ADDIE模型在STEM項目開發(fā)與設(shè)計中的應(yīng)用

鄭雪萍

ADDIE模型是具有一套系統(tǒng)發(fā)展教學(xué)方法的課程、教學(xué)設(shè)計模型。它的原型是1975年美國佛羅里達州立大學(xué)的教育技術(shù)研究中心開發(fā)設(shè)計的一個培訓(xùn)模型，主要用于美國陸軍培訓(xùn)，后被用于企業(yè)課程開發(fā)的經(jīng)典理論模型及教育界的教學(xué)設(shè)計模型。這個模型中包括分析（Analyze）、設(shè)計（Design）、開發(fā)（Develop）、實施（Implement）、評估（Evaluate）五個要素。這五個要素，也是五個階段，每個階段承上啟下，互為聯(lián)系，密不可分。

ADDIE模型為STEM項目設(shè)計提供了一個結(jié)構(gòu)化的指導(dǎo)流程，在小學(xué)科學(xué)四年級《設(shè)計與制作發(fā)光賀卡》項目的設(shè)計過程中，我們把這五個要素和內(nèi)容融入STEM項目的設(shè)計里面，確保項目設(shè)計出來更加科學(xué)、更加符合學(xué)生的需求。

分析：學(xué)習(xí)內(nèi)容分析、學(xué)習(xí)對象分析和學(xué)習(xí)任務(wù)分析

在小學(xué)科學(xué)四年級《設(shè)計與制作發(fā)光賀卡》項目的設(shè)計過程中，抓住STEM項目開發(fā)與設(shè)計的核心要素，以學(xué)習(xí)為中心的教學(xué)理念作指導(dǎo)，整個開發(fā)過程都是緊密圍繞學(xué)習(xí)者的體驗感而設(shè)計展開的，從最初的需求分析、項目任務(wù)、應(yīng)用場景、學(xué)習(xí)對象等分析，到最后的實施、評估和修改。以ADDIE模型為原型，嘗試構(gòu)建基于ADDIE模型的STEM項目設(shè)計見表1。

學(xué)習(xí)內(nèi)容分析。教師可依據(jù)課程標準的內(nèi)容，針對現(xiàn)行的小學(xué)《科學(xué)》教材中涉及的工程與技術(shù)方面的內(nèi)容，尋找適合開發(fā)為STEM項目的內(nèi)容，開發(fā)項目型的課程。以四年級下冊《電》單元為例，本單元學(xué)習(xí)內(nèi)容側(cè)重于實驗和制作，既涉及電的基本知識，又涉及動手制作開關(guān)、檢測電路等活動，能整合科學(xué)、工程、技術(shù)與數(shù)學(xué)等進行融合學(xué)習(xí)，可以開發(fā)成項目學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

學(xué)習(xí)對象分析。教師從學(xué)生的角度分析，要確保項目設(shè)計適合學(xué)生的能力、知識水平和興趣。對四年級學(xué)生而言，把《電》單元重構(gòu)為《設(shè)計與制作發(fā)光賀卡》項目，強調(diào)學(xué)習(xí)要完成真實情境中的任務(wù)，能把電的基礎(chǔ)知識、電的原理、設(shè)計制作開關(guān)、電路等融入其中。發(fā)光賀卡是學(xué)生經(jīng)?；ハ噘浰偷亩Y物，他們對其功能有一定的認識，也有研究的欲望。

學(xué)習(xí)項目分析。制作發(fā)光賀卡的任務(wù)貼近學(xué)生的生活，具有可操作性和趣味性，并且給他們很大的創(chuàng)造空間。設(shè)計與制作發(fā)光賀卡是用工程實踐的思路，運用科學(xué)探究、設(shè)計思維使學(xué)生獲得知識和能力，在這個過程中學(xué)生獲得的不僅是科學(xué)知識，還包括了工程設(shè)計、藝術(shù)、技術(shù)和數(shù)學(xué)等學(xué)科知識。這樣的任務(wù)適合四年級的學(xué)生根據(jù)自己的不同設(shè)計，制造出個性化的產(chǎn)品，從而在學(xué)習(xí)過程中提升STEM教育素養(yǎng)。

