STEAM教育数字化转型的创新路径研究

袁 磊，雷 敏

（1.广西师范大学 教育学部，广西 桂林 541004；2.广西教育信息化发展研究中心，广西 桂林 541004）

一、引言

我们正处于一个信息技术飞速变革的新时代，人工智能、大数据、物联网等新技术的应用和发展正在深刻改变着社会生产和生活方式。由此，传统的教育生态不断受到冲击，教育的数字化转型已经成为新时代背景下的教育发展方向。教育数字化的本质是教育信息的存储、加工、处理、传播方式发生革命性的变化，而这种革命性变化将重塑教育服务生态[1]。《教育部2022年工作要点》正式提出实施教育数字化战略行动，强调从建设新型基础设施、构建管理服务平台、健全标准规范体系等几个方面共同推动教育数字化转型和智能升级[2]。当前，我国已经迈入教育数字化转型阶段，加快推进教育数字化是实现教育现代化的必经之路[3]。

为了适应新时代人才培养要求，教育部于2022年颁布了最新的《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》（以下简称《新课标》）。《新课标》强调，要积极探索新技术背景下的学习环境与方式变革，加强学科之间的相互关联和知识整合，并多次提到要在学科教学中积极开展“综合实践活动课程”“跨学科主题学习活动”，注重培养学生在真实情境中综合运用知识解决问题的能力和创新精神[4]。《新课标》作为我国基础教育改革的纲领性文件，其教学理念开始明显地转向跨学科理念，突出对学生实践能力和创新能力的培养。STEAM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）和数学（Mathematics）的首字母缩写，由STEM教育发展而来，二者本质相同，后文不作区分。STEAM教育注重打破学科壁垒，培养学生掌握跨学科的知识和技能，并使学生能以综合的应用来解决真实世界的问题，发展学生的创新思维[5]。分析STEAM教育理念和新课标文件精神可以发现，《新课标》蕴含了丰富的STEAM教育理念，即强调通过开展跨学科教学活动，培养学生综合运用知识、解决现实问题的实践能力和创新能力。因此，《新课标》的颁布为STEAM教育在基础教育阶段广泛深入地开展提供了难得的机遇，而STEAM教育也成为深入推进我国基础教育改革的重要抓手。

STEAM教育作为培养新时代创新型人才的重要途径，目前已经被世界各国上升到了战略发展高度。我国也颁发了包含《新课标》在内的多个政策文件来支持STEAM教育的发展。然而，“STEAM教育应用存在实施方案匮乏、教育资源短缺、专业师资及培养机制欠缺、硬件设备及资金不足等问题”[6]。在教育数字化转型和新课标改革的新时代背景下，STEAM教育应该抓住时代机遇，积极开展数字化转型的创新路径研究，在深入推进基础教育改革的同时，实现自身的健康持续发展。

二、STEAM教育数字化转型的必要性

研究必须是有意义的，研究者需要思考这个研究能带来什么新的改变，是否有必要投入时间精力去开展。分析可知，在新时代背景下探究STEAM教育的数字化转型是有必要的，它的意义在于既能满足时代发展的外在需求，也能满足自身发展的内在需求。

（一）STEAM教育数字化转型满足时代发展的外在需求

1.STEAM教育数字化转型是落实教育数字化战略行动的有益尝试

《教育部2022年工作要点》正式提出实施教育数字化战略行动，鼓励教育界积极探究数字化背景下教育的创新发展[2]。STEAM教育作为我国教育的重要组成部分，是培养创新型人才的重要途径，其数字化转型的尝试丰富了我国教育数字化发展的实践研究，有助于推动高质量教育体系的建设。

2.STEAM教育数字化转型是深入我国基础教育改革的重要抓手

《新课标》作为我国基础教育改革的纲领性文件，指导着所有学科教学在新时代背景下的发展方向。《新课标》虽未直接提到STEAM教育，但其文本中所传达的精神与STEAM教育的理念完全一致，这意味着所有学校教育中的学科教学都将尝试开展基于STEAM教育理念的教学改革，并探究数字化环境下的教学模式变革。同时，校外STEAM教育在“双减”政策的影响下也实现了供需的双向扩容，为基础教育改革提供了丰富的资源。“双减”政策实施后，一方面，学科类培训开展受到严格的限制，于是STEAM教育成为新的转型方向，这将增加STEAM教育的优质供给，包括线上与线下形式的供给；另一方面，课后服务对STEAM教育的需求更加旺盛，推动了需求的增加。因此，STEAM教育及其数字化发展将成为深入推进基础教育改革的重要抓手。

