基于STEAM教育理念的理科師范生專業(yè)能力提升策略研究

阮秋玲　李秋石

摘要：STEAM教育盛行的時(shí)代，教師是STEAM教育環(huán)節(jié)的關(guān)鍵角色，理科師范生是未來科學(xué)教師的儲(chǔ)備軍，其自身的STEAM專業(yè)能力會(huì)影響著教學(xué)效果。基于STEAM教育以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為主要目標(biāo)，以信息技術(shù)為載體，注重“在做中學(xué)，在學(xué)中做”的理念，以及中學(xué)教育師范生要注重信息素養(yǎng)、知識(shí)整合能力等內(nèi)涵分析得出，基于STEAM教育理念的理科師范生應(yīng)具備跨學(xué)科知識(shí)整合能力、信息化教學(xué)能力、創(chuàng)新思維能力、工程與技術(shù)實(shí)踐能力、STEAM教學(xué)實(shí)施與評(píng)價(jià)能力，并基于這五種能力提出圍繞交叉學(xué)科研討知識(shí)協(xié)作、依托信息技術(shù)承載教學(xué)進(jìn)程、強(qiáng)化內(nèi)生動(dòng)力促進(jìn)創(chuàng)新思維、借力產(chǎn)學(xué)研合作落實(shí)工程實(shí)踐、積聚三方力量擴(kuò)建師資隊(duì)伍的提升策略，以期為更好地推進(jìn)STEAM教育的發(fā)展助力。

關(guān)鍵詞：STEAM教育;理科師范生;專業(yè)能力提升策略

2018年5月，中國教育科學(xué)研究院出臺(tái)了《STEM教師能力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（試行），對(duì)STEM教師需要掌握的專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能及實(shí)踐操作等方面提出了具體而實(shí)用的指導(dǎo)意見。《中國STEM教育白皮書》與《中國STEM教育2029創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》將STEM教育的基本理念劃分為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)、全社會(huì)共同參與的教育創(chuàng)新實(shí)踐、終身教育學(xué)習(xí)活動(dòng)、綜合素質(zhì)教育的培養(yǎng)載體、跨學(xué)科連貫的課程群建設(shè)。在這種綜合化的學(xué)科建設(shè)中，尤其要對(duì)理科師范生專業(yè)能力的培養(yǎng)重視起來，落實(shí)好STEAM教育的本質(zhì)理念，逐步提升理科師范生的專業(yè)能力，從而更好地達(dá)到預(yù)期的培養(yǎng)效果。

1“STEAM教育”和“教師專業(yè)能力”的理論內(nèi)涵

1.1 STEAM教育的內(nèi)涵

STEAM代表科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Art）、數(shù)學(xué)（Mathematics）。STEAM教育起源于1986年美國國家科學(xué)委員會(huì)發(fā)表的《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》，該報(bào)告提出了由科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)教育整合的綱領(lǐng)性建議。隨著STEM教育的發(fā)展，不僅迅速擴(kuò)展到全球范圍，而且涉及的學(xué)科也在不斷拓展，不少學(xué)者開始在其中融入藝術(shù)（A）的成分，形成了STEAM教育。

“STEM+A=STEAM”的觀念是到2006年才被提起，時(shí)任美國總統(tǒng)的布什公布了《美國競(jìng)爭(zhēng)力計(jì)劃》，明確提出培養(yǎng)具有STEAM素養(yǎng)的人才是教育的目標(biāo)之一，也是全球競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。STEAM教育不是五大學(xué)科的簡(jiǎn)單組合，而是集科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)于一體的綜合教育。STEAM教育是一種以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為主要目標(biāo)，以信息技術(shù)為載體，注重“在做中學(xué)，在學(xué)中做”的理念。STEAM教育強(qiáng)調(diào)教育的互動(dòng)性、創(chuàng)造性、開拓性，強(qiáng)調(diào)學(xué)科融合教學(xué)和知識(shí)的多維性，蘊(yùn)含著一種科學(xué)的、多學(xué)科融合的思想。

