国外STEM教师专业发展路径研究：进展与启示
王文珠，何齐宗
（江西师范大学教育学院，江西 南昌 330022）
[摘 要 ]随着STEM教育的开展，STEM教师专业发展研究越来越受到人们的重视，成为众多学者研究的热点。对近10年来国外STEM教师专业发展研究相关文献进行梳理，发现研究的焦点主要集中在STEM教师专业发展路径上。STEM教师专业发展路径主要包括开展STEM教师教育项目、促进STEM教师专业学习、推动STEM教师合作以及激励STEM教师反思等方面。我国的STEM教师专业发展正处于起步阶段，梳理国外的相关研究成果可以为我国STEM教师专业发展提供参考和借鉴。
[关键词 ]STEM教师；教师专业发展；发展路径
随着以创新为核心的科学技术的发展，STEM教育成为全世界教育领域研究的重点。同时伴随着STEM教育研究的开展，使得能够满足高需求、高质量人才培养的STEM教师逐渐成为众多学者关注的热点。近年来，国外学者对STEM教师的研究取得不少有价值的成果，其中关于STEM教师专业发展路径的研究也取得了建设性的成果。本文在分析国外STEM教师专业发展研究的缘起，梳理研究取得的进展的基础上，总结国外STEM教师专业发展路径研究经验，以期为我国STEM教师专业发展提供参考和借鉴。
一、STEM教师专业发展研究的缘起
科学技术创新的驱动及日益激烈的国际竞争，使得世界各国纷纷寻求创新人才培养方案，以谋求在激烈的国际竞争中居于领先地位。在这种环境下，具有创新特质的STEM教育应运而生。随着STEM教育的开展，发现培养大量的STEM人才，必须依靠STEM教师来开展STEM教育。因此，高质量的STEM教师专业发展对STEM人才培养具有不可或缺的作用，STEM教师专业发展研究的兴起与STEM教育有着密切的关系。
（一）STEM教育的特殊性
所谓“STEM”，即科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四个英文首字母的缩写。STEM教育在世界范围内尚且没有一个确切的定义，大致存在两种看法。一种认为STEM教育是一门进行整合学习的独立课程，另一种认为STEM教育是一种整合STEM四个内容进行学习的方法[1]。从这两种定义可以看出，普遍的观点认为STEM教育代表了科学、技术、工程和数学四个领域内容的整合[2]。STEM教育这种带有整合的特殊性，要求进行STEM教育的教师也应该具备这种整合的能力。如何培养STEM教师具有这种整合学科的能力，成为STEM教师专业发展的重点内容。
（二）STEM人才培养的需求
从STEM教育开始实施一直发展到现在，STEM人才培养一直处于低供给的状态。美国是最早开始实施STEM教育的国家，但是根据2011年美国国家研究委员会关于美国STEM教育的最新报告，大约有75%的学生在结束八年级的课程时，仍然不精通数学……美国学生在数学和科学方面的平均成绩低于美国在全球市场上与之竞争的其他国家的学生。更重要的是，绝大多数的学生在完成学业后并不会选择在STEM领域工作[3]。这种STEM人才培养供给不足的状态，不是美国独有的现象，在欧洲其他国家中也存在。根据欧盟技能全景(The EU Skills Panorama)提供的数据，欧洲就业市场对STEM劳动力的需求大大增加，但是STEM专业学生的高入学要求和高辍学率，使得学生选择STEM专业的人数逐年下降，无法满足市场对人才培养的需求[4]。只有高质量的STEM教师才能满足培养大量STEM劳动力的需求，培养出高质量的STEM人才。由此可见，促进STEM教师专业发展，对于培养STEM人才和吸引学生留在STEM领域是如此重要。
将患者进行静脉麻醉,并泵入0.9%生理盐水使其膨宫,膨宫压力通常为16~22Kpa。在患者的憩室旁,用宫腔镜电切环将病变坏死的组织切去,使憩室变浅,再用球形电极对手术点附近的出血点与增生血管进行电凝止血。
（三）STEM师资短缺
上述所列STEM教师教育项目大致反映了国外STEM教师教育项目实施的现状，主要以培养数学和科学教师为主，但也有项目强调对工程的重视，将工程融入数学和科学教师教育项目中。既包含了对职前STEM教师专业发展的培养，也包括了对在职STEM教师专业发展的培养。这些项目主要以培养大量高质量的STEM教师为主，以应对STEM教师短缺及STEM教师素质不高的现状。对于培养更多的或者高质量的STEM教师，这些项目都能为STEM教师的专业发展提出可操作的方案。
3.推动STEM教师合作
二、国外STEM教师专业发展路径研究概况
