杨盼 韩芳

[摘   要] 为促进STEM教育的发展,芬兰在成立LUMA中心的基础上,打造具有芬兰特色的STEM教育框架。芬兰STEM教育作为一种理念、思想和方法,服务于学生STEM能力发展。其教育框架在遵循建构主义、达克效应和自决理论的基础上,从机构设置、课程开发、教学与学习、教师专业发展和校外学习环境创设等五个方面具体呈现。基于该框架体系,芬兰STEM教育在未来将聚焦于真实问题情境的高阶能力培养、加强与STEM引进及大学的联系、实施多元化的发展性评价、提升教师STEM教育素养。鉴于此,我国STEM教育可通过服务核心素养发展、打造STEM学习生态系统、完善STEM教育评价机制、培养卓越STEM教师等方式获得发展。

[关键词] 芬兰; STEM教育; 框架; 趋势

[中图分类号] G434            [文献标志码] A

[作者简介] 杨盼(1992—),男,河南驻马店人。硕士研究生,主要从事比较教育研究。E-mail:15739722880@163.com。

一、引   言

21世纪以来,芬兰一直是成功教育的代名词,芬兰学生在OECD组织的有关学生综合能力的国际测试PISA中连续三年蝉联世界第一[1]。芬兰教育的成功也与其对STEM教育的重视息息相关。为促进STEM教育的发展,芬兰发起了以LUMA数学和科学教育发展项目为代表的全国性STEM教育促进项目,并设立了LUMA国家中心。同时,基于“专业共享”原则,针对3~19岁的儿童和青少年量身打造STEM学习和教育活动,促进STEM教育研究和教师专业发展[2]。

二、芬兰STEM教育的内涵

STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)的缩写,STEM不仅包含了科学、技术、工程和数学四门学科,而且囊括了与科学、技术、工程和数学等多个相关领域。STEM教育并不是将科学、技术、工程和数学教育进行简单的叠加,而是要将这四门及相关领域的学科进行跨学科的组合来形成一个有机整体,以便培养学生的科学探究、创新精神以及解决实际问题的能力[3]。综合来看,关于STEM的教育的理解有着狭义和广义的区别。狭义的STEM教育指通过跨学科的方式将科学、技术、工程和数学较好融合的教育;其中,科学注重知识的理解和运用、技术注重改造和创新、工程注重设计和开发、数学注重分析和推理[4],通过学习者在真实问题情境中运用STEM知识来解决现实问题,以培养学习者跨学科思维、问题解决能力以及设计和创新能力等。广义的STEM教育指从学习方式和学习目标出发,不局限于是否存在STEM相关的学科整合,而是将STEM视为一种理念指导,即在基于STEM知识的理解和应用的基础上,通过项目式、探究式、体验式以及问题导向式等学习途径来解决STEM的学科问题和现实问题,最终实现学习者STEM综合素养的提升[5]。

芬兰对STEM教育的理解趋于广义,即STEM教育是一种理念、思想和方法,而不仅仅强调跨学科融合以及知识的运用。基于此,芬兰STEM教育要求渗透到学校课程的所有领域当中,例如在现有的阅读、写作和数学课程中融入STEM教育的相关理念和思想;同时,STEM教育也被视为一种解决现实问题的方法,而不是一套额外的标准,通过这种方法使学生将所学知识与实际问题相结合,并培养其在真实情境中解决实际问题的能力[6]。总体上,芬兰STEM教育遵循两个原则:一是STEM教育要服务于所有学生,消除在STEM领域中存在的种族和性别不平等的问题;二是在STEM教育中要使学生享受学习带来的快乐,并涵盖四个学习指标:参与、意向、创新和团结,即学生在参与STEM活动后可以解释自己在做什幺、为什幺这样做、对以往经验的创新在哪里、是否在活动中朝着一个目标去共同努力了[7]。