1.2教師專業(yè)能力的內(nèi)涵

2012年2月10日國家出臺(tái)的《中學(xué)教師專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》是國家對(duì)合格中學(xué)教師的基本專業(yè)要求，是教師實(shí)施教育教學(xué)行為的基本規(guī)范。該標(biāo)準(zhǔn)將中學(xué)教師專業(yè)能力分為教學(xué)設(shè)計(jì)能力、教學(xué)實(shí)施能力、班級(jí)管理與教育活動(dòng)能力、教育教學(xué)評(píng)價(jià)能力、溝通與合作能力。在見習(xí)研習(xí)與教學(xué)實(shí)習(xí)中，理科師范生在師德、專業(yè)理念、專業(yè)知識(shí)等方面發(fā)展得相對(duì)比較充分，更多的是要關(guān)注專業(yè)能力方面的發(fā)展。《中學(xué)教育專業(yè)師范生教師職業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)（試行）》明確了中學(xué)教育專業(yè)師范生教師職業(yè)基本能力。對(duì)教學(xué)實(shí)踐能力方面的學(xué)科素養(yǎng)、信息素養(yǎng)、知識(shí)整合以及對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)施課程教學(xué)、組織活動(dòng)育人方面都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。理科師范生在教學(xué)中要注重備課能力與講課能力統(tǒng)一、理論教學(xué)能力與實(shí)踐教學(xué)能力兼顧、教學(xué)研究能力與科學(xué)研究能力互促、持續(xù)學(xué)習(xí)能力與專業(yè)發(fā)展能力并行。

2基于STEAM教育理念的理科師范生專業(yè)能力

基于STEAM教育理念的理科師范生專業(yè)能力提升能夠推進(jìn)STEAM教育本土化。為推進(jìn)STEAM教育的順利實(shí)施與發(fā)展，有效保障STEAM教育質(zhì)量，需要有專門教授STEAM課程的教師，理科師范生專業(yè)能力的提升是促進(jìn)STEAM教育在中國可持續(xù)發(fā)展的基石。基于STEAM教育理念的理科師范生專業(yè)能力提升還能夠促進(jìn)師范生自身的專業(yè)化發(fā)展。首先，可以促使理科師范生逐步成為跨學(xué)科學(xué)習(xí)的創(chuàng)造性使用者和設(shè)計(jì)者。其次，能實(shí)現(xiàn)理科師范生將跨學(xué)科學(xué)習(xí)從“觀念”走向“現(xiàn)實(shí)”。此外，理科師范生融合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)的創(chuàng)造性發(fā)展，對(duì)促進(jìn)其綜合素養(yǎng)的提升有切實(shí)的價(jià)值。基于此，整合出五個(gè)方面的基于STEAM教育理念的理科師范生專業(yè)能力。

2.1跨學(xué)科知識(shí)整合能力

知識(shí)整合與思維關(guān)聯(lián)是跨學(xué)科科研獲得成功的關(guān)鍵，知識(shí)關(guān)聯(lián)整合與知識(shí)因素（知識(shí)整合）、主體因素（思維關(guān)聯(lián)）及合作因素（知識(shí)吸收能力）有關(guān)。首先需要明確的一個(gè)問題是跨學(xué)科不等同于多學(xué)科，多學(xué)科一般指的是兩門及以上學(xué)科的見解并置在一起，而跨學(xué)科是要基于現(xiàn)實(shí)問題的研究和解決，以學(xué)科為依托，但要超出單學(xué)科研究的視角，關(guān)注更加復(fù)雜的問題或研究課題的全面認(rèn)識(shí)和理解，并且還要推動(dòng)新認(rèn)知、新產(chǎn)品的產(chǎn)生。跨學(xué)科知識(shí)的整合是一個(gè)不斷思考、相互關(guān)聯(lián)、系統(tǒng)化的過程，這就要求理科師范生不僅要了解任教學(xué)科與其他學(xué)科之間的聯(lián)系、熟悉相關(guān)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)，還要能夠?qū)⒖茖W(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)知識(shí)進(jìn)行有效整合，在跨學(xué)科的基礎(chǔ)上完成創(chuàng)新與創(chuàng)造。

