STEM教育理念下师范生跨学科素养培养路径研究

2020-03-17刘娇

中国教育技术装备 2020年16期

摘要探讨师范生跨学科素养的内涵、培养意义及路径，意在帮助师范生适应社会发展的现实需求，帮助解决STEM教师紧缺的问题以及促进STEM教育在高等教育中的实践开展。培养路径包括：丰富课程内容，提高实践占比;分配指导教师，组建跨学科学习小组;丰富教育资源，提供优良的信息化环境等。

关键词 STEM教育;师范生;跨学科素养;教育资源;信息化教学

中图分类号：G650 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）16-0074-03

Research on Cultivation Path of Interdisciplinary Competence ofNormal Students under Concept of STEM Education//LIU Jiao

Abstract This article discusses the connotation， training significance and path of interdisciplinary literacy of normal students. It is intendedto help normal students adapt to the actual needs of social develop-ment， help solve the problem of shortage of STEM teachers， and pro-mote the practice of STEM education in higher education. The trai-ning path includes enriching the content of courses， increasing the proportion of practice; assigning instructors， forming interdiscipli-nary study groups; enriching educational resources， providing a good information environment， etc.

Key words STEM education; interdis-ciplinary literacy; normal stu-dents; educational resources; information teaching

1 前言

STEM教育最重要的核心特征是“跨学科”，将多门学科融入项目或问题解决中，开展整合式教学，培养学生创新、创造及问题解决能力。STEM教育跨学科整合是教育教学的发展趋势，自2016年6月教育部在《教育信息化“十三五”規划》中明确提到跨学科教育（STEAM教育）以来，我国STEM教育发展迅速，取得较为显著的成果。2018年《中国STEM教育2029创新行动计划》启动，组织研究力量、培养骨干教师、建设特色学校，构建国内STEM教育生态系统。

在STEM教育迅速发展过程中，存在的一些问题也逐渐显现出来，其中STEM教师紧缺是亟待解决的难题，严重制约着国家政策的实施与STEM教育的快速发展。许多教育机构和学校采取相应的措施来解决这一问题，如某些教育机构与学校合作，设计专门的课程对在职教师进行培训，提供较为优质的STEM项目作为教学参考。但教师培训的质量参差不齐，参与培训的教师数量相对于国内学校教育需求来说少之又少，尚不能有效解决这一难题。

师范生是未来教师的“储备军”，若从培养师范生跨学科素养入手，增加师范生选择STEM教师的就业机会，将从源头促进STEM教师职业发展和能力提升，进而有助于解决STEM教师紧缺的问题，推动国内STEM教育的进一步发展。本文探讨STEM教育理念下跨学科素养的内涵，培养师范生跨学科素养的现实意义及路径。

2 STEM教育理念下跨学科素养的内涵

20世纪20年代，“跨学科”一词便出现在教育教学中。关于跨学科素养的解释有很多，其中被广泛引用的是曼西利亚（Mansilla，V.B.）等人提出的：“跨学科素养是面对超越单一学科范畴的复杂问题，比如在解释现象、解决问题或创造产品时，整合两个或多个学科知识、方法以促进认知发展的能力。”[1]表明跨学科是整合运用多门学科的知识与方法解决复杂多变的现实问题，培养跨学科素养，有利于学生问题解决能力的提升以及创新创造能力的培养。STEM教育为跨学科素养的培养提供了一个现实载体，同时赋予其活力与生机。

跨学科素养在STEM教育中起到至关重要的作用。在中国教育科学研究院STEM教育研究中心2018年发布的《STEM教师能力等级标准（试行）》中，对跨学科素养从了解和掌握各学科知识体系、培养跨学科的知识视野和思维习惯、运用跨学科知识解决现实问题等角度进行了相关理解和解释。余胜泉等人提到STEM教育中不再把关注点放在某门学科上，而是更加关注所面临的特定问题，利用科学、技术、工程或数学等学科相互关联的知识解决问题，从而实现跨学科解决实际问题能力的提升[2]。

跨学科素养要求学者打破各学科之间的屏障，采用整体观看待问题，明确各学科之间的结构关系，系统地把握特定问题的解决方法。随着STEM教育内涵进一步丰富和发展，STEAM、STEM+、STERM逐渐出现，越来越多的领域加入STEM教育之中。但是跨学科整合的内涵没有发生较大改变，仅仅是整合的学科渐渐丰富起来，跨学科素养依旧是STEM教育中至关重要的一部分。

