STEAM教师能力模型构建研究

S T E A M 教师能力模型构建研究卫麓羽,袁㊀磊(东北师范大学信息科学与技术学院,吉林长春１３００００)㊀㊀摘㊀要:教师作为S T E AM 课程的开发者和实践者,能力水平差异导致目前开设的大量S T E AM 课程存在着诸多问题.在厘清S T E AM 教育核心特征的基础上,分析T P A C K 理论的特点,以T P A C K 的基本框架和知识要素为支撑建构了S T E AM 教师能力模型,通过对模型整体及其成分的分析,阐明S T E AM 教师应具备的多样化知识与技能.㊀㊀关键词:S T E AM 教育;S T E AM 教师;T P A C K ;教师能力㊀㊀中图分类号:G ４３４㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:１６７２Ｇ７８００(２０１９)０３Ｇ０００１Ｇ０３收稿日期:２０１８Ｇ１０Ｇ１６基金项目:全国教育科学规划国家一般课题(B C A １７００８１)作者简介:卫麓羽(１９９５Ｇ),女,东北师范大学信息科学与技术学院硕士研究生,研究方向为S T E AM 教育;袁磊(１９７８Ｇ),男,博士,东北师范大学信息科学与技术学院教授㊁博士生导师,研究方向为中小学教育㊁S T E AM 教育.０㊀背景分析及问题提出S T E AM 是由科学(S c i e n c e )㊁技术(T e c h n o l o g y)㊁工程(E n g i n e e r i n g)㊁艺术(A r t )和数学(M a t h e m a t i c s )的首字母组合而成.近年来,S T E AM 教育受到我国众多学者以及国家政府的高度关注.在教育部印发的«教育部 十三五 规划纲要»㊁«教育信息化 十三五 规划»㊁«教育部教育装备研究与发展中心２０１６年工作要点»等文件中均涉及对S T E AM 教育探索和建设的规划.自此我国也迎来了对S T E AM 教育研究和开发的浪潮.S T E AM 教育的理论研究在我国已取得一定的发展,目前许多研究者㊁学校和一线教师正积极投身实践于S T E AM 教育具体的设计与开发中.教师作为教学中的关键要素,其质量的优劣和素质的高低将直接影响整个S T E AM 教育的教学效果.然而我国S T E AM 教师队伍整体呈现出数量少㊁质量差这一严重问题,具体表现为:理论基础薄弱㊁职前准备不足㊁课程设计能力低下.«国家中长期教育改革和发展规划纲要(２０１０ ２０２０年)»指出:要加强教师队伍建设,提高教师业务水平,造就一支高素质专业化的教师队伍[１].因此,为使S T E AM 教育呈良性发展态势,实现通过S T E AM 教育培养新时代所需人才这一最终目标,设计并构建S T E AM 教师能力结构㊁培养一批S T E AM 教育专业型教师是目前亟待解决的问题.１㊀T P A C K 理论对构建S T E A M 教师能力模型的支持点分析㊀㊀不可否认,S T E AM 教育在培养学生综合能力和跨学科思维模式上具有得天独厚的优势.然而,S T E AM 教师存在的种种问题导致S T E AM 教育弊病丛生.为了妥善处理这些问题促进S T E AM 教育的发展,必须对S T E AM 教师应具备的能力进行科学合理的规范和阐述.T P A C K 理论为实现上述目标提供了新的思路.T P A C K (T e c h n o l o gi c a l P e d a g o g i c a l a n dC o n t e n tK n o w l e d g e ),即整合技术的学科教学知识,是美国学者科勒和米什拉于２００５年提出的.基于T P A C K 理论构建的S T E AM 教师能力模型是对当前信息时代S T E AM 教师应具备的各方面知识间相互关系的系统化㊁结构化及概括化的描述.T P A C K 传递的理念和其自身具备的特点可以为构建S T E AM 教师能力模型提供理论支撑和实践指导.通过对T P A C K 理论进行梳理,总结出以下三个支持点.１．１㊀T P A C K 是教师知识体系的核心T P A C K 由三个基本要素㊁四个复合要素以及C o n t e x t (境脉)因素组成.T K (技术知识)㊁P K (教学法知识)㊁C K (学科内容知识)为三个基本要素;T P K (整合技术的教学法知识)㊁T C K (整合技术的学科内容知识)㊁P C K (学科教学知识)㊁T P A C K (整合技术的学科教学知识)为四个复合要素.卫麓羽,袁㊀磊:S T E AM 教师能力模型构建研究第３期这些要素从宏观高度概括了目前任意学科教师应具备的知识与能力,它将教师与学科专家和教育专家的能力进行了界定和区分.T P A C K 作为职前教师发展的导向以及在职教师自我反思修正的基础正发挥着积极作用.