2.2信息化教學(xué)能力

中小學(xué)教師的信息化教學(xué)能力是決定基礎(chǔ)教育教學(xué)質(zhì)量和效果的關(guān)鍵性因素和推動(dòng)信息技術(shù)與教育融合創(chuàng)新發(fā)展的根本力量川。當(dāng)前國際上比較典型的教師信息化教學(xué)能力模型有IBSTPI模型、AITSL模型、TPACK模型等。2014年，我國教育部頒布了《中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力標(biāo)準(zhǔn)（試行）》，將教師信息技術(shù)應(yīng)用能力分為技術(shù)素養(yǎng)、計(jì)劃與準(zhǔn)備、組織與管理、評(píng)估與診斷、學(xué)習(xí)與發(fā)展等五個(gè)維度。隨著學(xué)校課程、學(xué)校環(huán)境等的信息化，教師面臨著教育信息化帶來的諸多挑戰(zhàn)，提升理科師范生信息化教學(xué)能力就顯得非常關(guān)鍵。

2.3創(chuàng)新思維能力

當(dāng)今世界正在飛速地發(fā)生變革，無論是企業(yè)還是個(gè)人，都需要不斷創(chuàng)新才能應(yīng)對(duì)當(dāng)前挑戰(zhàn)。創(chuàng)新思維是指人們有效地參與想法產(chǎn)生、評(píng)價(jià)和改進(jìn)，從而形成原創(chuàng)且有效的解決方案，促進(jìn)知識(shí)提升和想象力有效表達(dá)的能力。創(chuàng)新思維本質(zhì)上是一種能力，而這種能力并不是由個(gè)人的天賦性決定的，而是可以通過后天的訓(xùn)練和教學(xué)得到進(jìn)一步提升。具有創(chuàng)新思維能力的老師往往能夠不拘泥于教材，能夠運(yùn)用具有新穎性、獨(dú)創(chuàng)性的方法思考問題、解決問題。理科師范生在自身的發(fā)展中尤其要重視對(duì)創(chuàng)新思維能力方面的培養(yǎng)。

2.4工程與技術(shù)實(shí)踐能力

工程與技術(shù)是STEAM教育中的兩個(gè)維度，工程是技術(shù)在應(yīng)用層面的實(shí)際載體。《美國下一代標(biāo)準(zhǔn)》（NGSS）中強(qiáng)調(diào)了實(shí)踐是科學(xué)教育中一個(gè)重要維度。理科師范生需要具備過硬的信息技術(shù)應(yīng)用能力，能夠熟練掌握各種軟硬件技術(shù)、設(shè)備、工具、材料的應(yīng)用操作，能夠理解技術(shù)工程設(shè)計(jì)與開發(fā)的過程，并且能夠靈活創(chuàng)新應(yīng)用，才能在今后的教學(xué)中開展融合度更大、強(qiáng)度更大的STEAM綜合實(shí)踐活動(dòng)。

2.5 STEAM教學(xué)實(shí)施與評(píng)價(jià)能力

《中國STEM教師能力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》將STEM教學(xué)實(shí)施與評(píng)價(jià)分為四個(gè)類別，即創(chuàng)設(shè)STEM教育情境、實(shí)施STEM教學(xué)、評(píng)價(jià)與反饋、反思與提高。STEAM教育主要是通過跨學(xué)科培養(yǎng)出復(fù)合型人才，從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，以及創(chuàng)新思維能力，這就要求理科師范生本身能夠把控好STEAM教學(xué)實(shí)施和評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，STEAM教育需要依托具有STEAM精神的教師進(jìn)行，理科師范生具備了相應(yīng)的STEAM教學(xué)實(shí)施與評(píng)價(jià)能力，才能使STEAM教育得到有效發(fā)展。

3基于STEAM教育理念的理科師范生專業(yè)能力提升策略

3.1圍繞交叉學(xué)科研討知識(shí)協(xié)作

開展跨學(xué)科綜合實(shí)踐活動(dòng)是STEAM教育的典型特征，因此，理科師范生跨學(xué)科意識(shí)、跨學(xué)科觀念要在日常生活中有所滲透。首先，師范生個(gè)人要仔細(xì)梳理教材內(nèi)容，把握相關(guān)跨學(xué)科知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)而準(zhǔn)確分析。在《中學(xué)教育專業(yè)師范生教師職業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中要求師范生能夠在教育實(shí)踐、社會(huì)實(shí)踐中與同事、同行、專家等進(jìn)行有效溝通交流。因此，還可以和其他相關(guān)學(xué)科的師范生開展研討交流會(huì)，共同尋找交叉知識(shí)的關(guān)聯(lián)點(diǎn)和可融合的知識(shí)點(diǎn)。此外，嘗試與高等教育院校及其他科研機(jī)構(gòu)合作參與一些能夠培養(yǎng)教師綜合能力的研究項(xiàng)目來提高跨學(xué)科整合能力。