3.STEAM教育数字化转型是促进教育公平的重要途径之一

STEAM教育作为培养创新人才的重要途径，能够有效提升学生的竞争力。因此，均衡地发展STEAM教育对于教育公平的实现有着重要意义。目前，我国STEAM教育大多以高校科研单位、地方中小学校及教育企业机构等为依托，在部分发达地区进行集中化、小型化的开展，不同地区的STEAM教育差距逐渐扩大[7]。面对地区经济文化差异导致的STEAM教育发展差距难题，从国家战略高度对STEAM教育进行顶层设计规划是关键的破解方法。STEAM教育数字化转型不仅能够打破区域限制，推动新的资源生产方式和教育服务模式变革，以满足学习需求的多样化和规模化发展，也能够为政府科学规划STEAM教育发展提供数据支撑，从而推动STEAM教育的公平发展。

（二）STEAM教育数字化转型满足自身发展的内在需求

教育的数字化转型是大势所趋，STEAM教育作为教育系统的重要组成部分，其数字化转型是其在数字化时代创新发展的新动力。STEAM课程的核心是STEAM主题的选择，相比于学习知识的传统分科课程，STEAM主题的生命周期短，需要长期的维护。除了STEAM主题的变更，STEAM课程还需要根据课堂的反馈进行及时的调整，因此STEAM课程的起始形态和终极形态应该是便于升级维护的数字化形态[8]。目前，我国的STEAM教育实践和理论研究主要集中在线下，对线上的STEAM教育发展关注较少。线上STEAM教育能够为学习者提供丰富多样的学习资源，从而为学习者高效检索信息、多角度理解问题提供便利。线上学习还具有“打破时空限制”的特点，允许学习者随时随地学习，能够提升学习者兴趣，同时其所具有的智能反馈功能也为师生之间的高质量交流注入新的动力。

三、STEAM教育数字化转型路径的提出

（一）STEAM教育数字化转型路径的提出依据

教育数字化转型是一个持续的过程，可以划分为多个阶段。2022年，清华大学发布的《高等教育教学数字化转型研究报告》在数字化应用起步的基础上，将教育数字化转型划分为三个阶段：一是数字化技术与教学的融合阶段，指学校范围内推进混合教学改革的阶段；二是教学数字化转型的初级阶段，指能够突破教育机构的边界，获得其他机构的课程资源的阶段；三是教学数字化转型的高级阶段，指高校之间的界限被完全打破，最大化实现社会资源的共享的阶段[9]。Fahey则将数字化转型过程划分为四个阶段：一是稳定阶段，指建设稳定的信息技术系统和管理职能的阶段；二是标准化阶段，该阶段包括消除冗余系统、实施IT治理；三是最优化阶段，在该阶段提升自动化程度和学习体验；四是数字化转型阶段，是能够利用大数据技术开展教学与管理的阶段[10]。李锋等通过比较、分析国内外九份教育数字化转型相关政策文件和研究报告，提出了“三步走”的教育数字化转型路径：首先，建设智能化环境，关注教育基础设施、教育资源、教育平台系统的建设；其次，创新教育教学应用，探寻教学方法、教学流程、教学模式的创新；最后，促进教育高质量发展，追求教育公平、教育个性化、教育终身化[11]。

综上可知，教育数字化转型是一个系统工程，如何借助教育的数字化转型，缩小不同地区的教育发展差距，促进创新型人才培养，需要在基础设施建设、数字化教学方式应用、资源开发和优化等方面进行顶层设计。因此，本研究将教育数字化转型过程按先后顺序划分为数字化准备阶段、数字化应用阶段和数字化提升阶段（见图1）。在数字化准备阶段，需要构建数字环境、建设数字资源库；在数字化应用阶段，关注教学方式的数字化变革和师生数字化素养的提升；在数字化提升阶段，聚焦数字化评价的深入开展。

