STEAM本土化，教师培训如何开展
为了满足国家未来人才发展的战略需要，STEAM教育在全球得到广泛关注和普及。STEAM在科学、技术、工程学、数学的基础上增加了艺术，旨在运用这五大学科来引导学生对周围世界的探索、对话和批判思考。近年来，国内正式发布了一系列相关政策来支持STEAM教育发展，将STEAM教育、科技创新教育、创新人才培养作为重要目标进行系统规划和部署。目前，我国STEAM教育面临一系列问题与挑战，中国教育科学研究院于2017年6月发布的《中国STEM教育白皮书》（精华版）中专门提到“我国STEM师资队伍整体水平不高，STEM教育目前在学校实施中面临的最大瓶颈就是教师问题”。可见我国在开展STEAM教育过程中，本土STEAM师资的培养应该作为教师研修工作的重要内容。
基于PDCA的STEAM本土化教师培训设计
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PDCA质量管理体系
PDCA理论由美国戴明博士提出，在质量管理领域中应用广泛。该理论将质量管理分为四个阶段，即Plan（计划）、Do（执行）、Check（检查）和Action（修正）。在P（Plan）计划阶段，主要包括明确活动目标、制定活动方案等；在D （Do）执行阶段，需要根据计划阶段设计好的方案进行具体操作和实施，实现计划中的内容；在C（Check）检查阶段，对照计划对执行阶段的成果进行诊断与评价，明确效果，找出问题；在A （Action）修正阶段，对检查阶段的结果进行总结，梳理成功经验，反思失败原因，提出改进措施，为下一轮PDCA循环奠定基础。四个阶段不断循环，周而复始，螺旋上升。每循环一次，解决一些问题，质量就提高一步。
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（1）第一轮循环。聘请美国STEAM教育专家带来原汁原味的培训课程，研修教师通过体验、实践、分析、讨论等环节对STEAM教育有了系统认知和了解。
在P计划阶段，主要进行培训对象的需求调研、培训课程的方案设计、培训日程的时间安排、培训教师的选择聘用等前期筹备工作，完成了理论与实践相结合的课程计划，如表1所示。在D执行阶段，参训教师通过六次专题培训，在专家的带领下了解了STEAM教育的理论，体验了原汁原味的STEAM课程，亲自动手完成了五个STEAM项目。在活动中，研修教师的热情被完全调动起来，参与度极高，更通过活动认识到了团队合作的重要性。在C检查阶段，一方面检查培训对教师发展的促进作用，参训教师在参与培训后能够结合自身的学科特点、学生的知识基础、学校已有的校本资源等因素，进行STEAM课程设计，形成了飞机航行、叶绿素提取、肺活量计的制作等多个课程设计方案。另一方面检查研修教师对培训的满意程度，通过培训后的满意度调查可以看出研修教师对培训效果非常满意。
在A修正阶段，进一步分析反思培训经验。培训采用理论与实践相结合的方式，聘请外教引入原汁原味的培训课程，丰富的培训形式与新颖的培训内容极大地激发了参训教师的培训热情，培训成果显著。然而，如何将培训成果本土化落地并付诸实践是本期培训中发现的不足，也是在下一轮循环中需要解决的问题。
（2）第二轮循环。在第一轮循环的基础上，第二轮循环创新教师研修工作的形式与内容，侧重帮助参训教师对STEAM教育的理念、课程开发、教学方式等建立系统认知，促进STEAM教育在区内校内深入开展。
在P 计划阶段，设计问卷了解学校开设STEAM课程的情况及教师对于STEAM培训的需求，从而更有针对性地设计培训课程。从调查结果看，参训教师一方面希望观摩和学习优秀的课程案例，另一方面关注STEAM课程设计方法，同时希望借鉴其他学校实施STEAM教育的成功经验。因此，在第二轮循环的课程设计中重点关注了STEAM教育与学科教学、STEAM课程设计及应注意的问题、中国STEAM发展等内容，更加注重STEAM教育的本土化。在第一轮循环中，理论与实践相结合的培训形式得到了研修教师的认可与好评，因此，第二轮循环借鉴其成功经验，采用专题讲座、课程体验、入校观摩、教学实践、展示汇报、课程设计工作坊等多种方式，丰富培训形式。课程总体分为集中培训和教学设计与实践两大模块，如表2所示。
