〈STEM初探之四:有何特徵?〉韓孝述

美國《新一代科學教育標準》主要制定者、科學教育學者Rodger Bybee (2010) 認為,推動STEM教育,應先了解其基本特徵。

STEM教育的第一特徵是強調「實踐」(practices)。從1960至1990年代,科學教育經歷了兩次變化,先是提倡科學方法,後來著重探究能力。前者指學生依循提出疑問、建立假設、進行實驗、分析結果、得出結論等步驟,透過實驗來理解科學現象,這種方法的弊端,是實驗變成cookbook(烹飪手冊)式操作,學生動手而不動腦。後者指在教學過程中,培養學生觀察、比較、歸類、控制變項、分析數據及推論等能力,使能手腦並用。21世紀開始的STEM教育,不僅要求實驗不可停留在cookbook狀態,更主張教學重心,從探究轉為「實踐」,原因是實踐已經包含了各種探究能力,而且重視知行合一,學生需應用所學知識,進行實驗和產品的設計。

STEM教育的第二特徵是加入「工程」(engineering)。美國的科學教育框架,提出八項「科學和工程實踐能力」,包括提出疑問和界定難題,建立和使用模型,規劃和實施調查研究,分析和解釋數據,使用數學和計算思維,形成解釋和設計解難方案,基於證據的論證,獲取、評估和交流資訊。其中,「界定難題」(生活中的難題或社會議題)及「設計解難方案」(用以製造產品),是工程實踐的特有內容,也是STEM教育需要給學生培養的能力。

STEM教育的第三特徵是運用「科技」(technology)。望遠鏡和顯微鏡,曾經是促進科學發展的重大科技發明。在21世紀,資訊及通訊科技(ICT)與科學及數學教育的配合,能支持學生更有效地學習。

原載《明報・教育心語》

參考資料

Bybee, R.W. (2010). Advancing STEM education: A 2020 vision. Technology and Engineering Teacher, 70(1): 30-35.