◇惠鋒明（江蘇：無錫市梅村實驗小學）

一、OBE教育理念與STEM課程設計的契合點

OBE（Outcome-Based Education）也稱為目標導向教育或成果導向教育，意味著教育要圍繞學生在學習經(jīng)歷結束時能夠成功完成的任務開展教學。OBE 教育理念強調以下問題的解決：學習成果是什么？它的價值是什么？如何支持學生獲得這樣的學習成果？如何檢驗學生是否取得了這樣的學習成果？以此為出發(fā)點，參照Acharya 的OBE 教育模式，本文提出的課程設計以學習成果為導向，包括定義學習成果、實現(xiàn)學習成果、評價學習成果和使用學習成果四個步驟。

STEM 課程強調，在解決與STEM 領域相關真實問題的過程中，發(fā)展學生的科學核心素養(yǎng)。以工程設計為主線，以項目式學習為重要方式，STEM 課程的設計與實施可遵循“問題與聚焦、調查與研究、設計與制作、測試與評價、拓展與應用”的流程。這與OBE 教育理念的四個問題相契合。第一，對問題的聚焦關注的是“學生的學習成果”；第二，以成果為導向的學習活動鏈的設計，則需要關注“如何幫助學生指向學習成果”；第三，對STEM 學習成果的遷移運用則回應了OBE 理念中“學習成果的檢驗”；第四，STEM 課程對相應領域真實問題的解決，則反映了OBE理念中的“學習價值問題”。（如圖1）

圖1 OBE理念內涵與STEM的契合框架圖

二、基于OBE教育理念的STEM課程設計框架

基于以上分析，本文提出了如圖2 所示的基于OBE 理念的STEM 課程設計框架，其中包括定義學習成果、實現(xiàn)學習成果、評價學習成果、使用學習成果四部分。

圖2 基于OBE理念的STEM課程設計框架

（一）定義學習成果

定義學習成果是體現(xiàn)OBE 教育理念的關鍵環(huán)節(jié)，落實到STEM 課程中，即為明確課程目標和設計成果要求。教育之目標在于五彩繽紛的生活，STEM 課程為還原教育的生活價值提供了有效的途徑。以STEM 領域的真實問題切入，將其與《義務教育科學課程標準》中的學習內容和要求匹配，即可轉化為STEM 課程的目標。結合不同學段小學生的學情，再設計緊扣課程目標的顯性化學習成果，以引導學生持續(xù)學習。

（二）實現(xiàn)學習成果

實現(xiàn)學習成果是實現(xiàn)教育教學目標的有效支撐，也是體現(xiàn)學習價值的最重要環(huán)節(jié)。它是在明確目標和成果基礎上反向設計的，以確保學生能夠在完成學習時獲得預期的學習成果。落實到STEM 課程中，即為開展以成果為導向的學習活動矩陣，一般包括聚焦問題、調查研究、設計制作和評價測試等環(huán)節(jié)。

（三）評價學習成果

評價學習成果是學生實現(xiàn)學習目標的證明支撐。有效的評價可以客觀反映學生的學習成果，也可以作為優(yōu)化課程的重要依據(jù)。不論是OBE 教育理念還是STEM 課程，都主張采用多元的評價方式來考核學生的學習成果，往往不限于對學習成果進行的終結性評價，更關注對學習經(jīng)歷的過程性評價。

（四）使用學習成果

教育的目的在于培養(yǎng)學生解決現(xiàn)實世界中問題的素養(yǎng)。在學生經(jīng)歷STEM 課程之后，應當能夠給學生提供將自己獲得的學習成果或建立的思維方式，綜合運用到其他場景中去的機會。這也和STEM 課程中設置的拓展與運用環(huán)節(jié)相契合。只有不斷給予學生借助“專家結論”來建立“專家思維”的機會，學生才有可能“像工程師（科學家）一樣思考”，繼而發(fā)展核心素養(yǎng)。

三、基于OBE教育理念的STEM課程設計

（一）案例一：《定格動畫》

1.學習活動矩陣

（1）學習目標

成果目標：為生活中的趣事拍攝一段定格動畫。

STEM 目標：

科學（S）：知道動畫、電影等視頻是視覺暫留原理的應用。

技術（T）：會使用手機或平板等設備中的視頻拍攝App（T1）；會控制對比實驗的變量，探究物體每次移動的距離等因素對視頻中小動物運動快慢的影響（T2）。

工程（E）：能設計并制作一部定格動畫短片。

數(shù)學（M）：能用多種方法測量速度，知道路程÷時間=速度。

（2）學習活動

活動1：聚焦問題，激趣導入。觀看定格動畫《小臺燈找什么》，分析了解小臺燈動起來的原因。聚焦本課成果目標：你能為生活中的趣事拍攝一段定格動畫嗎？

活動2：初次嘗試，發(fā)現(xiàn)問題。觀看《延時攝影操作指南》微視頻，熟悉工具：制作視頻主要有哪幾個步驟？初次嘗試制作，發(fā)現(xiàn)問題，交流解決。

活動3：任務升級，實驗探究。按任務要求制作視頻，熟練拍攝。發(fā)現(xiàn)問題，探究視頻中小動物行走得快慢可能和什么因素有關？分析因素，設計實驗并開展研究。

活動4：再次嘗試，了解原理。借助探究發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，再次嘗試制作。了解視覺暫留原理和電影史。

