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美國STEM研究生合作培養(yǎng)的特點(diǎn)與啟示

作者:MOOC 發(fā)布時間:

美國STEM研究生合作培養(yǎng)的特點(diǎn)與啟示

作者:MOOC 發(fā)布時間:

摘要:STEM研究生的培養(yǎng)不只是學(xué)校的職責(zé),還需要高校、研究機(jī)構(gòu)、中小學(xué)等的合作。

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摘要:STEM研究生的培養(yǎng)不只是學(xué)校的職責(zé),還需要高校、研究機(jī)構(gòu)、中小學(xué)等的合作。本文通過解讀《美國國家科學(xué)基金會K-12教育中的STEM研究生(GK-12)項(xiàng)目指南》,探討STEM研究生合作培養(yǎng)的多元模式、組織結(jié)構(gòu)、人員招聘、實(shí)施要素、項(xiàng)目評價等。文章最后提出了美國STEM研究生合作培養(yǎng)的啟示,包括:注重研究生合作培養(yǎng)的可持續(xù)性和資金來源的多元化;建立高效的組織結(jié)構(gòu);嚴(yán)格選擇研究生培養(yǎng)的合作伙伴;形成優(yōu)質(zhì)的合作關(guān)系;科學(xué)評價合作培養(yǎng)的效果等。

關(guān)鍵詞:STEM教育;STEM研究生;合作培養(yǎng)

一、引言

STEM教育除了關(guān)注K-12階段教育外,還應(yīng)注重STEM研究生的培養(yǎng)。STEM研究生的培養(yǎng)不能局限于大學(xué)的教學(xué)場所,而應(yīng)使高校、K-12學(xué)校、政府和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)等形成合作關(guān)系,共同從事這一工作,從而提高研究生的教學(xué)技能,提升K-12學(xué)校的教育質(zhì)量。

美國國家科學(xué)基金會1999年推動實(shí)施了(GK-12)項(xiàng)目(Graduate STEM fellows in K-12 edu-cation Program),促進(jìn)高等教育機(jī)構(gòu)與當(dāng)?shù)貙W(xué)校、研究機(jī)構(gòu)的合作,支持高校教師、研究員(STEM領(lǐng)域科學(xué)家)、研究生和IK12教師等形成合作關(guān)系,為研究生提供豐富的STEM課程內(nèi)容,提升培養(yǎng)質(zhì)量。

  • (一)項(xiàng)目實(shí)施流程

GK-12項(xiàng)目從設(shè)計、實(shí)施和可持續(xù)性角度討論了STEM研究生合作培養(yǎng)問題,為高校教師、K-12教師和研究員提供參加STEM研究生合作培養(yǎng)的機(jī)會。STEM研究生合作培養(yǎng)項(xiàng)目主要包括以下步驟(見圖1):一,選擇合適的合作培養(yǎng)模式,確定培養(yǎng)方式及程度;二,建立合作關(guān)系,明確參與合作培養(yǎng)的人員及其職責(zé),形成組織結(jié)構(gòu);三,招聘人員,包括STEM研究生、K-12教師、研究員和高校教師;四,根據(jù)預(yù)先制定的研究生培養(yǎng)計劃,開展研究生合作培養(yǎng)活動,并評價合作培養(yǎng)的進(jìn)展情況;五,將培養(yǎng)目標(biāo)、活動和成效傳播給更廣泛的受眾,讓利益相關(guān)者了解STEM研究生合作培養(yǎng)的積極影響。

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  • (二)多元合作培養(yǎng)模式

合作培養(yǎng)模式體現(xiàn)了研究員在STEM研究生培養(yǎng)中的參與方式和參與程度,主要包括研究員-高校教師合作關(guān)系模式、常駐研究員模式、研究員在不同學(xué)校工作模式、移動課程模式等(Ibarra,2016)。

其中,作為最常見模式的“研究員-高校教師合作關(guān)系”是指為每個高校教師或規(guī)模較小的高校教師團(tuán)隊指定一名研究員,他們共同制定和實(shí)施課程計劃。“常駐研究員模式”指研究員常駐學(xué)校后向研究生提供STEM課程和研究指導(dǎo)。“研究員在不同學(xué)校工作模式”要求研究員面向偏遠(yuǎn)地區(qū)不同學(xué)校開展教學(xué)活動、提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)?!耙苿诱n程模式”是一種適用于遠(yuǎn)程或分散地點(diǎn)的模式,研究員利用移動實(shí)驗(yàn)室向研究生傳授STEM領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

選擇STEM研究生合作培養(yǎng)模式應(yīng)考慮以下問題(Ibarra,2016):1)當(dāng)?shù)豄-12學(xué)校與高校師生合作的政策是什么?2)是否有適合研究生培養(yǎng)的研究機(jī)構(gòu)?3)研究生可以步行或開車去學(xué)校,還是必須走很遠(yuǎn)的路,或者需要住宿過夜?4)研究生參與K-12學(xué)?;蛘n程相關(guān)的活動嗎?5)高校如何管理研究生合作培養(yǎng)?6)高校與K-12學(xué)校、研究機(jī)構(gòu)之間是否就研究生培養(yǎng)建立了合作伙伴關(guān)系?

