省域視角下中小學(xué)學(xué)生STEM教育現(xiàn)狀調(diào)研

陳思含　亓建蕓　趙可云

摘 要：省域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)文化的發(fā)展給STEM教育帶來(lái)了機(jī)遇和挑戰(zhàn)，中小學(xué)生是國(guó)家未來(lái)發(fā)展強(qiáng)有力的人才支撐，在基礎(chǔ)教育階段開展STEM教育，培養(yǎng)學(xué)生的STEM素養(yǎng)和創(chuàng)新思維正當(dāng)其時(shí)、適逢其勢(shì)。以S省為例，運(yùn)用SPSS 24.0軟件對(duì)性別、學(xué)段等多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行差異性分析、相關(guān)性分析和描述性分析，揭示省域中小學(xué)STEM教育現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上提出推動(dòng)STEM教育普適性發(fā)展的路徑：關(guān)注特殊變量影響，推動(dòng)STEM教育全民化;打造立體化STEM資源，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)路徑多元化;審視教育評(píng)價(jià)體系，促進(jìn)STEM發(fā)展本土化;增強(qiáng)實(shí)踐、研究共同體交互，呈現(xiàn)教育創(chuàng)新一體化。

關(guān)鍵詞：STEM;問卷調(diào)查法;中小學(xué);省域視角

中圖分類號(hào)：G4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2096-0069（2021）05-0060-09

引言

STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科英文首字母的縮寫。STEM綜合了科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)的特點(diǎn)，通過(guò)課題研究的整合化、教學(xué)內(nèi)容的情境化、教學(xué)方法的綜合化[1]，在解決實(shí)際問題的過(guò)程中，整合學(xué)科知識(shí)和學(xué)科思想，促使學(xué)習(xí)者以系統(tǒng)的、發(fā)展的、聯(lián)系的思維應(yīng)對(duì)全球化、多元化發(fā)展。STEM教育日漸成為提高國(guó)民科學(xué)素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才乃至提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要路徑。目前，STEM教育在世界各地發(fā)展迅猛，影響廣泛。近年來(lái)，國(guó)家大力推動(dòng)STEM教育的開展，先后頒布一系列政策文件完善STEM課程體系，推動(dòng)STEM資源的開發(fā)與實(shí)施，促進(jìn)STEM人才的培育。2017年8月，中國(guó)教育科學(xué)研究院STEM教育研究中心發(fā)布《中國(guó)STEM教育白皮書》（精華版）（以下簡(jiǎn)稱“白皮書”）。白皮書指出，“STEM教育在中國(guó)進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段，在教育實(shí)踐、理論研究和教育政策方面取得明顯進(jìn)展，但是也存在嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)”[2]。2018年，中國(guó)教育科學(xué)研究院?jiǎn)?dòng)“中國(guó)STEM教育2029創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”。2019年10月，教育部在答復(fù)政協(xié)十三屆全國(guó)委員會(huì)第二次會(huì)議教育類提案時(shí)指出，要多途徑培育學(xué)生信息素養(yǎng)，支持跨學(xué)科知識(shí)融合的STEM教育和側(cè)重于將想法進(jìn)行實(shí)踐創(chuàng)造的創(chuàng)客教育，逐步建立有中國(guó)特色的STEM教育、創(chuàng)客教育課程體系框架[3]。省域中小學(xué)教育具有落實(shí)國(guó)家教育戰(zhàn)略目標(biāo)的重要責(zé)任，也擔(dān)負(fù)著促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要使命。省域教育與經(jīng)濟(jì)是相互制約、相互影響的，一方面，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r決定著教育的基礎(chǔ)條件;另一方面，教育又是知識(shí)生產(chǎn)與再生產(chǎn)的重要途徑，對(duì)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)具有先導(dǎo)性的作用[4]。S省是中國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)的省份之一，許多領(lǐng)域在全國(guó)處于領(lǐng)先地位，近年來(lái)抓住數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展新機(jī)遇，經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展特征愈加明顯，對(duì)創(chuàng)新型人才需求量增大。同時(shí)，S省一直走在基礎(chǔ)教育改革的前列，力促全省基礎(chǔ)教育高質(zhì)量發(fā)展。但S省基礎(chǔ)教育階段的STEM教育尚未發(fā)展成熟，基于此，在區(qū)域基礎(chǔ)教育課程體系中探索STEM教育的發(fā)展、實(shí)施現(xiàn)狀，對(duì)于提升STEM教育的教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)、培育創(chuàng)新型人才意義重大[5]。

