应用LACID理论进行STEM课程开发初探

杨开城 李波 窦玲玉 公平

摘要：课程开发是STEM领域首个需要解决的问题。一个合格的STEM课程不但要以问题驱动、创中学、协作探究和设计制造为外部特征，而且还要满足目标一手段一致性、学生参与度、媒体多元性、教师自由度以及STEM整合度等指标的要求。这种STEM课程的开发需要运用课程开发技术和教学设计技术，并且需要详案设计。该文在以学习活动为中心的教学设计（Learning-Activity-Centered Instructional Design，LACID）理论基础上，构建了一个STEM课程开发过程模式，并以“设计风车”主题为例，介绍了一个STEM课程单元的设计细节。这个课程开发过程模式的主要步骤包括：创设STEM主题、知识建模、学习活动设计、设计优化、缺陷分析与修正，其中STEM主题的核心内容必须包括学生作品的功能与测试方法、学生需要解决的问题，知识建模的作用是使STEM课程知识内容的清晰化和可视化，也是后续学习活动设计的数据基础。

关键词：STEM;課程开发;LACID;STEM整合度;目标一手段一致性

中图分类号：G434

文献标识码：A

相对于分科式教学不利于知识体系从部分到整体的理解和把握、割裂教育和真实世界的有机联系[1]，缘起于20世纪80年代美国教育界的STEM教育[2]强调的是面向真实生活的问题解决和整合创新，关注的是多学科的交叉融合，试图将科学（Science）、技术（Technology）、T程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科组合形成有机整体[3]。STEM教育旨在追求跨学科性、实践体验性、情境性、协作性、创新性等特征[4][5]。然而目前的STEM教育研究却不尽如人意，这主要表现在：我们在STEM课程层次上缺乏清晰的统一认识与理论指导，STEM课程研究的深度与系统性严重欠缺[6];现有的一些STEM课程只重视外在教学形式上的整合，忽略跨学科知识的渗透，课程开发呈现零散的状态，未成体系，难以促进学生的深度学习[7];有些课程整合视野窄化、缺乏整体性，陷入到一种机械的、简单的拼盘模式，成为“伪整合”的课程[8]，找不到各学科之间的融合点，最后就变成了为跨学科而跨学科的多学科大杂烩[9];STEM课程与教学大纲以及评价体系的设计仍是一种挑战[10]。这可能是因为我国基础教育长期陷于“应试”陷阱，缺乏工程（Engineering）与技术（Technology）方面的教育经验[11]，以往的实践经验难以移植到STEM领域，而从国外引入的课程（质量先不说）不符合国内价值观或实践条件，出现水土不服的情况等[12]，亦不堪大用。从实践角度看，这些状况皆源白人们不懂得如何开发STEM课程。因此说，STEM领域的首个难题不是教学研究而是课程开发研究。

一、STEM课程的外部特征和内隐指标

STEM的初衷是通过知识整合而生成创新能力。这个创新能力的实质是将S.T.E.M.知识应用于发明创造的能力而非纯粹依赖直观经验的制作能力。s.T.E.M.知识中，科学知识的功能是解释和预测，技术知识的功能是实现某种物质能量信息的变换，工程知识的功能是创造发明的系统化控制（目的是节约时间成本），数学知识的功能是长程推理、定量思考以及为技术系统提供数形规律。由此可知，总体上讲，STEM课程不是让学生“看世界”，而是让学生“做东西”，而且学生所做的东西是有真实世界的问题背景或可直接解决现实生活中的某些问题的。问题仅在于做什么东西以及如何做！为了通过“做东西”整合S.T.E.M.知识并发挥学生的创造性，学生的作品必须包含特定的技术要素，这个技术要素必须通过工程设计流程建立起来，作品还要以某种科学知识为背景，科学知识要么解释了技术要素的功能，要么解释了这个作品所针对的问题，如果有可能，上述思维过程要嵌入特定的数学知识。这个创制作品的全过程需要一定的挑战性，有障碍需要克服、有问题需要解决，因此需要以协作探究的方式展开，并以群体动力确保学生的耐心和坚持。