图1 教育数字化转型的阶段划分

（二）STEAM教育数字化转型的路径

本研究结合教育数字化转型的阶段划分和STEAM教育数字化转型的必要性，提出以下的转型路径：创设数字化的教育环境；创建共享的数字资源库；创新数字化的教学方式；培养师生良好的数字素养。

1.创设数字化的教育环境

目前，全国范围内学校“三通两平台”的建设已经基本完成，学校信息化基础配套环境得到初步改善。数字化的教育环境构建了虚实融合的混合学习空间，打破了教师与学生之间的时空限制，使学生能够随时随地接受适合自己的STEAM教育，这有利于提升学生的学习兴趣及更好地辅助学生的情感教育，使学生得到个性化发展[12]。同时，数字化的教育环境能够支持实时采集、分析和处理教学相关数据，支持多数据支撑的个性化教学资源的推送和评价，从而辅助学习者的自适应学习。

STEAM教育强调“做中学”，数字化教学环境有助于提升STEAM教育的教学效率。一方面，数字化环境实现了优质STEAM教育资源的跨区域共享与交流，这有助于促进STEAM教育的均衡发展。如芬兰专门创办了相应的网络杂志和互动论坛以支持LUMA（LUMA是芬兰语luonnontieteet的缩写，意思是自然科学和数学）主题的教学和学习，促进教育者和学习者的交流协作。另一方面，数字化环境为智能导学系统、AI教师、虚拟现实等新技术的常态化使用提供了支撑。如Catherin等设计的Invention Coach智能导学系统为STEM学习提供问题化导学策略，研究结果表明，导学系统在促进知识迁移方面的效果与人类教师无显著差异[13]。

2.创建共享的数字资源库

数字资源建设是教育数字化转型的基础，新时代知识观的变革及政策的支持为优质共享的数字库建设提供了良机。陈丽总结了基于“互联网+教育”的知识观，阐述了知识生产与传播的新规律，即传统的知识传授呈现“分科化、静态、生产周期长、进化困难、少数知识分子智慧”的特点，而数字化背景下的知识传授则具有“综合性、动态、生产即传播、强进化力、全部人类智慧”等特征[14]。数字化教育资源的内涵也因此而丰富，教师不再是资源的唯一来源。共享的数字资源库将更具有发展性，因为数字化的教育资源便于编辑和传播，允许师生乃至机器人共同参与知识的产生和构建，实现了群体智慧的协同发展[15]。共享的数字资源库除了具有大量丰富的教育资源之外，还包括情境、工具和支架等构成要素，这些要素不仅为学习者提供数字化学习内容，而且为学习者进行自主学习提供学习环境支持[16]。相关政策也为共享数字资源库的建设提供了支撑。2016年，教育部发布的《教育信息化“十三五”规划》指出，要在“十三五”末形成覆盖全国、多级分布、互联互通的数字教育资源云服务体系，为学习者享有优质数字教育资源提供方便快捷的服务[17]。2022年4月，国家市场监管总局、国家标准化管理委员会批准发布的我国首批中小学数字教材国家标准规定中小学数字教材出版活动的基本流程，对中小学数字教材提出质量要求，给出检测流程和检测方法，为数字化资源库的质量监督体系建设提供参考[18]。

教育资源分配不均衡是教育公平发展的一大阻碍。《新课标》也指出，要打好共同基础，关注地区、学校和学生的差异，提高课程资源的适应性和选择性。长期以来，我国STEAM教育发展面临着资源不足的难题，具体表现为优质课程稀少、专业教师与专业教材短缺等方面[19]。创建共享数字资源库将会极大地增加资源的种类和数量，为学习者的个性化学习提供便利，丰富学习者的学习体验，是解决STEAM教育资源不足难题的有效途径。

3.创新数字化的教学

“充分发挥互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的作用，创设良好的学习数据生成、采集、分析、利用的数据驱动的教学环境”，有效推动教学方式的变革[20]。如随着教育神经科学和计算机科学等多门学科的深度融合发展，以脑机接口（Brain-Computer Interface，BCI）和脑脑接口（Brain-Brain Interface，BBI）技术为代表的新型研究方向先后出现，这为数字化教学方式的全新变革带来了新的机遇，未来在全纳教育、远程教育、艺术教育及元宇宙教育等多个场景中的数字化教学方式变革[15]有望实现。

