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5大精神,培养STEAM新素养

       在剧变的宇宙中,STEAM教育像指南针,帮助孩子找到自己的航道。真实世界的问题,不是单一学科可以解决,孩子必须脱离背诵、记忆、为考试而学的教育,为自己的兴趣而学、习惯挑战未知、探索更深层的答案、在失败中学习。STEAM素养教育具备五个精神:
 
       跨领域
 
       真实世界的问题,不是单一学科可以解决,专题式学习(PBL),最适合教导STEAM跨领域素养和能力。专题式学习不是每堂四十五分钟的分科学习,而是以学生最感兴趣的主题出发,有意义的结合至少两种专科知识,设计出持续六到八周以上的学习内容和评量标准,最后学生产出作品,而非考试的分数。
 
       美国乔治亚州教育部认证的STEAM学校杜尔特许学校(Drew Charter School),从幼儿园到高中都有专题课程。每一个专题都整合STEAM五个领域。
       例如,十二年一贯的工程设计专题。喜欢赛车的六、七年级学生,从研究德比车(动画《汽车总动员》闪电麦坤那型)模型入门,到自己制作完成一辆真正的德比车,最后跨州参加年度肥皂箱德比车大赛。过程中学到驾驶、煞车和赛车背后的物理知识。
       杜尔高中部的发明团队,面对幼儿因父母疏忽被留在车上、最后被热死的惨剧,发明出装在车内的一种三层警告系统,避免小孩和宠物被留在车上。这个发明并入选MIT发明大赛。
 
       动手做
 
       动手做目的在于让孩子拿回学习主导权,更有意愿投入自己的学习。动手做不只是3D打印钥匙圈、或乐高机器人,也不是材料包的制式DIY,而是允许每一个孩子从0到1,做出自己最有兴趣的主题,过程中练习不放弃、尝试错误。
       维吉尼亚州亚柏马勒学区(Albemarle County) 二十六所公立学校,两年前每一科目都导入动手做元素,让抽象知识有了具体质感。七年级的尼克为了做出一个独一无二的木制投手辅助架,每天迫不及待去上学。数学成绩优异的女孩为做好一张椅子,用切割机切出圆角时,忽然大喊:「原来这就是我们在几何课学的!」
 
       生活应用
 
       学习内容和学生的生活有关联,才能激发想探究的好奇心。STEAM教育不是培养专家,而要孩子把知识运用在生活。学习内容没有标准答案,没有前例可循,不需要太多规则,反而让孩子更自由去探索。
       新北市积穗国小资讯老师曾俊夫(小黑老师)发现,全校只有三分之一的学生会用Google解决问题。师生讨论出社区最需改变的问题就是狗大便太多,开启「Big data and shit」(大数据和狗大便)行动体验。
       学生分组调查学校附近常出现狗大便的地点,标注在Google地图上,并导入人工智能演算法做资料分析,「学生一听到调查狗大便也可以用到人工智能,眼睛都亮起来,很兴奋, 」曾俊夫说。资讯和生活就这样连结起来,也改变他日后设计课程的主轴。
 
       解决问题
 
       当孩子解决的是真实世界中的问题,他们学习做有意义的决定,感觉自己有影响力,会驱动学习动机。
       二〇一六年美国政府宣布将蜜蜂列入保育名单。密西根州伯明瀚科文顿中小学(Birmingham Covington School)的五、六年级学生,在「蜜蜂」专题中,找到学科学可以拯救濒临绝种生物的力量。
       学生共同研读相关报导,找出「农民喷洒太多农药,也杀死了蜜蜂」等关键因素;感受到「蜜蜂绝种,无法授粉,影响农作物产量,将没食物可吃」的危机。他们穿起防护衣去养蜂场,观察蜂巢板;最后架起保护蜜蜂的网站,制作活动看板,向社区大人小孩宣导蜜蜂对环境的重要性。
       「我更得好好充实对蜜蜂和环境的知识,才能说服别人采取保护行动,」一个男孩说。参与专题的语文老师观察,「孩子学到的远远大过科学内容,他们知道自己可以推动改变。」
 
       五感学习
 
       看似艰深的数理科目,融合艺术元素,帮助孩子跨越对科学的抗拒,更愿意学。
       纽约534中学和哥伦比亚大学资讯科学教授合作,发展「照相机」专题。八年级学生不仅要用相机拍照,更要自己组装出一台相机。
       用意在以相机为饵,引导孩子进入光学、精密机械等看来比较困难的领域。「要把相机三十八种小零件组装好,只有一种方法,但是拍照、以及诠释一张照片,却有无限种方式,」534中学老师詹姆斯(Jerry James)巧妙的连结艺术和科学,「一方面你要很有逻辑,另一方面,你又必须拥有想象力。」
 
       STEAM素养教育需要的资源、专业、政策的连结,也挑战大人的想像力。
 
       看似天马行空的整合,背后是各科目老师的专业合作,在每一个阶段,设计学习框架,透过不断抛出问题,帮助孩子学习知识,并立刻练习应用。更可以联合校外专家,提供学生另一种学习典范。
 
       STEAM素养教育,帮助每一个孩子找到自己的航道。大人必须跨出舒适圈,成为那艘前导火箭。



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