3.2依托信息技術(shù)承載教學(xué)進(jìn)程

隨著5G、人工智能等前沿技術(shù)的革新，教師的信息教學(xué)能力的切實(shí)提升不容忽視。針對(duì)理科師范生來說，首先，要有自發(fā)收集信息資源的意識(shí)和具備較強(qiáng)處理信息資源的能力，廣泛涉獵，注重積累。其次，要善于運(yùn)用信息技術(shù)組織教學(xué)，例如，能夠?qū)⑻摂M仿真技術(shù)帶進(jìn)課堂，將互動(dòng)教學(xué)軟硬件與學(xué)生平板電腦結(jié)合使用等。

3.3強(qiáng)化內(nèi)生動(dòng)力促進(jìn)創(chuàng)新思維

創(chuàng)新思維能力的提升也是非常重要的一個(gè)方面。第一，善于用反常規(guī)或超常規(guī)思維看待和思考問題，第二，學(xué)會(huì)用發(fā)散思維看待和分析問題，第三，能夠積極主動(dòng)地運(yùn)用聯(lián)想、類比等方法找尋事物間的聯(lián)系。在教學(xué)中，尤其是教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)評(píng)價(jià)方式等的選擇都需要力求創(chuàng)新。

3.4借力產(chǎn)學(xué)研合作落實(shí)工程實(shí)踐

首先，理科師范生要有工程實(shí)踐教育理念，能夠積極設(shè)計(jì)開發(fā)工程實(shí)踐類課程，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用在工程實(shí)踐中，重視理論與實(shí)踐的結(jié)合。其次，可依托學(xué)校高水平工程教育實(shí)踐中心、實(shí)驗(yàn)室等，進(jìn)行工程和社會(huì)實(shí)踐進(jìn)修學(xué)習(xí)，通過產(chǎn)學(xué)研合作教育培養(yǎng)等措施來提升理科師范生工程實(shí)踐能力。此外，理科師范生可以參與各類教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)，積極參與實(shí)踐教學(xué)教材的撰寫、參與各種工程類競(jìng)賽，投身于真正的工程教學(xué)實(shí)踐中。

3.5積聚三方力量擴(kuò)建師資隊(duì)伍

針對(duì)當(dāng)前STEAM教師師資不足問題，可從政府、地方、個(gè)人三個(gè)方面著手。第一，政府應(yīng)該出臺(tái)相關(guān)政策和措施保障STEAM教師質(zhì)量。例如，構(gòu)建并完善相關(guān)STEAM教師專業(yè)認(rèn)證制度、制定STEAM教師素養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、完善STEAM教師教學(xué)評(píng)價(jià)制度等。第二，地方積極建立STEAM教師培訓(xùn)機(jī)構(gòu)或STEAM學(xué)習(xí)中心，定期對(duì)未來愿意從事STEAM教育的理科師范生進(jìn)行STEAM教學(xué)方面的專業(yè)培訓(xùn)。第三，STEAM教師個(gè)人要積極參加網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)及相關(guān)培訓(xùn)，在教學(xué)實(shí)踐中積極創(chuàng)設(shè)STEAM教學(xué)條件，采取PBL（項(xiàng)目化學(xué)習(xí)）等方式精心設(shè)計(jì)并靈活開展跨學(xué)科綜合實(shí)踐活動(dòng)，還可以廣泛吸收其他優(yōu)秀教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，不斷提升STEAM教學(xué)實(shí)施能力和評(píng)價(jià)能力。

作者簡(jiǎn)介：阮秋玲（1995— ），女，土家族，重慶彭水人，在讀碩士，從事生物學(xué)課程與教學(xué)論研究。

*通訊作者：李秋石（1981— ），男，漢族，河北石家莊人，碩士，河北師范大學(xué)教師教育學(xué)院副教授，從事生物學(xué)課程與教學(xué)論研究。