Research on Innovative Training of Localized STEM Teachers Grounded in Shared Commitment

The high-quality development of a country driven by talent necessitates comprehensive and practical STEM(Science,Technology,Engineering,and Mathematics)education.The goal of localizing STEM education is to cultivate comprehensive innovative technology talents that meet the needs of the new era.STEM teachers play a core role in this concept,and the quality of teacher training directly determines the development trend of STEM education and the quality of future talents in the country.Therefore,based on the current situation and existing problems in STEM teacher training,the shared commitment to“high-quality STEM teacher training”is employed as a guiding principle,highlighting the role of various elements in the STEM teacher training process.The practical path for STEM teacher training is proposed from four aspects:top-level design goal orientation,resource integration to solve supply imbalance,curriculum construction to improve the teaching system,and sustainable development to enhance professional ability.This study hopes to provide guidelines for innovative training of localized STEM teachers in China.

组织与人力视角下的STEM教育师资发展与新质提升

STEM教育现已成为培养学习者科技创新能力的国际共识。国际STEM教育一类中心落地上海,肯定了我国STEM教育取得的成绩,提振了本土STEM教育未来发展的信心。然而长期以来我国中小学开展STEM教育实践受制于师资不足问题的影响,师资问题是分科教育发展惯性造成的“系统性短缺”与人力资本勾勒不清造成的“结构性短缺”的结合体。当前培养拔尖创新人才已经成为新时期教育的主旋律,STEM教育具有“立足核心素养,培养创新人才”的价值支点。STEM教师群体基本盘初步建立,教师立足自身的能力迁移实现了STEM教师数量的提升,院校助推的教学模式与评价研究促进了STEM教师能力的提升。随着教育人工智能的发展及其对教育全要素的重塑,组织、人力治理与数智技术的融合将共同实现STEM教育的新质发展。为此,有关部门要开展STEM教育生态评价,助推发展规划落地;构建STEM教师胜任模型,促进专职教师成长;建设STEM教育数字资源,探索人机双师模式。

美国唤醒家庭参与STEM教育的实践路径研究——以“STEM+家庭项目”为例

2013年始,美国国家家长教师协会开始关注STEM教育的发展状况,发现家庭缺少参与STEM教育的意识和机会,部分少数族裔的儿童不能进入STEM领域,以及缺少职业生涯机会等不平等现象。在国家呼吁全社会参与STEM教育的政策氛围下,国家家长教师协会提出STEM+家庭项目,研发项目具体活动和操作指南、营造STEM的学习环境、引领家庭参与STEM教育。依据政策工具,结合《新一代科学教育标准》分析发现,STEM+家庭项目在理论和实践中形成了一个三维的结构模型,在支持和补充国家政策、支持家庭参与STEM学习、形成社会支持家庭STEM学习模式三个方面起到了积极作用。针对国内STEM教育研究与实践大多局限在学校教育领域这一现状,我们需要重新认识学校教育、家庭教育、社会教育之间的关系以及社会组织和企业对STEM人才培养的重要作用。

I-STEM教师整合培养路径及对我国科学教师教育的启示——以弗吉尼亚理工大学I-STEM教育项目为例

如何培养具备跨学科整合能力的专业化I-STEM教师是困扰各国的难题。2006年,弗吉尼亚理工大学启动了世界上第一个I-STEM教育项目,采取独创的整合路径专门培养I-STEM教师。整合培养路径的提出旨在满足美国I-STEM教育兴起但师资短缺及弗吉尼亚理工大学技术教育项目亟待转型的双重需求,其核心理念是“基于技术/工程设计进行整合”。整合培养路径通过培养目标、培养课程、项目式教学等实施,需要学生来源、培养空间、教师教育者等资源保障。虽面临一些挑战,但整合培养路径仍可给我国科学教师教育带来一定参考与借鉴。