  • (三)有效的組織結(jié)構(gòu)

STEM研究生合作培養(yǎng)需要根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo),選聘合適的工作人員,確定不同人員職責(zé),從而形成有效的組織結(jié)構(gòu)。STEM研究生合作培養(yǎng)的關(guān)鍵成員包括負(fù)責(zé)人、評價者、咨詢委員會、高校教師、研究員、K-12教師和研究生等(見圖2)。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)與咨詢委員會合作,明確研究員和高校教師的具體角色,并為他們提供培訓(xùn)和指導(dǎo)。

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項(xiàng)目負(fù)責(zé)人包括高校教師以及教育專家,主要負(fù)責(zé)研究生合作培養(yǎng)的決策、指導(dǎo)與評價工作。高校管理者為STEM研究生合作培養(yǎng)提供支持和保障,分析研究員-高校教師合作帶來的影響,與負(fù)責(zé)人討論合作的進(jìn)展和成效。

評價者根據(jù)目標(biāo)和計劃分析研究生合作培養(yǎng)存在的問題以及與預(yù)期成果間的差距,評價研究員和高校教師的能力、研究員-高校教師合作關(guān)系。

咨詢委員會由STEM行業(yè)專家和教育專家組成。工作職責(zé)包括為研究員和高校教師提供培訓(xùn)建議,根據(jù)收集的數(shù)據(jù)提出研究生合作培養(yǎng)的改進(jìn)建議。

高校教師的職責(zé)包括:提供教學(xué)活動的反饋,協(xié)助研究員準(zhǔn)備教學(xué)材料;指導(dǎo)研究生寫作技能;記錄研究生的發(fā)展,引導(dǎo)他們保持學(xué)業(yè)之間的平衡。

研究員的職責(zé)包括:在實(shí)驗(yàn)室、工作坊等方面支持研究生研究活動;準(zhǔn)備研究生教學(xué)的相關(guān)課程;參與一名或多名研究生的指導(dǎo)工作。

K-12教師的職責(zé)包括:與一名或多名研究員共同設(shè)計并實(shí)施課程;參加夏季和學(xué)期培訓(xùn)活動相關(guān)會議;在研究員的實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)課或現(xiàn)場試驗(yàn)。

二、師資招聘

STEM研究生合作培養(yǎng)效果一定程度上取決于研究員和高校教師等合作伙伴的素質(zhì)。研究生培養(yǎng)合作伙伴的招聘和甄選工作一般由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人牽頭的甄選委員會完成。甄選委員會通常包括研究生合作培養(yǎng)主管、高校教師(至少包括一名STEM高校教師)和研究員,可能還包括高校教育管理者和評價者。

  • (一)多元方式分享資訊招聘高校教師

STEM研究生合作培養(yǎng)離不開研究員的專業(yè)指導(dǎo)及高校教師的配合。高校領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)廣泛宣傳研究生合作培養(yǎng)的成效,吸引優(yōu)秀高校教師參加。招聘高校教師的策略包括(Ibarra,2016):1)通過網(wǎng)站、校報、研究論壇和同行評議的文章向高校教師傳播研究生合作培養(yǎng)的優(yōu)勢;2)強(qiáng)調(diào)合作培養(yǎng)對研究生發(fā)展和求職等的積極影響,在研討會上傳播研究生合作培養(yǎng)成效;3)邀請潛在的高校教師參與研究生合作培養(yǎng)會議和相關(guān)工作。

  • (二)采用考察等方式招聘K-12教師

K-12教師協(xié)助和指導(dǎo)研究生開展STEM課程教學(xué)活動。優(yōu)秀的IK12教師能夠通過培訓(xùn)提升教學(xué)效能,適時接受新的方法和技術(shù),愿意與研究員、高校教師合作開展STEM研究生教學(xué)活動。

招聘優(yōu)秀且合適的K-12教師,可采取以下策略(Ibarra,2016):1)為IK12教師提供非正式講座;2)邀請IK12教師參加研究生合作培養(yǎng)會議;3)與K-12教師分享研究生合作培養(yǎng)對學(xué)校和自身專業(yè)發(fā)展的益處;4)讓IK12教師與研究生一起工作,以便熟悉STEM研究生的學(xué)習(xí)和研究情況。

  • (三)根據(jù)教學(xué)需要招聘研究員

研究員能夠教學(xué)或有興趣提高教學(xué)技能,愿意將STEM知識呈現(xiàn)給研究生;參加專業(yè)培訓(xùn),不斷提升教學(xué)能力;填寫和分享教學(xué)計劃、會議活動等安排;與多方交流,分享合作培養(yǎng)的經(jīng)驗(yàn)和問題。

為招聘優(yōu)秀的研究員,學(xué)校可采取的策略包括(Ibarra,2016):1)將研究生合作培養(yǎng)的益處通過網(wǎng)站、報紙等傳播給潛在的研究員;2)向?qū)W術(shù)組織和研究團(tuán)體介紹研究生合作培養(yǎng)的成效,并強(qiáng)調(diào)合作培養(yǎng)對研究員職業(yè)發(fā)展的積極影響;3)邀請潛在的研究員參與研究生合作培養(yǎng)的研討會和具體工作;4)讓申請者清楚地了解研究員的工作、教學(xué)及生活狀態(tài)等。