（一）研究的概况
基于ERIC外文检索网站，以“STEM Teacher”为检索词，分别以“Teacher education”和“Professional Development”为限定词，对2009—2018年STEM教师专业发展研究的相关文献进行检索，获得有效文献共计52篇。总的来看，近10年来有关STEM教师专业发展研究的文献数量总体上呈上升趋势，论文发表数量主要集中在2014—2017年，共计38篇，占总文献数量的73.08%。这说明研究者们对STEM教师专业发展的关注度越来越高，STEM教师专业发展逐渐成为教育领域的研究热点之一。同时还可以发现，研究者们使用的研究方法趋向于多元化，更加注重研究方法的全面性，尤其重视以定量研究和定性研究相结合的混合研究方法的使用。
综观整个研究过程可以发现，STEM教师专业发展研究是一个比较新兴的研究领域，国外学者对于研究方法的使用更注重多元化，趋向于实证研究。目前国外学者对STEM教师专业发展的关注点主要聚焦在STEM教师专业发展路径上，具体包括开展STEM教师教育项目、促进STEM教师专业学习、推动STEM教师合作、激励STEM教师反思以及提高STEM教师教学效能感等方面。
4.激励STEM教师反思
（二）研究的主题
1.开展STEM教师教育项目
周师傅后来成了李高明入门的导师，第一次教学，他抓了一把刚剪下来的碎头发，把自己的剪刀交给李高明，让李高明练习。“他一点都不嫌弃。”剪发、烫发、产品认识，李高明一点点学，师傅也一点点教。训练了三个月后，李高明剪了职业生涯中的第一个头，“我觉得也没有那么难。”
尽管STEM教育对于STEM教师的需求如此强烈，但是研究发现，现有的STEM教师队伍，无论从数量上还是质量上都无法满足STEM人才培养的需求。一方面是STEM教师的专业发展得不到有效的支持，STEM教师缺乏相关的专业知识背景和持续的专业培养，导致STEM教师质量低。另一方面STEM教师的工资与其他STEM领域的工资相比较低，无法留住优秀的STEM教师，这使得STEM教师从质量和数量上都无法满足STEM人才培养的需求。因此促进和支持STEM教师专业发展，吸引更多的STEM教师留在教育领域，是实施STEM教育的重要支柱。
2.促进STEM教师学习
联合沉默HER2和TFF3基因表达抑制胃癌NCI-N87细胞的增殖、迁移和侵袭(顾建春)(8):750
近年来，反思性实践在教师教育领域越来越受到重视，并逐渐发展成为一种教师教育模式。反思性思维最早源于杜威《我们怎样思维》一书，反思性思维的作用就是把一种经历了模糊、怀疑、冲突、某种干扰的情况，转变成一种清晰、连贯、稳定、和谐的情况。教师通过反思可以发现教学工作中存在的问题，进而改善自己的教学工作，促进专业发展。有学者认为，教师反思是促进教师专业发展的有效途径。如布莱克利（Blackley）和谢菲尔德（Sheffield）等人探究了反思实践对STEM教育者专业发展的重要作用。首先，帮助他们确定作为STEM教育者的个人身份和专业身份，增强自信心。其次，STEM教育者通过反思使得他们先前的信念和经验不断受到挑战的同时，提高了他们的STEM知识和技能[18]。有研究者通过认识到教师反思的重要性，提出教师反思的可行性方案。如克莱尼（Glennie）和察理斯（Charles）等人提出教师日志是一种帮助教师实时收集课堂实践数据的有效方法，它能够为教师提供一种记录和参考及对学生产生影响的工具。教师利用日志数据对实践进行反思，可以确定其优势和不足的地方，帮助教师促进专业发展[19]。马赫（Maher）和帕洛斯（Palius）等人则认为视频工具可以帮助教师更好地关注课堂实践，因为它能够传达课堂实践的复杂性，使得教师更加专注于教学和学习，获得专业发展的机会[20]。
教师教育是促进教师专业发展的主要途径[6]，通过开展多样化的STEM教师教育项目，可以从不同的角度促进STEM教师的专业发展。国外在通过开展STEM教师教育项目促进STEM教师专业发展方面，积累了不少有价值的成果。具体情况见表1。
我国早在20世纪60年代就开始建造屋顶绿化，北京、上海、重庆、深圳、杭州等城市建设速度最快，成功案例很多[1]，然而，苏北的屋顶绿化发展却相对滞后，也远远落后于苏南地区，例如徐州只有锦绣嘉园的星光大楼、开元名都、科技广场、国贸大厦、万通佳苑、滨湖公园步行街等建有屋顶花园，部分停车场上部做了绿化和居民在自家屋顶种植盆栽植物，屋顶绿化率不到0.1%.可见，屋顶绿化并没有深入苏北城市内部，也说明屋顶绿化在苏北还有很大的发展空间.