三、芬兰STEM教育的理论基础

芬兰STEM教育建立在三个理论基础上,即建构主义理论(Constructivism)、邓宁—克鲁格效应(Dunning-Kruger Effect,简称达克效应)和自决理论(Self-Determination Theory,简称SDT)[7]。

(一)建构主义理论

建构主义理论主要强调三个方面:(1)知识是个体主动建构的,而不是被动接受的;(2)知识只是个人经验的合理化;(3)知识是个体与他人经过磋商并达成一致的社会建构[8]。基于建构主义理论,STEM教育中可以建立LESH转化模型(Lesh Translation Model)来培养学生的理解能力。LESH转化模型在评估学生的理解能力时,首先让学生根据自己的喜好选择五种方法(使用图片、建立模型、解释世界与主题的联系、使用口头交流或书面符号)中的一种,然后教师要通过其他的方法来帮助学生理解概念的产生和主题的含义,最终,使学生能够灵活地运用所有方法来解释自己对于学习内容的理解。通过LESH转化模型来培养学生理解能力的方法,不仅可以使教师确保学生理解学习材料,而且可以提升学生的自我效能感[7]。

(二)达克效应

达克效应(D-K Effect)是指个体在完成某项任务时对自己能力的评价所产生的偏差,绝对能力低的人往往会对自己的能力作出过高的评价,相反绝对能力高的人却会对自己的能力作出较低的评价[9]。达克效应的产生是由于元认知能力(元认知能力是某一特定领域中客观的能力水平与自我评价之间的一个中间变量)的缺陷会使在任务中表现不佳的个体通常无法认知到自己绝对能力较低的事实,而在任务中表现最好的个体也会因为虚假一致性效应(虚假一致性效应是指人们往往会高估或夸大自己的信念,即任务中表现好的人会错误地估计其他人也会表现得好)而无法得出正确的自我评价[10]。在STEM教育中应用达克效应可以使学生对自己的学习产生客观的判断,认清自己在不同的学科学习中存在的缺陷和优势,从而更好地规划自己的学习、制定合理的学习计划;在教师方面,达克效应可以使教师客观评价自己的教育教学工作,认识到自己在工作中存在的不足,从而更有针对性地去提升自己的专业素养[7]。

(三)自决理论

自决理论(SDT),全称为自我决定理论,是一种关于经验选择的潜能,是个体在充分认识个人需要和环境信息的基础上对行动所作出的自由选择。在自决理论中,不是将动机看作是单一的概念,也不是将动机简单地区分为内部动机和外部动机,而是将动机看作是一个连续的过程,并且外部动机到内部动机的转化需要经历三个内化程度不同的中间水平[11]。在这个转化过程中区分了两种动机行为:自我决定行为和受控行为,其中自我决定行为受选择过程的控制,是自发产生的行为;受控行为受服从过程的控制,是迫于内部心理压力和外部人际力量而产生的行为[12]。自决理论在STEM教育中的应用对于教师的教和学生的学都有着重要的作用和意义。对于教师而言,自决理论可以促使教师能主动地参与教育教学工作,更加自觉、自发地去提高自己的专业素养,从而保证教育教学工作更有质量地开展;对于学生而言,通过自决理论可以激发他们的内在学习动机,从而促使学生更自主地学习并完成学习计划[7]。

四、芬兰STEM教育的实施

芬兰STEM教育的实施主要体现在机构设置、课程开发、教学与学习、教师专业发展以及校外学习环境创设等五个方面 [7]。

(一)机构设置

为加强和促进国家与国际层面的STEM合作,支持从学前教育到高等教育阶段的自然科学、数学和信息通信技术的学习和教学,并唤起和支持儿童与青年对STEM相关学科的兴趣,芬兰发起了以LUMA(LUMA是芬兰语luonnontieteet的缩写,意思是自然科学和数学)数学和科学教育发展项目为代表的全国性STEM教育促进项目[13]。