設(shè)計：項目內(nèi)容結(jié)構(gòu)、項目目標和教學(xué)策略

設(shè)計是五個要素的立足點，包括項目內(nèi)容結(jié)構(gòu)、項目目標、教學(xué)策略的設(shè)計三個方面。

項目內(nèi)容結(jié)構(gòu)設(shè)計。教師以課程標準為依據(jù)，以教材內(nèi)容為基礎(chǔ)，以STEM教育理念為指導(dǎo)，凸顯跨學(xué)科性、能力本位、實踐體驗的特征，把教學(xué)、學(xué)習(xí)與評價整合在項目課程中。《電》單元教材內(nèi)容和重構(gòu)后項目內(nèi)容見表2。

項目目標設(shè)計。教師根據(jù)課程標準和教材的教學(xué)目標，重新調(diào)整和擬定項目的目標。《設(shè)計與制作發(fā)光賀卡》項目涉及的課程標準內(nèi)容與學(xué)習(xí)目標見表3。

教學(xué)策略設(shè)計。教學(xué)策略是以小組合作方式進行探究學(xué)習(xí)、工程設(shè)計、創(chuàng)造與實踐為主要方法，以問題驅(qū)動為主線，體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性、教師的主導(dǎo)作用。在整個項目設(shè)計中，思路要清晰，項目設(shè)計框架要結(jié)構(gòu)化、項目目錄、工具、資源、時長及教學(xué)方式都要逐步細化，形成完整清晰的項目設(shè)計框架。例如《設(shè)計與制作發(fā)光賀卡》項目設(shè)計框架及策略見表4。

開發(fā)：具體內(nèi)容、教學(xué)材料

ADDIE模型的開發(fā)階段，是教師針對項目設(shè)計內(nèi)容進行精心準備的階段，主要對每個課時的教學(xué)設(shè)計、教學(xué)資源、材料、測試與評估工具進行整合開發(fā)。

1.協(xié)作完成備課

STEM項目的設(shè)計，依靠的是團隊協(xié)作的力量，單靠個人的力量是很難完成的，項目團隊成員包括科學(xué)教師、美術(shù)教師、信息技術(shù)教師。大家根據(jù)學(xué)生的情況，設(shè)計符合學(xué)生學(xué)情的教學(xué)活動，共同探討，協(xié)作完成任務(wù)。例如在設(shè)計賀卡封面時，就需要美術(shù)教師和科學(xué)教師共同協(xié)作，激發(fā)學(xué)生設(shè)計賀卡的興趣，懂得從功能性、美觀性、創(chuàng)新性等方面去考慮設(shè)計賀卡的封面。

又如在《不一樣的電路連接》中，更應(yīng)該凸顯的是學(xué)生的設(shè)計思維，如何實現(xiàn)點亮多盞燈的設(shè)計與展示？教師應(yīng)該及時作出調(diào)整，設(shè)計出更適合學(xué)生學(xué)習(xí)并凸顯設(shè)計思維的教學(xué)設(shè)計。在開發(fā)階段，教師備課要完成每課時的教學(xué)設(shè)計、PPT、學(xué)習(xí)支架設(shè)計、學(xué)習(xí)活動設(shè)計、評價設(shè)計等內(nèi)容。

2.充分準備材料

在STEM項目中，教學(xué)材料準備充分是項目實施的有力保障。在《電》單元中只需要準備與電路基礎(chǔ)知識相關(guān)的材料，例如導(dǎo)線、小燈泡、開關(guān)、電池。STEM項目除了要解決科學(xué)問題外，還要解決真實世界的問題，就是如何把電路知識和賀卡結(jié)合，制作出產(chǎn)品來，因此教師還要準備導(dǎo)電膠布、發(fā)光二極管、紐扣電池、已做好封面的賀卡、剪刀、尺子等，這些材料和工具能夠幫助學(xué)生解決問題，制作出發(fā)光賀卡。在使用材料的過程中，教師還要讓學(xué)生知道節(jié)約使用這些材料，這也是技術(shù)與工程領(lǐng)域很重要的觀念——成本意識。教師需要設(shè)計材料清單，讓學(xué)生有清晰的認識，在材料使用上面要考慮成本問題?！恫灰粯拥碾娐愤B接》的材料清單見表5。