总之，STEM课程的外部特征包括：问题驱动、创中学、协作探究和设计制造。但开发STEM课程产品，仅仅关注这些外在特征还不够。STEM课程产品还需要满足下面的内隐指标，否则它所生成的STEM学习活动将会是形式大于内容的“伪整合”。

（一）目标一手段一致性

目标一手段一致性是任何课程产品必须满足的核心指标。这个指标得不到不满足，其他指标毫无意义。这个指标是指，课程和教学自身所有的设置，包括任务设定、交互过程、媒体配置、信息组织等等，都指向某特定的课程目标或教学目标（在特定语境下它们义称为学习目标）。在课程开发和教学设计过程中，目标是非常重要的。课程目标是课程的核心属性，课程是为了达到特定的课程目标而组织起来的以知识形态传递的文化及对其传递方式和进程的规定[13];课程必须通过教学设计才能转化为教学行动，而教学目标作为教学设计的基础环节[14]，对教学设计具有引领作用。但无论是课程目标还是教学目标，它们都是声称的、抽象的，它不等于课程或教学系统的功能。只有手段才有功能。具体的课程产品和教学方案就是手段。教育实践关注的并不是声称的目标而是实实在在的功能。由于目标是抽象的、声称的，而手段并不是由目标自然产生的而是人为设计的结果，因此对于课程和教学方案而言，目标一手段一致性是标识课程和教学方案质量的核心指标。

（二）学生参与度

学生参与度是指学生以丰富多样的行为参与到课程及教学方案所规定的学习活动的程度。学生参与度越高，教学过程的教学效果就会越好。当然，学生的参与不仅仅表现为对教师行为的简单回应，更重要的是为师生交互提供实质的、指向学习目标的具体信息。

（三）媒体多元性

媒体多元性是指课程产品和教学方案所包含的信息呈现以及学习成果呈现所利用媒体形式的丰富性。丰富的媒体形式提供了丰富的信息刺激.其中也蕴含着对学生独特智能形式的包容。

（四）教师自由度

教师自由度是指教师在多大程度上可以调整课程产品中的预设，包括任务、交互、媒体、规则，等等。恰当的教师自由度是提高课程实施过程中教师主体性的重要因素。但并非教师自由度越高越好，因为教师的某些调整可能会伤害课程的目标一手段一致性等上述三个指标。

（五）s.T.E.M.整合度

s.T.E.M.整合度是独属于STEM课程的质量指标。这个指标一方面是指具体的S.T.E.M.知识白然地出现在STEM学习活动之中，在学生“创中学”的“问题解决”过程中发挥其特定的知识功能，以期达到“在交往中生成理性、用知识驱动思考、用创造体验力量”的效果，另一方面在上述整合过程中凸显STEM课程的核心价值：科学精神——基于事实、精确判断、勇于质疑、理性证伪、平等沟通、创新意识与协作精神，等等。

二、STEM课程开发的基本思路及过程模式

目标一手段一致性是首要的、根本的指标，只有满足了这一指标，才能讨论其他指标。何以达到目标一手段的一致性？这需要三个数据性条件：（1）目标的清晰表征;（2）手段的清晰完整表征;（3）目标和手段之间的操作性逻辑联系。也就是说，只有我们清晰地表征了目标，同时也清晰完整地表征了手段，并且也拥有从目标到手段的信息变换的全过程，我们才能判断那个手段是否指向那个目标，同时自然地确信这样的手段可以产生目标所指向的预期学习结果。很明显，这要求我们将课程开发和教学设计过程技术化（否则无法生成上述数据），并因此自然生成作为手段的详案设计。所谓详案设计，是指将教学交互的细节设计出来，通过细节设计将目标所蕴含的信息落实到位（落实到言语和行为以及媒体上）。虽然详案设计的立场并不，也无法要求教师按照详案将教学“演出来”。但详案设计不仅有助于教师理解“手段”以及“手段”所指向的原本抽象的“目标”，而且也为检验和调整学生参与度、教师自由度、媒体多元性以及STEM整合度提供了机会，因为详案设计预设了师生行为以及他们所使用的各种资源T具详情，人们很容易判断哪些环节运用了哪些s.T.E.M.知识、科学精神和其它价值观体現在哪些行为和规则上、哪些环节是学生参与的、哪些环节是学生自主的、在何处可以增减设问、哪些方面可以调整媒体表征形式、在何处可以将学生学习外显化、哪些方面是教师可以自由调整的以及调整的空间（比如言语风格、学习方式，等等）到底有多大。由于详案信息量很大，设计交互时开发者可能会因为过度关注细节以及某些理念的误导，使其设计偏离目标，因此整个设计过程必须被置于一个技术过程之下才能最大限度避免这种情况的发生。我们主张，STEM课程的开发过程按照图1所示的模式展开。这个过程模式是在以学习活动为中心的教学设计理论（Learning-Activity-Centered Instructional Design，LACID）[15]为基础上提出来的，并初步经受了实操的检验。