TPACK理论视角下STEM教师的知识结构及其量表的开发与验证

STEM教育是落实创新人才培养模式的重要举措,研究STEM教师知识结构,开展STEM教师知识测评,是持续、深入提升STEM教育质量的关键。为此,文章基于TPACK理论模型,通过文献研究、访谈和专家咨询进行STEM教师知识结构理论维度的构建与优化,并通过项目分析、因子分析和信效度检验等步骤,编制STEM教师知识测评量表。研究结果表明,量表具有良好的信效度;量表各题项内部一致性较好,符合拟合接受的标准;量表7个维度彼此之间是相互影响的关系。文章通过研究,期望为测量STEM教师知识水平和促进STEM教师专业成长提供参考。

师范院校STEM教育教师职前培养策略探析

STEM教育是当前培养创新型学生的重要途径之一,有着广阔的发展空间和美好前景。师范院校肩负着培养优秀中小学STEM教师的重要使命,因此,通过分析师范院校STEM教师职前培养存在的问题,提出了政府与师范院校管理部门提供保障和支持,改变传统课程设置、建立交叉融合的课程体系,建设一支专兼职结合的高质量师资队伍和增加实践投入、建设实践实训基地等路径,以期推动STEM教师职前培养的高效性。

STEM教师信息素养的情境化分析与发展策略

该研究通过分析信息素养和教师信息素养概念的发展,并聚焦我国中小学STEM教师群体,借鉴信息素养研究范式的发展,探索STEM教师信息素养的内涵与层次要素。研究认为,STEM教师信息素养主要分为两个维度(内涵情境要素、外延环境要素)、共六个层面要素组成。内涵情境要素包括基本的普适情境、学科及跨学科的结构情境、课程/教学/评价的传递情境、物化/外宣的联结情境等四类情境信息素养;外延环境要素主要包括起制约作用的文化/社会/政治/经济要素和所处的技术网络环境等两个层面。最后,研究为STEM教师的培养提出如下策略:通过培训大规模提升STEM教师普适信息素养;通过观摩与合作提升STEM教师情境化信息素养;通过亲身实践促进STEM教师信息素养要素的融合。

STEM教师职前培养课程体系改革研究

问题解决能力培养、多维整合的知识观、学生在情境中的学习是STEM课程的三大特质。STEM教育背景下,教师职前培养的既有课程体系存在过度致力于培养分科教学人才,过分着眼于精深的学科知识学习,过于倚重简单重复的实践性技能训练等可能危机。随着知识观由理念优先转向实践优先、学生学习由知识结果获得转向知识意义生成、教师学习由个人主义转向合作主义,STEM教师职前培养的课程体系改革需从如下路径开展:一是树立师范生的主体参与意识,提升师范生的STEM课程学习积极性;二是以项目式学习为媒介,培养师范生的STEM课程开发与设计能力;三是以完整情境为教学空间依托,培养师范生的实践性智慧;四是充分利用技术教学,以人为本培养师范生的问题解决能力。

面向整合式STEM的教师跨学科素养:结构模型与发展路径

整合式STEM能够有效解决STEM教育中的“形式化”和“异化”等问题,更好地培养学生的跨学科思维与行动力,其有效实施依赖于STEM教师的跨学科素养。因此培养教师的跨学科素养既是STEM教育转向整合式STEM教育发展的时代诉求,也是教师专业发展的现实需要。STEM教师的跨学科素养主要包括跨学科意向、跨学科认知、跨学科应用与技术应用能力4个核心组成维度,并可将其进一步划分为10个素养指标,为STEM教师跨学科素养发展提供方向指引。当前STEM教师跨学科素养的发展受学校等外部环境、教师知识基础与跨学科体验等个体特征变量以及有效的专业发展培训的综合影响。未来我国STEM教师跨学科素养的培养应当注重:变革学校制度和支持系统,鼓励教师成为课程开发主体;组建跨学科学习共同体,创新教师“学习”方式;善用技术创新培训,通过智能研修支持教师持续自主发展。

培养卓越STEM教师:美国UTeach课程体系及启示

科学系统的课程体系是培养卓越STEM教师的关键。在世界各国大力推进STEM教育的背景下,卓越STEM教师的匮乏成为STEM教育发展的一大阻力。美国UTeach项目的STEM教师培养课程具有多维度融合的课程设置原则、灵活多样的课程培养方案、多方式联合的课程评价体系和多主体联动的课程保障系统,培养了一大批具有跨学科综合教学能力的卓越STEM教师。鉴于此,本研究建议:构建科学的课程体系,培养STEM教师的跨学科教学能力;创建STEM教师培养的引领项目,健全STEM教育社会联动机制;实行多方式联合的课程评价体系,促进STEM教师专业发展;完善多利益主体的课程保障系统,形成STEM教育社会合力。