開發(fā)環(huán)節(jié)旨在指導(dǎo)項目開發(fā)者能夠清晰地知道課程開發(fā)所需要準備的材料包，包括教學(xué)設(shè)計、PPT、教學(xué)材料、工具與資源設(shè)計、學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計、學(xué)習(xí)支架設(shè)計、評價設(shè)計等，做好實施項目前的準備。

實施：課前調(diào)研、課中觀察和課后反思

課前調(diào)研。在項目實施前對學(xué)生進行前測，了解他們的已有知識，針對擬達到的教學(xué)目標加以測試，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對工程、技術(shù)、科學(xué)等理解存在的困惑點，針對前測情況對授課內(nèi)容進行適當調(diào)整。

課中觀察和課后反思。在項目實施中，每一節(jié)課，項目組成員一起聽課，共同觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并對學(xué)生進行后測。根據(jù)授課教師、項目組成員觀察、學(xué)生測試情況，課后進行反思和交流，針對課中出現(xiàn)的問題對教學(xué)設(shè)計進行優(yōu)化。例如在上《簡單電路》一課時，第一次教學(xué)，教師在指導(dǎo)學(xué)生使用LED燈、紐扣電池、導(dǎo)線膠布連接簡單電路制作發(fā)光賀卡時出現(xiàn)了問題，教師把認識新材料和將其連接這兩個內(nèi)容放在一起讓學(xué)生完成，結(jié)果學(xué)生并沒有仔細觀察三種材料的結(jié)構(gòu)和特點，導(dǎo)致很多組連接后的燈都沒有亮起來。第二次教學(xué)時，教師課前讓學(xué)生先了解有什么元件可以替代電池、導(dǎo)線和小燈泡，課中教師先讓學(xué)生仔細觀察LED、紐扣電池和導(dǎo)線膠布的結(jié)構(gòu)，再補充介紹三種材料的特點。接著讓學(xué)生溫故知新，類比用傳統(tǒng)材料連接簡單電路的過程，再遷移到新材料的連接上來。第一輪實踐后，教師反思每個活動安排存在的問題，對整個項目進行了調(diào)整，見表6。

評估：過程性評價、總結(jié)性評價

在STEM項目設(shè)計的所有要素中，建立評估體系是整個過程最重要的階段，也是最能體現(xiàn)項目價值的部分。教師要善于根據(jù)STEM項目設(shè)計的特點進行多元評價，不僅是評價方式的多元，還有內(nèi)容的多元、維度的多元、方法的多元。例如對《設(shè)計與制作發(fā)光賀卡》項目的評估，可以分為對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評估和對項目本身的評估。對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果評估，可以通過過程性評價和總結(jié)性評價方式進行，見表7。

表現(xiàn)性任務(wù)在項目設(shè)計時應(yīng)重點考慮并納入過程性評價。例如在學(xué)習(xí)設(shè)計與制作發(fā)光賀卡后，教師可以讓學(xué)生盡量開展創(chuàng)新性設(shè)計，完成設(shè)計任務(wù)——利用LED制作小藝術(shù)品，這是一個拓展的表現(xiàn)性任務(wù)，通過這個任務(wù)可以了解學(xué)生掌握知識和思維方面的情況，從而評估項目學(xué)習(xí)的效果。紙筆測試是常規(guī)的評價方法，在項目設(shè)計中也是可以用到的，特別是在檢測學(xué)生是否掌握核心知識時使用。調(diào)查問卷也是常用的評價方法，可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度等。

除了對學(xué)生學(xué)習(xí)效果進行評估外，還可以通過調(diào)查教師對項目的反饋，評估和改進項目本身，達到項目設(shè)計的最優(yōu)化。

（本項目為廣州市“十三五”規(guī)劃2017年度名師課題“基于STEM教育的小學(xué)科學(xué)項目設(shè)計與實踐研究——以技術(shù)與工程領(lǐng)域為例”階段性成果，課題批準號：1201741491。）