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                    STEM教育:一個學校實踐的案例

                    一、STEM探究的目標

                    日常生活中充滿挑戰,面對種種的挑戰如何解決?恐怕不能一時三刻就可以想出一個理想的解決方案。這種解難技能需要經過日積月累的歷練,才能逐步發展出來。因此,從小培養解難能力是十分必要的。

                    STEM教育就是要訓練學生從生活中發現問題,并從中學習有效解決問題。但是,我們又不能指望學生能無中生有或天馬行空,自然而然地懂得提出可行的解難方案。老師們推行STEM教育時,可對以下三點發展方向多加考慮:

                    一)訓練學生在現有的知識基礎上提出創新的想法。即是訓練學生面對問題時,能夠策略化地應用已有的知識去思考問題。這樣不但能提升學生運用邏輯思維的能力,也有助學生設計出解決問題的步驟。

                    二)STEM教育是一個應用綜合知識來進行探究的過程。既然是過程,許多時都未必有最終方案,只能說:「方案沒有最好,只有更好!」因此,進行STEM教育時宜多鼓勵學生透過分享想法,從朋輩或師長的回饋中集思廣益,把解難方案不斷完善。而創設師生或同儕之間充分的交流機會,是實踐STEM教育的重要策略。

                    三)訓練學生懂得適當運用工具,當中包括軟件工具,如:立體繪圖軟件、字處理軟件、數據收集軟件;和硬件工具,如:鋸子、電線開線鉗等。這些工具的適當運用都能有助學生在設計解難方案時,提供具體、客觀和直觀的檢驗效果。情況就如:我有一個構思,利用工具制作了一個模型;透過模型可以具體地直觀初步呈現出來的解難方案是否可行、仍存在什么問題等。

                    STEM教育——香港英華小學廖偉峰:一個學校實踐的案例

                    二、有關「常識百搭」

                    「常識百搭」是一項強調科學探究的活動,提高學生對科學科技的興趣,讓學生展現他們的創意。它有以下特點:

                    一)學生在探究過程需要使用各類硬件工具及軟件工具。

                    二)老師在指導學生進行活動時,需要提供充分機會給學生練習、嘗試和分享彼此的想法。

                    三)在探究活動過程中,老師是MAKER(創客),也是促進者;同時,學生自己也是一位創客。

                    換言之,師生之間就是MAKER(創客老師)引導maker(創客學生)。

                    三、如何在學校進行「常識百搭」活動?

                    學生參與「常識百搭」時,要綜合不同領域的知識進行探究,這是STEM教育的過程及其成果的體現。老師帶領學生進行活動的策略有很多,每間學校的校情不盡相同,不能一概而論。誠然,老師可以用完全開放的策略帶領學生進行探究,整個過程交由學生自行完成;也可以著學生只按老師指示倒模式地進行。以小學生的能力而言,完全開放的模式進行探究,適用性似乎不大;反之,以倒模式進行,又似乎低估了學生的能力,也大大限制了「常識百搭」活動的宗旨。以下,筆者嘗試分享過往取兩者平衡的經驗,供大家參考。

                    一)參加「常識百搭」的老師和學生先要建立一種科學探究的思維習慣。

                    ?為何要探究這個事物或現象?

                    ?擬探究的事物或現象背后,藏有哪些科學概念?

                    ?對擬探究的事物或現象,有什么有意義的新構思或改善方案?

