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王玉婷
（长治学院 电子信息与物理系，山西 长治 046000）
摘 要：大力发展以科技创新为核心的STEM 教育对我国的人才培养和科技发展具有十分重大的意义。但目前我国STEM 教师数量短缺、STEM 素养不高的现状严重影响着我国STEM 教育的发展。师范院校是职前STEM 教师培养的主体，因此，文章从加强政府保障和支持、构建跨学科课程体系、开展基于问题的教育实践、注重交互实践、吸引社会力量广泛参与五个方面提出建议，以期构建STEM 教师的职前培养体系。
关键词：师范院校；STEM 教师；职前培养
中图分类号：G40-A 文献标识码：A 文章编号：1673-2014(2021)02-0120-04
收稿日期：2020-09-12
基金项目：长治学院教改课题“线上线下混合教学模式在师范生教学技能训练中的研究与实践”（JC202007）作者简介：王玉婷（1987- ），女，山西长治人，硕士，实验师，主要从事教育理论、教学资源开发研究。1 STEM 教育的内涵
STEM 教育的内涵有狭义和广义之分。狭义的STEM 教育是指科学（Science ）、技术（Technology ）、工程（Engineering ）和数学（Mathematics ）的英文字母的简称，以一种跨学科的方式将这四个领域的知识进行有机整合，为学习者设置接近真实世界、具有现实意义的教学情境，指导学习者运用跨学科知识来解决问题的一种新的学习方式和课程模式。广义的STEM 教育是指将STEM 看作一种理念，即STEM 教育是一种思想、理念和方法，包括跨学科知识的综合运用和学科整合，以体验、自主探究等方式进行项目学习来解决学科和现实问题，力求对STEM 相关知识形成真正理解和实践应用，以此提高学习者的STEM 综合素养[1]。
STEM 教育注重过程、实践、动手与合作，强调学科之间的相互融合与整合，而不是将科
学、工程、技术和数学的学科知识简单进行拼接。STEM 教育注重引导学习者自主发现和创造性地解决问题，基于问题解决和项目学习来培养学生发展高阶思维，提高他们的跨学科整合思维、创新能力、独立解决问题能力等STEM 素养，并辅之以人文化的教学方法，从而提高新时代公民所应具备的核心素养。
2在我国开展STEM 教育有着迫切的现实意义
在未来科技与经济的发展中，信息技术、智能技术、生物技术等将是这场科技革命的主角，从互联网+、人工智能、大数据、云计算、5G 建设到量子通信等，这些领域竞争的核心是科技创新，而科技创
新竞争最终表现为科技人才的竞争[2]。
与西方发达国家相比，我国在很多核心科技领域受制于人。当前，中美贸易争端升级，两国在高科技领域的竞争更加激烈，一个代表性的事件是“华为事件”。据统计，我国在芯片制造、
机器人与自动化、航空航天、信息技术、装备制
造、生物医药等35项核心科技领域被国外“卡住了脖子”，而这些核心技术的研制成功不是一蹴
师范院校STEM 教师的职前培养体系探究
2021年04月第38卷 第2期
Apr.2021V ol.38.No.2
长治学院学报
Journal of Changzhi University
而就，需要很多科技人才持续不断地付出努力[3]。STEM教育必将在这些核心领域有着极其关键的作用，不仅可以大量培养科技核心人才，还会提高整个社会的科技创新能力。因此，有必要及早向学生
传递STEM教育理念，培养他们的理工科思维和科技创新能力。
3我国STEM教育发展中存在的问题与挑战
中国STEM教育面临着很多问题和挑战：国家顶层设计缺失；基础教育中STEM教育内容不连贯，缺乏递进的连续性培养；师资队伍也不完备。在一些教育、经济欠发达地区，STEM教育还未得到应有的重视。通过网络对笔者所在的省份以“STEM教育”为关键词进行搜索，仅搜索到一条某公司在某县成立青少年STEM教育孵化空间（融合线上远程教育和线下实践操作的综合性科普教育基地）的信息，除此之外并未开展其他STEM教育相关研究与实践，所在的地方性本科师范院校也并未开展相关介绍与培训等。
3.1STEM师资缺乏限制了我国STEM教育的开展
发展STEM教育需要卓越的STEM教师。STEM教师是指从事科学、技术、工程、数学及相关学科的教育教学工作，并能够胜任跨学科整合的STEM教学与研究人员[4]。而STEM教育跨学科整合的特点从教学方式、课程和评价等多方面对教师提出了更高的要求。不仅要求STEM 教师要具备STEM教学相关学科的知识，还要求具备学科整合的能力，在教学过程中指导学生进行跨学科学习、提高问题解决的能力，及时发现学生的偏差并作出恰当的应对。教师在中小学STEM教学中发挥着巨大作用，但现有的STEM 师资力量无论数量还是质量都无法满足STEM教学和人才培养的需求。从STEM教师的角度