STEAM教育开展的主要方式是基于项目的学习和基于问题的学习，引导学生通过团队合作与实践，融会贯通地运用多门学科的知识来完成主题项目或解决生活中遇到的难题[21]。这对学习者的认知能力和协作能力有着较高要求。数字化的教学方式，如与线上教学结合的翻转课堂教学模式，不仅能够减轻学生的认知负担、丰富成果展示方式，还可以改善课堂交互体验、提升合作效率。张文兰等人的研究表明，适当的弹幕交互有助于学习者摆脱负面情绪、减轻认知负担，从而使在线学习更顺利[22]。

4.培养师生良好的数字素养

教师与学生是教育数字化转型中的关键参与者。教育数字化转型除了要面对来自外界的挑战，还需要特别关注教师与学生的数字素养发展水平，因为师生的数字素养水平与教育数字化转型的价值倾向和组织实践的过程息息相关[23]。数字素养不仅包括基本的数字技术知识与技能、信息与数据素养、数字安全和数字伦理素养等方面，也包括数字时代下与信息化相关的专业知识和职业能力，还包括在数字网络环境中面临“真实的我”和“虚拟的我”的认知困境时实现统一自我认同的意识和能力[24]。

我国不同地区的STEAM教育发展水平差距较大，STEAM教育数字化转型有助于学习者实现跨区域的交流合作和资源共享，构建学习共同体，从而提高STEAM教育的多样性、公平性与包容性。但学生的数字素养水平会影响其在数字化环境中的学习广度和深度，学生需要提升自身在数字化环境中的信息素养[25]。如开展STEAM项目时，经常用到3D打印、激光雕刻等技术，这就要求学生有一定的数字技术思维和使用能力。《教育信息化“十三五”规划》也强调要“着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力，养成数字化学习习惯”[17]。具有良好数字素养的学生在数字环境中能更高效地筛选出恰当的知识点和工具，从而提高STEAM项目的学习效率。

STEAM教师作为STEAM课程的关键开发者和实践者，其数字素养水平影响着STEAM教育的教学效果。STEAM教师的数字素养具体表现为：一是能够利用数字技术制订将教学内容、教学方法和教学技术有机整合的策略；能够借助数字技术设计将学科、技术和教学法有机结合的课程；二是能够选择有利于提升课程内容质量的数字技术；三是能够在教学规划中纳入技术工具的应用计划，从而改进教学内容、教学方式和学生学习效果[26]。自全国中小学教师信息技术应用能力提升工程实施以来，教师的信息化意识与能力显著增强，为STEAM教师的数字素养提升奠定了良好基础。

5.运用数字化教学评价

传统的课堂教学评价大多是基于纸笔测试和课堂教学观察，其评价的科学性和准确性有待提高。人工智能、大数据等数字技术的革命推动教育评价由经验驱动向数据驱动转变。在数字化时代，移动通信、传感器等新技术正在逐步融入教育的全过程中，可以在不影响师生教学活动的情况下实时、持续地采集更多微观的教与学的多模态过程性数据，从而开展基于数据的过程性评价[25]。目前，我国教育部已经建立了较为完整的国家基础教育质量数据库和多级数据采集网络，这有助于教育评价体系的数字化发展[27]。

在STEAM教育实践过程中，如何科学准确地评价STEAM教学效果已经成为教育领域的研究重点。由于STEAM教育的跨学科性和实践性等特点，其评价工具应当具有多元化、多角度、过程性、全方位等特征，然而，目前国内外学者开发STEAM教育评价工具大多聚焦STEAM课堂的某一方面评价，整体性相对缺乏[28]。《中国STEM教育白皮书》也指出，我国STEM教育评价标准还处于空白状态，未来需要发展“多元评价主体、形成性评价、面向学习过程的评价”[29]。数字化评价方式能够提供及时的反馈，通过多元数据分析能够对以前难以测量的结构和过程进行评价，为科学的STEAM评价体系构建提供更多的机会。一方面，数字化环境拓宽了教师、家长、学校等多元主体的交流渠道，从而促进多元主体的评价发展；另一方面，基于数据的STEAM评价能够更加全面、科学地测评学习者的能力发展情况，形成诊断性评估、形成性评估和总结性评估，有效地改善STEAM学习。