1996年至2002年期间,芬兰国家教育委员会(Finnish National Agency for Education,简称EDUFI)发起了名为LUMA的科学发展项目,该项目旨在提高芬兰的科学教育水平,改进教育实践并提高对科学和技术的兴趣。2003年12月9日,芬兰第一个LUMA中心在赫尔辛基大学(University of Helsinki)成立,LUMA中心旨在推动芬兰各地科学和技术教育的LUMA行动的开展。随后,芬兰在各地的大学相继开设了12个LUMA中心。2013年11月8日,芬兰LUMA国家中心成立,LUMA国家中心作为芬兰大学和大学校园内LUMA中心的伞状组织,旨在加强和促进国家和国际水平的合作,鼓励儿童和青年进入STEM领域,并支持教师的终身学习和研究型教学,提升其STEM学科的教学能力。现阶段,LUMA国家中心主要设立于13所大学中,即于韦斯屈莱大学、阿尔托大学、拉普兰大学、科科拉大学、图尔库大学、东芬兰大学、赫尔辛基大学、奥卢大学、拉赫蒂大学、拉彭兰塔大学、瓦萨大学、埃博学术大学、坦佩雷大学。各LUMA中心必须按照年度行动计划和中央委员会与芬兰各利益集团合作的国家战略进行运作,使学生和教师都能在STEM专业中达到较高水平,并确保芬兰各地有足够数量的STEM专业人员。其主要工作内容有:鼓励和支持年龄在3~19岁的青少年参与数学、科学、IT和技术,并在全芬兰的STEM领域中申请下一阶段的教育;提高儿童和青少年的家长对STEM学科和专业研究重要性的认识;通过网络和媒体提高公众对STEM的关注;支持STEM教学的研究性发展[13]。

(二)课程开发

芬兰强调课程是一种将学生的学习过程、学习和指导的最新观点传递给学生的方式;是发展教师教学思想、更新教学实践的工具;是学校、社区对组织内容共同理解的基础,以及为了达到教育目的所必需的教学手段[14]。基于上述的课程观,芬兰在STEM课程开发中采取了整体规划和局部支持相结合的方式来开发STEM教育的课程,切实推进STEM教育的实施。

在整体规划方面,芬兰在2016年8月开始正式实施的国家核心课程中加入了STEM教育的相关理念,例如:倡导快乐学习并强调学生积极体验;通过切合生活实际来体现课程核心价值;通过开展主题教学,促进学科之间的交叉融合[15]。芬兰此次国家核心课程改革要求给学生提供基于现实的生活教育,同时,发展学生解决现实生活问题的能力,另外在核心课程中要培养的横贯能力既是培养学生跨学科融合能力的一种价值取向,又具体体现为思考与学会学习的能力,文化、交流与表达的能力,照顾自我、经营与管理日常生活的能力,多元识读能力,ICT 相关能力,工作与创业能力,参与并创造可持续性未来的能力等七大具体通用能力[16]。

在局部支持方面,赫尔辛基大学的LUMA中心通过Kumpula科学园区、F2K实验室、Gadolin化学实验室三种途径为儿童、青年和教师提供了不同的科学课程,旨在支持儿童、青年和教师适应新的学习环境,并通过活跃的科学课程来发展儿童、青年以及教师对自然科学和数学的兴趣。学生和教师可以在Kumpula科学园区的实验设施中进行科学实验和相关活动,同时,Kumpula科学园区也支持教师的在职培训。从2011年3月开始,赫尔辛基大学的F2K实验室开始对外开放,学生可以在F2K实验室里进行物理的相关研究和学习。Gadolin化学实验室是以芬兰化学家Johan Gadolin(1760—1852)命名的,其主要活动有在基于芬兰国家核心课程的基础上支持不同层次的化学课程内容,并发布最新的关于化学学习和教学研究的信息,以此提高公众对化学的兴趣和认识。

(三)教学与学习

教学与学习的关系是教学理论中的一个基本问题,两者之间有着密切的联系。在芬兰的STEM教育中,教学与学习更是一个整体,是不可分割的一部分。芬兰STEM教育的教学观主要强调四个方面:有目的性、基于理解、鼓励探究和情境真实。