１．２㊀T P A C K 强调技术知识对新时代教师的重要意义近年来,大量学者尝试将技术与教育结合来促进教育教学的发展完善.T P A C K 理论就是典型的例子,它由P C K 发展而来,强调了技术在教师结构中的重要地位,是教师使用技术进行有效教学必须掌握的知识[２].科勒和米什拉[３]认为教师不仅需要知道技术的操作方法,还需要知道使用技术的意义所在,以及如何在教学实践中使用技术.S T E A M 教育同样强调技术知识的学习㊁获得及使用,技术作为S T E A M 教育的一个重要组成部分是项目学习㊁问题解决的有力武器.T P A C K 理论和S T E A M 教育同时对技术的关注,也再次印证了技术是当代教师不可或缺的重要知识.１．３㊀T P A C K 是综合的㊁动态平衡的㊁结构不良的理论T P A C K 理论是综合性的,T P A C K 理论是不断更新发展扩充的动态理论.T P A C K 各个要素之间相互联系相互作用形成一种平衡状态,这种平衡状态随着T P A C K 组成要素的变化而变化,平衡态一旦被打破将通过修补和重建实现新的平衡.T P A C K 理论是结构不良的,T P A C K 只是规定了教师应具备能力的多个范围,但其中具体内容将根据学科和教师间的差异表现出不同的特点.S T E AM 教育注重实际问题解决和跨学科跨领域的特点要求教师具备的知识应当是多层次多维度的,这与T P A C K 理论的上述特点高度契合.因此,T P A C K 将为S T E AM 教师能力规范提供一个科学合理的理论基础和现实可行的模型参考.２㊀T P A C K 视阈下S T E A M 教师能力模型构建T P A C K 的基本框架及其要素间的相互关系可以形象化的展示为图１.图１明确了教师T P A C K 中各个要素的生成过程及其在框架中所处的层级,S T E AM 教师能力模型的构建将以此为基础进行设计.图１㊀T P A C K 框架及其知识要素T P A C K 是教师知识结构的概念框架,本文通过对T P A C K 概念的梳理和剖析,认为T P A C K 是结合学科知识㊁教学法知识和技术知识的一种完整知识.S T E AM 教师能力模型是在T P A C K 理念和框架的指导下,对S T E AM 教师应具备的知识和能力的高度总结和各因素间逻辑关系的形象化映现,如图２所示.图２㊀S T E A M 教师能力模型该模型描述了T K (技术知识)㊁P K (教学法知识)㊁C K(学科知识)三大基本要素在各自发展的同时相互作用结合生成T C K ㊁T P K ㊁P C K ㊁T P A C K 四个复合要素这一动态过程.具体来看,C K 是P K 的运用基础及T K 的理论推动,教师在具备完善学科知识的基础上才能进行教学的进一步设计与教学法的切实运用;学科知识的不断丰富也有助于为技术知识提供坚实的理论支撑.P K 促进C K 的高效输出及T K 的提炼生成,只有在对教学法有深刻认识的前提下,教师才能更好的组织学科内容知识,完成知识的高效传递及输出;在教学法知识吸收㊁内化及发展的过程中可以提炼出适用于特定情况的技术知识.T K 支持C K 的呈现及P K 的拓展丰富,通过技术知识与学科内容知识的融合可以使抽象化的知识形象的展现出来;技术知识的学习和运用可以帮助丰富拓展教师的教学法知识.另一方面该模型也表明了境脉因素与S T E AM 教师T P A C K 库的形成和生长存在着必要的双向互动,境脉会影响教师T P A C K 库的形成㊁使用和发展;教师通过在境脉中实践检验自身T P A C K 与当前境脉因素的拟合情况.３㊀S T E A M 教师能力模型的成分分析对S T E AM 教师能力模型成分的解释和说明,可以从T P A C K 的三个基本要素以及一个外围要素切入.３．１㊀以C K (学科知识)为基础对学科知识的学习㊁理解和使用是S T E AM 教师T P A C K 形成和发展的第一步.S T E AM 教育跨学科跨领域的特点决定了S T E AM 教师应同时具备多个学科或领域的知识以及对知识间进行整合的能力,如图３所示.S T E AM２第３期卫麓羽,袁㊀磊:S T E AM 教师能力模型构建研究教师不同于传统的学科教师,他们以发现和解决生活中的实际问题为出发点进行授课和教学,多学科的知识背景有助于教师思考和解释问题中蕴含的知识及其解决方法;具备跨学科知识的整合能力则可减轻教师课程设计的压力,帮助教师科学合理地进行项目及问题的设计与开发.图３㊀S T E A M 教师C K 的组成３．２㊀以P K (教学法知识)为途径教学法知识是S T E AM 教师进行教学活动的奠基石.S T E AM 教育丰富多样的活动形式要求教师应具备多样化的教学法知识,以此为基础,教师可以在不同的教学情境中进行自如的调整和切换.