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王玉婷
（長治學院 電子信息與物理系，山西 長治 046000）
摘 要：大力發展以科技創新為核心的STEM 教育對我國的人才培養和科技發展具有十分重大的意義。但目前我國STEM 教師數量短缺、STEM 素養不高的現狀嚴重影響著我國STEM 教育的發展。師范院校是職前STEM 教師培養的主體，因此，文章從加強政府保障和支持、構建跨學科課程體系、開展基于問題的教育實踐、注重交互實踐、吸引社會力量廣泛參與五個方面提出建議，以期構建STEM 教師的職前培養體系。 關鍵詞：師范院校；STEM 教師；職前培養
中圖分類號：G40-A 文獻標識碼：A 文章編號：1673-2014(2021)02-0120-04
收稿日期：2020-09-12
基金項目：長治學院教改課題“線上線下混合教學模式在師范生教學技能訓練中的研究與實踐”（JC202007）作者簡介：王玉婷（1987- ），女，山西長治人，碩士，實驗師，主要從事教育理論、教學資源開發研究。1 STEM 教育的內涵
STEM 教育的內涵有狹義和廣義之分。狹義的STEM 教育是指科學（Science ）、技術（Technology ）、工程（Engineering ）和數學（Mathematics ）的英文字母的簡稱，以一種跨學科的方式將這四個領域的知識進行有機整合，為學習者設置接近真實世界、具有現實意義的教學情境，指導學習者運用跨學科知識來解決問題的一種新的學習方式和課程模式。廣義的STEM 教育是指將STEM 看作一種理念，即STEM 教育是一種思想、理念和方法，包括跨學科知識的綜合運用和學科整合，以體驗、自主探究等方式進行項目學習來解決學科和現實問題，力求對STEM 相關知識形成真正理解和實踐應用，以此提高學習者的STEM 綜合素養[1]。
STEM 教育注重過程、實踐、動手與合作，強調學科之間的相互融合與整合，而不是將科
學、工程、技術和數學的學科知識簡單進行拼接。STEM 教育注重引導學習者自主發現和創造性地解決問題，基于問題解決和項目學習來培養學生發展高階思維，提高他們的跨學科整合思維、創新能力、獨立解決問題能力等STEM 素養，并輔之以人文化的教學方法，從而提高新時代公民所應具備的核心素養。
2在我國開展STEM 教育有著迫切的現實意義
在未來科技與經濟的發展中，信息技術、智能技術、生物技術等將是這場科技革命的主角，從互聯網+、人工智能、大數據、云計算、5G 建設到量子通信等，這些領域競爭的核心是科技創新，而科技創
新競爭最終表現為科技人才的競爭[2]。
與西方發達國家相比，我國在很多核心科技領域受制于人。當前，中美貿易爭端升級，兩國在高科技領域的競爭更加激烈，一個代表性的事件是“華為事件”。據統計，我國在芯片制造、
機器人與自動化、航空航天、信息技術、裝備制
造、生物醫藥等35項核心科技領域被國外“卡住了脖子”，而這些核心技術的研制成功不是一蹴
師范院校STEM 教師的職前培養體系探究
2021年04月第38卷 第2期
Apr.2021V ol.38.No.2
長治學院學報
Journal of Changzhi University
而就，需要很多科技人才持續不斷地付出努力[3]。STEM教育必將在這些核心領域有著極其關鍵的作用，不僅可以大量培養科技核心人才，還會提高整個社會的科技創新能力。因此，有必要及早向學生
傳遞STEM教育理念，培養他們的理工科思維和科技創新能力。
3我國STEM教育發展中存在的問題與挑戰
中國STEM教育面臨著很多問題和挑戰：國家頂層設計缺失；基礎教育中STEM教育內容不連貫，缺乏遞進的連續性培養；師資隊伍也不完備。在一些教育、經濟欠發達地區，STEM教育還未得到應有的重視。通過網絡對筆者所在的省份以“STEM教育”為關鍵詞進行搜索，僅搜索到一條某公司在某縣成立青少年STEM教育孵化空間（融合線上遠程教育和線下實踐操作的綜合性科普教育基地）的信息，除此之外并未開展其他STEM教育相關研究與實踐，所在的地方性本科師范院校也并未開展相關介紹與培訓等。
3.1STEM師資缺乏限制了我國STEM教育的開展
發展STEM教育需要卓越的STEM教師。STEM教師是指從事科學、技術、工程、數學及相關學科的教育教學工作，并能夠勝任跨學科整合的STEM教學與研究人員[4]。而STEM教育跨學科整合的特點從教學方式、課程和評價等多方面對教師提出了更高的要求。不僅要求STEM 教師要具備STEM教學相關學科的知識，還要求具備學科整合的能力，在教學過程中指導學生進行跨學科學習、提高問題解決的能力，及時發現學生的偏差并作出恰當的應對。教師在中小學STEM教學中發揮著巨大作用，但現有的STEM 師資力量無論數量還是質量都無法滿足STEM教學和人才培養的需求。從STEM教師的角度