一、問卷設(shè)計(jì)與實(shí)施

（一）問卷初步編制

筆者在借鑒埃里克.維貝 （Eric Wiebe）提出的S-STEM量表 （Student Attitudes toward STEM Survey的

簡(jiǎn)稱）[6]、J.杰夫.諾爾斯（J.Geoff Knowles）提出的T-STEM量表（Teacher Efficacy and Attitudus toward STEM Survey的簡(jiǎn)稱）[7]以及中國(guó)教育科學(xué)研究院STEM教育研究中心2019年研制的“中國(guó)STEM教育調(diào)查問卷”等國(guó)內(nèi)外較為權(quán)威的STEM調(diào)研問卷，并在充分考慮實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，研制“中小學(xué)生STEM教育現(xiàn)狀調(diào)查問卷（學(xué)生版）”和“中小學(xué)生STEM教育現(xiàn)狀調(diào)查問卷（教師版）”。S-STEM量表包括學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度、技術(shù)與工程學(xué)習(xí)態(tài)度、21世紀(jì)技能學(xué)習(xí)態(tài)度和STEM職業(yè)興趣5個(gè)維度。T-STEM量表包括STEM教師的教學(xué)效能感和信念、科學(xué)教學(xué)結(jié)果期望、學(xué)生技術(shù)使用、科學(xué)教學(xué)、21世紀(jì)學(xué)習(xí)態(tài)度、教師領(lǐng)導(dǎo)態(tài)度、STEM職業(yè)意識(shí)共7個(gè)部分[8]?！爸袊?guó)STEM教育調(diào)查問卷”分別面向?qū)W校管理人員、教師、學(xué)生三大群體，從理念認(rèn)知、實(shí)踐現(xiàn)狀與應(yīng)然性需求3個(gè)維度全面收集相關(guān)信息[9]。在文獻(xiàn)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合STEM教學(xué)實(shí)際，制定“中小學(xué)生STEM教育現(xiàn)狀調(diào)查問卷（學(xué)生版）”和“中小學(xué)生STEM教育現(xiàn)狀調(diào)查問卷（教師版）”。為確保問卷有效性，問卷在編制完成后邀請(qǐng)STEM相關(guān)專家和一線教師進(jìn)行指導(dǎo)和修正，經(jīng)過(guò)專家評(píng)議，對(duì)部分題項(xiàng)進(jìn)行了修改和刪除，豐富了“中小學(xué)生STEM教育現(xiàn)狀調(diào)查問卷（學(xué)生版）”第13題、第27題等題目的選項(xiàng)，補(bǔ)充了實(shí)踐現(xiàn)狀和需求期望維度的多選題選項(xiàng)，初步形成的調(diào)查問卷共計(jì)30題，包括基本信息、認(rèn)知、態(tài)度、實(shí)踐、需求、期望、收獲、評(píng)價(jià)8個(gè)部分。對(duì)“中小學(xué)生STEM教育現(xiàn)狀調(diào)查問卷（教師版）”第8題、第15題進(jìn)行優(yōu)化，形成問卷共30題，包括基本信息、STEM認(rèn)知、STEM素養(yǎng)、實(shí)踐現(xiàn)狀、教學(xué)期望5個(gè)維度。

（二）問卷的預(yù)調(diào)研及修正

為了驗(yàn)證問卷的信度和效度，對(duì)問卷進(jìn)行預(yù)調(diào)研。預(yù)調(diào)研的問卷通過(guò)問卷星平臺(tái)在S省內(nèi)部分中小學(xué)進(jìn)行發(fā)放和回收，發(fā)放學(xué)生版問卷200份，回收有效問卷196份（有效樣本率98%）;教師版問卷20份，回收有效問卷20份（有效樣本率100%）。測(cè)試得到的反饋顯示問卷設(shè)計(jì)的問題易于答卷者的理解和回答。根據(jù)試測(cè)得到的反饋和結(jié)果，對(duì)部分題目和選項(xiàng)進(jìn)行修改，使問卷題目更易于被調(diào)查者理解。預(yù)調(diào)研中的數(shù)據(jù)用于信度分析和效度分析。

1.信度分析

當(dāng)克隆巴赫Alpha值大于0.9時(shí)，表明問卷信度很好;克隆巴赫Alpha大于0.8時(shí)，表明問卷信度良好?；陬A(yù)調(diào)研數(shù)據(jù)對(duì)刪除后的題項(xiàng)進(jìn)行信度分析[10]，如表1（見下頁(yè)）所示，學(xué)生版問卷的Alpha值為0.966，大于0.9;教師版問卷的Alpha值為0.873，大于0.8。說(shuō)明兩份問卷題項(xiàng)內(nèi)部一致性較好，內(nèi)在質(zhì)量佳。

2.效度分析

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了KMO和Bartlett球形檢驗(yàn)，如果KMO值在0.6～0.7之間說(shuō)明效度可以接受，如果KMO值在0.7～0.8之間說(shuō)明效度較好，如果KMO值大于0.8說(shuō)明問卷效度高。如表2所示，學(xué)生版問卷、教師版問卷KMO值分別為0.972、0.900，Bartlett球形檢驗(yàn)的Sig.值均為0.000，說(shuō)明問卷整體效度較高。