与传统教育中 以教师为中心 的观念不同,S T E AM 教育强调学生是学习活动的主体,因此,S T E AM 教师在教学过程中应当转换观念,依据学生学习的方法以及项目和活动的特点,恰当灵活的选择教学方法以提升课堂组织的效果,使学科知识在课堂中的呈现更具针对性和有效性.S T E AM 教师P K 的组成及其成分之间的关系如图４所示.图４㊀S T E A M 教师P K 的组成３．３㊀以T K (技术知识)为工具技术知识对于教学和学习来说都是不可或缺的.掌握技术知识意味着教师应当学会技术本身的知识㊁发展技术的情境化使用能力以及形成通用的技术思维方式,三者之间的相互关系如图５所示.技术本身的知识是指S T E AM 教师应当掌握多种技术的使用原理及方法,只有对技术本身有了足够的了解,才能做到技术与教学的融会贯通.S T E AM 教育强调真实问题的解决和情境的创设,生活中的真实问题往往是结构不良的㊁模糊的㊁多个问题交叠的,解决这样的问题不是一项单独的技术所能完成,它常需要多种技术的结合作用.在掌握技术本身知识的基础上,还应发展教师技术的情境化使用能力,以便应对由情境或问题的复杂性所导致的对大量不同领域技术知识的需要.如今,技术发展一日千里,掌握一种通用的技术思维方式比掌握一种技术更为持久和重要[４].S T E AM 教师应转变角色,从技术的传统使用者变为技术的创新发明者.图５㊀S T E A M 教师T K 的组成３．４㊀在境脉中实践并发展教师T P A C K 知识和能力的习得和应用受多因素的影响,这些因素统称为 境脉因子 [５].受境脉因子的影响,不同的国家㊁不同地区㊁不同学校的S T E AM 教师将表现出不同特点.因此,S T E AM 教师能力模型的构建绝不能忽视境脉的作用.S T E AM 教师在个人发展过程中应理性思考,勤于总结,充分利用境脉因子赋予教师教学的灵活性,通过在不同教学情境中的不断实践,丰富和完善各种境脉下的T P A C K .４㊀结语本研究基于对S T E AM 教育系统的分析以及对目前S T E AM 教师队伍状况的深入思考,以T P A C K 理论为支撑建构了S T E AM 教师能力模型,此模型可以作为S T E AM 教师职前培养的目标,也可以对现有的S T E AM 教师能力水平进行基本的衡量.业内研究者亦可根据此模型更新完善S T E AM 教师能力结构或拓展新的研究领域.参考文献:[１]㊀中华人民共和国教育部．国家中长期教育改革和发展规划纲要(２０１０ ２０２０年)[E B /O L ]．h t t p ://o l d ．m o e ．g o v ．c n //pu b l i c f i l e s /b u s i n e s s /h t m l f i l e s /m o e /m o e _８３８/２０１００８/９３７０４．h t m l ．[２]㊀张海,肖瑞雪,王以宁,等．基于技术接受模型的师范生T P A C K 发展研究[J ]．中国电化教育,２０１５(５):１１１Ｇ１１７．[３]㊀K O E H L E R M ,M I S H R A P ．W h a ti st e c h n o l o g i c a lc o n t e n t k n o w l e d g e (T P A C K )?[J ]．C o n t e m p o r a r yI s s u e s i nT e c h n o l o Ｇg y an dT e a c h e rE d u c a t i o n ,２００９,９(１):６０Ｇ７０．[４]㊀吴焕庆,余胜泉,马宁．教师T P A C K 协同建构模型的构建及应用研究[J ]．中国电化教育,２０１４(９):１１１Ｇ１１９．[５]㊀刘艳华,徐鹏,王以宁．教师整合技术的学科教学知识(T P A C K )境脉因子模型构建研究[J ]．现代远距离教育,２０１５(２):６０Ｇ６６．３基于I S M 法的教育技术专业必修课程分析以文山学院为例曹㊀知(文山学院信息科学学院,云南文山６６３０９９)㊀㊀摘㊀要:高校课程体系中要素众多,课程设置具有一定的复杂性.解释结构模型法(I S M 法)用图论思想处理复杂要素之间的关系,并予以直观化呈现.以文山学院为例,利用I S M 法分析教育技术学专业必修课程的层次结构,为课程设置提供参考.㊀㊀关键词:I S M ;教育技术;课程;文山学院㊀㊀中图分类号:G ４３４㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:１６７２Ｇ７８００(２０１９)０３Ｇ０００４Ｇ０４收稿日期:２０１８Ｇ１０Ｇ１０作者简介:曹知(１９８８Ｇ),男,硕士,文山学院信息科学学院教师,研究方向为数字媒体㊁智慧化学习.