STEM教育视域下小学科学教师专业能力提升的策略探析
摘 要 在STEM教育的本土化浪潮中，我国小学STEM教育的师资问题已成为推进STEM教育普及的关键瓶颈，必须采取策略提升小学科学教师的专业能力以应对STEM教育的要求。针对当前我国小学科学教师的STEM教学现状，提出以下对策：完善地方性的STEM教育顶层设计，建立统一的STEM教师认证制度，推广高效的STEM教师培训模式，构建小学STEM教师学习共同体，挖掘丰富的STEM教育课程资源。
关键词 STEM教育 小学科学教师 专业能力 提升策略
中图分类号：G451 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.06.032
Analysis of Professional Ability Promotion Strategy of Primary School
Science Teacher from the Perspective of STEM Education
LI Juan， CHEN Dian
（Hunan Vocational College for Nationalities， Department of Elementary Education， Yueyang， Hunan 414000）
Abstract In the wave of localization of STEM Education， STEM teachers problem of primary school in our country has become a bottleneck of promoting STEM education popularization， professional ability training countermeasure of primary school science teacher should be taken to cope with requirements of STEM education. According to the present STEM teaching situation of primary school， we put forward the following countermeasures： Improve the endemic top design of STEM Education； Establish unified certification system of STEM teacher； Extend efficient training model of STEM teacher； Construct learning communities of primary school science STEM teacher； Mine rich curriculum resources of STEM education.
Keywords STEM education； primary school science teacher； professional ability； promotion strategy
當前第四次产业革命带来的高素质人才竞争愈演愈烈，提高公众科学素养与培养高素质创新型人才成为各国重要战略目标。STEM（科学，技术，工程、数学）教育通过为学生提供接近真实、富有现实意义的教学情境，引导学生运用STEM知识解决真实世界的问题，帮助学生发展高阶思维，从而获得21世纪公民所应具备的核心素养。[1]由此，STEM教育掀起全球教育改革热潮，而如何培养具备STEM教学能力的教师随之变得重要。
1 当前小学科学教育阶段STEM教育的困境
2017年国家教育部颁布了《义务教育小学科学课程标准》，首次将STEM教育融入小学科学教育，STEM教育在基础科学教育阶段的推广成为必然的发展趋势。而在当前，我国小学STEM教育的师资问题已成为推进STEM教育普及的关键瓶颈。
1.1 大部分地区普遍缺乏推进STEM教育落地的地方性政策
当前国家正在逐步开展STEM教育的顶层设计，2017年教育部发布《中国STEM教育白皮书》，提出“中国STEM教育2029创新行动计划”，[2]并于2018年启动，重点开展STEM教师万人培训计划，培育一批STEM种子教师。而大部分地区教育部门及地方学校没有出台具体的推进小学STEM教育落地的相关政策。STEM教育的开展缺乏政府及学校的资金投入来组织教师的STEM培训学习、建设相配套的学习场所空间、开发STEM校本课程资源等。很多科学教师仅处于对STEM教育的简单了解和关注上，并未真正深入的实施STEM教育。小学科学教师的STEM教学能力提升缺乏长效的机制激励及协同发展的环境氛围。
1.2 小学科学教师普遍缺乏足够的专业能力以应对STEM教育带来的挑战
STEM教育强调通过科学、技术、工程和数学的有机融合，运用跨学科的思维和知识去解决真实情境的问题，从而培养学生的STEM素养（科学素养、技术素养、工程素养、数学素养）。可见，STEM教育侧重以综合的形式培养学生的综合素养。因此，STEM教育对教师的专业能力要求更高，即应当具备良好的跨学科知识融合能力、信息化教学能力、创新思维能力、工程与技术实践能力、STEM教学实施能力等。作为STEM教育在学校有效落地的最大瓶颈，师资问题的解决需要重点关注如何提高STEM教师的专业能力。跨学科性是STEM教育最核心的特征，[3]STEM教育提倡的跨学科整合理念为小学科学教师进行STEM教学带来难度，对教师的科学、工程、技术、数学等多学科专业知识基础要求较高，且必须具备善于挖掘多学科关联的知识点，并能进行跨学科教学的情境创设能力，这将在很大程度上决定STEM教学的实施效果。但大多数教师属于非科学教育专业出身，缺乏良好的多学科知识素养，缺乏有效的STEM教育教学培训途径与成熟的配套学习资源，更缺乏专业团队的支持和指导，因此，并未清晰掌握通过跨学科整合的方式将技术整合到课程教学中的能力。[4]总之，将STEM理念融入科学课对大多数小学科学教师来说，普遍具有理论上认识不足和操作上能力与经验不足的困境。