（-）STEM主题创意的生成

STEM课程开发的第一个任务是确定STEM课程的单元主题。也正是包含这个操作，图1所示的整个操作过程在性质上属于课程开发而非单纯的教学设计。

STEM单元主题蕴含两个方面的信息，一是“学生所创的最终作品是什么”，因为STEM的核心是“发明创造”;二是“在这个发明创造过程中，学生需要运用什么知识去理解和解决什么问题”。学生的创造发明过程需要遵循特定学段的学生们能够理解和应用的T程设计过程，这便融人了工程学知识。任何创造发明都需要使用特定的材料、模块等基础技术部件，甚至要求系统级的“技术革新”，这便融人了技术知识。而这个发明可能基于特定的问题背景，这个问题背景可能需要特定的科学知识，而且有些技术部件和技术系统的技术原理与科学有关，因此可以融人科学知识。由于工程设计都在特定限制条件下展开，并且要达到一定的外部要求或功能，这些要求和功能可能隐含着数学知识，某些技术部件的制作也可能应用数学知识，这就融入了数学知识。上述这些知识的融人需要被纳入到那个问题解决过程，因此需要将上述可能融人的知识做个初步的鉴别和分析，搞清楚这个单元都涉及到哪些S.T.E.M.知识。当然，在这个阶段，STEM课程开发者必须亲手操作一遍这个主题，做一系列科学实验，制作那件作品，以检验这个主题的可行性、所需各种材料和部件的易获取性和可用性以及上述S.T.E.M.知识应用的真实性。最后，为了能使得这个STEM主题更具有吸引力，需要对这个主题进行包装，配以特定的故事、情境等等。总之，这个阶段需要确定以下5个方面的信息：（1）情境故事或问题情境;（2）工程设计作品的功能以及检验方法;（3）需要学生解决的挑战性问题;（4）所应用S.T.E.M.的知识列表（概要）;（5）所需的材料及技术部件。

（_）STEM课程的知识清晰化——知识建模

有了STEM主题以及粗略的知识分析还不够，它们无法支撑后续的设计。我们需要将STEM主题所蕴含的全部S.T.E.M.知识完整清晰地呈现出来，并以此为基础进行后续设计。这是一个知识可视化的过程，也是一个STEM课程知识数据化的过程。由于知识天然是网络的，因此我们最好绘制一张知识网络图来表征一个STEM课程中的知识。但一般的知识网络图会存在数据不一致的问题（针对同一材料，不同的分析者所绘制的知识网络图严重不同，却都是正确的），因此我们需要采用LACID中的知识建模技术，将一个STEM课程中的知识绘制成一种特殊的知识网络图——知识建模图。知识建模的过程是根据知识语义、按照特定的绘制规范、提取知识点并绘制出知识网络图的过程，它所绘制的知识网络图不是知识语义图而是知识点之间的隶属关系图。