来看，他们在教学实践中面临的最大的困难在于，传统的职前教师教育课程无法使他们获得跨学科知识，很难打破学科之间的壁垒；又没有接受充分的针对STEM方面的职后培训，从而无法很好地完成STEM教学任务。因此，STEM教师培养是当前STEM教育工作的重要部分，如何提高STEM教师的专业素养成为当务之急。
3.2师范院校是STEM教师职前培养的主体
STEM教师培养分为职前教育和职后培训两个阶段。与职后教师培训相比，职前培养STEM 基本理论课程、学科基础课程、STEM相应学科教学法上具有全面性，而职后培养的针对性更强，但全面性不足。因此，在培养STEM教师素养的全面性上，师范院校在教师的职前STEM培养中具有无可替代的作用。
我国的教师职前培养主体是师范院校，各级师范院校是制定和实施教师培训方案的主体，职前教育是促进教师专业成长的主要途径。师范生通过在师范学校培养STEM素质、学习STEM专业知识、提高STEM教育教学能力，增强他们追求新知识和技术的意识。获得学位和考取教师资格证之后，进入中小学成为一名合格的STEM教师，以解决当前STEM教师严重短缺和教学能力不足的问题。
4师范院校加强STEM教师职前培养的策略
4.1加强政府与师范院校管理方面的保障和支持。
STEM源自美国。美国历届政府都重视STEM教育的投入，并将STEM教育上升到国家战略层面。对比而言我国的STEM教育才处于发展的起步阶段，政府和教育部门对STEM教育还不够重视，因此，要在我国大力开展STEM教育，政府部门应从国家长期发展战略的角度出发，联合师范院校、中小学和企事业单位等多方面的力量，对我国整个STEM教育体系进行顶层设计。在全国范围内建立STEM教育相关机构或中心，制定国家性的支持和保障政策，对于STEM领域及其相关学科给予一定政策与经费倾斜，从资金投入和政策上引导课堂教学主动改革，提升国民对STEM教育的重视，由此吸引更多优质生源进入该领域学习，促进其更好的发展。
师范院校的决策和管理部门应结合学校自身办学理念与特色，对STEM教学资源的配备、课程的设置、教师的培训进行整体规划。STEM课程的实施需要软件、硬件等设施的保障，例如建设综合实验室、创客空间等教学环境。师范生在真实教学场景中进行STEM学习，能更及时地发现问题、激发灵感，并获得STEM知识与专业能力的提升。在校内师资配备上，加强不同学科间教师的交流合作，构建STEM教师学习共同体，为各学科整合STEM课程提供师资保障。
4.2改造传统课堂，建立跨学科的课程体系
目前，我国各级各类学校的自然科学课程内容仍然依据学科逻辑来设置，由于受到这种分科课程和教学的束缚，各学科自成体系，缺少联系，
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不重视学科之间的交叉融合。师范院校的专业设置也存在同样的问题。STEM教育的核心特征是跨学科教学，可以有效弥补学科分化的弊端，因此，我们应该充分借鉴STEM理念，以STEM教育为契机，推动师范生的跨学科思维与能力发展，以促进跨学科知识的融通、创新与实践应用。
在师范院校内应充分开展跨院系间的合作，整合校内课程资源，以改造传统分科教学的方式开展STEM跨学科教学，完善STEM教师培养体系。制定STEM学科知识的课程方案，将科学、数学和信息技术等设置为核心课程，并开展多种选修课程供学生选择。关注不同学科的内在联系，强调科学、技术、工程和数学学科间的整合。在学科知识范围上加以扩展，如艺术类基础课程可以列为选修课程。借助校本课程、综合实践活动课、课外社团活动等机会，开展项目式学习，在教学中整合科学、技术、工程或数学等核心学科的内容。
4.3创设真实情境，基于问题设计跨学科的教育项目
项目是STEM教育中实现课程融合的又一重要方式。有研究表明，以项目为基础的STEM教学模式能够有效提高学生对STEM学科的兴趣和自我效能感，影响学生对STEM领域的职业选择，提高学生在高度知识型社会中的竞争力[5]。