  • (四)明確合作培養(yǎng)對相關(guān)人員的要求

為建立有序、高效的團(tuán)隊,除了對不同崗位的人員有明確的職責(zé)要求外,還應(yīng)針對不同人員的特點(diǎn)提出具體指導(dǎo)(Ibarra,206)。

STEM研究生應(yīng)了解參加合作培養(yǎng)對于自身學(xué)業(yè)和事業(yè)目標(biāo)的價值;合作培養(yǎng)的研究生、高校教師應(yīng)在專業(yè)會議上分享經(jīng)驗(yàn),并在培訓(xùn)、招聘和部門研討會上陳述或分發(fā)信息材料,交流參加研究生合作培養(yǎng)的優(yōu)勢。

高校教師需要知道合作培養(yǎng)對研究生成長的好處,明白合作培養(yǎng)可以使研究生成為更好的科學(xué)傳播者、高校教師和STEM研究員;可以在院系研討會上強(qiáng)調(diào)研究生合作培養(yǎng)如何與院系目標(biāo)、參加者的學(xué)術(shù)利益及專業(yè)整體發(fā)展利益相符合;為研究員與研究生合著的論文提出建議。

高校管理者應(yīng)知道研究生合作培養(yǎng)的使命和目標(biāo),了解研究員、教職工和部門如何從合作培養(yǎng)中獲益。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)該向高校管理者提供研究生合作培養(yǎng)的簡要介紹及其對合作培養(yǎng)參與者的影響,邀請高校管理者描述和歸納研究員、高校教師和K-12教師的教學(xué)活動。

K-12教師需要了解合作培養(yǎng)所帶來的價值,并參加教學(xué)活動、實(shí)地考察,了解培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)進(jìn)度以及提供服務(wù)的信息,建立合作培養(yǎng)的興趣。

并非所有科學(xué)家都能參加研究生合作培養(yǎng)活動,但如果他們認(rèn)識到研究生合作培養(yǎng)的價值,會以各種方式支持教學(xué)活動。

三、實(shí)施

研究員-高校教師合作關(guān)系建立需要眾多要素的支持,包括良好的研究生合作培養(yǎng)實(shí)施計劃、合作伙伴明確的期望、支持團(tuán)隊開展合作培養(yǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施、合作培養(yǎng)團(tuán)隊成功溝通的策略、確保研究員-高校教師團(tuán)隊有效工作的管理等。

  • (一)實(shí)施要素

研究生合作培養(yǎng)實(shí)施前需要對培養(yǎng)活動和人員分配制定計劃。團(tuán)隊人員將相關(guān)要素與預(yù)期的培養(yǎng)成果聯(lián)系起來,共同規(guī)劃如何組織培養(yǎng)活動。其中,研究生合作培養(yǎng)活動主要包括師資招聘、高校教師指導(dǎo)、教學(xué)活動和研討會等。

研討會對研究員-高校教師合作關(guān)系的建立十分重要,是分享研究生合作培養(yǎng)目標(biāo)和伙伴關(guān)系的理想時機(jī),明確所有合作伙伴的期望,解釋相關(guān)政策和研究生合作培養(yǎng)的要求,為即將到來的學(xué)年計劃活動提供參考。

研討會的成功舉辦需要眾多支持,包括知識淵博、熱情友好的領(lǐng)導(dǎo)者,明確的目標(biāo)、優(yōu)秀的案例和詳細(xì)的議程,可以立即付諸實(shí)踐的具體想法,大量互動和多樣的活動,與會者有時間和機(jī)會分享相關(guān)經(jīng)驗(yàn)并有制定實(shí)施計劃的時間。

  • (二)實(shí)施準(zhǔn)備

1.采用創(chuàng)新的方法聘請合作伙伴

聘請研究員有很多創(chuàng)新的方法:可以到研究機(jī)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室等實(shí)地考察,了解研究員等的研究情況;邀請當(dāng)?shù)豄-12教師與高校教師共同開展教學(xué)活動;根據(jù)研究生的反饋,判斷合作培養(yǎng)需要哪些合作伙伴,并采用有效方法開展招聘。

研究員和高校教師有著不同的學(xué)習(xí)和社會背景以及個性特點(diǎn),因此高校管理者在招聘中應(yīng)充分考慮研究生合作培養(yǎng)的文化多樣性和包容性,為招聘來的研究員和高校教師提供分享各自文化背景以及探討彼此異同的機(jī)會。在如何聘用研究員和高校教師的問題上,高校管理者可以向德高望重且了解STEM教育的人士征求意見。

2.構(gòu)建交流環(huán)境探討合作方式

招聘機(jī)構(gòu)首先要將主要人員聚集起來,為形成合作愿景提供討論機(jī)會;然后通過基于探究的教學(xué)和相關(guān)的研討學(xué)習(xí),促進(jìn)研究員和高校教師之間的互動;最后開發(fā)優(yōu)秀的課程資源,形成一系列開放示范課程,使更多研究生獲得優(yōu)秀課程資源。