知识建模将知识点分为符号和名称SM（Symbol）、概念CN（Concept）、原理和公式PF（Principle andFormula）、格式FM（Format）、过程和步骤PS（Processand Step）、认知策略CS（Cognirive Strategy）、事实和范例（Fact andCase7种类型，并规定了19种知识点之间的关系，比如“是一种”“结论包含”“内容包含”“步骤包含”“组成”，等等。知识建模还规定，不同类型的知识点在知识建模图中用不同形状来表示，SM知识用椭圆表示、CN知识用圆表示、PF知识用矩形表示、FM知识用梯形表示、Ps知识用圆角矩形口表示、cs知识用圆柱表示、FC知识用表示。

由于知识建模图是知识点之间的隶属关系图，因此，针对同一材料，不同分析者所绘制的知识建模图具有令人满意的一致性[16]。同时，由于STEM课程开发常常是多人协作展开的，团队内部针对STEM课程知识进行沟通时，知识建模图是一个非常好用而客观的中介。

（三）学习活动设计

LACID认为教学系统由学习活动组成。如图2所示，学习目标是学习活动的重要属性，学习活动的其他成分包括：活动任务、交互过程、学习工具、学习资源、学习成果和活动规则，其中交互过程包含学习方法和学习方式，学习资源包括信息组织和媒体形态。学习活动设计的核心是活动任务设计，并且所有设计的数据基础就是知识建模图。

知识建模图清晰完整地呈现了一个STEM课程单元所包含的全部知识内容。知识建模图中有的知识点是先决知识点，有些知识点是目标知识点。有了知识建模图，我们便清楚地知道，整个STEM课程单元的能力目标：知识建模图中的知识点的应用能力。LACID用“（知识点，学习水平）”的二维目标形式来表征学习目标。这种目标表征包含两个维度，一个是知识点，另一个是学习水平，其中知识点就是知识建模图中的目标知识点，学习水平包括理解和应用两种。这种学习目标表征虽稍显琐碎，但比自然语言的描述更加清晰具体。基于这种学习目标表征，面对知识建模图，我们可以直接判断整个STEM课程单元的学习目标集合：哪些知识点需要先达到理解再达到应用的水平，哪些知识点已经达到了理解水平因此本单元只考虑应用的水平。由于知识建模图是连通图，那些关联紧密的知识点通常要“一起学”，因此学习目标的组合和分配也大致清楚。接下来就是根据知识建模图的实际情况以及知识点的其它学习论特征（比如，抽象度、难度、关联的知识语义，等等）将知识建模图划分出多个知识子图，这些知识子图之间允许交叉重复。这些知识子图义称为知识组块。LACID主张根据知识组块的特征以及组块中知识点的学习水平（即学习目标）为学生设计活动任务，再将活动任务组合成学习活动，然后将学习活动组合成一节课。这样逐层组合而完成STEM课程单元的设计。

LACID根据学习目标的差异将活动任务区分为达到理解类目标的意义建构任务和达到应用类目标的能力生成任务，并规定了A-F共6类意义建构任务及其所对应的知识组块特征，还规定了4类能力生成任务，包括创建实例、分析实例、补充拓展实例和问题解决。开发者根据学习目标来选择任务类型，可设计单类型任务，也可设计复合类型任务。确定任务类型之后，再确定任务的具体描述，即通过何种具体事务来让学生完成特定的学习目标。有了具体的事务描述，开发者接下来便需要根据这个描述进行师生交互设计、活动规则设计以及根据设计细节完成媒体材料的设计。这些设计必须围绕那个知识组块、按照特定的任务类型的要求进行，这样就满足了目标一手段一致性的要求，同时也会落实S.T.E.M.知识的整合。此外，在设计交互时，开发者需要考虑外部学习事务的多样性，在交互设计中嵌入多样学习方式、增加学生行为的多样性、设置有趣的设问、选择符合科学精神等价值观的活动规则。

只要不破坏整个学习活动的目标一手段一致性，课程开发者以及教师都可以针对师生交互、资源工具、活动规则进行灵活的个性化设计，通过这种灵活的个性化设计，务实地提升学生参与度、媒体多元性，同时师生交互、资源工具、活动规则的设计空间也就是教师自由度空间，它确保教师具有合理的自由度——教师按照自己的方式实现特定知识点（知识组块）、特定的学习目标与方式（任务类型）以及特定的价值观熏陶（活动规则）。