（三）正式問卷形成及調(diào)查實(shí)施

基于對(duì)預(yù)調(diào)研的數(shù)據(jù)分析，該問卷信效度的檢驗(yàn)結(jié)果均符合本研究的客觀需求與具體要求，保證了此問卷結(jié)構(gòu)的合理性和研究數(shù)據(jù)的科學(xué)性，該問卷可以用于實(shí)際測(cè)量。在上述分析的基礎(chǔ)上，形成正式的“中小學(xué)生STEM教育現(xiàn)狀調(diào)查問卷（學(xué)生版）”，問卷設(shè)計(jì)31題，主要內(nèi)容如表3所示;“中小學(xué)生STEM教育現(xiàn)狀調(diào)查問卷（教師版）”，問卷設(shè)計(jì)30題，主要內(nèi)容如表4所示。

為了解S省中小學(xué)STEM教育現(xiàn)狀，本研究基于正式問卷展開調(diào)研。面向S省內(nèi)中小學(xué)生群體，從認(rèn)知態(tài)度、實(shí)踐現(xiàn)狀、需求和期望及收獲和評(píng)價(jià)4個(gè)維度全面收集相關(guān)信息;同時(shí)，面向開設(shè)STEM課程的中小學(xué)教師，從STEM認(rèn)知、STEM素養(yǎng)、實(shí)踐現(xiàn)狀、教學(xué)期望4個(gè)方面進(jìn)行調(diào)查。問卷采用網(wǎng)上調(diào)查的方式，通過(guò)問卷星平臺(tái)進(jìn)行問卷的發(fā)放，歷時(shí)1個(gè)月，最終回收學(xué)生版問卷11 969份，其中小學(xué)生問卷7248份（低學(xué)段學(xué)生問卷由家長(zhǎng)輔助完成），中學(xué)生問卷4721份。經(jīng)過(guò)樣本篩選，剔除質(zhì)量不佳、作答時(shí)間過(guò)短的問卷，最終得到有效問卷11 085份（有效樣本率92.61%），其中有效的小學(xué)生問卷6834份（有效樣本率94.41%），中學(xué)生問卷4251份（有效樣本率90.04%）;回收教師版有效問卷192份（有效樣本率96.00%）。調(diào)查結(jié)果使用SPSS 24.0軟件和問卷星平臺(tái)進(jìn)行分析。

二、主要發(fā)現(xiàn)

（一）不同主體態(tài)度存在差異，STEM教育尚未完成全體學(xué)生的普及

1.STEM教育深受學(xué)生喜愛，性別、學(xué)段差異值得關(guān)注

（1）STEM學(xué)習(xí)意愿在性別方面的差異分析

采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，分析性別與中小學(xué)生學(xué)習(xí)意愿是否存在差異，結(jié)果如表5所示。通過(guò)獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)（p=0.002，小于0.05），不同性別的中小學(xué)生對(duì)STEM課程喜愛程度存在顯著差異，女性相較于男性對(duì)STEM學(xué)習(xí)的喜愛程度更高。STEM教育和職業(yè)領(lǐng)域很大程度上被視為由男性占領(lǐng)和主導(dǎo)，這種社會(huì)偏見在一定程度上影響女性青少年的學(xué)習(xí)意愿和選擇。從學(xué)生時(shí)代打破偏見，保護(hù)女性的學(xué)習(xí)興趣，讓更多女性投身STEM教育學(xué)習(xí)將有助于緩解該領(lǐng)域人才緊缺的現(xiàn)狀，在一定程度上也能夠促進(jìn)教育公平[11]。

不同性別的中小學(xué)生每周愿意花費(fèi)在STEM課程的時(shí)間顯著性概率值p為0.067，大于0.05，沒有達(dá)到顯著水平，說(shuō)明不存在顯著差異。但可從表5中看出男性均值略大于女性，說(shuō)明男性學(xué)生更愿意花費(fèi)時(shí)間在STEM課程上，這與中國(guó)教科院STEM教育研究中心在2019年發(fā)布的《中國(guó)STEM教育調(diào)研報(bào)告》（簡(jiǎn)要版）結(jié)論是一致的。

（2）STEM學(xué)習(xí)意愿在學(xué)段方面的差異分析

采用單因素方差分析對(duì)不同學(xué)段的中小學(xué)生學(xué)習(xí)意愿進(jìn)行分析，研究學(xué)段是否對(duì)中小學(xué)生學(xué)習(xí)意愿有顯著影響。以學(xué)段作為因子，以中小學(xué)生對(duì)STEM課程喜愛程度和每周愿意花費(fèi)在STEM課程上的時(shí)間為因變量進(jìn)行單因素方差分析，分析結(jié)果如表6所示。

由表6可知學(xué)生對(duì)STEM課程喜愛程度和每周愿意花費(fèi)在STEM課程上的時(shí)間的顯著性均小于0.05，說(shuō)明STEM學(xué)習(xí)意愿在學(xué)段方面存在顯著差異。