教学方面主要包括主题教学、现象教学、综合科学教育(Integrative Approach Science Education)等教学方式,这些教学方式旨在发展学生的横贯能力并解决现实生活中的实际问题。其中,在主题教学的实施过程中,教师在课堂上更加鼓励学生分组学习及交流讨论,并通过与现实问题紧密联系的主题来解决学生在综合学科知识学习中遇到的问题,同时,激发学生的学习动力与学习兴趣;现象教学即在保留学科分科的基础之上,事先确定一定的教学主题,然后将各学科的知识融合进一个主题中进行教学[17],如“欧盟”这样的主题内容,可以将其贯穿在整个的学习过程中来教授欧盟的经济、历史、地理等多学科的综合知识[15];综合科学教育即在教学中将生物、地理、化学、物理和健康教育组成一个综合学科小组,通过真实的跨学科学习来培养学生的知识和情感[18]。

学习方面主要包含学习方法、学习内容和学习评价。在学习方法方面,要求学生在学习过程中熟练掌握相应的学习方法,如小组学习、合作学习、项目学习以及独立学习等,以提高学生自己组织学习、制定学习策略以适应没有特定年级的课程型学校的技能;在学习内容方面,重点突出通用技能的学习,通用技能主要包括独立工作的能力、团队工作的技能、信息和通信技术技能、信息搜索技能、批判性读写能力,以及学习的技巧;在学习评价方面,鼓励学生进行自我评估和同伴评估,以激发学生的学习积极性。此外,在基础教育期间,要求必须培养学生的学习策略和ICT技能,教育工作者必须调动学生的学习积极性,激发学生的学习动力并使学生主动对自己的学习负责[19]  。

(四)教师专业发展

芬兰为了向STEM教育的实施输送更多合格的教师,并培养教师的反思学习、教育行动研究以及信息和通信技术的应用等专业素养,继而实行了以LUMA为中心的、各部门相互支持协调的教师专业发展计划。

在赫尔辛基大学实施了ACTTEA(面向行动的教师知识,即Act-Tea)项目、共同设计的研究(Design-Based Research,DBR)项目等,以增加在职教师和教育研究者之间的合作并发展教师的反思学习能力,其中DBR项目将设计、开发、实施和评价学习活动作为一个整体,并强调设计过程的连续性、ICT的应用以及理论向实践的过渡。奥卢大学(University of Oulu)在拉普兰(Lapland)通过开设MOOC(Massive Open Online Courses,即大型开放式网络课程)来帮助教师学习计算机编程。芬兰国家教育委员会(EDUFI)通过资助Partanen的项目来发展教师在信息和通信技术方面的创新教育模式。拉普兰大学(University of Lapland )提供了教师专业发展的相关项目,如计算机辅助学习(Computer-Assisted Learning,CAL)、开放和远程学习(Open and Distance Learning,ODL)等,以促进信息技术在教学中的使用;以CAL为例,CAL项目旨在通过与计算机系统之间的互动来帮助教师学习专业的相关知识与技能[20]。

LUMA认识到,教师的角色对于培养儿童和青年对自然科学和数学的积极态度十分重要,因此,LUMA将工作的重点放在了教师的终身学习上。在教师的职前培养中,赫尔辛基大学的科学、生物与环境科学和行为科学三个学院为教师提供了庞大而多功能的图书馆服务、材料支持和在线服务,帮助教师找到需要的材料和资源来支持他们未来的职业生涯。通过为儿童和青年安排科学俱乐部和夏令营,给职前教师提供与学生互动的机会;在教师的在职培养中,LUMA通过网络的在线服务为教师提供了一个自我提高和专业发展的机会。

(五)校外学习环境创设

芬兰为使儿童和青少年在校外也能接受到STEM教育,创设了虚拟学习环境和相关的非正式学习环境,旨在激发和支持儿童和青少年对自然科学、技术和数学的兴趣,应对不断发展的信息社会的挑战。

