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首頁 教育 低技術、低配備,普及推廣STEM+教育

低技術、低配備,普及推廣STEM+教育

──STEM+ 教育初探系列(七)

個人在探究STEM+教育的過程,一直思考以低技術、低配備的原則進行課程規劃,以協調不同學習階段、不同學校、不同教師存在的學與教情境差異。

林桂光 作者: 林桂光
2018-06-30
教育眼

標籤: STEM學與教技術教材配備
普及STEM教材的學習,屬普及推廣主題,以傳統生活玩意出發,回應人文教育。(Pixabay)
普及STEM教材的學習,屬普及推廣主題,以傳統生活玩意出發,回應人文教育。(Pixabay)

STEM的教育本質與課程發展

從發展的源流看,STEM是基於在四個專門學科的跨學科的應用教育課程,包括科學,技術,工程和數學 。一般來說,STEM教學着重把四個學科整合學習,而不是獨立成科,並融會貫通地把知識應用於現實世界中,但在課程發展過程,STEM「超過其首字母縮寫所意味的,它遠不止於科學、技術、科學和數學」:

  • STEM 教育是關於學生參與的(engagement);
  • STEM 教育是關於基於專案的學習;
  • STEM 教育運用科學探究過程和工程設計過程;
  • STEM 教育是跨學科的;
  • STEM 教育是關於積極學習的;
  • STEM 教育是關於合作與團隊工作的;
  • STEM 教育是關於實際問題解決的;
  • STEM 教育聯接抽象知識與學生的生活;
  • STEM 教育整合過程和內容;
  • STEM 教育是以標準為基礎的;
  • STEM 教育向學生提供投身于慎密學科(invest in rigorous subjects)的理由。

當然,從STEM教育的宣導而言,主要學習從分科式教育推向整合化融合學科進行跨學科教育,實現跨學習領域(KLA)的教育模式。以前文稿已提及,若要體現STEM課程強調在學科整合過程中,培養學生的綜合素養與能力,並着重在學習和生活層面解決實際問題這種特徵,「STEM+」這種表述,比 STEAM/STREAM 更能代表跨學科整合的本質,而且也不排斥其他學科和範疇的加入或整合。「+」可以代表連接、跨界整合,回歸STEM的本質,以創新為主導。北京師範大學余勝泉教授提出:「STEM+」的整合,可以有學科知識整合、生活經驗整合、學習者中心整合三種取向。

STEM+學習的正確打開方式

以前文稿介紹過的S.T.E.M、STEM、STEAM、STREAM、STEMx,以至ASTEM、STEMA都可歸入STEM+ 教育的廣義形式。但可能存在學習目標的隨機性,也會渉及高成本的技術學習及器材添購。反而我們可以思考,利用香港中小幼課程指引強調的核心素養和共通能力入手,就算最初也會由S.T.E.M.學科知識和技能主導,但注意多採用跨學科綜合學習課程設計,教學策略強調促進審辨思維。在運用專題研習的學與教模式下,重視人文關懷,進行生活和社會改進課題探究。鼓勵參與、自主學習,讓學生有機會學習創科工具和器材的掌握。除培養科學慎思、提升創意表現外,也最好能安排多元學習延伸,以延續探究熱情,跨學科應用。

多次提及,香港學校和教師,累積十多年教改、課改的經驗,其實比內地更有優勢推動STEM+教育。包括當時仍未納人義務教育的幼教規劃,從學前教育課程結構、學習形式和幼兒的感知敏銳特性,也有利達成科普探索和創意提升的目標。這是個人退休後主力支援幼教藝術創意教育發展,以及目前算是少有大力鼓勵幼教大膽推動幼兒STEM+教育的專業觀點。

STEM+教育宜從學前教育階段開始

試看看2003年新教育制度的課改重點:

  • 以學生能力、需要和興趣為焦點;
  • 提供學生全面的學習經驗;
  • 跨越科目的界限;
  • 學生有機會參與不同活動,有更多思考、探索和創造的空間。

新修訂的《幼稚園教育課程指引 2017》重點,也具STEM+學與教優勢:

  • 強調教學由「教師主導」改為「以兒童為中心」;
  • 建議避免硬性規定幼兒在特定時間完成指定的學習活動;
  • 提出「因材施教」的重要;
  • 鼓勵多讓兒童自學探索;
  • 提示要設立小組共同遊戲的時段;
  • 提供不同類型藝術學習如美術、音樂及日常生活練習活動;
  • 注意縮短聽故事時間,以照顧學生的專注力;
  • 幼教也強調多元教學策略,例如:主題學習、遊戲學習、情境學習、體驗學習、綜合學習、合作學習、創意學習等。指引其中一個生活化主題,就引導以綜合模式貫通不同學習範疇。