總體來(lái)看，小學(xué)到初中再到高中，學(xué)生對(duì)STEM課程興趣均值呈遞增趨勢(shì)。小學(xué)高年級(jí)階段（五至六年級(jí)）均值為最低值，在此學(xué)段的學(xué)生面臨小升初的壓力，對(duì)STEM教育的關(guān)注度不高。隨著學(xué)段升高，高二年級(jí)均值達(dá)到峰值，這個(gè)學(xué)段的學(xué)生有獨(dú)立的思想且敢于表達(dá)自己的想法，學(xué)生明確知道自己對(duì)STEM教育的喜愛程度。應(yīng)從各方面加強(qiáng)低學(xué)段學(xué)生對(duì)STEM教育的學(xué)習(xí)興趣，從小培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與綜合素質(zhì)。

不同學(xué)段學(xué)生每周愿意花費(fèi)在STEM課程上的時(shí)間隨學(xué)段升高，學(xué)生愿意花費(fèi)在STEM課程上的時(shí)間越多。小學(xué)低年級(jí)學(xué)生均值較低，原因在于這個(gè)年齡段的學(xué)生思維并未成熟，大部分學(xué)習(xí)行為是在教師和家長(zhǎng)的引導(dǎo)下進(jìn)行，不完全具備自主接觸新鮮事物的能力。雖然高學(xué)段學(xué)生學(xué)業(yè)課程較多，但利用課余時(shí)間開展STEM教育可以開闊學(xué)生視野，提供不同的學(xué)習(xí)思路與方法。

值得關(guān)注的是，九年級(jí)、高二年級(jí)、高三年級(jí)學(xué)生對(duì)STEM課程喜愛度較高，但不愿意花費(fèi)較多的時(shí)間進(jìn)行STEM課程學(xué)習(xí)，主要原因在于此學(xué)段學(xué)生面臨較大的升學(xué)壓力，學(xué)生盡可能將時(shí)間用于準(zhǔn)備升學(xué)考試，而暫時(shí)放棄興趣愛好。新時(shí)代需要德智體美勞全面發(fā)展的未來(lái)?xiàng)澚?，學(xué)生創(chuàng)新能力、綜合素質(zhì)的培養(yǎng)需要各個(gè)學(xué)段教師的重視。學(xué)段差異是值得關(guān)注的問題，隨著年齡的增長(zhǎng)，學(xué)生接觸的基礎(chǔ)課程越來(lái)越多，對(duì)未知世界的探索意識(shí)和創(chuàng)新精神也越來(lái)越強(qiáng)，學(xué)生嘗試建立不同學(xué)科之間的相互聯(lián)系，教育工作者可以關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)的獲得與學(xué)習(xí)結(jié)果的改進(jìn)，以更好促進(jìn)STEM教育的發(fā)展。

2.STEM教育尚未全面普及，學(xué)生職業(yè)期待度較高

調(diào)查結(jié)果顯示，29.42%的學(xué)生接受過(guò)STEM綜合教育，在這些學(xué)生中，超過(guò)60%的學(xué)生STEM課程由專門的STEM教師進(jìn)行指導(dǎo)，約40%的學(xué)生STEM教師由數(shù)學(xué)教師、信息技術(shù)教師或其他學(xué)科教師兼任。13.46%的中小學(xué)生完全沒有接受過(guò)相關(guān)教育，超過(guò)半數(shù)學(xué)生僅僅接受過(guò)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)中一門或多門課程的相關(guān)學(xué)習(xí)，說(shuō)明STEM教育在S省內(nèi)尚未大面積普及，STEM教育應(yīng)面向全體學(xué)生，全面培養(yǎng)創(chuàng)新性人才。值得期待的是，超過(guò)90%的中小學(xué)生對(duì)未來(lái)從事STEM教育相關(guān)行業(yè)持期待態(tài)度。STEM教育正在進(jìn)一步普及、發(fā)展，STEM教師日漸專業(yè)化，學(xué)生也越來(lái)越接納STEM教育。

筆者運(yùn)用SPSS 24.0對(duì)“是否接受過(guò)STEM教育”與“是否想從事與科學(xué)技術(shù)有關(guān)的職業(yè)”進(jìn)行相關(guān)性分析，分析結(jié)果如表7所示（個(gè)案數(shù)為11 085）。斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)為0.139，顯著性概率值p為0.000，說(shuō)明存在顯著正相關(guān)，但相關(guān)性較弱。

接受過(guò)STEM教育和未接受STEM教育的學(xué)生對(duì)未來(lái)從事相關(guān)行業(yè)的影響不大，學(xué)生對(duì)STEM相關(guān)行業(yè)的職業(yè)認(rèn)同感還不夠，部分原因在于學(xué)生年齡較小，對(duì)未來(lái)職業(yè)缺乏全面的思考和認(rèn)識(shí)。在今后開展STEM教育的過(guò)程中，教師應(yīng)適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生樹立積極的STEM教育職業(yè)觀，為STEM教育的發(fā)展源源不斷地輸送人才。