（四）设计优化

设计优化环节主要关注学习动力维护以及检查STEM理念落实的情况。

LACID认为学习动力是一个独立的系统，并为该系统提供了如图3所示的CASPER-POP-CRC动力设计模型。在初步设计完成之后，设计者利用此模型调整学习活动的所有设计细节以求激发和维持学生的学习动力。当然，经验丰富的LACID设计者会在之前设计过程中就考虑了学习动力问题，这一步只是查缺补漏。

STEM课程的知识需要整合于细节，并且要求通过细节体现科学精神。因此在这个步骤中，设计者还需要考虑科学精神的方方面面是否可以嵌入到学习活动的各个成分之中。当然，如果经验丰富，这部分工作也会在前期设计过程中完成，这一步仍是查缺补漏。

（五）缺陷分析与修正

STEM课程产品的设计开发过程是一个繁杂义耗时的操作过程，很难一蹴而就。因此产品初步完成之后，需要对它进行缺陷分析及修正。最彻底的缺陷分析方法就是“试课”，通过真实地实施该课程，考察其在实施过程中暴露出来的设计缺陷并及时改正。

但我们并不主张在课程实施时关注学生的学习绩效，通过前后测对比表明课程实施的成功。在现阶段我们无法从学生的学业成绩出将他们的成绩归因到某个孤立要素，比如课程质量、教学方法、教学风格、媒体工具、教师职业态度，等等。更何况，学生群体表现的多样性使得何谓课程的成功无法具有客观标准。而设计良好的课程对师生行为表现是有预期的，它们被设计到了课程产品之中。因此我们认为，在确保目标一手段一致性等其他指标合理的前提下，所设计的师生交互能够成功地被转化为真实的师生行为的课程便是合格的课程，至于“哪些师生行为既符合学习规律义能够真实发生？”则是另一个问题。

所以，我们主张从教师的教学实施与课程产品设计之间的差异中寻找课程的设计缺陷，并间接地佐证课程产品的质量。具体做法是：（1）将实施STEM课程的教学过程拍摄下来;（2）将STEM课程中的教学方案与相应的教学过程都转化为教学过程机制图;（3）对比这两个机制图、查找二者的差异（不一致之处）;（4）尽量将这些差异归结为课程的设计缺陷并修改课程设计。其中，教学过程机制图分析法是关键，因为没有教学过程机制图，教学方案和真实的教学活动过程（教学视频）不具有可比性。教学过程机制图能为我们提供一个教学系统的中观真相[17]，它主要包含学习活动中参与者的角色行为统计和行为序列信息、师生交互所对应的知识组块以及对特定教学活动的定性描述。有了教学过程机制图，我们便可以考察静态的教學方案与真实的教学过程之间的差异，并且反思这些差异是否是教学方案设计不良引起的，进而考察教学方案背后的更深层的课程设计缺陷。

三、STEM课程开发案例

下面以某公司的“抓住风：设计风车”这一模块为例，说明上述STEM课程的设计过程的核心环节。

（一）STEM创意——设计风车

该模块提供了一个背景故事：故事的主人公雷夫和他的表妹遇到了一个问题：他们的池塘里鱼儿缺氧了;雷夫决定制作一个风车，利用风能来带动桨，为池塘里的鱼儿补充氧气;在这个过程中雷夫学会了很多关于风能、机器和风车的知识，并成功地制作了一台风车。

该模块对学生作品的要求：按照工程设计过程，制作一个风车，该风车的转动能够提起一定的重物（纸杯中的砝码，越多越好）。

该模块所整合的S.T.E.M.知识内容包括：能量、不同形式能量间转化、机器、风车的结构、影响捕捉风能效率的要素、各种材料的属性（颜色、强度、形状、弹性、大小），等等。

