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      關注教師群體多元化,開發有效教學模式,打造富有創造力的課堂——

      美國研討基礎教育STEM教師培養

      發布時間:2020-11-20 作者:趙章靖 來源:中國教育報

      “STEM”是科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)、數學(Mathematics)四門學科英文首字母的縮寫。其中,科學在于認識世界、解釋自然界的客觀規律;技術和工程是在尊重自然規律的基礎上改造世界,實現與自然界的和諧共處,解決社會發展過程中遇到的難題;數學則是技術與工程學科的基礎工具。

      STEM教育是當前各國提高教育競爭力的系統性工程。其中,師資培養對于有效開展STEM教育至關重要。美國聯邦政府自2010年推出“10年培養10萬STEM良師”計劃以來,關于STEM師資培訓的實踐與探索漸成氣候,從理念認知的不斷深入,到各種培訓模式的開發與實施,從師資培訓強調多元化與關注種族均等,到教師培訓原則的逐漸形成,等等,反映出當前美國中小學STEM師資培訓的最新進展。

      近日,美國聯邦教育部組織美國中小學STEM教師培訓的專家、政府官員、高校學者和一線教師,圍繞STEM教師培訓開展了深度研討。與會者從各自的工作領域介紹了關于STEM教師培訓的最新進展及相關主張。

      在國家層面,美國聯邦教育部積極推進中小學STEM教師培訓。配合美國政府2018年底推出的旨在全方位推動STEM教育的“北極星計劃”,美國聯邦教育部在近年來發起的教師培訓項目中,圍繞STEM教師培訓做了專項設計。美國聯邦教育部“教師素質合作計劃”的項目負責人米婭·豪頓(Mia Howerton)指出,自去年以來,美國聯邦教育部所發起設立的有效的教育工作者支持項目(SEED)將計算機培訓作為STEM師資培訓的優先內容。2020年,該項目劃撥???.16億美元,用于資助STEM教師培訓中的計算機培訓。

      關注多元化和族裔平等成為STEM教師培訓的重要考量。有著30余年教師培訓經驗的加州州立大學STEM教育創新中心主任卡莫爾·哈姆丹(Kamal Hamdan)指出,既要拓展教師專業發展路徑,又要關注教師群體多元化。他認為,要解決愈演愈烈的中小學教師流失問題,關鍵是要將那些有志于終身從事教育者遴選出來,為那些有志于成為STEM教師的人提供正確的服務和培訓,促使其成長為以教書育人為終身生涯的從業者,這也是從源頭上解決師資流失問題的保障。哈姆丹進一步指出,教師多元化取向有助于最大限度征募和留任教師,特別是對于種族多元的學校來說,不同膚色的教師有可能會對應學校中相應膚色的學生群體,他們可以創設有效的課程,更受同種膚色的學生歡迎。因此,STEM教師培訓過程中必須考慮相關的文化和社會性因素。與哈姆丹的STEM教師多元化主張相關,華盛頓大學的尼拉·沙(Niral Shah)博士也關注STEM教師培訓的族裔平等問題。他表示,STEM學習過程本身也會因種族而產生分化,解決STEM學習中的種族差異問題,需要教師認識到STEM教學過程中的種族不平等,明確課堂上的差異,從而做出有針對性的解決方案。

      不斷加深對STEM教育的反思,開發有效的STEM教學模式,打造富有創造力的STEM課堂,是當前STEM教師培訓的突出特色。美國密歇根州立大學戴維·斯特勞普(David Stroupe)博士提出,當務之急是要鼓勵STEM新任教師深入反思STEM學科特征及教學,從當前關于STEM教育的世俗觀念中走出來,首先是要破解頗為流行的關于STEM學科的“迷思”。一是破解STEM教育可以與文化背景不相關的觀念。STEM領域始終有其特定的社會、歷史、政治背景,STEM工作的核心也在持續變化,形成了學科實踐以及學科觀念。二是破解STEM領域可由社會大眾所主導的觀念。STEM領域盡管人人可得而言之,但并非人人都可以深度參與并主導其發展,而是具有學術權威的人主導著關于STEM相關學科的概念、認知、研究方法以及實踐。STEM學科所反映的往往只是學科權力持有者的觀念。三是要破解所有STEM學科探索世界的目的和過程相一致的“唯科學主義”觀念。其實,STEM領域的每一個學科,均有不同的知識觀、認知目的、實踐和交流方式。在此基礎上,斯特勞普主張,要鼓勵教師反思教學,走出學生被動跟隨教師教學的習慣,破解教師作為“舞臺上的圣人”式的觀念。STEM教學要切實圍繞學生學習展開,教師要認識到STEM教學與學習的特殊性,做到與時俱進,不斷改進方式與做法。