3.采用科學(xué)的教學(xué)方法

高校教師和研究員的課堂教學(xué)效果直接影響STEM研究生培養(yǎng)質(zhì)量,所以提升其教學(xué)水平十分關(guān)鍵。應(yīng)用科學(xué)的教學(xué)方法,關(guān)鍵要明確教學(xué)目標(biāo),并收集證據(jù)了解研究生學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)到的程度,將相關(guān)數(shù)據(jù)與高校教師和研究員分享,使他們知道教學(xué)進(jìn)展情況、教學(xué)活動效果。

判斷教學(xué)活動質(zhì)量高低的依據(jù)是研究員與高校教師的合作關(guān)系能否拓展研究生的STEM知識。為確保所采用教學(xué)方法的科學(xué)性,高校教師和研究員必須思考以下問題(Ibarra,2016):1)研究生應(yīng)知道什么、學(xué)會做什么?2)哪些STEM知識和技能與研究生教學(xué)相關(guān)?3)課程教學(xué)的熟練程度和精通程度怎樣?4)如何評估研究生對所學(xué)內(nèi)容和技能的精通和熟練程度?5)哪些評估方法使家長和其他感興趣的人員信服?

  • (三)研究員-高校教師的合作

建立成功合作關(guān)系的關(guān)鍵是要了解每位合作伙伴的優(yōu)勢及其需求,并制定滿足相應(yīng)需求的策略。在伙伴關(guān)系中,高校教師提供課堂管理、溝通和教學(xué)技能的經(jīng)驗(yàn),研究員則提供尖端的研究專長和STEM知識。兩者在STEM課堂協(xié)作,共同引導(dǎo)STEM研究生學(xué)習(xí)和應(yīng)用STEM課程。

1.分析研究員與高校教師在課堂中的角色

明確高校教師和研究員的角色有助于創(chuàng)建充滿活力和富有成效的伙伴關(guān)系。研究生合作培養(yǎng)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)對合作伙伴有明確的期望,并盡早說明角色要求。

首先,研究員扮演著專業(yè)科學(xué)家的角色,和高校教師共同制定創(chuàng)新性的課程計劃,將當(dāng)前的研究熱點(diǎn)與課程標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合起來;為研究生提供的支持包括擔(dān)任榜樣、高校教師和K-12教師,并與研究生分享他們的科研經(jīng)驗(yàn)。其次,高校教師應(yīng)知道如何向K12教師和公眾傳達(dá)合作培養(yǎng)的想法,以及如何創(chuàng)建良好的課堂秩序,使課堂成為包容性的合作學(xué)習(xí)場所。最后,研究員在STEM課堂中應(yīng)扮演積極合作伙伴的角色,通過社交媒體和學(xué)術(shù)研討活動將研究領(lǐng)域的專業(yè)知識融入課堂教學(xué)。

2.發(fā)揮研究員的指導(dǎo)作用,提升與高校教師合作的品質(zhì)

在高校教師-研究生合作關(guān)系中,高校教師常常搭建研究員和研究生之間的橋梁。高校教師-研究生角色模型對研究生的學(xué)業(yè)成績和早期職業(yè)選擇的影響十分顯著。作為研究領(lǐng)域的科學(xué)家,研究員成為研究生的榜樣,影響研究生對STEM課程的看法,并激起他們涉足STEM領(lǐng)域的興趣。

研究員可以通過與研究生分享他們的職業(yè)經(jīng)驗(yàn)、教育經(jīng)歷、研究過程等樹立榜樣形象,詮釋高校教師角色;通過一對一輔導(dǎo)或課下面對面交流的方式建立指導(dǎo)關(guān)系,鼓勵研究生長期從事研究工作;擔(dān)任導(dǎo)游,向研究生展示實(shí)驗(yàn)室,或者讓他們參與學(xué)校研究活動。

研究員在指導(dǎo)研究生完成STEM學(xué)習(xí)活動時,應(yīng)注意以下幾點(diǎn)(Ibarra,2016):1)與研究生分享職業(yè)愿景及產(chǎn)生愿景的經(jīng)歷;2)鼓勵研究生尊重和傳播高校教師的創(chuàng)新觀點(diǎn);3)向研究生提出問題并積極傾聽;4)坦誠地傳達(dá)并及時反饋研究生的學(xué)習(xí)績效;5)幫助研究生聯(lián)系與興趣相關(guān)的其他科學(xué)家或?qū)W術(shù)組織;6)營造信任和開放的研討氛圍;7)與高校教師一起解決跨性別、跨種族和跨文化問題,建立研究生對高校教師角色的期望;8)對所有研究生均抱有很高期望,但要設(shè)法抑制完美主義。

3.形成研究員-高校教師合作伙伴關(guān)系,提升研究生培養(yǎng)質(zhì)量

創(chuàng)建良好的“研究員-高校教師”合作關(guān)系需要研究生合作培養(yǎng)管理團(tuán)隊、高校教師、研究員及K-12教師的共同努力。管理團(tuán)隊?wèi)?yīng)闡明高校教師和研究員在課堂中的角色;組織研究員和高校教師定期召開會議,并協(xié)調(diào)會議的主題與形式,如以電子郵件方式分享即將實(shí)施的課程信息。研究員和高校教師應(yīng)定期見面并討論如何處理合作培養(yǎng)中可能出現(xiàn)的問題。此外,研究員-高校教師合作伙伴還可以通過設(shè)定目標(biāo)和預(yù)期標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)學(xué)生的自我評價;圍繞學(xué)習(xí)問題進(jìn)行交流,縮小現(xiàn)狀和期望績效之間的差距。