该模块所需要的材料：70克A4纸、硬纸板、锡箔纸、红毛毡、木棒、泡沫球（转轮）、小纸盒（风车支架）、胶带、纸杯、砝码，等等。

学生所面对的挑战：选择什么材质的材料制作成何种形状的叶片、如何将叶片安装到转轮上才能最大程度上捕捉到风能，并使风车转动。

这个主题创意源白美国波士顿科学博物馆EiE（Engineering is Elementary）“工程为本”系列STEM课程中的一个模块，并经过培识北京）技术有限公司的升级改编，属于借来的主题。从无到有地创生STEM主题不是本文的核心议题，需另外单独撰文阐明。

（二）知识建模

图4和下页图5呈现了这个STEM单元的局部知识建模图，其中某些知识组块被标识出来了。

（三）学习活动设计

制作风车是“强度高、面积大的叶片更能捕捉风能”“风车的构成”“叶片与风向夹角大于45。”“寻找特殊角”和“工程设计五步”等知识的应用。这些知识的理解与应用（即学习目标）被分配到这4节90分钟的大课中：情境故事课一知识拓展课—设计实践课—挑战汇报课。

1.情景故事课：雷夫抓住风

这节课，师生共同阅读故事书《雷夫抓住风》，通过阅读让学生了解机械工程师及其从事的工作、建立学生对工程设计过程的初步认识;通过实验演示，让学生理解“空气流动形成风”“风是有能量的”“风与物体的相互作用可以用来做功”等知识。

2.知识拓展课：了解机器与探索材料

这节课，让学生从机械工程师的视角来观察和分析机器，比如打蛋器、开罐器、胶棒、自动铅笔等，引导他们要关注机器的功能、结构以及运转过程与能量的传递，为制作风车做准备;学生通过探索学习，尝试设计与测试船帆，进一步理解材料的属性，进而意识到船帆捕捉风的能力受多种因素（材质、形状、大小、白重、安装角度等）的影响。

3.设计实践课：单因素实验探究

这节课，学生进行4组单因素实验，分别探究材料软硬（强度）、船帆形状、船帆自重、船帆大小4个因素对于船帆捕捉风能效果的影响;教师演示船帆与风向夹角的实验，利用“寻找特殊角”的策略，使学生理解：船帆与风向垂直时能更好地捕捉到风。

4.挑战汇报课：设计风车

这节课，学生在以上几节课知识储备的基础上，按照工程设计流程（提问、构想、计划、创建、改进）设计制作他们的风车作品，并通过测试风车提起砝码的数量，来衡量风车捕捉风能做功的能力。

上述每节课都包含多个学习活动。每个学习活动负责完成一部分学习目标，它包含多个活动任务并将学习目标分配给各个活动任务，并配置特定的活动规则。活动任务表现为师生交互过程以及交互所需的资源工具。活动任务的师生交互必須按照特定方式完成对特定知识组块的学习，以便将学习目标转化为具体的交互行为。下页表是摘自第2课《了解机器与探索材料》的某个学习活动设计表格的部分节选。知识组块一栏中的子图就是这个任务的知识组块，其中包含着目标知识点，比如船帆的概念和属性。知识组块与前述二维学习目标的知识点有关，任务类型与二维学习目标的学习水平有关。比如下页表中的任务类型栏中的B类和E类任务属于“理解”水平。也就是说，下页表所呈现的学习活动的学习目标属于意义建构。BE合在一起说明该任务是复合类型，意为通过实例来理解知识的内涵。具体的活动任务描述在“任务描述”栏，整个师生交互行为以及与之配合的资源工具、学习成果等设计必须贯彻执行这个任务描述，而且需要在细节上落实知识组块中的那些知识点。如下页表中的“动力提升&STEM体现”一栏，用于设计者检查设计细节，确保将动力提升的设计和STEM理念的落实。从中我们可以看到，STEM学习活动并非处处体现STEM理念。要实现STEM理念，必须从主题到整个过程再到交互细节进行完整设计。STEM理念是弥漫性地落实在细节之处的，但可以设计得很自然。