因此，应开发更具有问题启发性和创新思维的STEM项目或课程，创设真实情境，利用STEM教育跨学科甚至与艺术、人文相融合的特点，让项目内在的趣味性吸引学习者主动投入STEM学习中。在教学的实施过程中，事先确定好某个与现实问题紧密联系的主题，教师将学生分成小组，鼓励学生寻找研究方向并自主开展研究，通过交流讨论来解决他们遇到的问题；再将跨学科的综合知识结合主题进行教学；也可以组成综合学科小组，进行科学、物理、化学、生物和健康教育，以此培养学生的STEM知识和情感[1]。教师在项目引领过程中不仅影响学生对STEM 知识的学习态度，还能够提高学生在STEM领域的学科素养，并进一步发展他们的想象力、好奇心、创造力和面对困难的挑战性等。
4.4加强交互实践，注重理论与实践的结合。
师范院校可以与当地中小学建立良好的教育实习合作关系，经常到开展STEM教育的学校进行学习，多进行优秀教学案例的学习和课堂教学经验的积累。在中小学学科教学中，师范生将自身具备的STEM教育理念和知识结合到到实习过程中，参与真实教学情境中的教学设计、教学实践和教研活动，听取一线教师的建议并学习他们的教学实践经验。在课余时间，实习生还可以指导中小学生参加各类创新、创客大赛，借此提升中小学生的实践动手能力和创新能力。这对实习生和中小学来说，是互相促进与成长的过程，双方都能从中得益。
我们不能认为STEM教育普及和发展仅仅是学校的任务，而是应努力发动全社会的力量一起推广和深
入发展STEM教育。因此开展STEM 教育应加强校企联合，充分发挥高科技企业对STEM教师培养的支持作用及对STEM教育发展的引领作用[6]。一些优秀的STEM教育机构与企业也是STEM教育发展和教师学习重要的场所和资源。高科技企业作为人才需求方，更应积极参与STEM培养，通过产学研合作、项目驱动、评价参与、经费支持、合作导师等方式，加强与师范院校的融通和对接，在参与过程中将社会与自身诉求传递给学校与学生，改变人才培养与社会脱节的弊端，提高人才培养质量的同时提升企业自身的竞争力，在合作中实现共享、共赢。
4.5开展志愿服务，吸引社会力量广泛参与
师范院校虽然是师范生接受STEM职前教育的主要场所，但由于STEM教育涉及的学科知识范围广、需要特定资源和设备支撑、实践性综合性更强等特征，特别需要社会力量的参与和支持，以解决师范学校在师资、教学场所、教学手段和财力等方面存在的局限，因此吸引社会各界力量开展STEM教育具有十分重要的现实意义。为了更好地吸引社会力量参与STEM教育，我们可借鉴英国开展“STEM大使”[7]项目，与科研院所、学术机构、企业等相关单位合作，鼓励这些单位的员工积极参与STEM教育；另外，可吸引个体开展志愿服务，为那些具有STEM技能且有兴趣提供志愿服务的社会个体提供参与途径。
STEM大使志愿者在课堂内外为学生提供丰富多样的STEM教育活动，通过自己的知识、热情、经历、
经验等来激励师范生学习STEM学科，向师范生展示STEM在生活和工作中的价值。志愿者主要针对学生提供服务，同时也向相关教师和管理人员等提供咨询和培训。志愿者既可以在校内开展志愿服务，也可以在校外企业或社团开展服务，其活动形式多种多样，包括参观接待、展
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览活动、职业介绍与咨询、讲授或演讲、项目辅导、社团服务、求职技能培训、资源和活动开发等。
参考文献：
[1]杨盼，韩芳.芬兰STEM教育的框架及趋势[J].电化教育研究,2019,(9):106-112.
[2]陈鹏，田阳，刘文龙.北极星计划：以STEM教育为核心的全球创新人才培养—《制定成功路线：美国 STEM 教育战略》(2019-2023)解析[J].远程教育杂,2019,(2):3-14.
[3]袁智强.交叉融合的STEM教育：背景、内涵与展望[J].教育研究与评论(中学教育教学).2019,(3):32-37.
[4]罗清.中小学STEM教师培训设计与实践研究[D].上海：上海外国语大学，2019.
[5]王巍.国际项目式STEM教育的研究现状与启示[J].现代远距离教育,2019,(4):90-96.
[6]刘予佳.美国中学STEM课程案例及启示-以山谷中学高空气球项目为例[J].教育科学论坛,2019,(17):36-39.
[7]樊文强，张海燕.如何吸引社会力量开展STEM教育——英国“STEM大使”项目解析[J].现代教育技术,2019,(6):5-11.
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
（责任编辑 赵志彦）
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