论STEM教师的专业素养

专业素养是专业能力所蕴含的专业知识、思维方式和价值观。教师核心专业能力是一种被称为基于设计的行动力的综合能力,并非PACK的运用能力,因为PACK不是知识论意义上的知识。基于设计的行动力所蕴含的教师专业素养可以区分为学科素养和设计素养。学科素养蕴含在课程之中,通过课程分析可以使之清晰化;设计素养蕴含在技术性教学设计理论之中。以STEM课程“抓住风:设计风车”为例,STEM教师的学科素养包括掌握课程包含的S.T.E.M.学科知识、能利用课程提供的材料制定一款特定功能的风车、能独立完成不同材料捕捉风能的单因素实验、身体力行地传递科学精神。以“以学习活动为中心的教学设计理论”为例,STEM教师的设计素养包括能基于教学设计的基本观念思考教学设计;能运用知识建模进行学习内容分析,并用“(知识点,学习水平)”方式陈述学习目标;能结合实情和知识建模图组块确立任务类型,并将它们具体化为师生交互过程;拥有足够的FC知识(Facts and Cases),并能够设计新的FC知识;能结合实情和动力设计模型提升教学方案的质量水平;能结合经验设计探究学习的学习支架。

中学STEM教师教学能力的结构模型研究

随着STEM教育的快速发展,STEM教师教学能力的构成及其关系亟待研究。基于此,文章首先在反思STEM教师教学能力相关研究的基础上,运用文献研究法和编码分析,整合了STEM教师的教学能力要素,形成了模型的维度及其内容,在此基础上构建了中学STEM教师教学能力的结构模型。随后,为更进一步探讨中学STEM教师教学能力要素之间的深层次关系,文章采用德尔菲法,对结构模型的内容进行了修改。最后,文章参考洋葱模型,形成了中学STEM教师教学能力的递进模型和互动模型,以分别体现教学能力的重要性程度和不同能力之间的相互关系,实现了结构模型的进一步完善。文章指出,结构模型可以被STEM教师作为教学设计框架用以提升教学能力,可以被学校管理者作为教学能力框架用以科学评价STEM教师,并且可以被教育行业作为教学培训设计的依据用以提升STEM教师水平。

STEM教师培养:美国的经验与启示

随着STEM教育运动的兴起与盛行,STEM教师培养成为此中的关键。美国的STEM教师培养曾面临诸多现实困境,经过长期的实践探索,现已形成较为完整的体系,具体表现为:全面的立法保障、持续的财政支持、统一的教师认证标准、多元的教师培养项目、匹配的问责机制等。而其政策引领以创建STEM教师培养的话语空间、制度建设以优化STEM教师培养的整体环境、多方参与以创新STEM教师培养方式等有益经验,对我国STEM教师培养有一定的启示。

如何通过教学促进大学生主动学习?——美国大学STEM课堂教学评价系统PORTAAL研究及启示

PORTAAL是美国最新研发的大学STEM课堂教学评价系统,可用于评价教师在课堂上促进学生主动学习的教学行为。研发者运用PORTAAL在欧美多所大学STEM课堂上观察记录多位教师的课堂教学实践表明:PORTAAL评分高的教师,表现出更强的教学能力,高分教师更频繁地使用PORTAAL评价系统的21个要素,更显著地促进了学生的主动学习,学生学业质量提升非常明显。基于对PORTAAL的阐释与研究,我国大学教学评价尤其要从如何促进主动学习的角度,关注学生的学,多维度促进大学生主动学习并彰显评价的诊断与反馈功能。

上海市中小学STEM教育现状的调查与分析

为了解上海市STEM教育实施现状,文章对上海市中小学848位科学教师及科技教师进行问卷调查,并着重呈现STEM课程的开设与实施现状、承担STEM课程的教师情况与教师培训现状,并对教师态度、课程定位、师范生培养、STEM培训缺陷进行分析,总结已有成效与面临的挑战,提出以下发展建议:专家应协助各个学段设计与开发规范、系统的STEM课程,提高STEM教师职业吸引力,将教师培训系统化、专业化,由师范院校牵头、社会组织协同解决师资源头问题。