虚拟学习环境。为支持以LUMA为主题的教学和学习,并通过互动的论坛让儿童、青少年以及教师可以互相交流并发表自己的想法,LUMA国家中心分别针对7~12岁儿童、13~19岁青少年、芬兰教师、世界各地的年轻人,创办了Jippo、Luova、LUMA Sanomat、MyScience四本网络杂志;另外,所有的网络杂志都是由同一个编辑委员会进行统一指导。虚拟学习环境的创设缩短了教师与学生之间的距离,使学习者能够随时随地接受适合自己的STEM教育,有利于激发学习者的学习动机、辅助学习者的情感教育,使其得到个性化发展。

非正式学习环境。非正式学习环境是指学校学习环境之外的所有学习环境,包括图书馆、博物馆、营地和俱乐部等。通过非正式学习环境可以增加儿童和青少年对自然科学和数学的兴趣。LUMA中心在为儿童和青少年开设的俱乐部和营地中使用了虚拟学习平台和计算机的可视化工具,并且有专门的主题教师进行指导;LUMA中心为年轻人安排了免费的科学俱乐部聚会,在科学俱乐部中为年轻人提供了有关自然科学和数学的最新研究信息,以及学习和职业选择的相关信息,并为志同道合的年轻人提供了互相交往的机会[7]。

五、芬兰STEM教育的趋势

为应对全球挑战、培养21世纪技能、维护国家安全和环境可持续发展问题,芬兰STEM教育今后将注重以下方面[7]:

(一)聚焦于真实问题情境的高阶能力培养

STEM教育主要是通过解决现实生活情境中的问题来培养学生的好奇心和创造力[6]。为此,芬兰学者建议,教师在STEM教育中要基于真实的问题情境,给学生布置他们能力水平之内的任务,尽量简化工具的操作难度,保持学生的持续跟进。同时,考虑到学生在学习过程中可能遇到的问题,教师要利用技术为学生提供支架式服务,帮助学生发展高阶思维能力。另外,针对STEM工作所具有的复杂性、多元性、跨学科等特点,学生在教师的引导下,可以以小组为单位,利用多学科知识和多种工具资源进行探究性学习,通过观察、思考、实践和感悟,掌握分析问题和解决问题的方法;完成STEM工作需要团队中每一个成员的努力和各成员之间的密切合作 [21]。

(二)建立学科关联和STEM行业及大学的联系

STEM必须是一个整体,各学科领域之间要紧密关联,教师要根据教学目标、内容、项目等进行精心设计,让学生在活动中掌握各学科知识,并进行意义建构。为此,STEM不能仅仅只包括科学、工程、技术、数学等领域,还要包括艺术和读写能力的培养等,未来STEM教育需要涵盖更多的学科领域,体现多元化的特征,如STEAM、STEM+、STEMx等[22]。同时,要保持与STEM行业和大学的联系。在课程学习的过程中,学校要与社区、当地STEM企业以及与STEM相关的大学开展密切的联系和合作,使学生意识到他们所学的内容与现实世界的职业有着密切联系,并且通过课程的学习可以为未来所要从事的职业打下坚实的基础,以此促使学生更加积极主动地参与课程的学习,并提升学生对STEM活动的关注度。

(三)实施多元化的发展性评价

评价不是目的,只是一种手段。STEM教育真正的目的是通过评价使学生和教师意识到自己所存在的不足,并达到热爱学习、热爱生活的实质目标。因此,在评价的过程中要以形成性评价为主、终结性评价为辅;教师、家长、社会专家学者和学生均有机会参与评价,采取多元化的评价方式,保证评价结果的客观公正,指向教育教学的改进和师生的成长[3]。多元化的发展性评价具体表现在:首先,可以测量学生的认知思维和推理技能,及其应用知识来解决现实的、有意义的问题的能力,同时,促进学生深度学习和掌握高阶技能,测量学生的认知思维和推理能力。其次,在多元化的发展性评价中设置一系列非常广泛的活动,例如高中的评价形式通常是采取研究调查或顶点(Capstone)项目的形式,即科学考察、数学建模、文学分析、社会科学探究、艺术表现以及跨学科项目的具体问题等,并将其组合成一套能够展示毕业能力的作品;而其他教育阶段的评价更多的是侧重于作一个简短的回答、发表一篇逻辑完整的论文、进行实验室的调查等。最后,将表现性题目或任务(Performance Items or Tasks)评价、嵌入课堂式(Curriculum-Embedded)表现性评价、档案袋或证据收集式(Portfolios or Collections of Evidence)表现性评价、综合评价系统(Comprehensive Assessment Systems)等综合起来以实现多元评价发展的愿景[23]。