研究員和高校教師需要交流對各自角色的看法和彼此的期望。研究員要尊重高校教師在課堂中的權(quán)威地位,高校教師應(yīng)尊重研究員的STEM研究。作為教育學(xué)專家,高校教師的角色定位是引導(dǎo)研究員掌握有效的教學(xué)方法和課堂管理方式。研究員應(yīng)在課程開發(fā)中向高校教師提供最新的STEM知識內(nèi)容,并搜尋學(xué)術(shù)研究和課程教學(xué)之間的聯(lián)系。高校教師可以參觀研究員的實(shí)驗(yàn)室,了解他們的研究,研究員則應(yīng)了解高校教師和研究生的課程需求。

四、探究學(xué)習(xí)案例

研究員和高校教師通過讓研究生參與探究,將真實(shí)的科學(xué)知識帶到課堂。實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的主要途徑是將研究員的研究活動納入課堂,通過與高校教師合作、與研究生互動,滿足研究生培養(yǎng)的要求。

  • (一)STEM研究生探究學(xué)習(xí)的基本步驟

真實(shí)的科學(xué)探究表現(xiàn)為高校教師、研究生和研究員一起探索研究問題。探究教學(xué)法是研究員將研究成果轉(zhuǎn)化為課堂活動的有效工具。高校教師在引導(dǎo)研究員將學(xué)術(shù)知識轉(zhuǎn)化為研究生的STEM內(nèi)容和研究技能方面起著關(guān)鍵作用。STEM研究生探究學(xué)習(xí)設(shè)計遵循5E教學(xué)模式,即參與(Engagement)、探究(Exploration)、解釋(Explanation)、闡述(Elabora-tion)和評價(Evaluation)(見圖3)。該模式采用以研究生為學(xué)習(xí)中心的教學(xué)方式,符合STEM教育活動的綜合性、實(shí)踐性和靈活性的特點(diǎn)。研究生在探究學(xué)習(xí)過程中,首先提出問題和細(xì)化問題,在此基礎(chǔ)上設(shè)計和開展研究,然后收集和分析數(shù)據(jù),最后得出結(jié)論和評價結(jié)果。

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表一在5E模型的基礎(chǔ)上,詳細(xì)闡述了高校教師在不同探究階段采取的教學(xué)措施,為研究員及高校教師將STEM研究與實(shí)踐融合到課堂提供了參考和借鑒。研究員可以通過多種途徑將科學(xué)研究帶到課堂,包括:在課堂教學(xué)中拓展STEM課程知識;支持以研究生為主導(dǎo)的合作培養(yǎng);將研究生帶到現(xiàn)場,參觀STEM領(lǐng)域的研究;為研究生提供參與科學(xué)展覽或研究成果分享的機(jī)會。

  • (二)STEM研究生探究學(xué)習(xí)的水平劃分

在STEM研究中,研究生針對問題開展探究學(xué)習(xí),并基于證據(jù)形成問題解決方案。STEM研究生探究水平分四個等級:確定性探究、結(jié)構(gòu)化探究、有指導(dǎo)的探究和開放式探究(見表二)。

其中,“確定性探究”指研究生按照預(yù)定程序驗(yàn)證某個科學(xué)原理,探究結(jié)果已經(jīng)確定并為其知曉。“結(jié)構(gòu)化探究”指在沒有預(yù)先確定答案的情況下,研究生按照既定程序解決高校教師提出的問題,最終結(jié)論由探究過程決定?!坝兄笇?dǎo)的探究”指研究生在沒有預(yù)先確定方法的情況下,根據(jù)高校教師所提問題設(shè)計探究過程,探究結(jié)果依據(jù)探究情況而定?!伴_放式探究”指研究生在沒有預(yù)先確定問題的情況下,提出探究問題,通過所設(shè)計的探究計劃解決問題。

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  • (三)研究員把STEM內(nèi)容和研究融合到研究生探究學(xué)習(xí)中

高校教師和研究員共同努力,將STEM研究融合到課堂,采用探究教學(xué)或其它研究經(jīng)驗(yàn)滿足研究生特定的利益、背景和需要。

1.將STEM內(nèi)容和研究融入課堂的方法

研究員把STEM研究融入課堂的方法很多,例如,通過分享個人經(jīng)歷向研究生展示STEM職業(yè)生涯,引導(dǎo)他們進(jìn)入相關(guān)的研究領(lǐng)域;或者通過STEM軟件、圖書館數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)課程材料等,將探究學(xué)習(xí)融入課堂。

研究員和高校教師應(yīng)在學(xué)年開始前,研討課程標(biāo)準(zhǔn),確定研究員的研究可否適應(yīng)課程,并獲得教學(xué)設(shè)計和課堂管理的建議。有時探究教學(xué)并不是首選的教學(xué)方法,其它方法更有效(見表三)。探究教學(xué)的缺點(diǎn)是研究員和高校教師需要大量課堂時間開展教學(xué)活動。當(dāng)然,任課高校教師最終決定采用何種教學(xué)方法。