STEM视域下科学教育专业的困境与出路

STEM教育着眼于复合型创新性人才的培养,其中科学教育是STEM教育的重要组成部分,而科学教育本科专业作为一个新兴的师范专业目前在我国尚处于探索发展阶段。为了解科学教育的现状,探讨科学教育专业课程设置存在的问题,寻求科学教育专业的出路,项目组编制了一份针对上海市中小学科学教师的问卷。通过分析调查数据发现:科学教育专业未树立品牌影响力;科学课程重视程度不够;科学教师素养及实践能力有待提高;科学教育专业课程设置不够合理。建议:明确科学教育专业的地位;建设具有特色的专业课程;构建具有STEM教育特色的实践课程体系;建设科学课程的综合实验室;增加教学实践训练活动;增加教育、教学实践课程。

美国整合性STEM教育背景下的教师专业标准建设与借鉴

美国政府和教育组织将培育高质量教师队伍作为支撑整合性STEM教育的重要保障。以培养适应未来需求的STEM人才为目标,形成对教师开展整合性STEM教育的标准化要求;从学生、学科内容、教学方法、技术应用等维度出发,改进教师专业标准;通过基于模块化设计的实现策略来推动新标准的落实;颁布指导性文件、研发教育资料,使新标准得到应用和推广。以新标准为核心,构建一系列补充和支撑举措。美国在整合性STEM教育背景下开展的教师专业标准建设,对我国的STEM教师队伍建设有一定的启示意义。

美国UTeach项目STEM教师培养模式及启示

美国UTeach项目历经20余年的发展,成为美国STEM教师培养的典范,为其STEM教师质量与数量的提升作出了巨大贡献。该项目在教师培养方案、课程教学制度、学业评价体系和指导跟进机制等方面具有完备的培养模式,对我国STEM教育发展和STEM教师培养具有指导价值。借鉴美国经验,我国应创建优质的引领项目,加强STEM教师培养的顶层设计;实行学生中心的培养模式,提升STEM教师的实践技能;构建多元的学业评价体系,保证STEM教师的科学化评价;建立持续的指导跟进机制,助力STEM教师的专业化发展。

从跟随者到领跑者:爱尔兰STEM教师专业发展模式与实施路径

科学、技术、工程和数学已经渗透到当今世界的各个创新领域,这反映出这四门学科(STEM)对现代社会发展至关重要,知识型经济尤其依赖STEM毕业生的质量和数量。为实现成为欧洲技术创新中心和创新领导者的目标,爱尔兰将高质量的STEM教育作为国家发展的重点战略,并持续出台了STEM教育的相关政策,展示出爱尔兰在STEM教育领域力图从跟随者转向成为“欧洲最好的教育和培训系统”领跑者的雄心。要实现这一战略,优秀的STEM师资是不可缺少的。基于此,爱尔兰构建了STEM教师专业发展模式,通过加强入职教育、支持在职教育、推进数字化等途径来加强STEM教师的持续学习和专业发展。爱尔兰STEM教师发展方面的改革动向及经验对我国推行本土化STEM教育,尤其是STEM教师的培育与教师专业发展,具有一定的参考价值。

推进STEM教育:学校如何改变?——STEM教育发展报告《澳大利亚学校中STEM学习的挑战》解析

基于STEM教育发展面临的现实境况,澳大利亚政府聚焦中小学校的学生、教师和课程三大关键领域开展了STEM教育发展行动计划。针对STEM学校教育面临的学业成就低迷、非专业教师教学与课程体系离散等问题,澳大利亚政府积极推进中小学STEM教育变革,拓展学习空间、提高教师素养与推进学科整合。在此基础上,文章对发展我国STEM学校教育进行深刻思考,分别从开放多元学习通道、完善教师准入与激励机制、开展小课题研究、助力教师成长等方面提出优化策略,以期推进我国中小学校STEM教育变革。