在先前的文章提到,要發揮STEAM教育的精神,有個關鍵的作法是要跟生活情境結合,讓孩子能將學到的知識,轉換成對生活有幫助的能力。

STEAM教育的另一個核心精神,就是要培養解決問題的能力。實際的做法可以設計沒有標準答案的開放式主題,引導孩子應用所學與手上的工具,藉由對主題的探究、思考解法,與實作展示,來完成目標。

舉例來說,美國有間主題式學習的學校 Brightworks, 就設計過一門課程,以「鏡子」為工具,請小朋友在大太陽下將棉花糖烤熟,目的是要讓孩子活用在課堂上學到的折射原理。

從以下連結可以看到每一組小朋友想到的方法與鏡子架設方式都不一樣,但目的都是為了要讓棉花糖能在大太陽下被烤熟,讓課本上的知識能解決在日常生活遇到的問題。

http://www.sfbrightworks.org/2014/03/marshmallows-and-mirrors/

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國際數學與科學教育成就調查2015(簡稱TIMSS 2015)為國際性的教育研究計畫,旨在於評量各國學生數學與科學領域上學習成就的發展趨勢,目前有59個國家參與此計畫。

近日公布了研究結果,台灣4年級學生的數學和科學平均成就分別排名第4名和第6名;8年級學生的數學、科學平均成則為第3名。這樣的成績是非常亮眼的。

然而,在對於科學、數學的學習興趣卻是偏低的,尤其是四年級學生對於數學的興趣排名落在48名,為倒數第二名,顯示台灣學生在科學與數學上是呈現「高成就、低興趣」,也就是說,這些亮眼的成績是建立在痛苦的學習上,即使孩子們對數學與科學有極高的天分,卻可能讓孩子排斥數學與科學,因為在學習的過程中是不快樂的。

其實我們能夠發現,不管是TIMSS或是在PISA(國際學生能力評量計畫),數學與科學都是測驗的重點科目,顯示國際上對於數學與科學是相當重視。

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STEAM教育這一年來在企業與政策的推波助瀾下,開始受到很多關注與仿效。但漸漸也發現仿間很多補習班對STEAM教育的應用只拘限於玩機器人跟在課堂上邊手作邊上課,因此接下來幾篇想跟大家分享STEAM教育的核心精神與做法。

STEAM教育的目的之一是要讓孩子學習到的知識變成能解決日常問題的能力,因此學習的內容與方式自然地就需要跟日常情境結合,要讓知識在生活中用得上也用得到。在這樣的前提下,要學習水的三態變化,就不會只是在坐在椅子上觀察冰塊或水蒸氣,而可以帶到戶外去,從清晨葉子上的露水,讓孩子學到在缺乏水源時可以如何收集到乾淨的水;或者,在冰塊的保存上,也可以結合生活中常見的需求,進一步學習到在沒有冰箱的時候,在冰塊上灑鹽可以減緩冰塊融化的速度,延長保存食物的時間。 

STEAM教育是要將「知識變程帶得走的能力」的教育,而要使能力在日常有所用, 與生活情境的結合,就是最棒的教室。

 

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現行教育分為多種領域課程,有些領域課程又再細分為各個科目,而有些科目的內容又有重疊,然而學校的課程安排,使得學生重複學習相同的內容,這很容易使得孩子們產生疑惑。

因此統整課程慢慢成為教育的趨勢。統整課程是將課程視為一個整體,忽略學科界限,以學習者的本質和自發性探究及其活動與經驗為基礎來設計。將課程以主題式的方式來教學,而非單一科目的方式,其好處就是能透過課程來學習到各個科目的知識,並且產生連結,更能與生活作結合。

STEAM教育正好與統整教育有異曲同工之妙。STEAM教育包含了科學、科技、工程、藝術與數學,希望能透過STEAM課程來培養這五種能力。其中最好的例子即是透過機器人課程來進行統整學習,從組裝的機器人學習相關知識,從競賽中運用特定能力,這正是現代教育的教學趨勢。

透過整合、跨學科的主題是課程,讓孩子們從實做中學習,與生活更加貼合,不再是讓學習變成硬背,而是生活的一部分,那將使孩子更樂於學習!

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最近從一位有數十年國小教育經驗的老師聽到一個有趣的論點:「一個人的智商高低其實在基因裡就確定了,並且很多記錄也顯示,一個人在國小時所作的智力測驗分數,跟長大成人後做的測驗結果是差不多的。」 因此這位老師認為學生並不會因為多上了甚麼課程,或玩怎樣的玩具,就讓智商變高。這樣聽起來有點哀傷。但我覺得教育的意義不僅止於是否對小朋友的智商有影響。教育應該是一把梯子,在讓孩子往上爬的過程中,藉由勤加學習知識與技能操作,得到視野的拓展,增加學習動機,並讓潛能獲得開發,以培育出可以更從容面對未來人生挑戰的能力。

不過這位老師後來也補充說明:「雖然很多研究顯示基因就已經決定一個人的智商高低,但這幾十年的教學經驗也看到,並不是智商高的小朋友,在長大後的成就就比較高,或者生活就過得比較好。」這也可以驗證我認為的教育的意義。