表1 STEM教师教育项目研究成果一览表
此外，STEM教师专业发展研究的兴起，与政府对STEM教育的重视与支持密不可分。例如美国为了培养大量的STEM人才，要求组建一支优秀的STEM教师队伍，为STEM教师提供资金和技术上的帮助，以支持STEM教师专业发展[5]。政府政策的推动吸引了更多的学者对STEM教师专业发展领域的关注，使得STEM教师专业发展研究逐渐成为教育领域的热点论题。同时，STEM教师自身的专业发展需求，也是促使STEM教师专业发展引起更多学者关注的原因之一。
教师合作往往与教师学习联系在一起，最普遍的是教师之间组成一个学习小组——专业学习共同体。教师在这个共同体中通过合作来实现他们共同的目标，每个参与者通过共享个人资源和经验、参与批判性的对话，从而促进自身的专业发展[15]。海默斯（Hamos）和伯根（Bergin）等人认为，传统的课堂模式割裂了教师之间的联系，教师之间从来不交流怎么教学生，这使得教师处于一种孤立封闭的状态。他们通过研究发现，专业学习共同体可以有效解决STEM领域教师专业发展中潜在的教学经验孤立的现象。专业学习共同体使得教师相互合作，通过集体的努力，找到改进其教学工作的办法，并且塑造一种相互支持的文化[16]。教师群体之间的合作可以通过分享经验和资源的方式促进彼此的专业发展，教师与相关学科领域的研究人员的合作则是以教师和研究人员互相作为学习者的身份，通过参与彼此的研究或教学来促进专业发展。特别是在STEM领域，能够有效弥补教师专业发展的不足。坦布里奇（Tapprich）和格兰加奈特（Grandgenett）等人探究了一个教师和研究人员共同合作的项目，教师和研究人员一起进行真正的研究。通过这样的合作方式，教师在加深对科学探究理解的同时也获得了相关的STEM经验，这能有效帮助教师提高在课堂教学中实施STEM经验的能力[17]。
本次调查涉及到的30例患者所有数据均行SPSS19.0软件处理，其中实验组和对照组计量资料对比的表示形式为（均数±标准差），行t检验；检查结果数据对比用率（%）的形式表示，行卡方检验，当两组数据进行对比时，当P＜0.05时，统计学意义存在，当P＞0.05时，不具有统计学意义。
随着教师教育的变革，教师学习被认为是一条促进教师专业发展的重要途径。它使得我们对教师发展的概念产生了重大的转变：一个是“终身学习”一词取代了原来的“专业发展”；另一个是由原来关注教师个人技能的发展转变为关注教师参与共同体的实践学习。[11]教师学习是教师作为学习者主动的、以自我为导向的自发行为[12]。齐达南达（Chitanana）研究了教师通过学习在线专业发展课程——国际教育资源网—科学、技术和数学（International Education And Resource Network—STM，简称iEARN—STM）对STEM教师专业发展的影响。研究表明，教师作为学习者参与设计真实的任务，构建其反思的环境并进行协作学习是促进教师学习的有效方式。iEARN—STM在线专业发展课程能够创建一个学习共同体，使得参与的教师可以在其中相互协作和学习，分享彼此的经验的知识，从而促进教师的专业发展[13]。沃尔兹（Walz）和斯洛文斯基（Slowinski）等人认为让教师参与到国际交流学习中，可以促进STEM教师的专业发展。他们对高校可再生能源的教育工作者参与国际交流学习进行研究，发现通过国际学习的方式可以增加STEM教育工作者的知识和技能，开拓他们研究问题的国际视野[14]。在很多情况下，教师学习可能会受到各种各样的外部条件的限制，为教师提供便利的学习机会，是有效促进教师学习和专业发展的最佳方案。
三、国外STEM教师专业发展研究对我国的启示