０㊀引言在课程体系中,根据培养目标进行课程设置和安排是一个重要的环节.除了课时㊁学分等因素外,还需要分析课程之间的关系.教育技术学作为一门交叉学科,课程体系有一定的复杂性,涉及到教育学㊁心理学㊁计算机科学㊁传播学等学科.各院校办学定位及专业师资环境不同,开设专业时有不同的侧重,课程设置也有所差异.课程体系的复杂性㊁差异性等因素,在实际的课程设置中依靠主观判断难以准确系统确定课程之间的层次关系.解释结构模型法(I n t e r p r e t i v e S t r u c t u r a l M o d e l i n gM e t h o d ),简称I S M 分析法,是W a r f i e l d 在１９７３年提出的基于图论研究社会系统中复杂要素间关联结构的方法[１].本文正是利用I S M 分析法对文山学院教育技术学本科专业的课程设置进行分析和探讨,对主要课程的设置提供一个较为客观的参考.使用I S M 法进行分析时,要经过抽出要素㊁[６]㊀S A N D E R S ,M．S T E M ,S T E M e d u c a t i o n ,S T E Mm a n i a [J ]．T h eT e c h n o l o g y T e a c h e r ,２００９,６８(４):２０Ｇ２６．[７]㊀宁虹．教师能力标准理论模型[J ]．教育研究,２０１０(１１):７７Ｇ８２．[８]㊀MO U S AC ．D o e s９r e s e a r c h Ｇb a s e d p r o f e s s i o n a ld e v e l o p m e n t m a k ea d i f f e r e n c e ?A l o n g i t u d i n a li n v e s t i g a t i o n o ft e a c h e r l e a r n i n g i nt e c h n o l o g y i n t e g r a t i o n [J ]．T h eT e a c h e r sC o l l e ge R e c o r d ,２００９,１１１(５):１１９５Ｇ１２４１．[９]㊀N I E S S ,M．L ,P r e p a r i n g te a c h e r s t o t e a c hs c i e n c ea n dm a t h e Ｇm a t i c sw i t ht e c h n o l o g y :D e v e l o p i n g at e c h n o l o g yp e d a g o g i c a l c o n t e n tk n o w l e d g e [J ]．T e a c h i n g an d T e a c h e r E d u c a t i o n ,２００５(２１):５０９Ｇ５２３．[１０]㊀余胜泉,胡翔．S T E M 教育理念与跨学科整合模式[J ]．开放教育研究,２０１５,２１(４):１３Ｇ２１．[１１]㊀师保国,高云峰,马玉赫．S T E AM 教育对学生创新素养的影响及其实施策略[J ]．中国电化教育,２０１７(４):７５Ｇ７９．[１２]㊀赵中建,龙玫．美国S T E M 学习生态系统的构建[J ]．教育发展研究,２０１５(５):６１Ｇ６６．[１３]㊀赵玉婷,王卓玉．初中«研究性学习»的课程设计与实施策略研究 基于S T E M 教育理念的思考[J ]．现代远距离教育,２０１７(４):３８Ｇ４３．[１４]㊀张凤娟,林娟,贺爽．大学英语教师T P A C K 特点及其发展研究[J ]．中国电化教育,２０１５(９):１２４Ｇ１２９．[１５]㊀徐鹏,张海,王以宁,等．T P A C K 国外研究现状及启示[J ]．中国电化教育,２０１３(９):１１２Ｇ１１６．[１６]㊀吴焕庆,丁杰,余胜泉．整合技术的学科教学法知识(T P A C K )研究的现状和发展趋势[J ]．远程教育杂志,２０１２(６):９４Ｇ９９．[１７]㊀江丰光,吕倩如．S T E M 教师教学反思日志分析研究[J ]．开放教育研究,２０１７,２３(３):８０Ｇ８６．[１８]㊀徐鹏,刘艳华,王以宁,等．整合技术的学科教学知识(T P A C K )测量方法国外研究现状及启示[J ]．电化教育研究,２０１３(１２):９８Ｇ１０１．[１９]㊀许如聪,董艳,鲁利娟．基于九因子模型的新手教师T P A C K知识结构分析[J ]．现代远程教育研究,２０１５(１):９８Ｇ１０５．[２０]㊀胡畔,蒋家博,陈子超．我国中小学S T E AM 教育发展的现实问题与路径选择[J ]．现代教育技术,２０１６(８):２２Ｇ２７．(编辑:李㊀飒)。