南希夢

教育技術博士，美國STEM教育研究院認證講師，北德州大學外語系講師。

STEM到底是什麼，怎麼解決STEM師資培養的問題是這個專欄關注和想回答的問題。美國國家STEM教育中心對于STEM教師的培養和要求包括讓老師們發現自身現有優勢，解決認知失調領域，提高STEM課程設計和教學水平，在教學中不斷反思，并成為STEM教育的研究者和思考者，确定個人和職業發展的更多可能性。

STEM老師的培養應該以“通過教授STEM，增加個人學習能力和教學能力”，也就是說，STEM教育的着力點在于提高學生學習能力和思維能力，而不是直接“提分”。也就是說，STEM 是一套教學方法，一個思維框架，裡面的教學内容可以是STEM，也可以是更多其他學科的内容，或者生活中的技能。

雖然STEM這個詞中隻包括了科學，技術，工程實踐和數學的跨學科綜合能力，但它的外延其實是非常廣泛的。以科學，技術，工程實踐和數學為線索，加強實際生活和課堂的連接、内容和學生年級的結構連接。這也就是說，STEM教學法是面向所有的老師的，而不隻是STEM涵蓋學科的老師。數學，英語，美術，體育，音樂等等，所有學科和内容都可以把這套教學方法和本學科的教學内容結合，培養STEM思維方式。

15個教學行為指導大綱是針對老師在培養學生應對21世紀學習和職場期望的綜合要求，其中的理論依據來自于教育學、科學、工程實踐等。這套教學行為指導大綱鼓勵老師在日常教學和設計中觀察學生、反思教學，收集數據，最終能夠上升到執行行動研究(action research)的高度，理解學生在STEM思維各個指标和維度的表現水平。

大綱可分為三大模塊，依次介紹一下：

1）改善課堂文化

将課堂中不積極的、有畏難情緒的、厭學的情緒去掉，營造積極的、讓學生有安全感（例如讓學生覺得敢于犯錯）的課堂氛圍，鼓勵學生發揮想象力，用探索欲滿足好奇心和進取心，建立以學生為中心的課堂文化；

2）建立合作學習氛圍

讓學生在學習過程中自然而然想到和做到和同學一起組隊完成動手項目，養成同伴互助的學習習慣；

3）連接課外學習，打通課堂的界限

在日常生活中觀察和學習，讓學習成為生活中自然安的一部分，培養學習“從實踐中來，到實踐中去”的學習理念；

4）将科技融入于課堂

跳出書本和紙筆的局限，讓科技為教學材料和教學過程賦能，幫助學生更多維、更深入的理解所學内容，這一部分後面還會在SAMR科技運用模型中講到。

1）提出問題

老師對所教授領域的涉獵比學生廣闊，老師提出的好問題可以引導學生向特定方向延伸思考。

2）善于運用測評（考試、測驗及其他評價等）

恰當的測試和評價可以對學習過程起到事半功倍的效果。恰當的測試和評價方法會在後文中詳細介紹。

3）對學生易誤解的點作重點強調

有經驗的老師總能對學生的易錯點進行提前預防和鋪墊，提供學生掌握某個思維能力或技能的捷徑。

4）善于引導提問，和引導科學語言表達的發展

很多學科的表達具有一定的抽象性，比如對于數學概念和理解的表達不能完全由語言來 實現，在語言之外學生還應學會用公式、圖表、統計方法等進行準确表達。

5）培養和建立科學素養

“科學素養”的内涵非常豐富，“科學興趣、科學精神、科學知識、科學方法”是科學素養的四個基本要素。很多學者和專家都對這個概念進行過論述，在這裡就不展開細述了。

1）培養科學探究能力

發現、觀察到某一現象，培養學生提出問題後還要進一步培養學生用科學方法搞清成因、尋找解釋、原理、解決方案等。

2）培養學生用工程思維和能力解決問題

工程思維和能力具體體現為解決一個由困難、需要或期望所引發的問題，學生的主要任務是明确一個成功的方案應當達到的标準和面臨的限制，并在理解科學概念的基礎上，實現對其的利用，解決遇到的問題。

3）培養學生運用數據

在未來的大數據時代，對數據的運用能力就像今天上網一樣，将成為日常生活密不可分的部分。培養學生對數據的敏感性和運用能力将是老師的主要教學目标之一。

4）運用項目式學習法

項目式學習是一種以學生為中心設計執行項目的教學和學習方法，從而促進學生的學習效果。在一定的時間内，學生選擇、計劃、提出一個項目構思，通過展示等多種形式解決實際問題。項目式學習和傳統式學習方法相比，能有效提高學生實際思考和解決問題的能力。項目式學習的目标，是通過與現實相結合的實踐方式，使學生更有效率地掌握學科知識，并在此過程中培養學生的社會情感技能。這在後面的文章裡也會具體展開讨論。

5）培養用證據進行推理的能力

推理能力是STEM核心思維能力中的重要一項，也是計算思維的核心構成。培養學生運用證據進行推理是構建科學思維能力的基石。

6）提倡科學論證

論證過成是STEM思維能力的集中體現，是高階的STEM技能，也是STEM素養的集中體現。

這樣的羅列還比較“幹”，後續的文章裡我會把每一條掰開揉碎，把每一條都結合教學實例和教案分享和大家一起學習，一起進步。最後附一張比較經典的STEM教室裝飾圖，小分享一下沉浸在STEM世界裡的賞心悅目：

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