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2.STEM內(nèi)容和研究融入課堂的關(guān)鍵:研究員的引導(dǎo)

為了保證更好地將STEM內(nèi)容與研究融入課堂,研究員課前應(yīng)準(zhǔn)備好所需教學(xué)材料,提前操練課堂實(shí)踐活動;為高校教師和研究生準(zhǔn)備學(xué)術(shù)文章或其它材料,引導(dǎo)他們初步了解即將學(xué)習(xí)的知識;分享自己的職業(yè)道路、所遇的阻礙和解決的問題,讓研究生認(rèn)識學(xué)術(shù)研究活動;向研究生展示STEM課程或活動與實(shí)際的聯(lián)系,并用動手實(shí)踐活動吸引研究生。

課堂上,研究員的提問要公平,確保每個研究生積極參與;應(yīng)關(guān)注研究生課外生活,并表現(xiàn)出進(jìn)一步了解個人的興趣傾向;幫助研究生參加科學(xué)倶樂部等課外活動;積極與研究生溝通,激發(fā)他們對STEM課程的熱情。制定課程計劃的有效方法是反向課程計劃設(shè)計模型(見表四)。通過該模型,高校教師和研究員從確定某個單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)開始,將STEM研究和專業(yè)知識納入研究生課程。

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五、環(huán)境建構(gòu)

STEM教育活動的開展不應(yīng)僅靠學(xué)校力量,要充分動員各種機(jī)構(gòu)和專業(yè)人士等社會資源與學(xué)校建立合作關(guān)系,使學(xué)生擁有更多的自主選擇權(quán)和更大的發(fā)展空間(趙中建等,2015)。因此,STEM研究員與K-12教師的合作不應(yīng)局限于學(xué)校環(huán)境,還應(yīng)在非正式學(xué)習(xí)環(huán)境中開展研究生培養(yǎng)工作。STEM教育的研究生培養(yǎng)不應(yīng)停留在本國,應(yīng)具備國際的眼光。

  • (一)借助社區(qū)與非正式學(xué)習(xí)超越課堂局限

1.非正式STEM學(xué)習(xí)環(huán)境的搭建

STEM研究生在非正式學(xué)習(xí)環(huán)境開展學(xué)習(xí),對研究員和高校教師提出很大挑戰(zhàn)。他們需要留出研究生選擇及設(shè)計學(xué)習(xí)活動的機(jī)會,并保證學(xué)習(xí)活動的有效性;利用現(xiàn)有資源和組織支持活動,設(shè)計動手實(shí)踐活動;了解研究生的年齡和先前經(jīng)驗(yàn)。鑒于多個機(jī)構(gòu)可能在制度文化上的不同,高校教師應(yīng)定期召集利益相關(guān)者開會,計劃安排協(xié)作所需的時間、資金、人員等。

2.非正式課余科學(xué)活動的開展

研究員和高校教師在非正式學(xué)習(xí)環(huán)境開展教學(xué)工作,鼓勵研究生參加一系列課外實(shí)踐活動,如科學(xué)節(jié)、實(shí)地考察、科學(xué)夏令營和科學(xué)博覽會(Maryland State Department of Education,2011)。IK12教師和高校教師要與STEM研究生互動,引導(dǎo)他們參與科學(xué)實(shí)踐。

首先,舉辦科技節(jié)活動弘揚(yáng)科學(xué)精神,培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新意識、實(shí)踐能力和科學(xué)素養(yǎng)。高校教師需要了解研究生的需求,指導(dǎo)他們針對性地參與相關(guān)活動。其次,實(shí)地考察接觸當(dāng)?shù)豐TEM環(huán)境。高校教師和研究員利用實(shí)地考察等開展非正式教育活動,讓研究生在探索學(xué)習(xí)中創(chuàng)新。再次,作為社會實(shí)踐活動的重要形式,夏令營是實(shí)施STEM教育的有效途徑,鼓勵符合條件的研究生積極參加夏令營。

最后,科學(xué)博覽會開始前應(yīng)預(yù)先準(zhǔn)備材料以涵蓋科學(xué)實(shí)驗(yàn)的特征、問題或假設(shè)等;提前與研究生協(xié)調(diào),了解他們的意見和要求,使相關(guān)活動與其興趣相符。

  • (二)開展國際合作,提升研究生培養(yǎng)效果

隨著全球化進(jìn)程的加快,國際間的合作將為所有STEM研究生帶來新的學(xué)習(xí)機(jī)遇。STEM研究生通過訪問、吸收他國STEM教育的精華,反思本國STEM教育存在的問題,以國際眼光開展學(xué)習(xí)活動。

1.國際合作對STEM研究生的影響

國際合作為STEM研究生提供了獨(dú)特的學(xué)習(xí)機(jī)會。STEM研究生可以了解STEM如何在全球社會中發(fā)揮作用以及如何為未來的合作開發(fā)網(wǎng)絡(luò):通過訪問其他國家的高?;驒C(jī)構(gòu),STEM研究生有機(jī)會學(xué)習(xí)如何在世界其他地區(qū)開展研究,以不同的方式分析和解決問題;在合作中學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),以及獲得國內(nèi)機(jī)構(gòu)沒有的資源;通過與國外研究員、高校教師和研究生建立合作,見證不同國家STEM教育的成功與挑戰(zhàn),體驗(yàn)國外STEM教室,學(xué)習(xí)新的教學(xué)方法。