四、STEAM教育数字化转型的路径实施

（一）完善数字化STEAM教育环境

教育部于2021年7月颁布的《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》提出，构建面向高质量教育发展需求的教育新基建，重点建设信息网络、平台体系、数字资源、智慧校园、创新应用和可信安全六个方面的内容，为数字化教育环境的建设提供了方向[30]。《中国教育现代化2035》提出的“建设智能化校园，统筹建设一体化智能化教学、管理与服务平台”[31]，为数字化技术与教育的深度融合提供了良好的校园环境。现阶段的STEAM教育实践常被细化为三种教育类型，即科学素养类、机器人编程类和软件编程类，体现出明显的数字化教育倾向。STEAM项目的开展需要建立专门的数字化支持场所，如创客实验室、STEAM学习空间等，在场所内引进激光切割、3D打印、AR（增强现实技术）等设备，创设更具有功能性的STEAM学习空间。除了数字化的物理环境建设，还需要关注智慧学习平台、创新评价平台、学习空间等网络平台的搭建，以此促进STEAM教育的创新发展。然而，数字化STEAM教育环境构建是一个复杂综合的过程，还需要来自政府、企业等多元主体的协同参与。

政府方面要进行STEAM教育数字转型的顶层设计。我国STEAM教育的发展与变革主要基于政府的支持和引导，尽管政府颁布了系列政策来支持STEAM教育的数字化转型，但是缺乏专门的顶层设计。STEAM教育数字化转型是一个复杂的系统工程，政府部门需要从STEAM数字资源的开发和审核、师资培训、经费支持等方面进行规划，从而保障STEAM教育数字化转型能够沿着正确的方向发展。以STEAM数字资源建设为例，政府需要制定与STEAM数字资源相关的标准规范，拓展优质STEAM数字资源的来源途径，建立STEAM教育信息化产品和服务进校园审核体系，完善相关数字化资源的知识产权保护体系等。

学校与企业应该积极合作。据艾瑞咨询统计核算，2021年，我国STEAM教育市场规模达到422亿元，受2020年疫情影响导致基数较低，2021年同比增速达35.4%[32]。由此可见，校外STEAM教育拥有丰富的STEAM教育资源，是STEAM教育的重要组成部分。与学校教育相比，企业拥有丰富的STEAM教育器材，擅长科学规划创客教室。政府对STEAM教育的支持及对数字化教育产业的激励，是企业投身STEAM教育数字化产业发展的动力，而高质量的STEAM教育数字化产品可以通过校企合作或者政府采购等途径进入STEAM正式教育环境，从而丰富STEAM教育实践。

（二）创新STEAM教育数字化教学

教育数字化转型的关键就是实现教学方式的数字化变革。自相关政策颁布以来，学校开始积极探索技术在STEAM教育教学中的创新发展，但往往会陷入“为了用技术而用技术”的尴尬局面。如部分中小学投入了大笔资金购入激光切割机、3D打印机等器材，但因缺乏合理的STEAM课程规划和设计，使得器材空置，造成资源浪费。为了创新数字化背景下的STEAM教学方式，我国已有多名学者开展了相关的理论与实践研究。

针对目前STEAM教育存在的目标理解偏差、主题离散泛化、组织结构松散、知识整合与内化不足等问题，融入“大概念”的STEAM跨学科教研有助于破解难题[33]。在大概念的统领下，众多研究者汇聚具有各学科背景的STEAM教师的群体智慧，探究数字技术在STEAM教学中的高效应用，从而不断创新STEAM教育的教学模式。李新等结合国内外典型STEM教学模式，构建了以学生为主体、教师为主导的双师型STEM教学模式，即利用视频超录播技术和线上互动教学系统，搭建双师授课平台，采用线上教师与线下教师相结合的混合式教学模式，传播优质教育资源，促进学生的学业发展[34]。随着大数据、人工智能等新一代信息技术在课堂教学中的持续深入应用，一个服务于学习数据生成、采集、分析、利用的数字化教学环境正在形成，这也为STEAM教育的数字化教学提供了条件。