      針對STEM教學,斯特勞普提出“大科學教學”(AST)模式,該模式包括了核心教學與成體系的互動方案,即運用多種教學方式幫助學生理解與掌握學科基本原理;教學方法的有效性可得驗證;教師自覺反思與改進教學;成效顯著特色鮮明的專題教學,為學生達到學習目標提供有力支撐?!盎臃桨浮敝饕獜娬{,教師要對所有學生一視同仁,深入了解學生學習過程,鼓勵學生聯系實際、獨立探索,開展富有成效的討論,提高推理能力,做到學以致用,并及時反思。為有效開展“大科學教學”,斯特勞普主張,STEM職前教師應將更多的時間花費在中小學校,將自己視為一個學習者,學習與領會學生的生活與學習經歷、價值觀念、態度、文化特征,等等,在此基礎上與學生達成共識、共行與共情,并做到教學相長。

      中小學STEM教學應遵循特定的原則。STEM教師培訓有沒有規律可循,STEM教學應遵循何樣的原則,成為本次研討會的重點所在。2010年,奧巴馬擔任美國總統時期,提出了“10年培養10萬STEM良師”計劃,該項目歷時10年,積淀了相應的經驗。長期深度參與該項計劃的福特海斯大學教授珍妮特·斯特梅爾(Janet Stramel)在會上表示,學生對STEM專業領域的興趣和愛好其實在中學階段之前就有,小學生對STEM領域的好奇心、對學習的熱情和渴望以及想象力是自然的、無限的和未經過濾的。小學STEM教育就是培養將來的創新型人才和變革者的起點,具有科學、技術、工程和數學基礎的小學生是全美經濟、社會和全球實力競爭中獲得不可或缺地位的根本保障。要從根本上改觀美國STEM教育,就應該從小學階段入手,讓學生正式接受STEM教育。

      實現這一改變的關鍵,就在于打造出卓越的中小學STEM師資隊伍。研究表明,早期的數學和科學技能是未來學校成功的重要指標,而多年來,美國小學階段往往強調的是閱讀能力的培養。根據美國2019年的“做數學”報告,“當前小學老師在STEM教育方面接受的培訓和支持還遠遠不夠,小學教師急需有趣味性且真正的STEM教育指導”。有鑒于此,斯特梅爾團隊強烈主張,小學教師可以通過系統實施STEM教育,培養學生的探索能力、批判性思維和推理能力。

      在深度參與“10年培養10萬STEM良師”的過程中,斯特梅爾團隊歸納總結了“有效的小學STEM教學原則”。主要包括:要對STEM學科內容有著扎實的基礎和深度的理解,并在教學中做到有效整合;著眼于學生將來的中學、大學學習乃至職業生涯,規劃和設計STEM教學;通過STEM教學吸引并支持所有學生;確保所有學生都處于有效的STEM學習環境;定期、適當和有效地評估所有學生的STEM學習;成長為持續進步的專業STEM教育者。其中,每一項原則又有著更為具體的目標,以確保能夠扎實貫徹。

      為幫助教師有效貫徹上述STEM教育原則,斯特梅爾團隊還對此專門設置了“STEM探索問題”,旨在啟發教師客觀公正地對待STEM教學專題,并采取有效教學策略,運用專業術語,與學生開展有效交流并幫助學生發展STEM素養。這些問題鼓勵教師在教學過程中,能夠做到像專業的STEM人士那樣交流,全面分析問題,識別教學方案設計,系統闡釋觀點,確保學生均等參與,多角度觀察與反思,反思局限性,等等。

      STEM教學原則的提出,反映出STEM教師專業發展的自覺意識和自為意識,也表明一段時期以來,特別是“10年培養10萬STEM良師”計劃實施以來,美國STEM教師培訓的經驗成就和進一步的理性認識。

      總體來看,這次由聯邦教育部發起的關于STEM教師的研討,集中代表了美國政府、學界和一線實踐關于STEM教師培訓的最新認知和實踐,體現出美國STEM教師培訓的最新進展,對于我國開展中小學教師培訓也不無借鑒意義。

      (作者單位:中國教育科學研究院;本研究為該院2020年度基本科研業務費專項資金項目“美國中小學STEM教師專業發展研究”[GYJ2020048]成果)

      《中國教育報》2020年11月20日第6版 

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