2.開展國際合作培養(yǎng)的流程

國際合作需要制訂詳實(shí)的訪問計劃清單,以確定訪問的目的、國家、潛在的合作伙伴和外國同行等。表五提供了與會者在國際體驗(yàn)前后需準(zhǔn)備的材料和相應(yīng)要求。

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為了使STEM研究生在國際訪學(xué)中有較大收獲,高校教師要引導(dǎo)他們與東道國高校的研究員、研究生和高校教師形成合作關(guān)系。當(dāng)然,出訪的研究員和高校教師也要學(xué)習(xí)和研究東道國的STEM教育系統(tǒng),與當(dāng)?shù)匮芯繂T、高校教師建立合作,共同開展STEM研究生合作培養(yǎng)。

六、總結(jié)與反思

當(dāng)前,我國研究生教育正處在由大國向強(qiáng)國邁進(jìn)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期,提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量成為研究生教育改革發(fā)展的核心任務(wù)(周文輝等,203)。STEM教育研究生合作培養(yǎng)注重多機(jī)構(gòu)參與、多人員合作和多層面保障,可以為相關(guān)專業(yè)研究生合作培養(yǎng)提供參考。

  • (一)注重合作培養(yǎng)的可持續(xù)性

STEM研究生合作培養(yǎng)注重可持續(xù)性發(fā)展,即口關(guān)注合作培養(yǎng)給研究生、高校教師、學(xué)校等帶來的益處。要促進(jìn)STEM研究生合作培養(yǎng)的持續(xù)發(fā)展,可以采取下列措施:)高校領(lǐng)導(dǎo)和K-12學(xué)校制定STEM研究生聯(lián)合培養(yǎng)制度;2)建立研究員和高校教師之間的常規(guī)交流方式和交流時間表;3)創(chuàng)造時間和空間,讓高校教師和研究員分享不同的專業(yè)文化;4)建立與K-12教師和高校管理者定期討論研究生合作培養(yǎng)的問題和解決方案。

STEM研究生合作培養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展需要保證資金來源,這可以采取以下措施(Ibarra,2016):1)積極尋求利益相關(guān)者的投資;2)面向研究生合作培養(yǎng)的課程資源得到廣泛應(yīng)用;3)清楚地展示研究生合作培養(yǎng)所取得的成就,并為未來活動提供示范;4)將當(dāng)前和未來的研究生合作培養(yǎng)活動納入新的贈款提案。

  • (二)建立高效的組織結(jié)構(gòu)

領(lǐng)導(dǎo)者、評價者在研究生合作培養(yǎng)中扮演著特定角色。研究生合作培養(yǎng)的開展需要不同領(lǐng)域、不同等級人員的共同努力,因此建立高效的組織機(jī)構(gòu)十分必要。

研究生合作培養(yǎng)開始前,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人要明確設(shè)定人員的組成結(jié)構(gòu),并對崗位人員提出具體的職責(zé)要求。崗位職責(zé)不僅可以作為招聘、考察和評價研究生培養(yǎng)合作伙伴的重要參考,而且有助于合作伙伴明晰自身在研究生合作培養(yǎng)中的地位和作用。

  • (三)嚴(yán)格選擇合作伙伴

研究生合作培養(yǎng)的成功很大程度上依靠高水平合作伙伴,研究生培養(yǎng)合作伙伴可以通過組建甄選委員會選拔,主要包括合作培養(yǎng)負(fù)責(zé)人、STEM研究領(lǐng)域的代表、高校教育管理者等利益相關(guān)者。明確的崗位要求既可作為招聘合作伙伴的依據(jù),又可作為評價合作伙伴的參考標(biāo)準(zhǔn)。為了吸引更多的優(yōu)秀人士參與研究生合作培養(yǎng),管理團(tuán)隊可以廣泛宣傳合作培養(yǎng)的優(yōu)勢,以及對合作伙伴的積極影響。以下問題可以作為選擇合作伙伴的參考(Ibarra,2016)。

對高校教師的咨詢包括高校教師有什么樣的知識結(jié)構(gòu)、教什么課程、教了多少年以及對STEM知識的掌握程度如何?2)對研究員的咨詢包括以前是否有STEM教育經(jīng)驗(yàn)嗎?他們處在職業(yè)生涯的什么階段?一般的研究議程是什么?與研究生的合作關(guān)系怎樣?3)對K-12教師的咨詢包括參與了哪些課程教學(xué)、學(xué)術(shù)研究課題和行業(yè)專業(yè)組織?在研究生合作培養(yǎng)上的績效如何?