活動5：設計制作，形成作品。在上述探索的基礎上，學生設計制作自己的定格動畫并展示。

活動6：評價改進，項目拓展。在多元評價的過程中，學生改進作品，并用于后續(xù)拓展任務。

（3）學習活動矩陣

為了能夠在各學習活動中有效落實學習目標，本課例構建形成了如表1 所示的學習活動矩陣。矩陣除了可以清晰表達目標與活動之間的對應關系，還能明晰每個學習活動對目標的支撐強調。

表1 《定格動畫》STEM學習活動矩陣

2.定義學習成果

遵循OBE 理念，本課例從學生經(jīng)?？梢钥吹降膭赢嬈霭l(fā)，為表達數(shù)學和科學課程中的相關概念，定義了制作定格動畫的顯性學習成果目標。

3.實現(xiàn)學習成果

為支撐學生實現(xiàn)學習過程目標，反向設計了上述以設計制作為主線的學習活動。在活動中，學生不僅能夠習得相關概念，還獲得了在真實情境中運用和遷移相關概念的機會。

4.評價學習成果

學生學習的成果展示，不僅包括最后作品的展示，也包括諸如探究記錄、動畫設計腳本等過程性的展示。通過學習展示過程中的互評、師評，學生自然也會有一個自我評價，從而促進學生反思學習。

5.使用學習成果

素養(yǎng)是在學生不斷運用知識和結論解決問題的過程中形成的。讓學生將定格動畫的方法和技術拓展到生活中去，自然能夠增加學生知識遷移的機會；而教師創(chuàng)造機會讓學生進行知識遷移也是促進學生素養(yǎng)形成的重要途徑。

（二）案例二：《汽車超速了嗎》

1.學習活動矩陣

（1）學習目標

成果目標：設計方案并檢測路上行駛的汽車是否超速。

STEM 目標：

科學（S）：知道動畫、電影等視頻是視覺暫留原理的應用。

技術（T）：會使用手機或平板等設備中的視頻拍攝App（T1）；會控制對比實驗的變量，探究物體每次移動的距離等因素對視頻中小動物運動快慢的影響（T2）；在測量過程中能熟練使用秒表、卷尺等測量工具（T3）。

工程（E）：能設計并制作一部定格動畫短片（E1）；經(jīng)歷項目學習制作設計、測試、改進等基本步驟，能在活動中克服困難，完成預定任務（E2）。

數(shù)學（M）：能用多種方法測量速度，知道路程÷時間=速度（M1）；理解并能應用比例尺進行長度的測量（M2）。

（2）學習活動

活動1：聚焦問題，激趣導入。了解關于機動車道路行駛限速的法規(guī)，初步討論判斷汽車是否超速的方法。繼而聚焦本課成果目標：你能設計方案并檢測路上行駛的汽車是否超速嗎？通過專題閱讀和討論，分析借助現(xiàn)有資源解決問題的初步方案以及需要的基礎知識。

活動2：走得有多快——測一測走路速度。要判斷汽車是否超速，首先要學會測量計算物體運動的速度，而這一技能可以通過測量我們自己的走路速度獲得。

活動3：小臺燈找什么——制作定格動畫。在學會了計算速度之后，再回歸本項目的汽車測速問題，學生會發(fā)現(xiàn)直接去馬路上測速太危險，那能否借助我們身邊的工具呢？于是引領學生進入本環(huán)節(jié)，即上述案例一所呈現(xiàn)的。

活動4：這棟樓有多高——按比例估測樓高。在活動3 中，學生經(jīng)歷了借助視頻來測速的過程，視頻中的距離和現(xiàn)實中相同嗎？有什么關系呢？本活動將帶領學生通過比例來估測。

活動5：設計方案，解決問題。在經(jīng)歷了上述活動之后，學生已然獲得了解決本課程問題的基礎知識和技能。因此，本活動帶領學生嘗試設計并解決問題。

活動6：評價改進，項目拓展。在多元評價的過程中，學生改進方案，并用于后續(xù)拓展任務。

（3）學習活動矩陣

如表2 所示，本課程同樣創(chuàng)建了學習活動矩陣，以幫助學生更好地獲得學習成果，實現(xiàn)課程目標。

表2 《汽車超速了嗎》STEM學習活動矩陣

2.定義學習成果

從汽車是否超速的現(xiàn)實問題出發(fā)，融合科學課程中與運動相關的核心概念和數(shù)學中“數(shù)與代數(shù)”相關的內容要求，確定了本STEM 課程的學習目標，以及顯性學習成果目標。

3.實現(xiàn)學習成果

對于小學高年級學生來說，本課程中問題的解決是需要支架的。因此根據(jù)目標要求，本課程反向設計了上述學習活動矩陣，以幫助學生形成解決問題所需要的知識和能力。

4.評價學習成果

課程設置了包括STEM 學習過程評價和STEM 學習結果評價在內的STEM 學習評價表。課程在明確了學習目標之后，即將評價表呈現(xiàn)給學生，讓學生始終以目標為導向展開學習。

5.使用學習成果

不論是前置學習成果在后置學習活動中的運用，還是完成課程學習后對整個學習成果的遷移運用，對學習成果的使用始終貫穿整個課程。而通過生活化問題和情境的呈現(xiàn)，也始終體現(xiàn)了學習的生活價值。