（三）丰富共享STEAM数字资源库

数字资源建设是教育数字化转型的基础，是教学内容的重要载体。美国STEAM教育的发展不仅来源于政府的大力支持，更得益于其社会组织网络的多元资源整合[35]。项目引路（Project Lead the Way，PLTW）机构是目前全美最大的、非营利的STEAM教育项目提供者，其课程资源由各领域专家、一线教师和高校教师等共同开发，并且随着知识的更新与社会需求的变化而不断地更新与改进[36]。美国学者亚克门教授及其团队开发的专门的STEAM教育网站平台（http://steamed.com），宣传STEAM教育理念的同时提供了丰富的STEAM数字资源，包含STEAM教育研究前沿、课程培训等内容[22]。

同样，我国STEAM教育的数字化发展也需要整合各类资源，如协同企业、高校、科技场馆等多元主体搭建共享的STEAM数字资源库。STEAM教育创新应用需要重点建设三种资源库：融合学习分析、大数据等信息技术构建学科资源库，对资源的动态生成和进化进行系统的管理和更新；基于开放共享的理念构建开放课程库，形成良好的共建共享机制；与相关部门的教育信息数据中心对接开发STEAM教育管理系统，实现教育数据的持续更新[6]。2022年3月28日，国家智慧教育公共服务平台正式上线，面向在校师生和广大社会学习者开放。平台新接入了北京、上海、江苏等9个省份的省级智慧教育平台，初步尝试了区域优质数字资源的全国共享。截至2022年7月12日，平台的总浏览量已超过30.3亿次，各类优质数字资源供给持续扩大，有效丰富了数字教育资源和服务供给，满足了各方对资源与服务多样化的需求，得到了教育系统和社会各界的广泛认可[37]。国家智慧教育公共服务平台进一步增设STEAM数字资源栏目，将极大降低STEAM数字资源库建设的成本，同时借助国家平台的传播影响力也能最大限度地减小区域间资源分布不均衡的影响。

（四）提升师生STEAM数字素养

1.提升学生数字素养

新一代学生属于数字化原住民，其能够迅速适应在线学习、大数据分析测评、个性化资源推荐等数字技术的应用，形成了一套在数字环境下认识事物、交流互动、解决问题的行为方式与思维[38]。随着教育的数字化程度不断提高，“学生”一词也被赋予了新的内涵，除了真人之外，教育机器人、通过数字映射的方式获得的虚拟主体等皆可被视为学习者（学生）。例如，挪威NoIsolatio公司开发的AV1机器人可以替生病离校的学生到教室“上课”，学生通过远程操作机器人在课堂上环顾教室、举手发言，甚至可以改变机器人的眼神来表达他们的情绪[39]。又如元宇宙技术支持低延时、高沉浸的交互，真实主体和镜像主体作为学生的潜力和风险开始被研究者关注[15]。相比于以教师为中心的传统教学环境，学生普遍更倾向于选择数字化教学环境。韩锡斌等提出的创设个性化的虚实融合学习情境、提供多样化和情境化的开放教育资源、构建开放化和社会化的学习共同体、提供个性化和精准化的学习支持服务等方案，可以为学生数字素养的全面发展提供支撑[24]。

2.提升STEAM教师数字素养

教师数字素养的提升是一个长期过程，除了教师自身的学习动机驱动，外部环境和专业发展培训项目也将影响教师的数字素养发展。如新冠肺炎疫情防控期间的“停课不停学”活动，倒逼了教师在线教学素养的提升[40]。要想激发STEAM教师数字素养提升的内部动机，需要明确STEAM教师的数字素养标准。例如，王卓玉等提出了TPACK框架，该框架包含对STEM教师数字化知识和技能的评价要求，有助于STEM教师评价自身的数字素养水平，并了解自身需要提升的部分[41]。2018年，中国教育科学研究院STEM研究中心发布《中国STEM教师能力等级标准（试行）》，该标准指出STEM教师数字素养的发展途径，并建议STEM教师将该标准作为自身专业发展的重要依据[31]。

