ADDIE模型在STEM項目開發與設計中的應用

鄭雪萍

ADDIE模型是具有一套系統發展教學方法的課程、教學設計模型。它的原型是1975年美國佛羅里達州立大學的教育技術研究中心開發設計的一個培訓模型，主要用于美國陸軍培訓，后被用于企業課程開發的經典理論模型及教育界的教學設計模型。這個模型中包括分析（Analyze）、設計（Design）、開發（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，互為聯系，密不可分。

ADDIE模型為STEM項目設計提供了一個結構化的指導流程，在小學科學四年級《設計與制作發光賀卡》項目的設計過程中，我們把這五個要素和內容融入STEM項目的設計里面，確保項目設計出來更加科學、更加符合學生的需求。

分析：學習內容分析、學習對象分析和學習任務分析

在小學科學四年級《設計與制作發光賀卡》項目的設計過程中，抓住STEM項目開發與設計的核心要素，以學習為中心的教學理念作指導，整個開發過程都是緊密圍繞學習者的體驗感而設計展開的，從最初的需求分析、項目任務、應用場景、學習對象等分析，到最后的實施、評估和修改。以ADDIE模型為原型，嘗試構建基于ADDIE模型的STEM項目設計見表1。

學習內容分析。教師可依據課程標準的內容，針對現行的小學《科學》教材中涉及的工程與技術方面的內容，尋找適合開發為STEM項目的內容，開發項目型的課程。以四年級下冊《電》單元為例，本單元學習內容側重于實驗和制作，既涉及電的基本知識，又涉及動手制作開關、檢測電路等活動，能整合科學、工程、技術與數學等進行融合學習，可以開發成項目學習的內容。

學習對象分析。教師從學生的角度分析，要確保項目設計適合學生的能力、知識水平和興趣。對四年級學生而言，把《電》單元重構為《設計與制作發光賀卡》項目，強調學習要完成真實情境中的任務，能把電的基礎知識、電的原理、設計制作開關、電路等融入其中。發光賀卡是學生經常互相贈送的禮物，他們對其功能有一定的認識，也有研究的欲望。

學習項目分析。制作發光賀卡的任務貼近學生的生活，具有可操作性和趣味性，并且給他們很大的創造空間。設計與制作發光賀卡是用工程實踐的思路，運用科學探究、設計思維使學生獲得知識和能力，在這個過程中學生獲得的不僅是科學知識，還包括了工程設計、藝術、技術和數學等學科知識。這樣的任務適合四年級的學生根據自己的不同設計，制造出個性化的產品，從而在學習過程中提升STEM教育素養。

設計：項目內容結構、項目目標和教學策略

設計是五個要素的立足點，包括項目內容結構、項目目標、教學策略的設計三個方面。

項目內容結構設計。教師以課程標準為依據，以教材內容為基礎，以STEM教育理念為指導，凸顯跨學科性、能力本位、實踐體驗的特征，把教學、學習與評價整合在項目課程中?！峨姟穯卧滩膬热莺椭貥嫼箜椖績热菀姳?。

項目目標設計。教師根據課程標準和教材的教學目標，重新調整和擬定項目的目標。《設計與制作發光賀卡》項目涉及的課程標準內容與學習目標見表3。

教學策略設計。教學策略是以小組合作方式進行探究學習、工程設計、創造與實踐為主要方法，以問題驅動為主線，體現學生的學習主體性、教師的主導作用。在整個項目設計中，思路要清晰，項目設計框架要結構化、項目目錄、工具、資源、時長及教學方式都要逐步細化，形成完整清晰的項目設計框架。例如《設計與制作發光賀卡》項目設計框架及策略見表4。

開發：具體內容、教學材料

ADDIE模型的開發階段，是教師針對項目設計內容進行精心準備的階段，主要對每個課時的教學設計、教學資源、材料、測試與評估工具進行整合開發。

1.協作完成備課

STEM項目的設計，依靠的是團隊協作的力量，單靠個人的力量是很難完成的，項目團隊成員包括科學教師、美術教師、信息技術教師。大家根據學生的情況，設計符合學生學情的教學活動，共同探討，協作完成任務。例如在設計賀卡封面時，就需要美術教師和科學教師共同協作，激發學生設計賀卡的興趣，懂得從功能性、美觀性、創新性等方面去考慮設計賀卡的封面。

又如在《不一樣的電路連接》中，更應該凸顯的是學生的設計思維，如何實現點亮多盞燈的設計與展示？教師應該及時作出調整，設計出更適合學生學習并凸顯設計思維的教學設計。在開發階段，教師備課要完成每課時的教學設計、PPT、學習支架設計、學習活動設計、評價設計等內容。

2.充分準備材料

在STEM項目中，教學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知識相關的材料，例如導線、小燈泡、開關、電池。STEM項目除了要解決科學問題外，還要解決真實世界的問題，就是如何把電路知識和賀卡結合，制作出產品來，因此教師還要準備導電膠布、發光二極管、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生解決問題，制作出發光賀卡。在使用材料的過程中，教師還要讓學生知道節約使用這些材料，這也是技術與工程領域很重要的觀念——成本意識。教師需要設計材料清單，讓學生有清晰的認識，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。

開發環節旨在指導項目開發者能夠清晰地知道課程開發所需要準備的材料包，包括教學設計、PPT、教學材料、工具與資源設計、學習任務設計、學習支架設計、評價設計等，做好實施項目前的準備。

實施：課前調研、課中觀察和課后反思

課前調研。在項目實施前對學生進行前測，了解他們的已有知識，針對擬達到的教學目標加以測試，發現學生對工程、技術、科學等理解存在的困惑點，針對前測情況對授課內容進行適當調整。

課中觀察和課后反思。在項目實施中，每一節課，項目組成員一起聽課，共同觀察學生的學習情況，并對學生進行后測。根據授課教師、項目組成員觀察、學生測試情況，課后進行反思和交流，針對課中出現的問題對教學設計進行優化。例如在上《簡單電路》一課時，第一次教學，教師在指導學生使用LED燈、紐扣電池、導線膠布連接簡單電路制作發光賀卡時出現了問題，教師把認識新材料和將其連接這兩個內容放在一起讓學生完成，結果學生并沒有仔細觀察三種材料的結構和特點，導致很多組連接后的燈都沒有亮起來。第二次教學時，教師課前讓學生先了解有什么元件可以替代電池、導線和小燈泡，課中教師先讓學生仔細觀察LED、紐扣電池和導線膠布的結構，再補充介紹三種材料的特點。接著讓學生溫故知新，類比用傳統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整，見表6。

評估：過程性評價、總結性評價

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

表現性任務在項目設計時應重點考慮并納入過程性評價。例如在學習設計與制作發光賀卡后，教師可以讓學生盡量開展創新性設計，完成設計任務——利用LED制作小藝術品，這是一個拓展的表現性任務，通過這個任務可以了解學生掌握知識和思維方面的情況，從而評估項目學習的效果。紙筆測試是常規的評價方法，在項目設計中也是可以用到的，特別是在檢測學生是否掌握核心知識時使用。調查問卷也是常用的評價方法，可以了解學生的學習態度等。

除了對學生學習效果進行評估外，還可以通過調查教師對項目的反饋，評估和改進項目本身，達到項目設計的最優化。

（本項目為廣州市“十三五”規劃2017年度名師課題“基于STEM教育的小學科學項目設計與實踐研究——以技術與工程領域為例”階段性成果，課題批準號：1201741491。）