(四)提升教师STEM教育素养

教师是STEM教育的切实推动者,因此,专家建议要为所有教师安排专业的STEM培训,确保教师具备文化素养、科学素养以及精通技术、工程、数学等,并能够将数学与科学、工程、技术紧密联系,促进其STEM教育素养持续提升。首先,从宏观层面,政府可通过建立政策法规、扩大财政支出、支持项目开发、实施激励措施等手段,使STEM教师获得有力的政府支持,从而保障芬兰K-12阶段STEM教师专业的良好发展。其次,从社会层面,社会各界通过提供技术援助等方式为芬兰K-12阶段的STEM教师专业发展提供便利通道。再次,从学校层面,学校或学区积极响应STEM教育战略,为K-12阶段的STEM教师专业发展创造有利环境。最后,在STEM教师层面,教师个体主动发展,并与其同行之间互相扶持,STEM教师从自身专业发展的立场,不断追求高标准的要求,利用有限的时间,积极参与各种STEM教师培训项目,加强STEM各学科教师之间的交流,建立STEM教师学习共同体,共同努力丰富自身的STEM素养。在相关政府与社会各界的推动与指导下,各级学校或学区为芬兰K-12阶段STEM教师专业发展提供必要的支持,并为各阶段STEM教师提供专业发展的项目支撑、培训与进修机会,使STEM教师的专业发展得到专业的支持,实现专业发展的目标[24]。

六、借鉴与启示

我国于2017年发布的《中国STEM教育白皮书》指出:STEM教育在中国进入蓬勃发展阶段,在教育实践、理论研究和教育政策方面取得明显进展,但是也存在严峻的挑战[25]。例如:缺乏国家项目示范引领、社会联动机制不高、尚未建立相应的标准与评估机制、STEM教育师资队伍整体水平不高等。基于对芬兰STEM教育框架及趋势的研究,可以得到以下四个方面的启示:

(一)服务核心素养发展

21世纪核心素养指出,人才应具备学习和革新技能,强调人才应具备“4C能力”,即批判性思维和问题解决能力(Critical Thinking)、沟通交流能力(Communication)、合作能力(Collaboration)、创造与革新能力(Creativity and Innovation)。 STEM教育符合“4C人才”的培养目标,可服务于学生的核心素养发展。基于核心素养和当前时代的要求,学生在STEM学习中不仅要学习“双基”(基础知识与基本技能),为多方面能力的发展奠定基础,还要注重交流能力与信息素养的培养,以适应不同的复杂情境并解决现实问题[26]。这便要求教育者在教学实践过程中不仅要把新知识与原有知识经验相联系,还要与现实生活相联系,应用“为迁移而教”的教学策略,以适应不同的生活情景,并加深知识与多样化情境的联系;教育要注意信息技术对人的发展的影响,使学生能够熟练地掌握信息技术,以应对当前时代的机遇与挑战。