（二）STEM教育成效獨(dú)特，資源保障有待加強(qiáng)

1.教師角色多樣，課程開設(shè)有待優(yōu)化

從事STEM教育工作的教師是有情懷的教師，絕大多數(shù)教師對(duì)自身定位認(rèn)知清晰，在STEM課程中作為支持者、引導(dǎo)者、組織者，而非教授者、旁觀者。教師將任務(wù)以項(xiàng)目的形式發(fā)布給小組，在項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程中，教師通過(guò)現(xiàn)代教育技術(shù)手段支持學(xué)生開展項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生利用多學(xué)科的綜合思維解決實(shí)際問題。這要求教師具備并不斷提高開設(shè)STEM課程所需要的各種能力和素養(yǎng)，包括課程整合素養(yǎng)、跨學(xué)科教學(xué)素養(yǎng)、信息技術(shù)素養(yǎng)、STEM開發(fā)與設(shè)計(jì)能力。

將學(xué)段與課時(shí)進(jìn)行交叉分析，得到結(jié)果如表8所示?？梢钥闯觯W(xué)低年級(jí)階段開設(shè)STEM課程最多，說(shuō)明絕大多數(shù)的學(xué)校管理者和教師認(rèn)識(shí)到了STEM教育的重要性，認(rèn)為小學(xué)低年級(jí)學(xué)段開設(shè)課程是合理的，啟蒙越早，受益越深。但從小學(xué)到中學(xué)，STEM課時(shí)數(shù)大幅遞減，且課時(shí)量均在每周5節(jié)以下。多數(shù)學(xué)校將STEM設(shè)置為課后興趣小組，每周1～2課時(shí)且時(shí)間在30分鐘以內(nèi)。學(xué)生在短時(shí)間的課程設(shè)置下難以一次性完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)，且課程之間間隔時(shí)間長(zhǎng)，難以形成連續(xù)的課程體系。大多數(shù)中小學(xué)管理者和教師已經(jīng)意識(shí)到STEM的不可替代性，正在逐步迎合時(shí)代要求，適應(yīng)未來(lái)的社會(huì)需求和發(fā)展。

2.STEM教育關(guān)注綜合發(fā)展，有利于計(jì)算思維落地

STEM教育成效獨(dú)特，大多數(shù)教師對(duì)“學(xué)習(xí)STEM課程可以有效促進(jìn)其他課程的學(xué)習(xí)”持認(rèn)同態(tài)度。STEM的宗旨在于整合創(chuàng)新，提升學(xué)生實(shí)際的問題解決能力和跨學(xué)科思維意識(shí)，將看起來(lái)獨(dú)立的四門學(xué)科整合起來(lái)產(chǎn)生創(chuàng)見或者進(jìn)行創(chuàng)造[12]，并在教育過(guò)程中提倡學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)解決實(shí)際問題，關(guān)注科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四門學(xué)科如何在教育實(shí)踐活動(dòng)中發(fā)揮其功能，從而培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維，引導(dǎo)學(xué)生將各學(xué)科知識(shí)建立內(nèi)在聯(lián)系，各學(xué)科協(xié)同發(fā)展，這是單科課程難以達(dá)到的。此外，STEM為不同層次學(xué)生提供個(gè)性化的實(shí)踐條件，在完成項(xiàng)目的過(guò)程中，要求學(xué)生調(diào)動(dòng)眼、腦、手等多種器官，在潛移默化中提升學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，以適應(yīng)不斷變化的社會(huì)需求。

教師統(tǒng)計(jì)參與過(guò)STEM綜合課程的3261名學(xué)生，對(duì)其通過(guò)STEM教育得以提升的能力的評(píng)價(jià)如表9所示，響應(yīng)百分比表示有效提高該能力頻數(shù)占總頻數(shù)的百分比，個(gè)案百分比指通過(guò)STEM課程有效提高該能力的學(xué)生占學(xué)生總?cè)藬?shù)的百分比。由表9可以看出，STEM教育可以顯著提高學(xué)生搜集、整理信息的能力，獨(dú)立思考、探究的能力和計(jì)算機(jī)操作能力。清華大學(xué)工業(yè)訓(xùn)練中心副主任顧學(xué)雍在第二屆中國(guó)STEM教育發(fā)展大會(huì)上發(fā)言，他認(rèn)為計(jì)算思維是STEM教育的基礎(chǔ)。同時(shí)，STEM教育也是有效培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的手段，科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域都涉及計(jì)算思維。基于真實(shí)情景的STEM項(xiàng)目實(shí)踐，可以激發(fā)學(xué)生求知欲望，提高學(xué)生的信息應(yīng)用能力和獨(dú)立思考的能力，有助于計(jì)算思維切實(shí)落地。信息浪潮中，計(jì)算思維既具有教育意義，也是一種生活技能。計(jì)算思維并非一門獨(dú)立的學(xué)科，它和數(shù)學(xué)思維、工程思維關(guān)系緊密[13]。由表9可知，通過(guò)STEM教育可以有效使計(jì)算思維落地，在學(xué)生當(dāng)中產(chǎn)生積極的引領(lǐng)作用。

