基于逆向工程法培养小学生微创新能力的实践研究

张妮 章敏 付憧 幸大惠

基金项目：国家自然科学基金2021年度项目“人工智能助力乡村教师新型研修模式构建及应用策略研究”（项目编号：72164004）；贵州省教育科学规划2023年度重点课题“乡村教师智能教学胜任力框架构建及应用研究”（课题编号：2023A006）

[摘   要] 逆向工程法是一种“从成品出发”的教学方法，降低了创新门槛，容易实现微创新。文章以微创新能力内涵为导向，遵循“从仿到创”的阶段式教学理念，在项目式教学理论、做中学理论的支持下，提出了基于逆向工程法培养小学生微创新能力的教学活动框架，以“3D打印”为例进行三轮教学实践，并采用三角互证的方法从教师、学生、教学过程三个角度探究实践效果，以此修正与完善活动框架。研究结果表明，基于逆向工程法设计的教学活动从总体上显著提高了小学生微创新能力水平，对创新思维与创新技能要素也有显著促进作用，但对创新人格的影响不显著。研究结果为小学生微创新能力培养及国家创新人才培养提供了理论指导和实践参考。

[关键词] 逆向工程法； 微创新能力； 创新人才培养； 实践研究； 3D打印

[中图分类号] G434            [文献标志码] A

[作者简介] 张妮（1982—），女，广西南宁人。教授，博士，主要从事教师专业发展、智能技术融合教育教学研究。E-mail：jenneyhust@foxmail.com。

一、问题的提出

创新能力是21世纪人才的关键特征，培养学生的创新能力是我国教育改革与发展的热点。《中国学生发展核心素养总体框架》将实践创新作为6项核心素养之一[1]。《新一代人工智能发展规划》指出，“加快3D打印、STEAM、机器人、编程等全民智能素质教育项目进入中小学课堂的进度”[2]。《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》提出，“创新教学方式，以真实问题或项目驱动，引导学生经历原理运用、计算思维和数字化工具应用过程，建构知识，提升问题解决能力”[3]。許多中小学校面向学生创新能力培养进行了大量探索和实践，问题解决、项目式教学等方法被广泛应用于教学活动中，但存在课堂耗时长、教学效果有待提高等问题[4]。逆向工程法作为一种“从成品出发”的教学方法，不仅能缩短课时量，还能降低项目难度，为当前课堂教学培养中小学生创新能力提供了新思路[5]。对于小学生而言，创新不可一蹴而就[6]，微创新相对来说更符合小学生的认知特点和发展规律。因此，本研究将从微创新能力内涵出发，构建基于逆向工程法培养小学生微创新能力的教学活动框架并开展实践应用，以期助力国家创新人才培养。

二、研究基础

（一）小学生创新能力培养研究现状

面向小学生创新能力培养的教学实践大致包括三类研究视角，分别是传统教学过程的革新视角[7]、教学活动要素创新的视角[8]及从“仿”到“创”的阶段式学习视角[9]。将发明创造型教学分成微创新和原始创新两种模式，在微创新阶段以逆向工程为指导思想设计教学活动，可让学生在“模仿—微创新—创新”过程中逐步提高发明创造水平[10]。当前，小学生创新能力培养仍存在“窄口径”与“高要求”之间的突出矛盾[11]，仍需挖掘适切的理论方法，探索小学生创新能力培养的方式和路径。

“微创新”从“创新”拓展而来。符合中小学生发展水平的微创新能力是指学生在了解原产品相关服务和规则的基础上做出一些有意义的改变或调整的能力，但并不从根本上改变原有设计，其可以分为1.0、2.0及3.0三个水平层次，分别对应模仿阶段——对原型产品简单仿照，微调阶段——通过增减要素对产品结构与功能进行优化，重构阶段——产品结构与功能的重新构造[12]。已有研究提出了指向学生微创新能力培养的结构创新型教学模式，包括试用与感知、分解与观察、复原与再设计、制作与测试、评价与总结等环节，强调教师应该更关注技术的整合和迁移，让学生模仿后再创新[4]。然而，小学生因创造力水平有限，大多停留在模仿阶段，独立创作出一件原创性作品仍存在较大的困难。因此，小学生微创新能力培养更应得到学界和业界的关注。