(二)打造STEM学习生态系统

STEM学习生态系统包括中小学的STEM教学与实践、校外活动、夏季课程和科学中心、图书馆、博物馆、高等教育机构、商业组织及社区开展的各类非正式STEM学习体验。通过打造STEM学习生态系统可以推动各方协作与创新,促进教育者整合现代教育技术和方法,并形成以学生为中心的 STEM学习文化,最终达到为中小学生提供丰富的学习机会的目的。在构建STEM学习生态系统时需要注意以下几个方面:(1)构建中小学生STEM发展路径。激发学生未来从事STEM职业的意愿,并创建符合学生自身实际的STEM学科发展路径。(2)配备合格的STEM教师。开展高质量的STEM师资培训,支持不同环境中的STEM教师进行反思,分享跨部门的教学经验,并制定持续改进教学质量的方法与策略。(3)创建丰富的STEM学习环境。努力创建贯通校内外的STEM学习环境,并通过STEM课程、协同与合作、教育教学反思来提升STEM学习经验。(4)建立跨部门合作伙伴关系。将与STEM教育相关的人士(包括基础教育、高等教育和非正式教育相关工作者、企业领导者以及非营利性组织人士等)聚集在一起,制定一个总的愿景和目标,界定各方利益相关者为实现目标应作出的努力,创建实施可持续发展的政策和沟通策略[27]。

(三)完善STEM教育评价机制

有效的STEM教育监管和评价机制可推动STEM教育有序进行,确保STEM教育的发展质量。但目前我国STEM教育尚处于发展阶段,并未形成与之相适应的监管和评价机制。为完善我国STEM教育评价机制可以采取以下策略[28]:(1)政策引领。联合政府、高校、中小学和有关社会机构制定相应的政策来引导STEM教育的发展,并聘请第三方机构对STEM 教育项目进行跟踪评估。(2)提高透明度。利用技术优势使STEM教育过程可视化,以便跟踪和干预,促进STEM教育事业健康发展。(3)严格监管。构建国家、省、市、县(区)四级 STEM 教育监管与评价机构,定期进行考察与评价,并向社会发布STEM教育基本概况和动态,接受公众及专业组织的共同监督。

(四)培养卓越STEM教师

发展STEM教育需要卓越的STEM教师。2017年发布的《中国STEM教育白皮书》在分析了中国STEM教育的背景和现状后,明确指出目前我国学校在实施STEM教育中面临的最大瓶颈就是教师问题[25]。培养卓越的STEM教师可以从以下几个方面进行努力:(1)创建优质的STEM教育引领项目,统一STEM教师培养课程标准和系统化的STEM教师培养机制,使全社会形成推动STEM教育发展的合力;(2)构建科学的课程体系,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,并通过丰富多样的序列化课程内容,培养准教师的STEM素养和跨学科教学能力;(3)鼓励多个利益主体在教师职前培养与职后培训中提供资金支持与教育资源的外部支持系统,以此保障STEM教师培养的质量,并以灵活多样的课程设置方案和多维度融合的课程教学模式,以及多方式联合的课程评价体系,共同致力于STEM教师的职前培养;(4)完善STEM教师教育评价体系,将量化评价与质性评价相结合、学习过程与学习结果评价并重,通过课堂观察评价、学业成就作品集等多元评价方式关注STEM教师的综合素质提升[29]。

[参考文献]

[1] 徐平.芬兰基础教育的成就、挑战与改革——基于PISA2015的分析[J].世界教育信息,2017(7):41-44.

[2] 祝智庭,雷云鹤.STEM教育的国策分析与实践模式[J].电化教育研究,2018(1):75-85.

[3] 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(4):13-22.

[4] 赵兴龙,许林.STEM教育的五大争议及回应[J].中国电化教育,2016(10):62-65.

[5] 蔡海云.STEM教学模式的设计与实践研究[D].上海:华东师范大学,2017:18-32.

[6] LEDBETTER N,FERGUSON J,TIMMONS L T.Finland:an exemplary STEM educational system[EB/OL].(2017-06-30)[2018-11-15].http://nsuworks.nova.edu/transformations.

[7] NANCY L L.Theoretical STEM program proposal[EB/OL].(2017-06-13)[2018-11-13].http://nsuworks.nova.edu/transformations/vol3/iss1/5.

[8] 潘玉进.建构主义理论及其在教育上的启示[J].东北师大学报(哲学社会科学版),2000(4):90-93.