3.STEM課程資源尚不完備，評(píng)價(jià)體系還需改進(jìn)

資源建設(shè)是教育發(fā)展和進(jìn)步必不可少的一環(huán)，也是提升教師教學(xué)能力的依賴性路徑。教育部發(fā)布的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)，優(yōu)質(zhì)資源建設(shè)是教育信息化工作中的重點(diǎn)內(nèi)容[14]。STEM課程倡導(dǎo)學(xué)生通過(guò)動(dòng)手、動(dòng)腦解決實(shí)際問題，引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)，發(fā)展跨學(xué)科思維。這要求開設(shè)的STEM課程具有科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性、前沿性，并能夠?yàn)閷W(xué)生提供相應(yīng)的硬件、軟件、評(píng)估工具等。團(tuán)隊(duì)對(duì)教師和教學(xué)管理者就STEM課程實(shí)施需要的條件進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如圖1所示，目前STEM課程最需要完善的是適應(yīng)省域內(nèi)使用的配套資源和相應(yīng)教材，且在授課場(chǎng)所和教師專業(yè)化方面也有所欠缺。S省大多數(shù)中小學(xué)使用的STEM資源是普遍適用且來(lái)源廣泛的，缺乏具有省域特色的本土化開發(fā)，且專門的STEM教學(xué)管理人員配備不足。調(diào)查結(jié)果顯示，部分學(xué)校的STEM課程由科學(xué)教師、信息技術(shù)教師兼任，這種情況給學(xué)科教師增加了工作壓力，也會(huì)導(dǎo)致課程實(shí)施的“業(yè)余化”。

當(dāng)前的教育背景和教育理念下，基礎(chǔ)課程成績(jī)?cè)趯W(xué)校、教師、家長(zhǎng)、學(xué)生眼中是評(píng)價(jià)學(xué)生的重要指標(biāo)之一，學(xué)校對(duì)創(chuàng)新性STEM項(xiàng)目缺乏重視，導(dǎo)致學(xué)生參加STEM項(xiàng)目的機(jī)會(huì)和實(shí)踐不足。學(xué)校管理者和教師首先應(yīng)轉(zhuǎn)變思想，認(rèn)識(shí)到STEM教育的不可或缺性，改進(jìn)評(píng)價(jià)體系，真正實(shí)現(xiàn)多元指標(biāo)評(píng)價(jià)，開展各式各樣的STEM項(xiàng)目活動(dòng)，為中小學(xué)生參加STEM項(xiàng)目提供機(jī)會(huì)，在項(xiàng)目實(shí)踐中加強(qiáng)合作與獨(dú)立思考的能力，培養(yǎng)創(chuàng)造思維，提升STEM素養(yǎng)。

三、結(jié)論與建議

從省域視角對(duì)STEM教育現(xiàn)狀進(jìn)行分析，S省部分地區(qū)和學(xué)校已經(jīng)開展了一系列STEM教育的探索、研究和實(shí)踐，但仍未全面普及，須結(jié)合省域情況與社會(huì)需要，探索適合本土實(shí)際的發(fā)展路徑。STEM教育為信息化教育的發(fā)展、進(jìn)一步深化教學(xué)改革及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供了有力且有效的抓手。目前，S省基礎(chǔ)教育階段的STEM教育尚未發(fā)展成熟，未來(lái)STEM教育的推進(jìn)還有賴于政府部門的支持和全社會(huì)的協(xié)作參與，有賴于專業(yè)人員的科學(xué)引領(lǐng)和師生共同的探索實(shí)踐。基于此次調(diào)研的主要發(fā)現(xiàn)，本研究提出以下建議。

（一）關(guān)注特殊變量影響，推動(dòng)STEM教育全民化

調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，STEM教育的接受度受學(xué)生學(xué)段與家長(zhǎng)支持度的影響相對(duì)較大。在STEM教育的發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)重視性別對(duì)學(xué)習(xí)興趣的影響、學(xué)段不同帶來(lái)的學(xué)習(xí)壓力對(duì)STEM教育的影響，尤其是畢業(yè)年級(jí)面臨升學(xué)壓力，對(duì)STEM教育出現(xiàn)有興趣無(wú)時(shí)間的情況，可以嘗試探索創(chuàng)造性教學(xué)實(shí)踐，為中學(xué)生營(yíng)造學(xué)習(xí)空間與時(shí)間。同時(shí)，促進(jìn)家長(zhǎng)對(duì)STEM教育的認(rèn)可與支持，推動(dòng)STEM教育成為面向全體學(xué)生的公平教育。