（二）逆向工程法及其教育应用

逆向工程最初是一种技术课程的内容，在20世纪末作为一种教学方法应用于教育领域。Otto等提出了逆向工程与再设计“十步法”，其中，逆向工程包含逆向、建模与分析以及再设计三个阶段[13]。逆向工程法较多应用于工程类课程的研究与实践中，引导学生对实物体验、观察、拆解、分析，使学生获得再设计的经验[14]，从而开发新产品，有助于学生消化理论知识并进行实践应用[15-16]。逆向工程法支持的各类教学或学习活动设计为本研究探索面向小学生微创新能力培养的教学活动提供了方向指引。

由于小学生认知能力与身心发展的特殊性，直接开展创新活动有一定难度，需要由微创新能力培养逐渐过渡到创新能力培养。研究团队多年来和一线学校开展深度合作，发现部分学校致力于信息科技、通用技术课程教学革新的探讨，从而培养学生的创新能力。3D打印可将创意变成现实，有助于激发小学生学习积极性，提高其动手能力，是培养学生创新能力的重要手段之一。因此，“3D打印”这一教学内容以信息科技拓展课程或者社团活动的形式逐步走进了小学校园。逆向工程法倡导对成品进行“拆解—分析—再设计”，将其应用于“3D打印”教学中，让小学生在了解产品构成要素及关系的基础上，完成对3D模型原型作品的再设计，降低了创新门槛，有利于小学生微创新能力培养。基于此，本研究尝试引入逆向工程法开展面向小学生微创新能力培养的实践研究，研究问题包括：（1）如何基于逆向工程法构建培养小学生微创新能力的教学活动框架？（2）基于逆向工程法培养小学生微创新能力的教学实践效果如何？

三、面向小学生微创新能力培养的逆向工程

教学活动框架初构

（一）理论依据

1. 项目式教学理论

项目式教学的一般流程为选定项目、制定计划、合作探究、作品制作、成果展示、评价总结，注重实践式和体验式学习，鼓励学生自主学习或开展小组协作学习[17]。逆向工程法的核心步骤为“拆解—分析—再设计”，将项目式教学理论引入本研究，可弥补逆向工程法缺乏评价与反思的不足。参照项目式教学的基本流程，在作品的再设计阶段，教师应充当引导者和组织者的角色，带领学生围绕大项目分组开展子项目学习，进而完成作品制作。

2. 做中学理论

美国学者杜威提出了“做中学”理论，也就是“从活动中学”“从经验中学”，依托活动和行为来提高学习能力[18]。本研究中，学生需联系自身生活经验进入学习情境，在对原型作品进行分解的基础上，通过协作探究、制定方案、作品创作，再设计出改变原有作品关键要素的新作品，从而提高微创新能力。在教学实施过程中，强调教师要为学生构建有意义的教学情境，将教学知识与学生生活经验联系起来，让学生从被动学习转变为主动学习，在活动中将创意想法转变为现实成果。

（二）教学活动框架初步构建

结合微创新能力内涵，本研究中的微创新能力分为三个等级，分别对应模仿、微调和重构三个阶段。模仿阶段的学习任务是产品拆解与复原，旨在了解产品基本构成与制作的基本流程；微调阶段通过增减要素优化产品结构与功能，应用学科及技术知识解决问题；重构阶段聚焦产品结构与功能的重新建构，并进行创新实践。本研究在项目式教学以及做中学理论支持下，重点参考面向创客教育的中小学机器人教学四阶段[9]和面向机器人教育的“灯笼模型”[5]，依照微创新能力层次，初构面向微创新能力培养的教学活动框架，如图1所示。

1. 模仿阶段：强调学生新旧知识联系

模仿阶段是逆向工程教学活动的基础阶段，学生需要完成3D打印基本知识的学习，通过拆解、复原掌握作品制作的基本知识与技能，保证创意活动的顺利开展。首先，教师发布本堂课学习任务并展示3D模型实物，学生在教师的组织下对物品进行感知与试用，唤起已有生活经验。其次，教师引导学生在3D One软件中对3D模型进行拆解，以了解模型构成要素及各部分之间的关系。最后，学生在学案提示下自主探究模仿复原模型。在模仿阶段，教师为学生提供学习支架，使学生明晰工具选择情境、使用方法及问题解决策略，掌握模型制作的一般性知识，并通过自主探究，完成作品的复原。

2. 微调阶段：注重学生创意思维启发

微调阶段在逆向工程教学活动中起承前启后的重要作用，启发学生增减作品要素，引领学生创新思维并对模仿阶段获得的知识进行实践应用。在此阶段，学生需要对模仿的作品进行微调，教师创设情境，使学生置身于情境中，学生由学习者身份转换为用户身份，分析当前物品可以新增哪些功能，对原型作品元素进行增减，实现对原型作品的微调。本阶段注重对学生进行创意启发，使学生在微调过程中获得更多灵感，激发创造潜能，为重构项目的实施做好铺垫。