在D执行阶段，按照培训设计方案，集中培训包括专家讲座、课程设计工作坊、课程体验、入校观摩、交流分享等多种形式。教学设计和实践主要以小组为单位在各学校进行，按照课程选题与构思、课程设计、课程准备、教学实践、总结反思、调整优化的步骤进行两轮设计与实践，最终形成符合本校特征、符合日常教学需求的STEAM教学课例。
在C检查阶段发现，参训教师在STEAM教学理念和教学能力方面都有了明显提升。在实践环节，各组都基于校情、学情成功设计了本土化的STEAM教学课例，并进行了课堂实践。在A修正阶段，第二轮循环在第一轮循环的基础上更加关注STEAM教育的本土化实践，注重培养参训教师进行STEAM课程开发与教学设计的能力，将培训内容有机转化。通过两轮优化，形成了一批各具特色的本土化STEAM教学案例。部分学校和教师已经在校内开设了由教师自行设计开发讲授的STEAM校本选修课，起到了示范引领作用，带动了全区STEAM教学能力的整体提升。在未来的循环中，将以课题研究或专题研究的形式进一步提炼概括培训成果。
STEAM本土化教师培养模式和实践路径
经过两轮基于PDCA的STEAM本土化教师培训，参训教师已经对STEAM教育建立了系统认知，经过进一步本土化实践，初步探索形成了STEAM本土化教师培养模式和实践路径。
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研修教师的遴选—— 组内异质、组间同质的原则
由于STEAM教育以多学科为基础，因此，在参训教师的遴选方面也本着组内异质、组间同质的原则，即每所学校派出4名不同学科的研修教师组成一个小组，研修教师的学科以数学、物理、化学、生物、技术或艺术学科为主。整个培训由多校多学科教师组成，每个小组的教师均来自同一学校，彼此之间熟悉，减少了培训破冰所需要的时间，在进行教学课例设计时，也便于回到学校开展讨论并进行教学实践。每个小组的教师均具有不同学科背景，在进行学科融合时，可以根据不同学科特点选择不同的切入点，避免了学科教师对其他学科知识点不了解的弊端。
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参与体验式培训—— 感受STEAM学科融合教育
通过培训前期调查研究发现，多数教师对STEAM教育仅停留在知道、了解的层次，缺乏课程设计与实践经验，缺乏优秀课例资源及课例设计方法积累，需要通过相关主题的教师培训课程得到提升。因此，基于PDCA的STEAM本土化教师培训课程首先以参与式培训的形式带领研修教师以小组合作的方式亲自动手完成五个STEAM项目。例如，在搭建意大利面桥的实践活动中，要求研修教师用意大利面、胶条、胶水搭一座桥，看哪个组的桥更牢固，能承受的重量更大。活动中，各组充分发挥集体智慧，有分工也有合作。在检验的环节中，有的桥能承受六、七斤的重量，也有的桥刚放上重物就塌了。在反思环节，参训教师也就活动中蕴含的结构、重心等知识点进行了讨论，通过亲身体验充分感受了STEAM学科融合教育。随后培训课程在此基础上进一步设计了系统全面的方案，一方面从“是什么”“为什么”角度帮助教师深入理解认识STEAM教育，另一方面从“如何做”角度为教师开展STEAM教学实践提供方法和支撑。
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理论与实践相结合—— 提升学以致用的能力
理论培训与教学实践并重的STEAM教师培训课程有助于教师对STEAM教育建立系统认知，提升STEAM教学设计与实践能力。基于PDCA的STEAM本土化教师培训课程设计了理论培训与教学实践并重的培训方案，鼓励教师在实践中发现问题、思考问题、解决问题。在理论培训方面，课程设计立足一线教师，使教师对STEAM教育的理念、教学方式、课程开发、评价方法等建立系统认知。在教师队伍中提供并树立与时俱进、能够满足社会发展需要的创新教育思路与理念，促进教师专业发展。在教学实践方面，课程设计鼓励教师开展以学生为中心的项目式学习方式和活动，强调知识应用、学生实践、团队协作、批判性思维等能力的养成，丰富学科教学方法与手段，促进各学科教学融合。
