基逆设计STEM教育
蒋雄超
1986年科科学数学工程教育报告中美国国家科学基金会（NSF）首次明确提出科学数学工程技术教育集成纲领性建议STEM教育逐步进入国课堂受关注重视
2017年中国教育科学研究院发布中国STEM教育白皮书指出STEM教育应该纳入国家创新型培养战略跨学科跨学段连贯课程群面学生培养综合素质载体
2018年12月美国政府颁布STEM教育北极星计划旨通科学技术工程数学教育建立支强创新队伍见STEM教育作种教学思想策略已成培养创新重举措
STEM教育现状存问题
STEM教育意义重前STEM教育中教师通常演绎方式安排务根容设计教学活动关注活动形式样化导致学生学容宽泛知识间缺少机联系学体验华实偏离STEM教育质
（）重活动轻知识
STEM教育强调综合运跨学科学科知识解决现实中问题培养学生创新精神实践力质形象生动方式强化学科跨学科知识学
然STEM教育认识偏差呈现活动导误区教师热衷追求样化活动营造活跃课堂气氛没真正理解STEM教育培养学生掌握知识技灵活应方面作忽视学生问题现象思考质疑探究中培养掌握相应知识方法力
（二）重模仿轻创新
STEM教育强调实践已实践导创新导类教育样式继承发展设计发明制作等学生获更动手机会重点学生掌握某项技亲身体验中获取知识深层次理解基础开展创意创新
时候种做中学容易异化成手工课缺少学容相关联涵知识分解学生范例牵着走STEM学探究仅停留技培养模仿层面创新力培养价值弱化
二基逆设计STEM教育实施框架
STEM教育强调程模糊性结果明确性强调学科融合实践探究注重创新精神实践力培养传统授课方式满足学生STEM教育活动中体验鉴逆设计理念开展基逆设计STEM教育学生化知识行实现深度理解
STEM教育理念基础学容进行思辨创新学生效知识技解决实际问题提供思路
基逆设计STEM教育想结果起点根求学证协助学生学教学活动达成目标实施框架包括明确预期学结果确定达预期效果评定证安排相关教学活动三方面
（）明确预期学结果
预期学结果学生完成STEM学应该知道什够做什涉容需深入理解基逆设计STEM教育中教师STEM教育题学生学情进行分析明确活动中学生应该知道知识具备技值探究容概念等然确定符合学生发展目标环节逆设计关键具导性作
（二）确定达预期效果评定证
评定证确定学生达预期学结果评价标准基逆设计STEM教育重特点评估环节解学生反馈基础够进步指导续教学确保教学活动学目标相匹配教师教学生学预期学结果中心总说兴趣激发问题识实践操作问题解决合作交流等作评价维度教师开展效STEM教育提供证
（三）安排相关教学活动
明确结果合适评估证教师设计安排教学活动选择相应教学策略方法通引导性问题学生找寻问题质获真正理解利跨学科知识解决问题力培养学生情境中灵活应问题力
例采基问题探究学基项目问题解决学等方式确保学生学概念原理仅仅孤立知识
三基逆设计STEM教育学样态
基逆设计STEM教育实施框架具体学环节中通先行明确教学目标评价标准评价方式逆推教学活动设计抓住关键问题挖掘学科核心概念知识终促进STEM教育学目标达成
（）明确达成目标
基逆设计STEM教育初始教师学生立场出发学生明确需达目标期完成务学容价值等视情况安排检测学生学情
例投石机目标设置中外层表示学生应熟悉容需深入探讨需概解中间层表示学生应掌握必备知识（概念原理）技（程策略方法）学生达成目标前提层表示学生应深入理解容学核心（图1）
（二）激发学意愿
STEM教育真实问题驱动问题基逆设计STEM教育关键目标确立教师应教学活动中充分利题密切相关核心问题真实情境务激发学生学意愿引导学生动思考提高参度
例投石机课中播放投石机攻城视频教师通问题判断学生什投石机否概认识开展实物观察解构成投石机部分作建立初步设计观念利材料尝试搭建结构稳定性弹性韧性杠杆撬动等务体验中体会投石机整体部分关系激发学生深入探究热情
（三）深化探究题