3. 重构阶段：注重跨学科知识融合

重构阶段是学生在具备微创新基本知识与技能的基础上，融合跨学科知识对作品进行结构性创新的过程。本阶段主要采用项目式学习方式，引导学生对原型作品进行结构重构。在此过程中，教师并不为每个小组指定项目，而是为学生创设多样化的生活情境，将项目的决定权与选择权交给学生。学生借助信息技术解决项目实施过程中遇到的困难，发展创新思维，通过对作品的展示与评价，增强自信心，体验学习的快乐。

四、面向小学生微创新能力培养的

教学实践及框架修正

（一）教学目标

西部X省G市某小学以社团课形式开设了“3D打印”课程，目前正处于利用3D One开展教学的探索阶段。3D One是一款适合小学生表达创意想法的三维软件。研究团队基于初构的教学活动框架，依托该校“3D打印”课程开展三轮教学实践研究，教学目标见表1。

表1                三轮实践的教学目标

（二）学习者分析

教学实践的对象为3D打印社团的22名学生（男生13名，女生9名；四年級9名，五年级13名），特点如下：（1）学生正由具体形象思维向抽象逻辑思维转变，进行抽象推理活动时需要具体形象事物支撑；（2）学生具有一定学习软件和工具的使用经验；（3）大部分学生未接触过3D打印，但对3D打印兴趣浓厚。为确保学生顺利进入微创新阶段，授课教师充分备课，并进行了为期一个半月的3D打印基础知识讲授。

（三）教学评价工具

本研究采用质性和量化相结合的方法，基于三角测量理念，从教师、学生、教学过程三个互证角度分析研究结果。教师角度采用量化的课堂观察表，从课堂行为了解学生微创新能力变化；学生角度采用微创新能力问卷和量化的作品评价表，测量和分析学生微创新能力变化；教学过程角度采用教学满意度问卷及访谈提纲，进一步了解学生的微创新能力变化。

1. 微创新能力测量问卷

本研究主要借鉴创客教育课程中的学生评价指标体系[19]，同时融入威廉斯创造性倾向量表中的冒险性、好奇心、想象力和挑战性四项指标[20]，设计微创新能力测量问卷，包括创新人格、创新思维、创新技能3个一级维度，共32道题目，采用李克特五级计分。由于3D打印社团学生人数少，随机在两个五年级班级中进行问卷预测试，回收有效问卷79份，计算出Cronbach 系数值为0.956，表明问卷具有良好的信度。

2. 课堂观察表

本研究通过改编陶阳的“小学生创造性潜能观察表”[21]对学生课堂表现进行观察，包括创新人格、创新思维、创新技能三个维度，共19个观测点，每道题以5分为最高分计算。在每一轮教学实践中，由2名学科教师现场听课并填写课堂观察表，二者平均分为课堂观察分数。

3. 作品评价表

作品评价表由1名教育技术专家和硕士研究生协同授课教师联合编制，由技术性（20分）、创意性（35分）、美观性（10分）、科学性（15分）、可行性（20分）五个指标构成。

4. 学生满意度问卷和访谈提纲

本研究分别从学生活动（创新作品、自主探究能力与协作交流能力、学习兴趣与基本知识掌握）与教师活动（教学方式、教学活动设计、教学评价）两个层面进行学生满意度调查。从教学评价、学习收获、教学环节设置三个方面设计访谈提纲。教学满意度问卷克隆巴赫系数值为0.835，具有良好的信度。

（四）教学实施过程

教学环节由1名经验丰富的信息科技学科教师执教，其具备完备的3D打印知识与教学能力，提前了解了逆向工程法的内涵及本研究初构的教学框架。三轮教学共6个课时，历时3周，每周完成一轮教学（2课时）。每轮教学均包括“计划—实践—观察—反思”四个环节，通过三轮迭代循环修正教学活动框架。实践前进行前测了解学生微创新能力初始水平，在实践结束后一周进行后测，对比了解学生能力水平变化。