我们国家也非常重视STEM教育及STEM教师专业发展问题，特别是在2017年召开了首届中国STEM教育发展大会，会议首次涉及了有关STEM教师专业发展的问题。2018年又在深圳召开了第二届中国STEM教育发展大会，并发布了《STEM教师能力等级标准》文件。尽管我国已经开始了STEM教师专业发展相关问题的研究，但是与其他国家相比，我国晚了近20年的时间。为了能够帮助我国STEM教师专业发展在短时间内走上正轨，有必要借鉴国外STEM教师专业发展的丰富经验。因此，通过对近10年来国外STEM教师专业发展研究的分析发现，可以从以下几个方面促进我国STEM教师专业发展。
第一，开展丰富的STEM教师教育项目。首先，要从政府层面开展STEM教师教育项目，发挥好政府的带头引领作用，为STEM教师专业发展提供资金和政策上的支持。比如美国在《联邦科学、技术、工程和数学教育：五年战略规划》和《STEM2026：STEM教育创新愿景》等报告中多次提出要发挥好联邦政府的牵头作用，因为政府在开展STEM教师教育项目中具有强有力的凝聚力和协调作用。其次，可以鼓励私人培训结构、企业等和学校合作共同开展不同类型的STEM教师教育项目，为STEM教师专业发展提供有力的资金支持。STEM教师专业发展是一个长期持续的过程，因此应该同时兼顾职前和在职STEM教师培养，为STEM教师专业发展提供持续的支持。
设定测量系统，在相同速度下(设定测量系统运动参数为：stp-20000；spd20)，比较3个不同作用点距地高度处的测量值与理论值的关系曲线，如图9所示。
第二，促进形式多样的STEM教师学习。STEM教师学习是促进STEM教师专业发展有效途径，但是现实中STEM教师学习会受到各种外部条件的制约。我们可以通过为STEM教师提供不同形式的学习方式，帮助STEM教师克服学习的障碍。比如，可以为STEM教师提供在线学习课程，通过远程的方式帮助教师克服地域交通条件的限制，使得偏远地区的教师也能及时获得STEM专业发展的机会。此外，可以以学校为单位聘请STEM领域的专家，以校本培训的形式组织教师学习。
第三，推动多元化的STEM教师合作。专业学习共同体是一种促进教师合作的主要方式，我们可以联合STEM领域权威的专家、优秀的STEM教师共同创建一个STEM教师专业共同体，促进STEM教师的合作。中学和大学之间的合作也是一种有效促进STEM教师专业发展的形式，STEM教师可以向STEM教育工作者学习STEM知识和技能，促进STEM专业发展。STEM教师和STEM专业人员合作参与科学研究，为STEM教师提供真实的STEM研究经验，也是促进STEM教师专业发展的一种形式。
第四，激励多样化的STEM教师反思。教师反思性实践被认为是促进教师专业发展的重要途径，许多国家将其作为一种模式应用到教师专业发展中。反思性实践可以帮助教师发现自身专业知识、技能和教学工作中存在的问题，及时改进教学工作，提升专业知识和能力，有效促进教师专业发展。我们可以通过教师反思日志和录制课堂视频的形式鼓励STEM教师进行反思，还可以教师之间互相观摩学习的形式，通过同伴反馈的形式激励STEM教师反思。学生是教师课堂教学最直观的感受者，因此可以通过学生评价反馈的形式推动STEM教师进行反思。▲
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[中图分类号 ]G451.2
[文献标识码] A
DOI： 10.3969/j.issn.1005-1058.2019.09.017
[作者简介 ]王文珠，硕士研究生，研究方向：国际教育理论与思潮；何齐宗，博士，教授，江西师范大学教育学院院长，研究方向：比较教育。
标签：STEM教师论文; 教师专业发展论文; 发展路径论文; 江西师范大学教育学院论文;