來看，他們在教學實踐中面臨的最大的困難在于，傳統的職前教師教育課程無法使他們獲得跨學科知識，很難打破學科之間的壁壘；又沒有接受充分的針對STEM方面的職后培訓，從而無法很好地完成STEM教學任務。因此，STEM教師培養是當前STEM教育工作的重要部分，如何提高STEM教師的專業素養成為當務之急。
3.2師范院校是STEM教師職前培養的主體
STEM教師培養分為職前教育和職后培訓兩個階段。與職后教師培訓相比，職前培養STEM 基本理論課程、學科基礎課程、STEM相應學科教學法上具有全面性，而職后培養的針對性更強，但全面性不足。因此，在培養STEM教師素養的全面性上，師范院校在教師的職前STEM培養中具有無可替代的作用。
我國的教師職前培養主體是師范院校，各級師范院校是制定和實施教師培訓方案的主體，職前教育是促進教師專業成長的主要途徑。師范生通過在師范學校培養STEM素質、學習STEM專業知識、提高STEM教育教學能力，增強他們追求新知識和技術的意識。獲得學位和考取教師資格證之后，進入中小學成為一名合格的STEM教師，以解決當前STEM教師嚴重短缺和教學能力不足的問題。
4師范院校加強STEM教師職前培養的策略
4.1加強政府與師范院校管理方面的保障和支持。
STEM源自美國。美國歷屆政府都重視STEM教育的投入，并將STEM教育上升到國家戰略層面。對比而言我國的STEM教育才處于發展的起步階段，政府和教育部門對STEM教育還不夠重視，因此，要在我國大力開展STEM教育，政府部門應從國家長期發展戰略的角度出發，聯合師范院校、中小學和企事業單位等多方面的力量，對我國整個STEM教育體系進行頂層設計。在全國范圍內建立STEM教育相關機構或中心，制定國家性的支持和保障政策，對于STEM領域及其相關學科給予一定政策與經費傾斜，從資金投入和政策上引導課堂教學主動改革，提升國民對STEM教育的重視，由此吸引更多優質生源進入該領域學習，促進其更好的發展。
師范院校的決策和管理部門應結合學校自身辦學理念與特色，對STEM教學資源的配備、課程的設置、教師的培訓進行整體規劃。STEM課程的實施需要軟件、硬件等設施的保障，例如建設綜合實驗室、創客空間等教學環境。師范生在真實教學場景中進行STEM學習，能更及時地發現問題、激發靈感，并獲得STEM知識與專業能力的提升。在校內師資配備上，加強不同學科間教師的交流合作，構建STEM教師學習共同體，為各學科整合STEM課程提供師資保障。
4.2改造傳統課堂，建立跨學科的課程體系
目前，我國各級各類學校的自然科學課程內容仍然依據學科邏輯來設置，由于受到這種分科課程和教學的束縛，各學科自成體系，缺少聯系，
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不重視學科之間的交叉融合。師范院校的專業設置也存在同樣的問題。STEM教育的核心特征是跨學科教學，可以有效彌補學科分化的弊端，因此，我們應該充分借鑒STEM理念，以STEM教育為契機，推動師范生的跨學科思維與能力發展，以促進跨學科知識的融通、創新與實踐應用。
在師范院校內應充分開展跨院系間的合作，整合校內課程資源，以改造傳統分科教學的方式開展STEM跨學科教學，完善STEM教師培養體系。制定STEM學科知識的課程方案，將科學、數學和信息技術等設置為核心課程，并開展多種選修課程供學生選擇。關注不同學科的內在聯系，強調科學、技術、工程和數學學科間的整合。在學科知識范圍上加以擴展，如藝術類基礎課程可以列為選修課程。借助校本課程、綜合實踐活動課、課外社團活動等機會，開展項目式學習，在教學中整合科學、技術、工程或數學等核心學科的內容。
4.3創設真實情境，基于問題設計跨學科的教育項目
項目是STEM教育中實現課程融合的又一重要方式。有研究表明，以項目為基礎的STEM教學模式能夠有效提高學生對STEM學科的興趣和自我效能感，影響學生對STEM領域的職業選擇，提高學生在高度知識型社會中的競爭力[5]。
因此，應開發更具有問題啟發性和創新思維的STEM項目或課程，創設真實情境，利用STEM教育跨學科甚至與藝術、人文相融合的特點，讓項目內在的趣味性吸引學習者主動投入STEM學習中。在教學的實施過程中，事先確定好某個與現實問題緊密聯系的主題，教師將學生分成小組，鼓勵學生尋找研究方向并自主開展研究，通過交流討論來解決他們遇到的問題；再將跨學科的綜合知識結合主題進行教學；也可以組成綜合學科小組，進行科學、物理、化學、生物和健康教育，以此培養學生的STEM知識和情感[1]。教師在項目引領過程中不僅影響學生對STEM 知識的學習態度，還能夠提高學生在STEM領域的學科素養，并進一步發展他們的想象力、好奇心、創造力和面對困難的挑戰性等。
4.4加強交互實踐，注重理論與實踐的結合。
師范院校可以與當地中小學建立良好的教育實習合作關系，經常到開展STEM教育的學校進行學習，多進行優秀教學案例的學習和課堂教學經驗的積累。在中小學學科教學中，師范生將自身具備的STEM教育理念和知識結合到到實習過程中，參與真實教學情境中的教學設計、教學實踐和教研活動，聽取一線教師的建議并學習他們的教學實踐經驗。在課余時間，實習生還可以指導中小學生參加各類創新、創客大賽，借此提升中小學生的實踐動手能力和創新能力。這對實習生和中小學來說，是互相促進與成長的過程，雙方都能從中得益。