課程指引包含相當多STEM+ 課程元素,例如:

2.6 課程架構及學習範疇

2.6.1 體能與健康

建立對參與體能活動的興趣,培育正面的價值觀和積極的態度。

2.6.2 語 文

提出及回答問題,並能作簡單的推理、解難及推測結果。

2.6.3 幼兒數學

透過解決生活中的實際問題,建立對學習數學的興趣和動機。

2.6.4 大自然與生活

觀察大自然各種的概念;並以日常生活的經驗,初步認識現今科技及其對我們的影響。

2.6.5 個人與群體

了解自己,初步認識在不同群體中應有的態度和行為,掌握與人相處的基本技巧。

2.6.6 藝術與創意

多元化和富趣味的藝術創作、展示和欣賞活動,發揮和培養幼兒的想像力和創造力。

低技術、低配備,普及推廣STEM+教育

個人在探究STEM+教育的過程,一直思考以低技術、低配備的原則進行課程規劃,以協調不同學習階段、不同學校、不同教師存在的學與教情境差異。去年中便在一家小學做了一個實驗性案例。當然在教學設計前,首先要訂好課程框架及能力素養。

普及STEM+教育創藝綜合學習框架:

  • 從普及創意發展、非高端器材及技術學習切入:
  • 強調學科整合和跨學科單元教材綜合學習設計;
  • 運用問題探究和工程設計思維學習策略;
  • 加強對物料的認識和工具的操作;
  • 整合過程和內容,聯接抽象知識與生活經驗;
  • 着重在學習和生活層面導入進行專題/項目研習;
  • 提升學生創藝學習的興趣和科普探究意識;
  • 鼓勵積極動手學習,重視學生參與態度;
  • 採用協作與團隊形式學習,提供多元活動貫串;
  • 重視微創意和微創新,推動自主探究;
  • 提升學生書寫和口語表達能力;
  • 培養學生綜合素養與情意發展;
  • 設定明確多元學習表現目標;
  • 配合學習目標,採用進展性及總結性多元評估模式。

除了設計飛行器,也準備設計一系列教材,例如:紙牌屋、玩具屋、蟲蟲屋、滑道飛車、開心跳彩虹、音樂會、包糉子、大城市小農夫等。

普及STEM+教育創藝綜合學習教材設計案例

《我的夢想號──最佳摺紙飛行器設計》

  • 教學對象:小二
  • 學習目標:
  • 掌握流體力學概念、了解「機體」結構、學習工程測量及記錄、CM單位的量度、(若有網絡覆蓋,可上網觀看紙飛機比賽短片);
  • 促進與學習主題各種設計因素的應用思考,以及進行專題創意探究;
  • 掌握「對稱圖形」的特點,並應用到機體的創意裝飾上;
  • 從生活經驗了解不同紙材的特性,以及和學習主題探究的相關性;
  • 利用不同的物料和簡單鑲嵌技術,應用到機體負重和改造上;
  • 鼓勵動手和主動參與學習,接受試錯和不確定因素;
  • 促進口語和文字的表達及描述能力;
  • 培養溝通意識及團隊協作能力;
  • 學習策略:發現式/探究式/協作式/綜合式/項目式學習;
  • 學習活動:遊戲/觀察/測量/記錄/設計/創作/匯報/小組;
  • 學習課節:2 – 3 課節;
  • 評估模式:進展性(記錄表)/總結性(匯報)/自評/他評
  • 學習延伸:最佳摺紙飛行器設計/達人級專題比賽

教材的學習屬普及推廣主題,以傳統生活玩意出發,回應人文教育。造型以簡單物料及技巧建構,但有足夠思考和探究空間,不同能力的學生都有所表現。主題雖屬「童趣」,但能綜合科普知識和融入跨學科概念。工程認知可用「設計思維」引導,而教學設計有加入解難探究學習,利用工作紙記錄影響飛行表現各種「變量」,進行數據收集。若能多用討論或問題分析,讓學生自主優化表現,更能鞏固所學。最後也考慮到以表演或比賽作為伸延發展,鼓勵科學研究精神。

希望這種低技術、低配備STEM+教育課程規劃原則和教材設計方向,能成為普及推廣STEM+教育的主流。

本系列文章:

STEM橫空出世

STEAM的修正

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建構STEM+教育素養與能力基準

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林桂光

藝術教育行政人員,司職教育局學校督學及中小學課程發展30年,熟悉課程及學習活動設計。業餘探討現代纖維藝術及數碼藝術的發展,並對「知識管理」及「移動學習」等課題進行探究。亞太藝術創意教育交流協會會長、廣州市少年宮少兒美術學校顧問、香港電訊盈科附屬信息科技教育部STEM策略顧問、香港美術教育協會創會會長、香港藝術館之友會首任理事。
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