  雖然教育不見得可以讓小朋友變得「更聰明」,但教育可以塑造一個人的樣子,從態度上、能力上、或視野上,讓孩子擁有正向的態度面對生活挑戰,有能力解決面臨到的問題,以及有寬廣的視野,知道生活方式有無限多種可能。

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離開學校多年後,可曾回想起在求學階段,針對每一門學科我們所付出的努力,是為了追求考卷上的分數,還是為了獲得這些寶貴知識的傳承與後續應用?在學生時期,我曾經希望過,能以我自己喜歡的方式去學習這些知識,例如上歷史課時,中國史與外國史,是分開在不同的學期,但我會自己畫一個時間軸,標記同一時期古今中外發生的歷史事件,相互對照。

高中上物理課時,我背了一堆的公式,可以快速解題,但我一直不了解,這些數學式,所要表達的物理現象到底是什麼?而在學習數學時,我又不了解這麼多的數學式,我學會了如何求解,但離開學校後,我到底可以應用在什麼地方呢?帶著這些困惑,離開高中進了大學,念了研究所,隨著念書方式從死記轉為活用後,這些困惑才一一獲得解答。

回過頭來,當現在我們有能力檢視過去的學習方式時,我們還要用同樣的方法,繼續教導現在的孩子們嗎?為什麼不從小開始,就教育學生們,這些書本上的知識應該如何活用。

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近年來,中學教育吹起一股閱讀風,許多國中學校開始執行晨讀政策,為的是培養學生的閱讀習慣,以及提升對文章的理解能力。且不管是文科或是理科,閱讀都是無法避免且非常重要的,許多大小考試中也常能看見一篇文章配題目的題組題,來測驗學生是否了解文章內涵。

其中,概念構圖是目前非常重要的教學策略。由Novak1972年根據有意義的學習理論,所發展出來的教學方法。從小就訓練學生的概念構圖能力,將一篇滿是文字的文章,化成圖片,透過簡單的關鍵字與圖形,就能清楚的呈現文章的主要內容,比起文字,圖形也更能捕捉人們的注意力,更容易去理解。

因此,「心智圖」已成為現今教育界常聽到的名詞,孩子們在校園課堂中,也開始會利用心智圖來撰寫筆記,整理上課內容,它不僅僅是整理,更是讓自己重新思考、理解,並且有順序地、邏輯地將想法呈現出來,假如有錯誤,也很容易就能從中找出問題點。

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Computational Thinking 在中文翻譯成運算思維,意指用電腦邏輯來解決問題的思維模式。

Computational Thinking 是在2006年由美國電腦學家- 周以真(Jeannette M. Wing) 女士發表,用意在於讓大眾了解:運算思維不只限用於電腦程式。日常生活任何牽涉到「解決問題」的議題,都可以套用計算性思維。

Computational Thinking 包含以下四個核心步驟

1. 拆解 (Decomposition): 將一個問題拆分成數個步驟

2. 找出規律 (Pattern Recognition):預測問題發生的規律,並找出這個規律的模式來進行測試

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    近年來,機器人已經逐步滲透到我們日常生活中,關於機器人的控制方式,概括來說,我們可以區分為可程式控制,與不可程式控制。

    不可程式控制機器人,顧名思義,就是由使用者透過操控方式,直接操作機器人的每一個動作,一旦操作中止,機器人也不會再有任何作動。

    而可程式控制機器人呢,廣泛的定義上,只要不須使用者無時無刻的下達控制指令,機器人就可以完成預設功能,就是可程式控制機器人。簡單來說,我們以ATM來舉例,當使用者輸入提款金額後,機器自動幫我們計算完相對應的紙鈔數量,這就是廣義上的可程式控制機器人。另外,我們玩的四軸飛行器,部分機型有一鍵返航的功能,在飛行器返航的過程中,不須使用者的操作,這也是可程式控制機器人。

    當然,Pepper或是Zenbo,這類型的智慧機器人,一定是屬於可程式控制機器人。

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你有沒有過這樣的經驗,覺得自己注定不會做某件事,不管多努力一定會失敗,像是學生時期解不開的數學、聽不懂的英文,屢試不爽,覺得自己不是那塊料,還是放棄吧!找點別的事做。

現在想想,是「誰」宣告了你做不到呢?

好像是一次次的「失敗」讓你得出了這個結論,在學生時期,這些挫折就來自於考試,每次考試成績都排名中後,漸漸的,開始覺得理所當然了,覺得自己跟前幾名的學生是兩個世界的人。其實人的潛力是無限的,在台灣後段班的學生,到國外念書後變成頂尖人才,時有所聞,關鍵在於用對方法,相信自己做得到!

分享一篇文章給大家,給所有為孩子成績困擾的家長們~

文章連結: https://www.parenting.com.tw/article/5071999-%E8%94%A1%E6%B7%87%E8%8F%AF%EF%BC%9A%E8%AE%93%E5%AD%B8%E7%94%9F%E5%BE%97%E4%B8%80%E6%AC%A1%E9%AB%98%E5%88%86%E5%90%A7%EF%BC%81/?page=3

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