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作为一种新型教学法，在前一讲，我们归纳了STEM教学法4个范畴的16个主要特征，由此指出其在教学中的多层次应用和多目标功效能力，初步说明其几乎可以包容已有的各种教学法，在其过程中可以灵活地在各个环节选择性地使用各种教学法，包括已有的、当前的，甚至新创的，以使得各种教学法效能能够在其中发挥最大的功效，从而最终也使得一个STEM教学过程可以实现总体教学效能的最大化。这是一个非常原则性的概述。那么，在实际教学中，究竟怎么样的操作才可以实现这种最大化呢？STEM教学法又会完成哪些方面的总成呢？这一讲，我们将具体给出这一新型教学法如何具体实现其总成作用。
当我们考虑如何具体设计和实现教学过程时，达成流程和计划时，实际上就是要具体完成教学设计的两方面的任务，一是整体过程究竟怎样完成，包括具体划分为什么样的环节和多少个环节，每个环节需要完成什么样的分任务和分目标；二是对每个环节给出具体的设计，具体给出完成每个环节分目标的教学法。STEM教学法同样需要首先具体完成这两方面的具体教学设计任务。
根据教学设计的普适性方法，首先，不外乎是回顾和再次厘清教学内容和目标；然后，根据内容和目标拟订教学总体过程；最后，针对过程设计过程中每个环节的教学法，这实际上需要从许多教学法中挑选出这一环节最为合适的教学法。当然，实际过程中可以对设计作出一些调整，主要视具体教学进程所遇到的变化情况而定。换句话讲，过程为内容和目标服务，而教学法选择为过程的完成服务，这是一个显而易见的递进逻辑。
STEM教育具有的特征使得教学设计发生巨大转型。虽然普适性的递进逻辑对于STEM教学法是同样的，STEM教学过程设计的第一项任务也是完成过程中的教学法配置。然而，我们可以很简单地发现，STEM教学法的教学法配置设计不是简单选一个单一的教学法满足全部的教学过程，而是需要针对九步法的每一个环节都至少选定一种教学法。所以，单单完成一个通常的教学法递进设计过程对于STEM教学法是不够的。这就是因为STEM教学法有九步，其任务目标特征和单元内含有九步法，具有通常情况下不具有的复杂性，导致其教学过程设计具有天生的复杂灵活性。
如此，对于任何一个STEM教学设计，或者一个STEM教学单元的设计，即便有两点是不再需要进行讨论的，即其教学目标的清晰界定和总体过程的九步法界定是已经确定好了的，但这并不代表这里不再需要进行具体的设计（当然不是！）。正是因为STEM教学法的最大特点是在单元内具有九步，而在九步之内其包含了非常丰富的过程，远远超过一般简单教学任务（比如单个知识点、单节教学课等）的内容过程和时间跨度，所以这里的过程变数和考虑维度就更多，也就需要更为复杂的设计考虑和过程选择。不仅对每一步可以有多样教学法选择，而且更需要将九步系统性地放在一起进行更好的相互关联配置，才是STEM教学法教学设计的最大要求所在。所以，STEM教学法的教学设计更在于針对九步，系统性地调配每一步如何选取更好的教学法和过程，最终串联成优化的九步整体。这种系统性配置就叫做“教学法的总成作用”。
根据前述的特征范畴归纳，在四大特征范畴中，STEM教学法的教法融合特征范畴和设计灵活特征范畴是其关乎方法论层面的概念（希望各位对这里的讲法作深刻关注和理解，并不断思考和践行，因为这是最终做好STEM教育的关键点）。作为教法融合的载体性平台，一个STEM教学单元内可以具有多个课时、多种活动、多个过程、多种方式，而且总体上彼此串联成为一个单元整体，所以在单元内的不同环节、不同位置就可以适当地选择不同的教学法，让完成该阶段或环节任务时具有任务的匹配性，而单元包容性演变为丰富多样性和复杂设计性。这样也就顺理成章地、水到渠成地关联到了设计灵活特征范畴。不过，这里的灵活性虽意味着多样选择可能，但并不意味着没有一定的规制和要求。所有的可供选择需要在目标完成的前提下进行更好的选择，选择的要求是明确和清晰的。
在教学法的选择之后，随之而来的，设计者就需要对每一个环节进行什么分目标、花多长时间、彼此之间进行怎样的衔接、总体完成什么样的渐次过渡等进行更多的相应设计和配置，达成整体的课时计划和教学空间设定，这也是灵活性之后需要反过来满足的规制性和匹配性要求，这也就更体现了如何从复杂的过程中实现更好的设计。
所以，STEM教学法的教学设计特别地分为两个大的阶段：一是完成目标与教学法的对应配置阶段；二是针对九步法的系统性优化配置阶段。设计者在这里需要根据目标的具体情况和九步的具体不同要求考虑，首先最终选择总体的时间跨度、九步环节的大致时间分配，以及每一环节究竟如何基本实现该环节的具体要求；然后则是进行基于系统性的考虑，对每一环节进行再审视和配置确定，使得九步之间的相对关系更为优化。