优秀STEM教育活动体现学生科学家样思考工程师样解决问题动发表见解观点逐步探究中深化知识理解教师基逆设计STEM教育中需思考帮助学生更掌握基知识探究核心问题优化学表现方法
采种方法设计应教学目标根教学目标设置评价务预期学生应表现开展教学教学目标评价务预期表现教学活动点应学成发现证程评价嵌入学程断促进目标达成表1投石机课中确定达预期效果评定证教学活动
表1 投石机中确定达预期效果评定证教学活动
（四）反思学程
STEM教育强调学程中知识累积技获基逆设计STEM教育反思重点学活动程检测诊断完成STEM学教师需学生提供反思思考机会利反思进步改善学生学系统梳理知识
程反思身参活动积极性组间合作交流纳整证收集程数分析程方法等二结果反思作品质量设计求达成问题解决方法等
程结果反思基础教师指导学生通撰写报告反思日志等方式总结成败失提升体验根伴教师提出反馈建议改进获取更问题解决方式培养问题发现力
（五）展评学
评价教学设计中必少环节明确评估标准反馈帮助教师根学生学情况调整教学设计学生更加明确学目标改进足
教学目标采良量规评价优化教学设计提高基逆设计STEM教育效果重举措包括学生表现进行评价指标评分等级评分描述等容表2投石机课量规评价
表2 投石机课量规评价
STEM教育开展应快速发展社会需求提升国家实力重途径采逆设计STEM教育改变提出问题实践操作评价交流传统STEM教育模式终始理念指引实现教学评体化学生真正理解运知识达成问题解决力创造力培养目标提供载体教师切实开展STEM教育提供效支持助力实现STEM教育效果优化
注：文系浙江省教育科学规划2018年度研究课题创客教育：基设计性学双轨进’模式创生研究（课题编号：2018SC162）阶段性研究成果
（作者系浙江省嘉兴市南湖区余新镇中心学高级教师浙江省浙派名师培养象）
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蒋雄超
1986年科科学数学工程教育报告中美国国家科学基金会（NSF）首次明确提出科学数学工程技术教育集成纲领性建议STEM教育逐步进入国课堂受关注重视
2017年中国教育科学研究院发布中国STEM教育白皮书指出STEM教育应该纳入国家创新型培养战略跨学科跨学段连贯课程群面学生培养综合素质载体
2018年12月美国政府颁布STEM教育北极星计划旨通科学技术工程数学教育建立支强创新队伍见STEM教育作种教学思想策略已成培养创新重举措
STEM教育现状存问题
STEM教育意义重前STEM教育中教师通常演绎方式安排务根容设计教学活动关注活动形式样化导致学生学容宽泛知识间缺少机联系学体验华实偏离STEM教育质
（）重活动轻知识
STEM教育强调综合运跨学科学科知识解决现实中问题培养学生创新精神实践力质形象生动方式强化学科跨学科知识学
然STEM教育认识偏差呈现活动导误区教师热衷追求样化活动营造活跃课堂气氛没真正理解STEM教育培养学生掌握知识技灵活应方面作忽视学生问题现象思考质疑探究中培养掌握相应知识方法力
（二）重模仿轻创新
STEM教育强调实践已实践导创新导类教育样式继承发展设计发明制作等学生获更动手机会重点学生掌握某项技亲身体验中获取知识深层次理解基础开展创意创新
时候种做中学容易异化成手工课缺少学容相关联涵知识分解学生范例牵着走STEM学探究仅停留技培养模仿层面创新力培养价值弱化
二基逆设计STEM教育实施框架
STEM教育强调程模糊性结果明确性强调学科融合实践探究注重创新精神实践力培养传统授课方式满足学生STEM教育活动中体验鉴逆设计理念开展基逆设计STEM教育学生化知识行实现深度理解
STEM教育理念基础学容进行思辨创新学生效知识技解决实际问题提供思路
基逆设计STEM教育想结果起点根求学证协助学生学教学活动达成目标实施框架包括明确预期学结果确定达预期效果评定证安排相关教学活动三方面
