想培養孩子的科學、數學、藝術……全方位的素養？從這五點開始！丨前沿

STEAM，源自STEM教育，是當今國際上探索21世紀人才培養的一種教育理念與舉措。美國首倡STEM教育並將其作為提升國家競爭力的戰略。

STEAM包括這些領域：

S＝Science（科學）

T＝Technology（科技）

E＝ Engineering（工程）

A＝Art（藝術）

M＝Mathematics（數學）

STEM純理工教育有極限，後來再加入藝術（Art）， 成為STEAM，希望孩子的學習更完整，創造、發明更連結人的溫度和關懷。

為什麼需要STEAM？

世界經濟論壇2016年「工作大未來」報告指出，未來5年，全球將產生200萬個新工作，幾乎都在電腦、數學、建築和工程等STEAM領域。同時，700萬個工作將被機器取代。STEAM能培養孩子為全人，駕馭、超越改變、不被機器人取代，成為全球教改的關鍵目標。

以美國為代表，培養孩子的STEAM素養，從5個方面入手。

/跨領域/

真實世界的問題，不是單一學科可以解決，專題式學習（PBL），最適合教導STEAM跨領域素養和能力。專題式學習不是每堂四十五分鐘的分科學習，而是以學生最有感的主題出發，有意義的結合至少兩種專科知識，設計出持續六到八周以上的學習內容和評量標準，最後學生產出作品，而非考試的分數。

美國喬治亞州教育部認證的STEAM學校杜爾特許學校（Drew Charter School），從幼兒園到高中都有專題課程。每一個專題都整合STEAM五個領域。

例如，十二年一貫的工程設計專題。喜歡賽車的六、七年級學生，從研究德比車（動畫《汽車總動員》閃電麥坤那型）模型入門，到自己製作完成一輛真正的德比車，最後跨州參加年度肥皂箱德比車大賽。過程中學到駕駛、剎車和賽車背後的物理知識。

杜爾高中部的發明團隊，面對幼兒因父母疏忽被留在車上、最後被熱死的慘劇，發明出裝在車內的一種三層警告系統，避免小孩和寵物被留在車上。這個發明併入選MIT發明大賽。

/動手做/

動手做目的在於讓孩子拿回學習主導權，更有意願投入自己的學習。動手做不只是3D列印鑰匙圈、或樂高機器人，也不是材料包的制式DIY，而是允許每一個孩子從零到有，做出自己最有興趣的主題，過程中練習不放棄、嘗試錯誤。

維吉尼亞州亞柏馬勒學區（Albemarle County） 二十六所公立學校，兩年前每一科目都導入「動手做」元素，讓抽象知識有了具體質感。七年級的尼克為了做出一個獨一無二的木製投手輔助架，每天迫不及待去上學。數學成績優異的女孩為做好一張椅子，用切割機切出圓角時，忽然大喊：「原來這就是我們在幾何課學的！」

/生活應用/

學習內容和學生的生活有關聯，才能激發想探究的好奇心。STEAM教育不是培養專家，而要孩子把知識運用在生活。學習內容沒有標準答案，沒有前例可循，不需要太多規則，反而讓孩子更自由去探索。

台灣新北市積穗國小資訊老師曾俊夫發現，全校只有三分之一的學生會用Google解決問題。師生討論出社區最需改變的問題就是狗大便太多，開啟「Big data and shit」（大數據和狗大便）行動體驗。

學生分組調查學校附近常出現狗大便的地點，標註在Google地圖上，並導入人工智慧演演算法做資料分析，「學生一聽到調查狗大便也可以用到人工智慧，眼睛都亮起來，很興奮。」曾俊夫說。資訊和生活就這樣連結起來，也改變他日後設計課程的主軸。

/解決問題/

當孩子解決的是真實世界中的問題，他們學習做有意義的決定，感覺自己有影響力，會驅動學習動機。

2016年美國政府宣布將蜜蜂列入保育名單。密西根州伯明瀚科文頓中小學（Birmingham Covington School）的五、六年級學生，在「蜜蜂」專題中，找到學科學可以拯救瀕臨絕種生物的力量。

學生共同研讀相關報道，找出「農民噴洒太多農藥，也殺死了蜜蜂」等關鍵因素；感受到「蜜蜂絕種，無法授粉，影響農作物產量，將沒食物可吃」的危機。他們穿起防護衣去養蜂場，觀察蜂巢板；最後架起保護蜜蜂的網站，製作活動看板，向社區大人小孩宣導蜜蜂對環境的重要性。

「我更得好好充實對蜜蜂和環境的知識，才能說服別人採取保護行動」，一個男孩說。參與專題的老師觀察發現，孩子在這樣的學習中，學到的遠遠大過科學內容，他們知道自己可以推動改變。

/五感學習/

看似艱深的數理科目，融合藝術元素，幫助孩子跨越對科學的抗拒，更願意學。

紐約534中學和哥倫比亞大學資訊科學教授合作，發展「照相機」專題。八年級學生不僅要用相機拍照，更要自己組裝出一台相機。

用意在以相機為餌，引誘孩子進入光學、精密機械等看來比較困難的領域。「要把相機三十八種小零件組裝好，只有一種方法，但是拍照、以及詮釋一張照片，卻有無限種方式」，534中學老師詹姆斯（Jerry James）巧妙地連結藝術和科學，「一方面你要很有邏輯，另一方面，你又必須擁有想像力。」

STEAM新教育需要的資源、專業、政策的連結，也挑戰大人的想像力。

看似天馬行空的整合，背後是各科目老師的專業合作，在每一個階段，設計學習鷹架，透過不斷拋出問題，幫助孩子學習知識，並立刻練習應用。更可以連結校外專家，提供學生另一種學習典範。

STEAM新素養，幫助每一個孩子找到自己的航道。大人必須跨出舒適圈，成為那艘「前導火箭」。

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編輯：唐莉莉