在这个关键的第二个阶段中，STEM教学法实际上完成了以下几个维度的总成配置。①基于每一环节的教学法，都要再考虑实现灵活性再选择和不同配置。可能这里某一环节原本选择了一个基本合理的教学法，例如讲授法，但根据系统设计概念，这里可能就需要变更为另一种更为有效实现连贯和教学效果递进的教学法，如实验探究法。②可以对每一环节的教学分目标实现二次优化配置。不是说在本环节中一定要完成原本的安排，可以调整至其他环节更好地完成这里的部分任务要求。③可以对每一环节的教学过程配置如时间、资源、权重等进行再配置。④可以对各个环节之间的先后顺序进行一定的调换性设计配置。如此，使得学习过程更为流畅，效果更为递进推进。⑤可以考虑预先设计数种过程配置，针对不同的学生采取同一人物目标下的不同教学法过程。
由此，这样至少5个维度的总成配置，使得STEM教学法的设计过程可以非常灵活，有很大的设计配置调整空间，而且设计后还十分便于再调整和优化。当然，要强调的是，九步法的框架是确定的，而且必须整体完成集全发现、全探索、全研究、全解决问题的深度学习过程法要求，中间必须包含知识教学过程、问题解决过程、探索研究过程、实验验证过程、实践体验过程等多种方式，且最终达成优化整合。
另外，STEM教学法的教学设计还有一个十分特殊的要求，那就是整个过程中的各教学法选择都要尽力照顾“学生为中心”的教学特征。这里意味着在九步之中设计者必须依照学生自己主动求索和知识递进学习的过程给出适当的教学法选择，包括从时间进度、难度要求、整体顺序、知识范围和教学空间，乃至资源利用，都给出更好的配置性结果，最终以学生学得自我投入，教师作为助力者起到更好的作用效能为标准。一句话，整体过程中教师的教当然可以有，但是不能成为主导和主流。关键是配置好适度的比例和权重。毕竟，STEM教育的基本要求是发挥学生的主动性和知识建构的渐次递进性。
一般而言，凡是深度学习方式，学生一定会经历同种教学目标之下的多种教学法和教学过程。正是学同样一个内容时用了不同的方式，“变着花样儿学”，就可以让所学内容得到不同维度下的深化理解和应用强化。STEM教学法正是具备了深度学习的典型性特征，使用不只是单一的教学法，而是有一个教学法包集和融合，尽力发挥所有教学法的任务适配性和相互配合性，这样就给优化所需目标内容的教学提供了非常大的空间和时间，所以才能成为新时期更具效能的教学法。
从当前的教育改革转型看，我国的基础教育实际上最需要的还是教学法转型。因为STEM教学法的典型特征，我们应该看到，在学校教学中全面嵌入STEM教学法，不仅应该用来上科技课，而且应该用来上其他学科的课，这已是历史的必然。在此意义下，我们可以将新时期STEM教育的关联影响范畴用图2的方式呈现出来。■
当我们考虑如何具体设计和实现教学过程时，达成流程和计划时，实际上就是要具体完成教学设计的两方面的任务，一是整体过程究竟怎样完成，包括具体划分为什么样的环节和多少个环节，每个环节需要完成什么样的分任务和分目标；二是对每个环节给出具体的设计，具体给出完成每个环节分目标的教学法。STEM教学法同样需要首先具体完成这两方面的具体教学设计任务。
根据教学设计的普适性方法，首先，不外乎是回顾和再次厘清教学内容和目标；然后，根据内容和目标拟订教学总体过程；最后，针对过程设计过程中每个环节的教学法，这实际上需要从许多教学法中挑选出这一环节最为合适的教学法。当然，实际过程中可以对设计作出一些调整，主要视具体教学进程所遇到的变化情况而定。换句话讲，过程为内容和目标服务，而教学法选择为过程的完成服务，这是一个显而易见的递进逻辑。
STEM教育具有的特征使得教学设计发生巨大转型。虽然普适性的递进逻辑对于STEM教学法是同样的，STEM教学过程设计的第一项任务也是完成过程中的教学法配置。然而，我们可以很简单地发现，STEM教学法的教学法配置设计不是简单选一个单一的教学法满足全部的教学过程，而是需要针对九步法的每一个环节都至少选定一种教学法。所以，单单完成一个通常的教学法递进设计过程对于STEM教学法是不够的。这就是因为STEM教学法有九步，其任务目标特征和单元内含有九步法，具有通常情况下不具有的复杂性，导致其教学过程设计具有天生的复杂灵活性。
如此，对于任何一个STEM教学设计，或者一个STEM教学单元的设计，即便有两点是不再需要进行讨论的，即其教学目标的清晰界定和总体过程的九步法界定是已经确定好了的，但这并不代表这里不再需要进行具体的设计（当然不是！）。正是因为STEM教学法的最大特点是在单元内具有九步，而在九步之内其包含了非常丰富的过程，远远超过一般简单教学任务（比如单个知识点、单节教学课等）的内容过程和时间跨度，所以这里的过程变数和考虑维度就更多，也就需要更为复杂的设计考虑和过程选择。不仅对每一步可以有多样教学法选择，而且更需要将九步系统性地放在一起进行更好的相互关联配置，才是STEM教学法教学设计的最大要求所在。所以，STEM教学法的教学设计更在于針对九步，系统性地调配每一步如何选取更好的教学法和过程，最终串联成优化的九步整体。这种系统性配置就叫做“教学法的总成作用”。
