STEM、STEAM怎麼教？不只學知識、更要能用知識

19 8 月, 2021

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STEM、STEAM教育到底和傳統的科目教學有何不同？基礎科目學力仍是基礎，但整合才是關鍵，5個提醒，務實分析落實的關鍵。

作者：黃敦晴

STEM、STEAM如此火紅，到底跟傳統教學有什麼不同？為什麼STEM、STEAM 教育這麼重要？STEM是Science、Technology、Engineering以及Math4個字縮寫，顧名思義，就是結合科學、科技、工程以及數學4個專業領域的新興教育議題。從美國政府的行動，看到教育政策跟「國家競爭」緊緊相繫，不只是口號，而是相關部會必須一起討論落實計畫的政府行動。從政策到現場的教學，該如何落實？

1、回歸基本，學科基礎能力仍是關鍵

讓孩子從更小就開始接觸這些領域，提早扎根。在美國的公立教育體系，從小學夏令營就有STEM、STEAM的選項，以及基礎學科成績不臻理想的加強班。

7年級的孩子就開始有選修課程，內容包括藝術、機械、劇場、機器人設計、第二外國語具體的STEAM內容，學校更有專業創客教室（maker classroom），讓學生動手做。到了高中，即使是同一個年級，每個科目也分不同難度、級數對不同程度的學生因材施教，並提供大量更艱深的選修課程，激發每個學生的潛能。

微軟的調查報告就發現，修習STEM領域的大學生中，有4／5是在中學或更早之前，就決定要走上這條路，先前的學習讓他們在這個領域打下良好基礎。

2、進階科目整合，每一科的老師都可以啟動教學創新

若要訓練學生整合、運用不同的學科技能，就要靠老師帶動。

在每一科，都可以增加運用STEAM的整合運用。例如，在做物理實驗時，老師可以不要給學生填寫制式的學習單與報告，而是增加學生的手作時間，也不要規定實驗報告的制式內容。包括多幾組情境試算，增加計算的部分與案例，請同學在過程中拍照、錄影，之後將這些素材剪接與整理運用在報告中，進行簡報。在過程中，學生需要大量自己思考、判斷、設計，STEAM的要素也自然融合其中。

3、專題學習、深化知識，不只學知識、而是用知識

STEAM也可以獨立成為一門課程、或是專題研究。

在德州的帝所托獨立學區（DeSoto Independent School District）辦公室，就推出專題系列課程活動 iSTEAM3D Magnet Academy。所以，當西帝所托初中（DeSoto West Middle School）的學生在學習城市時，不是老師講課、學生抄筆記或背誦，而是練習建造城市。

他們要討論與設計道路、建築、住房、商業大樓與設施、生活及工作模式，還要考慮基礎建設和水電、燈光等公用設施，用3D印表機把城市建出來。

像這樣，STEAM不是只有學這幾個科目，而是要整合，學生要學會提出問題、找答案、動手解決等，在高等教育或是未來職場會面臨的體驗。

在維吉尼亞投入STEAM教學顧問工作的雅克曼（Georgette Yakman）說明，學生要會使用更多科技與工具，不是只有寫練習作業。老師則要教學生怎麼組織、判讀與運用得到的資訊，而不只是講課。

4、創造機會教育，日常生活裡處處是學習

不只特定的課堂如此，學生日常的學習與生活課程，也要廣泛結合這些科學。例如，許多中小學都用電子郵件、簡訊、入口網站通知學生與家長重要的事項，而不是發通知單，即使是英文這樣的傳統文科，都可以在iPad上使用電子書、閱讀APP、錄發音、寫習題、作文，然後透過網路傳給老師看。

STEM教育也要會創造機會教育。例如，伊利諾州的溫內特卡學區（Winnetka Public School District）把地球日設計成「地球週」，設計了一整個星期、天天不同的綠色生活活動與主題，不是只有在自然科學介紹生態或暖化問題（科學），也包括如何運用數位化節省用紙（科技）、日常的生活節能技巧，例如騎腳踏車代替開車（工程）、計算影響效益（數學），以及運用植栽美化環境（藝術），自己動手做沒有汙染的環保清潔劑。

5、小學到大學一貫STEM、STEAM教育

到了高等教育，美國也在各科系中提供更多的STEAM基礎科目。例如，在醫學院有愈來愈多資訊科技課程，協助生技與精準醫療的發展。在華府喬治城大學的外交系中，學生也要修自然科學與科技課程，以因應愈來愈複雜的國際情勢。在重視基礎研究與創新的航太，則是STEM4科都要加強難度，因為有了好的內功，才可能整合跨領域的能力，發揚光大。

STEAM教育不是只有整合不同學科，趣味有餘而已，還要教判斷與解決問題的能力。

帝所托學區的iSTEAM系列專題課程，其實包含了德州政府要求的標準核心知識與技能，包括以問題為核心基礎的學習活動，學生要面對開放的客題，透過自己找資料、與人合作、創新等解決真實世界的問題。

東帝所托初中（DeSoto East Middle School）的自然老師哈沃德（Joey Hayward）指出，他們在設計機器人時，沒有用教科書，但學生要上網查很多資料，並且比較不同的機器人程式藍本。在這個過程，學生就要鍛鍊上述所需的核心技能。但是在傳統教室的學習，就不一定有機會經歷這些過程。

STEM、STEAM的推廣已經看到成果。帝所托獨立學區iSTEAM計畫的教材設計人葛林洛克（Jo Green-Rucker）指出，在iSTEAM計畫中的學生，表現比一般傳統教室教出來的學生要好。

教育界期刊《教育領袖》（Educational Leadership）曾刊登報告，在紐約、亞利桑那州的追蹤研究，都發現STEM教育讓學生的學業表現更好，雖然也有人認為這是因為受測學生原來的素質較佳，或是在新的學習環境中，本來就會比較認真、表現較好；但是也有人認為不可抹滅測驗結果直接顯示、STEM教育對這些孩子的貢獻與提攜。

引用來源: 親子天下