（）明确预期学结果
预期学结果学生完成STEM学应该知道什够做什涉容需深入理解基逆设计STEM教育中教师STEM教育题学生学情进行分析明确活动中学生应该知道知识具备技值探究容概念等然确定符合学生发展目标环节逆设计关键具导性作
（二）确定达预期效果评定证
评定证确定学生达预期学结果评价标准基逆设计STEM教育重特点评估环节解学生反馈基础够进步指导续教学确保教学活动学目标相匹配教师教学生学预期学结果中心总说兴趣激发问题识实践操作问题解决合作交流等作评价维度教师开展效STEM教育提供证
（三）安排相关教学活动
明确结果合适评估证教师设计安排教学活动选择相应教学策略方法通引导性问题学生找寻问题质获真正理解利跨学科知识解决问题力培养学生情境中灵活应问题力
例采基问题探究学基项目问题解决学等方式确保学生学概念原理仅仅孤立知识
三基逆设计STEM教育学样态
基逆设计STEM教育实施框架具体学环节中通先行明确教学目标评价标准评价方式逆推教学活动设计抓住关键问题挖掘学科核心概念知识终促进STEM教育学目标达成
（）明确达成目标
基逆设计STEM教育初始教师学生立场出发学生明确需达目标期完成务学容价值等视情况安排检测学生学情
例投石机目标设置中外层表示学生应熟悉容需深入探讨需概解中间层表示学生应掌握必备知识（概念原理）技（程策略方法）学生达成目标前提层表示学生应深入理解容学核心（图1）
（二）激发学意愿
STEM教育真实问题驱动问题基逆设计STEM教育关键目标确立教师应教学活动中充分利题密切相关核心问题真实情境务激发学生学意愿引导学生动思考提高参度
例投石机课中播放投石机攻城视频教师通问题判断学生什投石机否概认识开展实物观察解构成投石机部分作建立初步设计观念利材料尝试搭建结构稳定性弹性韧性杠杆撬动等务体验中体会投石机整体部分关系激发学生深入探究热情
（三）深化探究题
优秀STEM教育活动体现学生科学家样思考工程师样解决问题动发表见解观点逐步探究中深化知识理解教师基逆设计STEM教育中需思考帮助学生更掌握基知识探究核心问题优化学表现方法
采种方法设计应教学目标根教学目标设置评价务预期学生应表现开展教学教学目标评价务预期表现教学活动点应学成发现证程评价嵌入学程断促进目标达成表1投石机课中确定达预期效果评定证教学活动
表1 投石机中确定达预期效果评定证教学活动
（四）反思学程
STEM教育强调学程中知识累积技获基逆设计STEM教育反思重点学活动程检测诊断完成STEM学教师需学生提供反思思考机会利反思进步改善学生学系统梳理知识
程反思身参活动积极性组间合作交流纳整证收集程数分析程方法等二结果反思作品质量设计求达成问题解决方法等
程结果反思基础教师指导学生通撰写报告反思日志等方式总结成败失提升体验根伴教师提出反馈建议改进获取更问题解决方式培养问题发现力
（五）展评学
评价教学设计中必少环节明确评估标准反馈帮助教师根学生学情况调整教学设计学生更加明确学目标改进足
教学目标采良量规评价优化教学设计提高基逆设计STEM教育效果重举措包括学生表现进行评价指标评分等级评分描述等容表2投石机课量规评价
表2 投石机课量规评价
STEM教育开展应快速发展社会需求提升国家实力重途径采逆设计STEM教育改变提出问题实践操作评价交流传统STEM教育模式终始理念指引实现教学评体化学生真正理解运知识达成问题解决力创造力培养目标提供载体教师切实开展STEM教育提供效支持助力实现STEM教育效果优化
注：文系浙江省教育科学规划2018年度研究课题创客教育：基设计性学双轨进’模式创生研究（课题编号：2018SC162）阶段性研究成果
（作者系浙江省嘉兴市南湖区余新镇中心学高级教师浙江省浙派名师培养象）
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