3 STEM教育理念下师范生跨学科素养培养的意义

适应社会发展的现实需求人才资源是影响各国国际竞争力的主要因素。为促进社会发展，提高国际竞争力，培养具有创新创造能力的人才，《中国学生发展核心素养》在2019年发布，其中提到人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新等六大素养，是国家和社会对当代学生成长的要求[3]。这六大素养并未说明具体属于哪门学科，是跨领域跨学科的素养。为培养具有核心素养的学生，教师的角色身份和素养要求发生新的变化，要求教师不仅有扎实的专业基础，还应适当掌握其他学科的基础知识结构，灵活运用多种教学方法，依据真实情景与现实生活，引导学生培养核心素养。师范生作为未来教师的“储备军”，提高跨学科素养，可以为即将到来的职业生活做好准备，早日适应社会发展变化，为培养创新创造人才作贡献。

帮助解决STEM师资紧缺的问题 STEM师资紧缺是国内STEM教育发展面临的难题之一。我国传统教学模式是以教师讲授为主的课堂教学，而STEM教育则以学生为中心，要求教师作为指导者，引导学生探究解决问题、设计实施项目等。国内现有教师在短时间内并不能很好地完成角色转换并完整地开展STEM教育。而且基于STEM教育的发展进程来看，国内STEM教育正从理论研究转向实践研究。教师在STEM教育实践中是至关重要的因素，是STEM教育活动的设计者、组织者和实施者，直接影响STEM教育的效果与发展。“STEM教育师资荒”这一严峻的问题，严重制约着STEM教育的发展[4]，因此亟待采取相应措施来解决STEM师资紧缺的难题。

国内在职教师培训方面存在两个问题：培训标准尚未统一，培训效果差异较大;基于全国学生数量庞大，培训教师数量远不能满足国内要求。因此，尚不能完全解决STEM师资紧缺的问题。现如今，我国教师培养的主战场集中在各高等师范院校，在师范生培养方面仍以分科教学为主，在课程设置方面以专业课程和教育教学课程为主，综合课程与实践课程较少。若从师范生的培养入手，在全国范围内培养具有跨学科素养的师范生，对STEM教师的培养会有很大的帮助。从培养规模来看，可以根据现实需要灵活选择;从培养质量来看，国内各高校可合作建立统一标准，大大缓解STEM师资紧缺的问题。

促进STEM教育在高等教育中的实践开展 STEM教育作为舶来品，将其融入国内教育体系势必会经过漫长的适应阶段。从期刊文献角度来看，现如今STEM教育有关文献的主题大多集中在基础教育的教学模式设计、校本课程研究等;从实践开展来看，集中在基础教育项目式教学、科学教育等，关于高等教育的研究缺乏。虽然高等教育中的STEM理论与实践研究相对较少，但其重要程度不容忽视。恰当适度的STEM教育可以增加高等院校师范生在毕业时选择STEM有关行业的机会，有助于国内科学技术的进步与发展。在高等教育中开展STEM教育尚未有标准的教学模式借鉴。若从培养师范生跨学科素养这一点持续深入研究，便有助于STEM教育在高等教育中的实施打开突破口，完善国内STEM教育体系。

4 STEM教育理念下师范生跨学科素养的培养路径

丰富课程内容，提高实践占比现有各学科师范生培养的主要方式是课程教学，专业性较强，在跨学科素养的培养方面较弱。针对此问题，可从理论与实践两个方面着手培养师范生的跨学科素养。

首先，丰富教学内容、延伸课程范围，在教学中与时俱进，积极引入新知识、新理念、新方法。以专业课为核心，适当增设综合性选修课，为师范生了解跨学科教学提供多种渠道。在课程内容方面，由学科单一向学科综合转变，引导师范生采用系统性思维解决问题，培养跨学科素养。