1. 第一轮教学实践及反思

第一轮教学主题为“超酷的专属笔筒”。（1）模仿阶段。教师发布任务并展示实物笔筒，引导学生观察并试用。随后，学生在3D One中对笔筒模型进行拆解，逆推出构成3D笔筒模型的基本实体与制作步骤。在微课的指导下，完成笔筒模仿复原。（2）微调阶段。教师发放创意启发表，引导学生联系生活经验对笔筒进行要素增减，以启发其创意思维。（3）重构阶段。以“利用3D打印设计容器解决问题”为主题设定开放项目，让学生从生活实际问题出发，重新设计容器。最后，学生展示作品，完成评价与反思。

第一轮教学结束后，发现以下问题：（1）在课程导入与设计方案阶段，学生的创新思维比较活跃，但创新技能比预期要低；（2）学生评价未体现“以评促学”的理念；（3）大部分作品缺乏创新性。研究助理与授课教师进行深入交流后，共同进行反思与改进。首先，为弥合创意与实践之间的断点，导入环节由抛出问题转变为情境创设，项目主题以源于生活的多情境方式设置。其次，在学生完成方案设计后，对难点进行统一讲授，帮助其顺利开展创新实践。再次，为激发学生的创新思维，在重构阶段增加方案展示环节，以头脑风暴形式让学生在思维碰撞过程中产生更多创意。最后，让学生参与制定作品评价指标，以调动其创新积极性。

2. 第二轮教学实践及反思

第二轮教学主题为“制作专属钥匙扣”。（1）模仿阶段。创设情境“如何找回丢失的钥匙扣”，激发学生产生创意想法。同时，用操作单代替微课，帮助学生模仿制作钥匙扣，为学生留足自主探究空间。（2）微调阶段。教师展示案例，同时提出需求，启发学生对钥匙扣关键要素进行增改。（3）重构阶段。制作作品前，师生共同商讨形成评价量表。随后，教师组织学生围绕“自主设计防丢失钥匙扣”进行讨论，并且进行方案分享。在学生完成方案设计后，教师进行统一讲解，帮助学生完成对钥匙扣的改造。最后，根据评价量表，学生完成自评与互评。

相较于第一轮，第二轮教学中学生的创意思维与创新技能有所提升，但仍存在以下问题：（1）学生作品缺乏实用性与科学性；（2）学生分享方案的积极性仍不够高。虽然教师在该阶段为学生创设了源于生活的情境，调动了学生的创作热情，但部分学生的想法较发散，导致作品缺乏实用性与科学性。基于此，研究助理和授课教师共同商议，在重構阶段增设一个自主调查环节，让学生到生活中挖掘问题，以保证项目的实用性与可操作性。同时，教师要注重引导学生分工合作，激发学生团队意识，发挥学生主体性。

3. 第三轮教学实践及反思

第三轮教学主题为“设计多功能台灯”。基于前两轮实践与反思，本轮教学更加注重重构阶段项目主题的选择，引导学生融合多学科知识对作品进行改进。以“自主设计不同应用场景下的灯具”为主题设定开放项目，课前让学生回归生活场景，观察灯具应用场景并思考需要改进的地方；课中讲解人类利用光源的历史进程，使学生掌握光学的基本科学知识，将美术、数学、科学、信息科技等多学科知识进行融合，设计多功能台灯；课后引导学生进行学习反思，进而发展创新思维，培养学生的创意物化能力。

综合课堂观察、课后访谈与作品分析结果，本轮实践效果比较理想，主要体现在以下三个方面：（1）在设计方案的过程中，学生通过产品复原、概念提取、迁移应用等方式融合多学科知识重构原型作品，促成对知识的深度理解；（2）在调查、讨论、展示等过程中，学生通过协商对话、问题解决、模型绘制等方式展现出了多元创新思维能力；（3）在模仿复原、要素微调、模型重构过程中，学生综合利用身边工具与资源，设计方案、制作模型，展现出较高的创新技能水平。

（五）教学实践效果分析

1. 学生微创新能力分析

将问卷数据进行配对样本t检验，结果见表2。学生微创新能力整体水平随着课时增加得到了提高，且存在显著差异（p=0.020<0.05）。对微创新能力各要素均值进行前后测比较，其中，创新思维（p=0.028<0.05）、创新技能（p=0.022<0.05）均有显著差异，但创新人格（p=0.068>0.05）不存在显著差异。