我們不能認為STEM教育普及和發展僅僅是學校的任務，而是應努力發動全社會的力量一起推廣和深
入發展STEM教育。因此開展STEM 教育應加強校企聯合，充分發揮高科技企業對STEM教師培養的支持作用及對STEM教育發展的引領作用[6]。一些優秀的STEM教育機構與企業也是STEM教育發展和教師學習重要的場所和資源。高科技企業作為人才需求方，更應積極參與STEM培養，通過產學研合作、項目驅動、評價參與、經費支持、合作導師等方式，加強與師范院校的融通和對接，在參與過程中將社會與自身訴求傳遞給學校與學生，改變人才培養與社會脫節的弊端，提高人才培養質量的同時提升企業自身的競爭力，在合作中實現共享、共贏。
4.5開展志愿服務，吸引社會力量廣泛參與
師范院校雖然是師范生接受STEM職前教育的主要場所，但由于STEM教育涉及的學科知識范圍廣、需要特定資源和設備支撐、實踐性綜合性更強等特征，特別需要社會力量的參與和支持，以解決師范學校在師資、教學場所、教學手段和財力等方面存在的局限，因此吸引社會各界力量開展STEM教育具有十分重要的現實意義。為了更好地吸引社會力量參與STEM教育，我們可借鑒英國開展“STEM大使”[7]項目，與科研院所、學術機構、企業等相關單位合作，鼓勵這些單位的員工積極參與STEM教育；另外，可吸引個體開展志愿服務，為那些具有STEM技能且有興趣提供志愿服務的社會個體提供參與途徑。
STEM大使志愿者在課堂內外為學生提供豐富多樣的STEM教育活動，通過自己的知識、熱情、經歷、
經驗等來激勵師范生學習STEM學科，向師范生展示STEM在生活和工作中的價值。志愿者主要針對學生提供服務，同時也向相關教師和管理人員等提供咨詢和培訓。志愿者既可以在校內開展志愿服務，也可以在校外企業或社團開展服務，其活動形式多種多樣，包括參觀接待、展
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覽活動、職業介紹與咨詢、講授或演講、項目輔導、社團服務、求職技能培訓、資源和活動開發等。
參考文獻：
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Rearch on the Pre-rvice Training System of STEM Teachers in Normal Colleges and Universities
Wang Yu-ting
（Department of Electronic Information and Physics Changzhi University,Changzhi Shanxi 046000）
Abstract：Developing STEM education with scientific and technological innovation as the core is of great significance to the cultivation of talents and the development of science and technology in China. The shortage of STEM teachers and the low STEM quality riously affect the development of STEM education in China. Normal colleges and universities are the main body of STEM teachers' pre-rvice training. Therefore, this paper puts forward some suggestions from five aspects: strength
ening the government's guarantee and support, constructing the interdisciplinary curriculum system, carrying out problem-bad education practices, paying attention to interactive practice, and attracting social forces to participate extensively, to construct the pre-rvice training system for STEM teachers.
Key words：normal university; STEM teacher; pre-rvice training
（責任編輯 趙志彥）
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