警惕“表態(tài)積極，行動(dòng)遲緩”的行為，正如田慧生在《加強(qiáng)中小學(xué)STEM教育? 為社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)建設(shè)提供強(qiáng)有力的科技人才支撐》一文中所述，加強(qiáng)中小學(xué)STEM教育不可不為，不可慢為[15]。教育部門和學(xué)校應(yīng)積極開展各式各樣的STEM項(xiàng)目活動(dòng)，為中小學(xué)生參加STEM項(xiàng)目提供機(jī)會(huì)，在項(xiàng)目實(shí)踐中加強(qiáng)合作與獨(dú)立思考的能力，培養(yǎng)創(chuàng)造思維，提升STEM素養(yǎng)。

（二）打造立體化STEM資源，實(shí)現(xiàn)師資培養(yǎng)路徑多元化

學(xué)校和政府部門、教育機(jī)構(gòu)合作，開發(fā)本土化、特色化的STEM資源和教材，注重各學(xué)段教育目標(biāo)和內(nèi)容的一致性、銜接性。除實(shí)驗(yàn)室、STEM空間等學(xué)校資源的建設(shè)外，社會(huì)性資源也是必不可少的，如博物館、圖書館等。多方合作加強(qiáng)立體化資源建設(shè)，真正實(shí)現(xiàn)STEM教育創(chuàng)造性融合發(fā)展。

實(shí)驗(yàn)室、教具設(shè)備是開展STEM教育的空間場(chǎng)所和工具，學(xué)校要積極引進(jìn)所需資源，充分利用已有的實(shí)驗(yàn)材料，融合不同學(xué)科所支撐的多樣化實(shí)踐活動(dòng)，將知識(shí)的獲取、工具的利用以及項(xiàng)目的實(shí)踐進(jìn)行有機(jī)整合，切實(shí)提高學(xué)生的STEM素養(yǎng)。此外，設(shè)計(jì)、開發(fā)與學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力水平相適應(yīng)的、解決實(shí)際問題的STEM課程對(duì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)具有重要意義。

以省域?yàn)閱挝?，推舉STEM教育帶頭人，引領(lǐng)省域內(nèi)教師見賢思齊、奮發(fā)有為、腳踏實(shí)地。建立長(zhǎng)期有效的STEM教師培養(yǎng)和評(píng)價(jià)體系，只有順利通過(guò)資格認(rèn)證，才算達(dá)到了STEM教師標(biāo)準(zhǔn)[16]。對(duì)于積極性不高的教師，通過(guò)激勵(lì)機(jī)制提高其積極性，動(dòng)員全體教師群策群力，開展STEM教研活動(dòng)。另外，師范生作為職前教師，在其培養(yǎng)活動(dòng)過(guò)程中，可將STEM教育融入其中，培養(yǎng)師范生STEM教學(xué)的能力和資源開發(fā)能力，培育具有跨學(xué)科背景的師資力量。

（三）審視教育評(píng)價(jià)體系，促進(jìn)STEM發(fā)展本土化

科學(xué)合理的評(píng)價(jià)體系可以有效保障STEM教育的質(zhì)量，省域內(nèi)制定評(píng)價(jià)體系時(shí)可以將已有的評(píng)價(jià)體系引入STEM領(lǐng)域，如吳忭等[17]提出利用認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析法對(duì)STEM教育開展評(píng)價(jià)，李艷燕等[18]提出的評(píng)價(jià)工具包含課堂環(huán)境、課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容以及學(xué)生表現(xiàn)四個(gè)一級(jí)指標(biāo)。省域STEM教育評(píng)價(jià)應(yīng)以項(xiàng)目特色為基礎(chǔ)，將定量分析與定性分析相結(jié)合、形成性評(píng)價(jià)與總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，關(guān)注項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展與推廣價(jià)值。

開展STEM教育的地區(qū)和學(xué)校要研讀前沿教育理念與國(guó)家制度走向，學(xué)習(xí)成功案例，結(jié)合本土實(shí)際完善學(xué)科體系，制訂具有省域本土特色的STEM發(fā)展規(guī)劃。在課程形式和內(nèi)容的選擇方面，可根據(jù)學(xué)?；蛘n外機(jī)構(gòu)的實(shí)施情況將STEM項(xiàng)目設(shè)置于分科課程、綜合課程、活動(dòng)課程等，教學(xué)內(nèi)容結(jié)合本地風(fēng)土人情，使學(xué)生身臨其境地參與實(shí)踐活動(dòng)。

（四）增強(qiáng)實(shí)踐、研究共同體交互，呈現(xiàn)教育創(chuàng)新一體化

應(yīng)社會(huì)所需，與市場(chǎng)接軌，與企業(yè)合作，理論與實(shí)踐相結(jié)合，政府部門、高校、中小學(xué)、校外機(jī)構(gòu)、企業(yè)等社會(huì)力量聯(lián)合起來(lái)，建立STEM教育產(chǎn)學(xué)研合作共同體。政府部門健全相關(guān)政策，高校引領(lǐng)理論研究，中小學(xué)立足實(shí)踐，校外機(jī)構(gòu)和企業(yè)提供社會(huì)資源，加強(qiáng)共同體交互，形成STEM教育理念、研究與實(shí)踐的共識(shí)，健全資源共建、信息共享的“多方共贏”的合作機(jī)制，探索適合本地發(fā)展的教學(xué)方式，完善學(xué)生培養(yǎng)體系，營(yíng)造全社會(huì)STEM教育氛圍，實(shí)現(xiàn)STEM教育的健康、綠色、可持續(xù)發(fā)展。