表2           微创新能力问卷分析结果

2. 学生作品创新性分析

本研究从设计方案和3D模型两个方面对学生作品创新性进行评定。一方面，设计方案能够反映学生对3D模型的思考和创意；另一方面，3D模型真实反映了学生创新技能。由授课教师与一名研究助理组成评价小组，根据作品评价量表以及设计方案对学生作品创新性进行打分。通过分析全部作品得分发现，在第一轮设计方案实施时，大部分学生趋向于对原型作品进行简单模仿，只有少部分学生能够对原型作品进行要素微调和再设计，微创新三个阶段的作品数分别是10、8和4。在迭代修改的过程中，学生具有创意性的作品增多，第二轮中对应微创新三个阶段的作品数分别是5、10和7，第三轮中三个阶段作品数则分别变化为3、8和11，这充分说明学生逐渐拥有了改造物品意识与能力，微创新水平得到提升。

3. 学生课堂表现分析

课堂观察结果见表3。从第一轮课堂观察可知，学生创新技能与思维方面表现较弱，第三轮三个维度较第一轮均有提升，创新人格方面提升较小，该结果与微创新能力分析以及作品评价结果一致。学生在三轮教学实践中一直表现出较高的创新人格，尤其是当教师以视频、图片等形式引入主题时，学生表现出较高的好奇心，提问时能够踊跃回答，但在讨论中表现得比较被动。通过三轮实践后，学生能够根据现实需求对作品构成关键要素进行修改，以达到重构作品目的，微创新能力有了较大的提升。

表3                   课堂观察分析

4. 学生满意度分析

本研究在教学实践后对学生满意度进行问卷调查，学生整体满意度较高，其中，对教师教学方式（4.73）、教学活动设计（4.64）较满意，但对教学评价的满意度略低（4.35）。在学生活动中，学生学习兴趣与基本知识掌握情况较好（4.67），创新作品（4.73）、自主探究能力与协作交流能力（4.39）均有所提升。通过访谈还发现，在教学评价方面，学生参与评价标准制定，较好地达到了以评促学的效果；学习收获方面，经过一段时间学习，学生拥有了改造物品的意识与能力，对3D打印学习兴趣变得更加浓厚；教学环节设置方面，较好地唤醒了学生拆解、分析物品的意识，通过对物品逐步迭代再设计，提升了学生的微创新能力。

（六）教学活动框架修正

通过三轮实践，本研究对初构的教学活动框架进行了修正与优化，如图2所示。相较于教学活动框架雏形，修正后的框架同样按照“拆解—分析—再设计”三步操作流程，设计了拆解复原、分析改造、再设计优化、分享评价环环相扣的教学流程，使学生在迭代设计修改作品的过程中其低阶能力逐步过渡到高层次创造力。不同的是，教师活动与学生活动相较于框架雏形更加具体，更有利于教师参照开展基于逆向工程法培养小学生微创新能力的教学活动。

五、研究讨论

（一）逆向工程法对培养小学生微创新能力的支持作用

逆向工程是一项“认识原型—再现原型—超越原型”的创新活动[22]，在开始作品创新活动前，学习者需要经历对原型作品观察反思、拆解分析，应用逆向工程法，使学生能够了解“工程”设计的全貌以及解决开放问题的有效方法。本研究利用逆向工程法的核心思想设计教学活动框架，学生通过拆解掌握基本知识与技能，分析完成知识的应用，最后再设计，进而实现创新实践。从教师、学生、教学过程三个角度对学生微创新能力变化进行三角互证，三个角度数据分析结果都佐证了经过系列迭代后学生微创新能力显著提升，这与Barr等的结论[23]一致。由此可见，逆向工程法能显著提升小学生的微创新能力。其中，创新技能与创新思维两个维度都得了显著提升，而创新人格前后测没有显著差异，分析其原因，可能是入选参加3D打印社团的学生是平常成绩较优异的孩子，并且教学周期过短，已有研究表明小学生的成绩和创造性人格相关显著[24]。逆向工程与其他学习策略或工具结合起来，如协作学习、主动学习等，对学生产生综合知识的能力有着直接和积极影响[25]。本研究在遵循逆向工程法的核心步驟的同时，在结构创新阶段采用小组合作的项目式教学，引导学生就现实生活问题对作品创新点进行发散，在不断迭代修改作品过程中学会用不同的思路解决问题，因而较好地体现了逆向工程法对培养小学生微创新能力的支持作用。

