STEM教育成功的关键教师专业发展

　　教育是一个复杂的系统工程，教师的专业发展就是这一系统工程中重要且关键的要素。近年来，随着STEM教育发展的深入，越来越多的学者和教师认识到，对于推动传统教育向21世纪教育转变的STEM教育而言，教师的专业成长与发展更应成为STEM教育必须首要解决的问题。
　　国际上，美国是实施STEM教育的代表。为了壮大STEM教师队伍，提升STEM教师素质，美国联邦政府连续出台了多项STEM教师培养法案，包括《有效的STEM教学法案》《STEM教师教育与指导支持法案》《STEM优秀教师队伍建设法案》《全美STEM教师税收激励法案》等，并设立多种多样的STEM教师培养项目。但目前STEM教育存在的问题主要还是教师数量严重短缺，课程资源缺乏。
　　在我国，STEM教育正处在方兴未艾之际，“STEM教师”对很多人来说还是一个陌生的名词。我国中小学STEM教育的实施面临着教师培养和专业发展的凌乱与空白，课程标准和课程目标的缺位和异位，课程支持与课程资源的严峻与匮乏，教学手段和教学模式的僵化与单一等困境与问题。2017年，中国教育科学研究院发布的《中国STEM教育白皮书》中将建设资源整合与师资培养平台作为“中国STEM教育2029创新行动计划”中的重要任务，随后由中国教育科学研究院STEM教育研究中心于2018年5月发布《STEM教师能力等级标準》，提出包括5个维度、14个类别、35条内容的STEM教师能力指标体系。足见STEM教师专业发展已经开始得到更广泛的关注与重视。
　　STEM教师与传统学科教师相比有哪些不同
　　无论是STEM教育还是被拓展为STEAM或STREAM或STEM+教育，都是为了更好地帮助学生不被单一学科的知识体系所束缚，鼓励学生在真实问题驱动下，跨学科创造性地解决问题。因此，STEM教育强调的是跨学科机制下各领域间的有机结合，从而提升学生综合能力和跨学科思维能力，进而培养有利于社会发展的创新性人才。因此，STEM教育是一种综合性教育，具有跨学科、跨领域、集成性的特点。它为学生搭建起整体认识世界的桥梁，消除了传统教学中各学科知识割裂、不利于学生发展综合解决问题能力的障碍；它促使学生成为新教育与学习模式下的知识的生产者而非消费者。从STEM教育的特点不难看出，从事STEM教育的教师与传统学科教师相比有以下不同之处。
　　从单一学科到跨学科
　　跨学科是STEM教育的最主要特征，也是STEM教师与传统学科教师最主要的区别。传统单一学科的教学往往有着较完整的知识体系作支撑，无论是以教材为中心的教学还是以学生为中心的教学，教师都能清楚地知道在该学科中所学习的是哪些知识点，在教学指导时也只在该学科的领域范围内，而该领域通常也与教师自身的学习背景较为相关，教师较易把握和理解。
　　STEM教育则不同。STEM教育活动的起点往往是真实的生活情境任务或问题，教学或学习都围绕着问题或任务的解决展开。教师需要引导学生分析问题，解析任务，和学生一起提出问题或任务的解决方案。这样的教学并不是围绕着某一学科领域的知识体系开展的，而是围绕问题解决中如何应用学科知识而进行的。因此，各领域的学科知识体系，以及领域间的关联都是教师和学生需要了解和考虑的。这就需要教师有跨学科综合解决问题的能力，并能具备跨学科的教学能力。
　　从独立教学到团队作战
　　在传统的传授式教学中，教师往往是独立开展教学的，教师就是课堂的主人，从教材内容到活动过程，直到学生什么时候听讲、什么时候做练习都在教师的安排下进行。当以学生为中心的教学理念发展之后，建构主义的教育思想更加关注学生的学习过程，教师从传授式教学转向探究式学习，这使得学生在学习中有了更多主动参与的机会，且学生对学习的自主权随探究开放程度的增大而增强。
　　STEM教育出现之后，其体验性和实证性等特点使得建构主义的学习理念与基于神经教育学的学习科学理念相结合，更加关注学生在实践过程中的学习、理解和运用过程。而且STEM教育活动通过设计出与任务解决相关联的一系列学习和实践活动，使学生经历有目的、有意义、能解决实际问题的学习过程。这些学习与实践活动看上去围绕主题，实则涉及一个或多个学科，需要多学科背景或各个学科的教师们组成教学团队，相互配合，保证学生在每个学科的学习过程都能得到专业的指导和帮助。再者，STEM教育的开放性使学生和教师成为一个共同体，他们相互支持、相互帮助，共同为完成一个目标而努力。因此，STEM教师不再是独立教学的个体，而是与学生和教师团队合作共进的一名成员。可见从独立教学转变为团队作战，STEM教师不仅要懂得放弃对课堂的主宰权，还要学会与学生、与教师同伴的沟通、交流与协作。
　　从教授者到支持者与引导者
　　传统的学科教育中教师的角色总是课程的教授者，传道、授业、解惑是传统教学中教师的主要作用。然而，STEM教育则从学习方法的本质变革中将教师从传授者转变为学生学习过程的引导者、组织者和支持者。面对跨学科的复杂性，STEM教育需要缜密的课程、教学和评估，技术和工程需要整合到科学和数学中形成一体化的课程，科学探究和工程设计过程需要在实践上进行深度融合。同时跨学科的STEM教育与传统学科教育有截然不同之处，具有较强的生成性和综合性。它已经不是教学层面的教学活动方式，而是具有独立形态的课程。因而，对于STEM教师而言，他们并不能照搬原先任何一个学科的教学方法。形成开放、动态、发展共进的STEM教育课程观将成为STEM教师的必备素质。
　　在STEM教育过程中，教师必须更加关注学生的学习过程，不断反思教学进度和指向，使得STEM课程是生成的而非预设的，是开放的而非封闭的，是动态的而非静态的。要达成这样的教学效果，教师需要具备良好的STEM素养和对跨学科概念的认识和理解；教师还要能从教学和学习2个层面开展教学设计；教师还需要能正确理解和践行教学中教师的角色和