把省域STEM教育發(fā)展成政府推動(dòng)、學(xué)校為主、全社會(huì)共同努力的教育行動(dòng)的同時(shí)，關(guān)注國(guó)內(nèi)外STEM發(fā)展方向，把握STEM實(shí)踐形式與教育現(xiàn)狀，將理論、教學(xué)、研究、實(shí)踐緊密結(jié)合起來(lái)。STEM教育與編程項(xiàng)目、創(chuàng)客活動(dòng)相結(jié)合，借助數(shù)字化學(xué)習(xí)工具，鼓勵(lì)學(xué)生分享，促進(jìn)學(xué)生利用跨學(xué)科知識(shí)解決問題，實(shí)現(xiàn)STEM應(yīng)用和創(chuàng)新層面進(jìn)一步延伸和擴(kuò)展。

四、結(jié) 語(yǔ)

縱觀全球發(fā)展趨勢(shì)，以STEM教育、創(chuàng)客教育、人工智能、大數(shù)據(jù)等為代表的新興科技正在蓬勃發(fā)展，想要跟上時(shí)代步伐，需要大量創(chuàng)新型人才的支持。STEM教育在基礎(chǔ)教育階段的發(fā)展，引發(fā)了社會(huì)各界對(duì)傳統(tǒng)教育理念的思考，改變了傳統(tǒng)的教育思維方式。如何在省域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、教育協(xié)同發(fā)展中使STEM教育走向繁榮顯得越發(fā)重要。本研究根據(jù)研究主題，在參照已有問卷的基礎(chǔ)上，結(jié)合S省實(shí)際情況，編制調(diào)查問卷，對(duì)中小學(xué)生和教師進(jìn)行大規(guī)模調(diào)查，從而獲取全面、真實(shí)的數(shù)據(jù)信息，分析STEM教育在S省的發(fā)展現(xiàn)狀并為其今后的繁榮出謀劃策，從關(guān)注特殊變量、打造立體化資源、審視評(píng)價(jià)體系、增強(qiáng)共同體交互四個(gè)方面提出建議，擘畫STEM教育全民化、師資培養(yǎng)路徑多元化、STEM發(fā)展本土化、教育創(chuàng)新一體化的STEM發(fā)展藍(lán)圖，助力省域STEM教育科學(xué)、健康發(fā)展。

由于時(shí)間、精力和人力的缺乏，本研究未能對(duì)S省內(nèi)全體中小學(xué)生及教師進(jìn)行調(diào)查，若在時(shí)間、精力和人力允許的情況下，擴(kuò)大樣本量會(huì)對(duì)省域視角下中小學(xué)學(xué)生STEM教育現(xiàn)狀有更為詳實(shí)的呈現(xiàn)。我們將繼續(xù)探索省域視角下STEM教育的現(xiàn)實(shí)發(fā)展路徑，通過(guò)更多的實(shí)證研究和教學(xué)實(shí)踐探求具有本土特色的可持續(xù)發(fā)展之路。期待STEM教育在S省更大范圍實(shí)施，讓學(xué)生學(xué)會(huì)思考、學(xué)會(huì)創(chuàng)新，在研究中發(fā)現(xiàn)問題，在實(shí)踐中解決問題。在浩蕩的時(shí)代東風(fēng)中，以問題為載體，以創(chuàng)新為契機(jī)，以STEM教育為依托，讓每一個(gè)學(xué)生能夠在信息化浪潮中乘風(fēng)破浪，砥礪前行。

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（責(zé)任編輯 孫志莉）

基金項(xiàng)目：山東省教育科學(xué)規(guī)劃課題“師范院校‘人工智能+X ”的師范生交叉培養(yǎng)路徑探索”（BYZN201918）;吉林省社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目“批判性思維發(fā)展的大數(shù)據(jù)干預(yù)理論與實(shí)踐研究”（2020C076）;中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目“面向高階學(xué)習(xí)的資源自適應(yīng)推薦技術(shù)研究”（2412020QD003）

作者簡(jiǎn)介：陳思含（1997—），女，山東淄博人，碩士研究生，研究方向?yàn)镾TEM教育、技術(shù)支持下教師專業(yè)發(fā)展;

亓建蕓（1979—），女，山東萊蕪人，講師，研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)教育應(yīng)用、信息化下教師專業(yè)發(fā)展;

趙可云（1981—），男，山東濰坊人，教授、博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榻逃畔⒒?、STEM與人工智能教育、信息技術(shù)與課程整合。