根据前述的特征范畴归纳，在四大特征范畴中，STEM教学法的教法融合特征范畴和设计灵活特征范畴是其关乎方法论层面的概念（希望各位对这里的讲法作深刻关注和理解，并不断思考和践行，因为这是最终做好STEM教育的关键点）。作为教法融合的载体性平台，一个STEM教学单元内可以具有多个课时、多种活动、多个过程、多种方式，而且总体上彼此串联成为一个单元整体，所以在单元内的不同环节、不同位置就可以适当地选择不同的教学法，让完成该阶段或环节任务时具有任务的匹配性，而单元包容性演变为丰富多样性和复杂设计性。这样也就顺理成章地、水到渠成地关联到了设计灵活特征范畴。不过，这里的灵活性虽意味着多样选择可能，但并不意味着没有一定的规制和要求。所有的可供选择需要在目标完成的前提下进行更好的选择，选择的要求是明确和清晰的。
在教学法的选择之后，随之而来的，设计者就需要对每一个环节进行什么分目标、花多长时间、彼此之间进行怎样的衔接、总体完成什么样的渐次过渡等进行更多的相应设计和配置，达成整体的课时计划和教学空间设定，这也是灵活性之后需要反过来满足的规制性和匹配性要求，这也就更体现了如何从复杂的过程中实现更好的设计。
所以，STEM教学法的教学设计特别地分为两个大的阶段：一是完成目标与教学法的对应配置阶段；二是针对九步法的系统性优化配置阶段。设计者在这里需要根据目标的具体情况和九步的具体不同要求考虑，首先最终选择总体的时间跨度、九步环节的大致时间分配，以及每一环节究竟如何基本实现该环节的具体要求；然后则是进行基于系统性的考虑，对每一环节进行再审视和配置确定，使得九步之间的相对关系更为优化。
在这个关键的第二个阶段中，STEM教学法实际上完成了以下几个维度的总成配置。①基于每一环节的教学法，都要再考虑实现灵活性再选择和不同配置。可能这里某一环节原本选择了一个基本合理的教学法，例如讲授法，但根据系统设计概念，这里可能就需要变更为另一种更为有效实现连贯和教学效果递进的教学法，如实验探究法。②可以对每一环节的教学分目标实现二次优化配置。不是说在本环节中一定要完成原本的安排，可以调整至其他环节更好地完成这里的部分任务要求。③可以对每一环节的教学过程配置如时间、资源、权重等进行再配置。④可以对各个环节之间的先后顺序进行一定的调换性设计配置。如此，使得学习过程更为流畅，效果更为递进推进。⑤可以考虑预先设计数种过程配置，针对不同的学生采取同一人物目标下的不同教学法过程。
由此，这样至少5个维度的总成配置，使得STEM教学法的设计过程可以非常灵活，有很大的设计配置调整空间，而且设计后还十分便于再调整和优化。当然，要强调的是，九步法的框架是确定的，而且必须整体完成集全发现、全探索、全研究、全解决问题的深度学习过程法要求，中间必须包含知识教学过程、问题解决过程、探索研究过程、实验验证过程、实践体验过程等多种方式，且最终达成优化整合。
另外，STEM教学法的教学设计还有一个十分特殊的要求，那就是整个过程中的各教学法选择都要尽力照顾“学生为中心”的教学特征。这里意味着在九步之中设计者必须依照学生自己主动求索和知识递进学习的过程给出适当的教学法选择，包括从时间进度、难度要求、整体顺序、知识范围和教学空间，乃至资源利用，都给出更好的配置性结果，最终以学生学得自我投入，教师作为助力者起到更好的作用效能为标准。一句话，整体过程中教师的教当然可以有，但是不能成为主导和主流。关键是配置好适度的比例和权重。毕竟，STEM教育的基本要求是发挥学生的主动性和知识建构的渐次递进性。
一般而言，凡是深度学习方式，学生一定会经历同种教学目标之下的多种教学法和教学过程。正是学同样一个内容时用了不同的方式，“变着花样儿学”，就可以让所学内容得到不同维度下的深化理解和应用强化。STEM教学法正是具备了深度学习的典型性特征，使用不只是单一的教学法，而是有一个教学法包集和融合，尽力发挥所有教学法的任务适配性和相互配合性，这样就给优化所需目标内容的教学提供了非常大的空间和时间，所以才能成为新时期更具效能的教学法。
从当前的教育改革转型看，我国的基础教育实际上最需要的还是教学法转型。因为STEM教学法的典型特征，我们应该看到，在学校教学中全面嵌入STEM教学法，不仅应该用来上科技课，而且应该用来上其他学科的课，这已是历史的必然。在此意义下，我们可以将新时期STEM教育的关联影响范畴用图2的方式呈现出来。■