经过培训，教师在进行STEAM教学课例设计时同样注重将所学理论与课堂实际相结合，形成了一系列理论与实践相结合的案例。如“下肢肢体残疾人士座椅设计”一课从下肢肢体残疾人群的实际需求出发为其设计座椅。通过对摩擦力、加速度、物体的质量和受力关系等物理知识的探究和学习，结合3D打印技术，使学生作品得以实现，既体现人文关怀，又具有一定的科学思维和工程实践元素。此外，“以石炭酸为有效成分的OTC产品开发”“中轴线艺术创想——光立方”“追风行动——风力发电机搭建优化策略”“航空模型制作”等课例也都基于社会热点问题或是本土文化特色进行设计与实践，提升学生学以致用的能力。
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任务驱动式培训—— 提供支架激发动力
教师通过培训深入理解STEAM教育，能够进行STEAM教学课例的开发、设计与实践，促进学校校本课程体系的建设。通过教学设计和实践环节的培训，教师团队按照课程选题与构思、课程设计、课程准备、教学实践、总结反思、调整优化的步骤进行两轮设计与实践，最终形成符合本校特征和日常教学需求的STEAM教学课例。这有助于丰富学校校本课程体系建设思路、方法和手段，运用STEAM的教学理念整合学校资源，调动多学科甚至全学科教师参与、开发、教学实践的积极性，促进学校教师队伍建设、提高教师综合能力、自主开发出具有学校特色的校本课程或教学活动。如“桑葚树下的烦恼”一课中，学生发现学校围墙外的桑葚树果实成熟后掉落一地，给清洁工人和行人造成很大困扰。基于此问题，学生分组调查桑葚树及其周边环境，对桑葚树的尺寸、周边围墙、胡同尺寸进行测量，同时网上查阅桑葚果成熟时间、市场上桑葚果采摘工具等资料，最终制定解决方案并制作模型。又如“心亭——给它一个家”一课从学校实际情况出发，通过鸭舍设计方案的征集提升学生参与兴趣，使数学和生物学知识得以运用。此外，“提升学生午餐用餐体验”“多功能旅行晾衣架”“生态微景”等课例也都基于校情或学情，挖掘真实问题，以问题为导向，以任务驱动方式设计探究方案，提出本土化的问题解决方案。
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成果展示—— 创新培训总结方式
培训成果展示是总结经验、交流分享的重要环节，而传统的交流发言形式不足以展示出STEAM教育的特点。因此，在培训结束之际积极探索并创新培训总结方式，采用分组课程展示与交流的方式进行成果展示。每个小组都设计了异彩纷呈的展示形式，一方面通过宣传海报介绍课例设计方案，另一方面通过实物成果还原课例实施过程。参会人员像参加展览会一样自由观看，可以在一些展位上进行互动体验，也可以就自己感兴趣的问题和展示者进一步交流，还可以为支持的课例点赞投票，并由专家点评打分。对于参训教师来说，这样的总结方式能够通过海报、实物、体验活动等形式充分展现STEAM教学课例设计与实施的全过程。对于参会人员来说，这样的总结方式能够变被动聆听为主动参与，可以根据自己的关注点更有针对性地进行选择。在进行优秀课例评选时，将专家评分与参会人员投票结果综合计算，既保证了评选结果的专业性，又考虑了大众的认可度，收到很好的效果。
STEAM教师是STEAM教育活动的策划、设计、组织和实施者，STEAM教师的素质高低是STEAM教育发展成败的关键。基于PDCA的STEAM本土化教师培训模式不仅充分体现了国际STEAM教育对从业教师的要求，同时结合中国STEAM教育实际做了本土化拓展和延伸。未来的STEAM学习可能是基于人工智能的STEAM学习，是个性化的STE AM学习，是可选择的STEAM学习，或是可组合的STEAM学习，核心都应该是基于学科又超越学科的综合性学习并使其真实地发生。在STEAM教育的新时代，教师培训应不断从探索应用向创新发展演进，从个案探索向群体实践演进，从“学科孤立”走向 “学科综合”，引导教师穿越学科边界；从“学科教学”走向“课程育人”，引导教师树立课程育人观念；从“指导学习”走向“指导项目”，以利于培养能综合运用所学知识解决实际问题的创新型、复合型人才。