2 STEM视域下小学科学教师专业能力提升的策略分析
针对当前STEM教育趋势不可逆，小学STEM教育均衡有效的推进需要大力加强小学科学教师的专业能力以适应新一轮科学教学改革中的角色要求。
2.1 完善地方性的STEM教育顶层设计
以政策文件等形式出台自国家到各省市级教育部门及学校的STEM教育顶层设计。对STEM教育的发展路径、资金支持、课程资源开发的支持、师资培训的支持及STEM教师专业能力标准的确立等方面给出详细具体的规定并推进落实。如江苏省发布了全国首个省级基础教育STEM课程指导纲要，并试行了《江苏省STEM教育项目学校建设指导意见》，积极推进STEM领航学校与种子教师的培育；广州市教育研究院颁布了《关于在广州市中小学、中等职业学习深入推进STEM教育工作的指导意见》（试行），有力地引领了本地特色的STEM教育模式探索，激发了教师自我提升专业能力的自主性。
2.2 建立统一的STEM教师认证制度
2018年5月，中国教育科学研究院出台了《STEM教师能力等级标准》（试行）（以下简称为《标准》），对STEM教师需要掌握的专业知识、专业技能及实践操作等方面提出了具体而实用的指导意见，并建立了包含5个维度、14个类别、35条内容的STEM教师能力指标体系。[5]由此解决了STEM师资培训缺少框架和依据的问题。因此，一方面，各培训机构应深入解读和参考《标准》，结合地方与学校教师的实际情况、小学阶段STEM教育的特色与要求，制定针对性强的培训方案。另一方面，应以《标准》为依据，加快建立统一的STEM教师认证制度，促进小学科学教师队伍朝专业化方向发展。
2.3推广高效的STEM教师培训模式
第一，推进线上培训和线下培训相结合。线上，开发在线STEM教师认证培训课程，并发挥如CCTalk等网络研修平台的作用，通过STEM专家及一线STEM名师的专家讲座等拓宽小学科学教师提升的渠道；第二，实施理论兼实操的系统培训。针对小学科学教师普遍缺乏工程与技术等素养的现状，可实施工程技术专题研修项目，同时在培训活动中提倡让学员深度体验STEM项目的模式，通过亲历头脑风暴、动手设计与制作、合作交流的过程，综合提升学员的STEM素养与教学技能。
2.4 构建小学STEM教师学习共同体
首先，建立全国范围内不同地区之间的学习共同体。加强沿海发达地区及一线城市与内地小学科学教育领域的交流，发挥先进的小学STEM教育领航学校、骨干教师的引领价值，通过开展研讨会、小学STEM课例观摩、培训班、远程研修等方式传授STEM教育价值理念与实践经验，带动内地小学科学教师STEM教学专业能力的提升。其次，建立省市内的学习共同体。联合高校与一线小学科学教师，成立名师工作室及小学STEM课程专业团队，通过进行小学STEM课例开发、STEM教育课题项目、说课赛课等形式促进小学科学教师专业能力的共同发展。最后，在校内组建跨学科教研团体。通过吸纳数学、信息技术等学科教师成员，探索跨学科教研模式，以合作的方式进行基于项目的STEM教学设计案例、教具的制作与开发、教学策略与教学方法的探讨、实施方案的反思。既可以减少小学科学教师因对多学科专业知识钻研而产生的精力不足及畏难情绪，提升教师专业自信心，又能有效保障STEM教学设计实施的可行性，在团体合作中构建共同的STEM价值观，促进教师跨学科整合能力、教学实施与评价能力、STEM校本课程开发等能力提升。
2.5 挖掘丰富的STEM教育课程资源
开发利用各种形式的STEM教育课程资源，为小学科学教师的专业能力提升提供钻研的素材与配套的场所空间等资源。第一，加快小学科学STEM教学辅助工具如教材与教具的开发，为教师进行STEM教学研究提供素材。包含多样化STEM案例的小学科学STEM教材能够很好地体现STEM教育的本质内涵、核心精神及教学模式，是小学科学教师顺利开展STEM活动的重要辅助工具，并为教师进行STEM教学设计与实施提供成熟的范例。第二，STEM教育的实施和发展离不开综合实验室、创客空间等硬件设施的支撑，小学科学教师在真实教学场景中进行STEM课例设计与教学，能更及时地激发灵感、发现问题、改进方案，并获得经验与专业能力的提升。第三，社会上不断涌现优秀的STEM教育机构与企业，成为小学STEM教育发展和教师学习不可忽视的重要资源。此外，一些科技馆，博物馆也逐渐加入到发展STEM教育的行伍中来，如增加STEM内容的互动式体验项目，也可为小学科学教师进行实践学习提供理想的场所空间和资源。
3 结语
小学科学教育质量的提升必将促进国民科学素质的的提升，STEM教育融入小学科学课程既是高素质人才培养的时代需求和有效途径，也是国家高瞻远瞩做出的顶层设计。发展小学科学教师的专业能力，提升其STEM教学能力，对推进STEM教育的本土化，乃至实现创新型国家的战略目标至关重要。应当刻不容缓的建立长效的小学科学教师培养机制，协调各方力量与资源，壮大小学STEM师资力量；作为小学科学教师，應当充分认识时代发展的需求与趋势，明确自身的角色要求与责任，主动提升自己，积极参与到全民科学素质提升的伟大教育工程中来！
基金：岳阳市社科联课题“STEM教育视域下小学科学教师专业技能培养对策研究”（2018y97）
参考文献
[1] 黄桦.STEM 教育深度融入科学课程教学的实践路径[J].现代教育技术，2018.28（05）：121-126.
[2] 中国教育科学研究院STEM教育研究中心.中国STEM教育白皮书[R].北京：中国教育科学研，2017：1-33.
[3] 余胜泉，胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究，2015.21（4）：13-22.
[4] 逯行，李子运，李芒.国内整合学科的STEM教育教师专业发展研究[J].数字教育，2018.4（03）：6-12.
[5] 中国教育科学研究院STEM教育研究中心.STEM教师能力等级标准[S].北京：中国教育科学研究院，2018.