  • (四)形成優(yōu)質(zhì)的合作伙伴關(guān)系

STEM研究生合作培養(yǎng)團(tuán)隊要將建立伙伴關(guān)系作為最優(yōu)先的事項(xiàng),制定具體合作計劃;通過多種方式與合作伙伴持續(xù)交流,廣泛宣傳合作培養(yǎng)的積極影響,尋找積極的合作伙伴。

選擇合適的K-12教師的主要條件包括(Ibarra,2016):1)至少有五年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn);2)講授同樣的課程內(nèi)容至少三年;3)有學(xué)習(xí)或深入探究教學(xué)的愿望;4)有興趣參與研究生指導(dǎo)工作;5)掌握教學(xué)方法和技巧,不只講授教學(xué)內(nèi)容;6)把讓研究生喜歡學(xué)習(xí)視為優(yōu)先考慮的事情;7)有時間支持研究員和高校教師的工作。

  • (五)科學(xué)評價合作培養(yǎng)效果

為評價STEM研究生合作培養(yǎng)的效果,設(shè)計評價環(huán)節(jié)的最好方法是從最終目標(biāo)開始,即根據(jù)研究生合作培養(yǎng)目標(biāo)制定評價策略,明確列出短期目標(biāo)和長期目標(biāo),然后以短期目標(biāo)作為過程性評價的依據(jù),以長期目標(biāo)作為衡量研究生合作培養(yǎng)是否成功的標(biāo)準(zhǔn)。

評價者應(yīng)認(rèn)真考慮下面的評價問題:1)研究生合作培養(yǎng)的目標(biāo)是什么?2)如何對目標(biāo)的實(shí)施進(jìn)行評價?3)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度如何?4)結(jié)果能夠通過定性證據(jù)或(和)定量證據(jù)支持嗎?

美國在STEM研究合作培養(yǎng)的多元模式、組織結(jié)構(gòu)、人員招聘、實(shí)施要素、項(xiàng)目評價等開展了探索,但對合作培養(yǎng)有效性方面的研究相對薄弱。從理論上看,STEM研究生合作培養(yǎng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)“1+1>2”的效果。然而,隨著合作培養(yǎng)的不斷開展,不同類型的資源投入逐漸增多,影響因素及其關(guān)系愈加復(fù)雜。如何根據(jù)系統(tǒng)科學(xué)整合不同資源形成有效的合力,如何在不同階段確保合作方式、合作頻度等的科學(xué)性,成為STEM研究生合作培養(yǎng)需要關(guān)注的課題。

盡管美國STEM研究合作培養(yǎng)中對教師、研究生、管理者均提出了更高要求,但相關(guān)要求更多屬于合作培養(yǎng)中應(yīng)該扮演的角色。隨著合作培養(yǎng)的不斷開展,教師、研究生、管理者的能力在不同階段應(yīng)該有所不同,具有不斷發(fā)展、螺旋上升的特點(diǎn)。因此,為促進(jìn)STEM研究合作培養(yǎng)的持續(xù)開展,應(yīng)該為教師、研究生、管理者分別制定面向合作培養(yǎng)過程的能力標(biāo)準(zhǔn),這樣既便于他們前后比較發(fā)現(xiàn)自身能力的不足,尋找改進(jìn)方向,又有利于高校等機(jī)構(gòu)對他們開展過程性評價,有針對性地提供培訓(xùn)服務(wù)。

我國STEM研究生培養(yǎng)雖然與美國有一定差異,但合作培養(yǎng)的本質(zhì)是相同的,均面臨一些共性問題。美國STEM研究生合作培養(yǎng)的理論與實(shí)踐,可以為我國研究生合作培養(yǎng)提供借鑒。這不僅有助于我們整合人力、物力、財力等合作培養(yǎng)所需的資源,而且在教師選聘、教學(xué)設(shè)計和評價改進(jìn)等方面提供了具體方案。當(dāng)然,借鑒美國STEM研究生合作培養(yǎng)的經(jīng)驗(yàn)不意味著將其直接移植到我國就能產(chǎn)生積極效應(yīng)。為了確保我國相關(guān)專業(yè)研究合作培養(yǎng)的開展,就必須結(jié)合我國國情,以社會需求為基礎(chǔ),圍繞創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo),整合高校、中小學(xué)、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)等的豐富教育資源,形成研究生合作培養(yǎng)的支持環(huán)境,構(gòu)建具有中國特色的研究生合作培養(yǎng)模式。

基金項(xiàng)目:2018年度河南省軟科學(xué)研究計劃項(xiàng)目“中小學(xué)數(shù)字教材建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的研制與應(yīng)用研究”(182400410576) ;2017年度河南省優(yōu)勢特色學(xué)科(教育學(xué))建設(shè)課題“教育大數(shù)據(jù)平臺中學(xué)習(xí)分析技術(shù)應(yīng)用的理論探討與實(shí)踐優(yōu)化”(DSJ1709);河南省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2017年度電化教育專項(xiàng)課題“河南省中小學(xué)創(chuàng)客教育與STEAM教育現(xiàn)狀研究” [(2017)-JKGH-DHZX296]。

*作者簡介:趙慧臣,博士,碩士研究生導(dǎo)師,河南大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院現(xiàn)代教育研究所副教授、河南省教育信息化發(fā)展研究中心研究人員,研究方向:教育信息化、STEM教育;馬佳雯,教育技術(shù)學(xué)碩士研究生,河南大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院;馬悅,教育技術(shù)學(xué)本科生,河南大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院。(本文原載于《開放教育研究》2018年第3期)

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