[9] 陈彦君.邓宁—克鲁格效应及其影响因素研究[D].重庆:西南大学,2014.

[10] 陈彦君,石伟,应虎.能力的自我评价偏差:邓宁—克鲁格效应[J].心理科学进展,2013(12):2204-2212.

[11] 刘丽虹.动机的自我决定理论在行为改变中的应用[J].青岛大学师范学院学报,2012(3):33-39.

[12] 陈雪莲.自尊研究的三种理论取向[J].教育研究与实验,2009(6):75-80.

[13] NIEMI H,TOOM A,KALLIONIEMI A.Miracle of education:the principles and practices of teaching and learning in finnish schools[M].(Second Revised Edition)Leiden:Sense Publishers,2016:263-273.

[14] LEDBETTER N L.STEM shift action plan[J].Transformations,2018(4):1-17.

[15] 段素芬.芬兰国家核心课程改革的最新动向及启示[J].淄博师专学报,2017(1):17-21.

[16] 冯惠敏,郭洪瑞.芬兰国家核心课程改革中横贯能力的培养对我国的启示[J].外国中小学教育,2017(10):8-14.

[17] 郭洪瑞,冯惠敏.芬兰小学教育阶段的包班制模式对我国的启示[J].外国中小学教育,2017(12):29-35.

[18] KERVINEN A,UITTO A,KAASINEN A,et al.Developing a collaborative model in teacher education——an overview of a teacher professional development project[J].LUMAT,2016(4):67-86.

[19] 张华.论“研究性学习”课程的本质[J].教育发展研究,2001(5):14-18.

[20] National Academy of Sciences. Supporting mathematics teachers in the United States and Finland:proceedings of a workshop[M].Washington D.C.:National Academy of Sciences,2018:37-43.

[21] 秦瑾若,傅钢善.STEM教育:基于真实问题情景的跨学科式教育[J].中国电化教育,2017(4):67-74.

[22] 傅骞,刘鹏飞.从验证到创造——中小学STEM教育应用模式研究[J].中国电化教育,2016(4):71-77.

[23] Council of Chief State School Officers.Developing and measuring higher order skills:models for state performance assessment systems[M].California:Learning  Policy Institute,2017:2-50.

[24] 刘海艳.美国K-12阶段STEM教师专业发展研究[D].哈尔滨:哈尔滨师范大学,2017:1-59.

[25] 中国教育科学研究院(2017).中国STEM教育白皮书[EB/OL].[2018-11-05].https://wenku.baidu.com/view/f43a9834f68a6529647

d27284b73f242326c3150.html.

[26] 张华.论核心素养的内涵[J].全球教育展望,2016(4):10-24.

[27] 刘亮亮,李雨锦.美国中小学STEM学习生态系统研究——以辛辛那提市STEM学习共同体为例[J].现代教育技术,2018(10):113-119.

[28] 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].远程教育杂志,2019(2):3-14.

[29] 高巍,刘瑞,范颖佳.培养卓越STEM教师:美国UTeach课程体系及启示[J].开放教育研究,2019(2):36-43.

[Abstract] In order to promote the development of STEM education, Finland has created a STEM education framework with Finnish characteristics on the basis of the establishment of LUMA center. As a concept, an idea and a method, STEM education in Finland serves the development of students' STEM ability. On the basis of Constructivism, Dunning-Kruger effect and Self-Determination Theory, its educational framework is presented from five aspects: institutional setting, curriculum development, teaching and learning, teacher professional development and the establishment of off-campus learning environment. Based on that framework system, STEM education in Finland in the future will focus on the cultivation of higher-order abilities in real problem situations, strengthening connections with STEM industries and universities, implementing diversified developmental evaluation, and improving teachers' STEM education quality. For reference, STEM education in China can be developed by promoting the development of key Competences, building a STEM learning ecosystem, improving STEM education evaluation mechanism and cultivating excellent STEM teachers.

[Keywords] Finland; STEM Education; Framework; Trends