：国际背景、发展需求与推进路径[J].中国远程教育，2022（07）：21-27.

[4]顾小清，蔡慧英.预见人工智能的未来及其教育影响——以社会性科幻为载体的思想实验[J].教育研究，2021（05）：137-147.

[5]陳舒，刘新阳.美国校外STEM教育成效评价：视角、框架与指标[J].开放教育研究，2017（02）：102-110.

[6]祝智庭，胡姣.教育数字化转型的实践逻辑与发展机遇[J].电化教育研究，2022（01）：05-15.

[7]赵凌云，胡中波.数字化：为智能时代教师队伍建设赋能[J].教育研究，2022（04）：151-155.

[8]袁磊.核心素养视域下STEAM教育的课堂教学变革[J].中国电化教育，2019（11）：99-103.

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[10]郭绍青，华晓雨.论智慧教育与智能教育的关系[J].西北师大学报（社会科学版），2022（06）：139-147.

[11]袁磊，郑开玲，张志，等. STEAM教育：问题与思考[J].开放教育研究，2020（03）：51-57.