                    二)題目需具探究性,即就擬探究的事物或現象可運用科學原理及客觀方法進行探究。由于小學生在常規課程中學習到的技能和科學知識有限,建議帶領「常識百搭」的指導老師先運用自身的教學經驗、對校情的了解和自身學科知識的修為,從一個MAKER的角度去看擬探究的事物或現象。讓心中先有一個初步的探究計劃,如:探究題目和測試方法。

                    為使初步構思更見完備,若校情許可,最好由2-3位老師組成一個指導團隊。要是當中有老師曾經帶領相關活動或具備相關學術背景(如修讀科學)則更佳。這樣的團隊組合,能促進多角度思考,更易提出具探究性的方案。

                    另外,建議老師在構思初期先翻閱過去「常識百搭」活動的各期書冊,不但可以參考過往參展隊伍的經驗,例如:書寫計劃書模式、探究過程的解說。更重要的是,我們能從書冊中獲得探究靈感,或者避免重復探究。甚至從過去的方法中得知其成敗因由,以便草擬更可行的測試方法。

                    三)擬探究的活動要適切小學生的能力老師對擬探究的事物或現象有初步構思后,下一步就是思考物色哪些學生參加?建議可先從學生的專長、興趣作甄選參考。例如:若老師擬進行探究的方案多涉及化學范疇,可邀請一些本身對化學有濃厚興趣而又有一定相關知識的學生參加。組隊后,老師先別把已構思的探究方案直接告知學生,而是引導學生從學科知識背景和生活經驗中自行思考,揭示老師心中初步構思的探究方向。因為,探究方案在師生溝通的過程可以不斷修正,最終不一定以老師最初的「心中版本」為依歸。所以,這階段的溝通和引導,已啟動了探究的開端,而最后擬定的新方案才更貼近學生的需要。

                    四)MAKER教maker擬定題目和初步探究方案后,學生必定會有很多創新想法,此時老師便要思考如何回饋學生:

                    ?學生所提出的意見是否可行?

                    ?利用什么測試方法及運用哪些數據,才更有助于客觀的探究?

                    ?當中有什么科學概念或測試技巧,要先向有關學生進行教學,以鞏固他們的知識基礎,好促進他們對探究方案的理解?

                    進行探究活動的時候,老師不能袖手旁觀,例如:隨意主觀地否決學生的意見,或要求學生自行在網上搜集資料。相反,指導老師應與學生一同深入溝通,了解學生想法的來龍去脈,并共同投入探究活動。例如:探究如何利用飛機的噪音發電?有關聲音的探究,對老師和學生來說可能都是新嘗試,老師應和學生一同搜集噪音、購買測試工具、進行測試活動等。這樣,老師既是學生的模范,也能從做的過程中了解學生所遭遇的困難,并適時加以協助和教導,從而促進學生透徹地了解所探究的事物,掌握探究過程中各項活動的緣由。

                    此外,筆者也建議指導老師在帶領活動的過程中,多運用發展STEM教育的理念——創設更多機會進行分享交流。例如:校內也是一個很好的分享交流平臺;在探究初期或成果階段,老師可安排有關學生向校內其他同學分享想法、展現探究成果。其他同學的回饋,很可能會為參展同學帶來更多創新想法或改善建議。這么方便就能獲得這樣的效果,何樂而不為?不一定待「常識百搭」展覽當天,才有師生或學生之間互動、分享交流的機會。

                    五)校隊形式

                    參與「常識百搭」的學校若以校隊形式進行,會有一些優勢。因為發展校隊能讓學生獲得長期而恒常的訓練,學生因而有更多機會去掌握一些常規課堂以外的知識,更多機會體驗如何運用科學原理解說不同現象,也能在恒常訓練中學懂各種工具的使用方法,更純熟地掌握多項技能,繼而強化科學探究的方法。

                    四、總結

                    總括來說,STEM教育是訓練學生如何更好地生活的一種訓練框架和過程。培養學生的創新思維和運用工具的技能,都是有效促進學生獲得面對生活挑戰能力的方法。而進行STEM教育的過程,老師多創設分享交流機會予學生,是促進創新思維的重要手段。至于學生在「常識百搭」綜合不同領域的知識進行探究活動,則是STEM教育的過程和成果的體現。最后,老師們帶領學生參加「常識百搭」時,能從一個MAKER的角度引導學生進行STEM教育,更是一個有效的帶領策略。

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