（四）何以STEM

总的来说，在“抓住风”这个单元模块的STEM整合，体现在以下4个方面：（1）学生在尝试性船帆设计的基础上，进行单因素实验探究，并要求在尝试设计过程保留学生的困惑和疑虑，引导学生勇于质疑，精准判断。（2）学生分组探究，多次实验、对比实验的减少误差，并贯穿科学实验原则，尽可能控制其他条件不变，测量不同船帆的小船航行的距离。（3）整合工程技术（工程五步）、物质科学（材料属性）、数学（几何图形）等领域知识设计实验方案，分别探究影响船帆捕捉风能的各因素。（4）学生利用“设计船帆”获得的关于材料的理解以及“风与物体的相互作用可以做功”的相关知识，设计风车叶片，解决新的问题。

四、结语

STEM课程开发的关键在于：（1）主题设计既要体现作品创制、义要体现特定知识运用;（2）通过知识建模使得课程所包含的知识体系清晰化且满足数据一致性的要求;（3）利用LACID之类的教学设计技术从显性的知识运用能力的目标出发设计学习活动的所有成分和属性，确保目标一手段一致性，并嵌入科学价值观等隐形目标的要求，这自然产生了详案设计。

如此高成本、高投入的设计工作是生产高质量STEM课程的基本保障。然而高校实验室或者中小学校本课程开发却无法长期稳定地、持续地投入如此高的设计成本以求产生高质量、成体系的STEM课程。务实地讲，STEM课程的供给必须依赖教育产业公司。市场主体在供给侧参与教育实践是教育现代化的基本要求和大势所趋。

参考文献：

【1】【10】秦瑾若，傅钢善.STEM教育：基于真实问题情景的跨学科式教育[J].中国电化教育，2017，（4）：67-74

【2】朱学彦，孔寒冰.科技人力资源开发探究——美国STEM学科集成战略解读[J].高等工程教育研究，2008，（2）：21-25.

【3】余胜泉，胡翔STLM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究，2015，21（4）：13-22.

【4】李雁冰.“科学、技术、工程与数学”教育运动的本质反思与实践问题——对话加拿大英属哥伦比亚大学Nashon教授[J].全球教育展望，2014，（11）：3-8.

【5】王林.从“分科”到“融合”：STEM课程整合的困境与创新路径[J].上海教育科研，2018，（12）：71-75.

【6】赵蒙成，范晓洁.STEM课程本土化：现状、困境与发展路径[J].教育与教学研究，2019，33（5）：11-22.

【7】杨彦军，饶菲菲.跨学科整合型STEM课程开发案例研究及启示——以美国火星教育项目STLM课程为例[J].电化教育研究，2019，40（2）：113-122.

【8】王林.从“分科”到“融合”：STEM课程整合的困境与创新路径[J].上海教育科研，2018，（12）：71-75.

【9】于晓雅.STLM项目学习要重点关注什么？[J].中小学管理，2018，（3）：34-36.

【11】董泽华.试论我国中小学实施STLM课程的困境与对策[J].全球教育展望，2016，45（12）：36-42.

【12】余同志.STLM課程热中的冷思考[J].人民教育，2017，（19）：6-7.

【13】杨开城.浅论课程开发理论中的角色分析和知识组件[J].教育理论与实践，2004，（5）：46-49.

【14】侯春妹.对教学目标制定与表述的思考[J].中小学信息技术教育，2011，（12）：35-36.

【15】杨开城.以学习活动为中心的教学设计实训指南[M].北京：电子工业出版社，2016

【16】赵文娟.知识建模技术的一致性研究[D].北京：北京师范大学，2011.5.

【17】杨开城，何文涛等.教学过程机制图：一种理解教学的重要中介[J].电化教育研究，2017，（1）：15-20.

作者简介：

杨开城：教授，博士生导师，研究方向为新教育学（yangkc_beijing@bnu.edu.cn）.

李波：在读博士，研究方向为STEM课程开发（lib02020@126.com）。

窦玲玉：在读硕士，研究方向为教学设计（748989270@qq.com）。

公平：工程师，研究方向为STEM教育（gongping@cstem.com.cn）。