其次，跨学科并不是简单地将多门学科知识罗列在一起，而是将各学科知识进行有机融合。跨学科素养的培养也不仅仅依赖于课堂讲授，而是需要不断实践、积累经验、逐渐领悟。现如今，我国师范生的培养更偏向于基于学术理论的教育体系，实践方面的培养相对比较薄弱，有待加强。“实践—认识—再实践—再认识”是一个循环往复不断发展的过程，也是师范生跨学科素养获得的过程[5]。可在日常教学中加入情境学习，将准确明了的课程知识与复杂多变的现实生活整合。除了教育实习、见习等大规模、有计划的实践活动之外，在教学中还应组织不定时的实践活动，避免产生“扇贝效应”。主题的选择应避免陈旧、老套，尽量结合正在发生的实际问题，采取多种形式展开。

分配指导教师，组建跨学科学习小组依据STEM教育涵盖多门学科的特点，结合教学实际情况，利用信息化环境，组建跨专业、跨领域的学习小组。由指导教师提供课程项目，学生自主选择项目主题、指导教师及小组成员。以选择不同专业的小组成员为原则，达到相互学习、互为补充、培养跨学科素养的目的。项目式学习是STEM教育的重要法宝，也是培养师范生跨学科素养的关键方法。项目式学习设计不仅基于课程标准中的基础知识或概念，而且指向批判性思维、探究能力以及问题解决能力等重要的跨学科素养[6]。跨专业的学习小组一方面汇聚了多领域的知识与思维，另一方面又是成员合作快速成长的重要组织。现有的线上交流工具为小组成员的沟通互助提供了便利，促进项目的合理解决。而在选择项目时应满足结合具体学科同时面向现实问题的原则，坚持以学生为中心、教师指导的教学理念，培养学生的合作能力、动手能力以及创新创造能力。

丰富教育資源，提供优良的信息化环境优质的教育资源和优良的信息化环境有助于培养跨学科人才。国内高等教育中的资源建设正经历深刻变革，高校原本的“知识围墙”正逐渐被在线开放课程所推倒。各师范院校应结合当地特色、社会资源以及学生需求构建具有自身特色的教育资源体系[7]。为促进师范生跨学科素养的培养，学校可建立案例资源库，将优秀的项目学习及STEM教育案例纳入其中。资源库的来源应当多元化，既可收集整合校内师范生设计的优秀案例，也可汲取其他案例并结合学校实际情况进行修改完善，最终逐渐形成学校自身创新创造成果，构建师范生培养的资源体系，为其跨学科素养的培养提供强有力的支撑。

信息化教学是教育的发展趋势，信息化素养也越来越成为跨学科素养的重要组成部分。构建优质的信息化平台，为师范生信息化学习提供便利，配备合适的软硬件，有助于师范生信息化素养的养成，帮助他们适应日益变化的信息化社会。

5 总结

跨学科素养无论是在STEM教育还是学科教学中，都占据着较为重要的位置。根据经济合作与发展组织（OECD）发布的OECD学习框架可以看出，在应对复杂多变的现实世界时，跨学科知识和素养可以激发学生的灵感，引导学生像专家一样去思考，运用系统的观念看待问题和解决问题[8]。

人才是国家的未来，因此，跨学科素养的作用不仅仅局限在教育领域，在国家社会未来发展中也占有一席之地。本文只是基于STEM教育理念探讨跨学科素养培养的初步尝试，尚有更加深层丰富的内涵和培养路径有待去探索，且培养师范生跨学科素养需要多方面的力量共同努力，将理论转换为实践，任重而道远。

参考文献

[1]宋歌，王祖浩.国际科学教育中的跨学科素养：背景、定位与研究进展[J].全球教育展望，2019（10）：28-43.

[2]余胜泉，胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究，2015（04）：13-22.

[3]林崇德.构建中国化的学生发展核心素养[J].北京师范大学学报（社会科学版），2017（1）：66-73.

[4]罗琪.我国STEM教师培养中的问题及其应对策略[J].教学与管理，2018（24）：58-61.

[5]高雯蕙，张薇，王志刚.师范生实践性知识的表征方式、缺失与生成[J].黑龙江高教研究，2018（10）：114-117.

[6]夏雪梅.学科项目化学习设计：融通学科素养和跨学科素养[J].人民教育，2018（1）：61-66.

[7]张慧娟.基于STEAM理念的高校设计教育跨学科整合模式探索[J].中国信息技术教育，2019（12）：106-109.