STEAM教师数字素养的提升还需要来自政府、企业、学校等外部环境的支持。政府应构建STEAM教师数字素养发展的完整体系，制定STEAM教师数字素养评价的标准，设立STEAM教师数字素养提升的培训项目，完善STEAM教师专业发展平台等。2010年9月，美国总统科技顾问委员会发布的报告《准备与激励：为了美国的未来在K-12阶段开展STEM教育》（Prepare and Inspire：K-12 Science，Technology,Engineering and Math（STEM）Education for America's Future）提出，通过奖励国家最杰出的STEM教师（5%），吸引和留住STEM教师，同时也为STEM教师的专业发展提供动力；英国的国家STEM学习中心专门建立了名为STEMLearning的学习网站，该网站对所有的STEM教师开放，教师不仅可以在网站上获取丰富的教学资源，还可以通过网站跨学校组建队伍来研发STEM项目。2005年，法国国家太空研究中心与高校合作建立教师培训中心，对STEM教师进行专业化培训。

学校的体制环境和各类资源决定了教师发展的机遇和条件[42]。STEAM教师的数字素养提升不仅需要来自宏观层面的国家政策的支持引导，还需要微观层面的学校提供专业发展的培训机会。学校不仅需要推动校内STEAM教师的合作交流，还需要推动STEAM教师研修网络构建。一方面，研修网络的完善能够拓展STEAM教师专业发展的平台，促使STEAM教师通过交流研讨打破自身知识结构局限，同时能够借助互联网等信息技术实现教师专业发展培训与自身实践的无缝连接，支持跨学科教研共同体的良性运行和再生产；另一方面，网络研修便于搜集全面的教师研修行为数据，形成基于证据的教研评价内容，有助于评价的科学化发展。

相比于政府和学校，企业拥有更丰富的STEAM数字教育资源，其产品更迭也更加迅速。因此，企业可以给STEAM教师提供数字化教学能力发展的各类资源，开展STEAM教师数字素养提升的培训服务和认证服务等。

（五）深化STEAM数字化评价应用

科学的评价体系是衡量STEAM教育实际发展状况的依据，也是决定STEAM教育发展方向的指挥棒。STEAM教育、学生学习、评价内容的复杂性决定了评价工具、方法、主体多样化的必要。数字化环境能够拓宽教师、家长、学校等多元主体的交流渠道，从而促进多元主体的评价发展，获得更加全面客观的评价结果。基于数据的STEAM评价能够更加全面、科学地测评学习者的能力发展情况，形成诊断性评估、形成性评估和总结性评估，有效地改善STEAM学习。

随着科技进步，用来开展STEAM教育评价的数字化评估工具也逐渐丰富。如Lin等在计算机理论模型的基础上，开发了一个评价学生在STEM教育中协作解决问题能力的评估系统[43]。又如吴忭等融合质性和量性的评价方法特点，构建了认知网络分析（Epistemic Network Analysis，ENA）用来测量STEM思维的发展水平，具有分析多维度数据动态、耦合关系、深度挖掘数据、动态评估学习者的专业思维发展的显著特征[44]。欧盟STEM横向技能评估框架指出，数字评估工具应该具备三大特点：一是灵活性，能够支持对不同学习类型的评估；二是实用性，能够将理论与实践相结合，允许教师作出自身的专业判断；三是实用性，能够及时对学习的结果做出反馈[41]。未来需要更加积极地借助科学技术，持续深化开展基于评价指导下的STEAM教育发展。

五、总结与展望

人工智能、大数据、元宇宙等信息技术层出不穷，逐渐形成了全新复杂的教育生态系统。教育作为社会发展的一个子系统，其数字化转型也是必然趋势。伴随《新课标》的颁布，STEAM教育也迎来了新的发展机遇。分析可知，STEAM教育数字化转型存在必然性，其既是时代发展的外在需求呼唤，也是自身发展的内在需求体现。本研究以教育数字化转型的阶段划分为依据，结合STEAM数字化转型的必要性，提出了以下转型路径：一是创设数字化的教育环境；二是创建共享的数字资源库；三是创新数字化的教学方式；四是培养师生良好的数学素养。路径的实施则包括：第一，完善数字化STEAM教育环境；第二，创新STEAM教育数字化教学；第三，丰富共享STEAM数字资源库；第四，提升师生的STEAM素养；第五，深化STEAM数字化评价应用。

STEAM教育数字化转变有效丰富了STEAM教育实践，是STEAM教育发展的新阶段。但在这一过程中应该警惕技术决定论倾向，回归以人为本的教育初心，深入探寻数字化STEAM教育的自身文化传统和内在发展逻辑。