（二）基于逆向工程法培养小学生微创新能力的教学活动框架特征

本研究基于逆向工程法构建了培养小学生微创新能力的教学活动框架，框架特征具体如下：（1）基于问题情境，让创新思维落地生根。为避免学生由学习情境过渡到创新实践出现断点，本框架强调学生要在原有知识经验基础上建构新知识，设计源于生活的开放式项目主题，便于学生通过对实物观察、试用、拆解、逆向分析，逐步设计、开发出新作品。（2）发挥项目式学习优势，关注学生学习过程。本框架中重构阶段的项目式学习与传统项目式学习相比，更加关注项目实施过程，而不是侧重项目完成结果。此外，为凸显“以评促学”，本框架将竞争机制融入师生共同制定的评价标准，激发学生积极性。（3）灵活调整学习支架，促进有意义的学习。本框架中模仿阶段的支架可帮助学生完成作品的模仿复原，重构阶段的支架可启发学生开展自主探究。需注意的是，教学过程中教师要引导学生开展交互，经历产品需求分析、原理应用、产品再设计的过程，以帮助学生建构知识和提升微创新能力。

（三）基于逆向工程法培养小学生微创新能力的策略建议

基于实践研究结果，本研究提出基于逆向工程法培养小学生微创新能力的三点建议：（1）注重任务设计并提供学习支架，促进教学的深入实施。在逆向工程法的指导下，教师需为不同的教学阶段创设不同难度的任务，模仿阶段拆解复原，微调阶段增减要素，重构阶段结构再造，每一阶段任务由易到难，循序渐进引导学生进行微创新。此外，为不同学习阶段提供支架，以支持学生设计方案、制作模型、评价反思，引导学生逐步解决问题。（2）注重情境创设和学习需求，保证学习情境和实践的衔接性。一是课程导入环节创设情境，帮助学生将项目与真实世界相关联，从用户视角出发思考问题，将创意和方案可视化实现；二是组织学生围绕大项目进行课前调查，从学生熟知的生活和学习环境中选取多样化、可操作、具有创新空间的大项目，各小组自行确定子项目，促使学生在做项目的过程中提高微创新能力。（3）引导学生融合多学科知识创新作品，促进知识的迁移与应用。教师及时对教学实践进行总结和反思，引导学生围绕项目主题，回归到现实情境中寻找问题，主动利用多学科知识完成学习任务，通过拆解复原完成概念提取、要素微调进行迁移应用、作品重构实现关联内化，逐步获得跨学科创新作品能力[26]。

六、結   语

本研究以“3D打印”课程为例，探索了基于逆向工程法培养小学生微创新能力的教学实践，为培养小学生创新能力带来了新思路。值得注意的是，微创新与创新并不是两个完全独立的阶段，两者均需要“模仿”作为前导阶段，模仿—微创新—创新环环相扣，逐步提高学生的创新能力。基于逆向工程法培养小学生微创新能力的教学活动框架体现了“循序渐进提升学生微创新能力”的思想，对于一线教师而言，尤其要注意根据学生身心发展状况，灵活选择任意阶段作为起始阶段开展教学。尽管本研究验证了逆向工程法可用于提高小学生的微创新能力，但受研究对象、教学条件等因素限制，研究结果具有较强的个案特征，且未深入探究创新人格培养结果不显著的原因。因此，未来研究还需依托其他学科和课程进行长期、深入的应用与测评，从而助力国家创新人才的培养。

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Practical Research on Cultivating Primary School Students' Micro-innovation Ability Based on Reverse Engineering Method

—A Case of "3D Printing"

ZHANG Ni，  ZHANG Min，  FU Chong，  XING Dahui

（Institute of Education， Guizhou Normal University， Guiyang Guizhou 550025）

[Abstract] Reverse engineering method is a teaching method that "starts with the finished product" and lowers the threshold of innovation， making it easy to realize micro-innovations. Guided by the connotation of micro-innovation ability， this paper follows the teaching concept of "imitation preceding creation"， and proposes a teaching activity framework for cultivating primary school students' micro-innovation ability based on the reverse engineering method with support of project-based teaching and learning by doing. Taking "3D printing" as an example， three rounds of teaching practice are carried out， and the practice effect is explored from three perspectives of teachers， students and teaching process with the triangulation method， so as to revise and improve the activity framework. The research results indicate that the teaching activities designed based on reverse engineering method can significantly improve the level of primary school students' micro innovation ability， and also significantly promote the innovative thinking and innovative skills， but the impact on innovative personality is not significant. The research results provide valuable theoretical guidance and practical reference for cultivating primary school students' micro-innovation ability and cultivating national innovative talents.

[Keywords] Reverse Engineering Method; Micro-innovation Ability; Cultivation of Innovative Talents; Practical Research; 3D Printing