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科技領域課程與教學 培養孩子實踐夢想的能力

2020-06-01
2020-06-24

國立臺灣師範大學 科技應用與人力資源發展學系 林坤誼 教授兼系主任


"人在任何領域中得以成功,最重要的關鍵是熱情與毅力;一旦培養出熱情、毅力,在朝著興趣努力時即得以持之以恆,並且能做得很好。"



科技素養

是國民在工業4.0社會的關鍵成功指標


在研訂科技領域課程綱要初期,課程綱要研修委員們曾討論到一個重點,為了因應資訊科技時代, 科技現在也變成一門重要的素養;一般國民擁有「讀、寫、算」這些基本能力,現在科技素養的地位幾乎等同於讀寫算。


在新課綱的科技領域課程綱要中提到科技素養的內涵,就是學生能運用工具、材料、資源,以解決日常生活中所面臨的問題或滿足日常生活的需求,進一步也期望能夠培養學生設計、創造科技工具及資訊系統的知能。例如臺灣許多中小學學生能夠自己設計與製作 APP,因此這些重要的科技素養在工業4.0AI人工智慧年代中是一種重要的能力。林主任同時以參與在紐西蘭學術研討會中,日本學者分享他們從小學便開始培養孩子運算思維computationalthinking )。運算思維並非侷限於學習如何撰寫程式,而是強調學習資訊科技所應具備的「邏輯能力培養」。因此,科技領域課程與教學就是來涵育創造性思考、邏輯與運算思維、批判性思考、問題解決等高層次思考能力。


從「探索與了解」到「工程設計」涵養健全科技素養人才


若把人類生活中的科技產品移除,會發現生活周遭變得空空如也。因為人類文明的食、衣、住、行等相關產品與服務都和科技息息相關,而非只有電腦是科技。以科技領域課程綱要中的生活科技為例,國小階段著重在「探索與了解」日常生活科技產品,目前主要以議題的方式落實在國小階段;國中階段強調「設計與製作」,以訓練學生設計與解決問題的程序;高中階段則聚焦在「STEAM跨領域統整」,強調藉由工程設計的專題製作活動,提供學生跨學科知識整合的學習。換句話說,透過探索與了解、設計與製作、以及STEAM跨領域統整的學習,便能夠逐步協助學生培養科技素養以及試探其對於科技生涯發展的興趣。


由於國小階段的課程主要透過議題的方式實施,因此可能會造成國小階段課程與國中階段課程重疊的問題。目前國家教育研究院正在研發擬定〈國民小學科技及資訊教育融入課程參考指引〉的草案, 提供給各縣市國小第二學習階段(國小三、四年級),以及第三學習階段(國小五、六年級)參考, 相信會更有助於在國小階段落實科技領域課程。


跨領域是108課程重要關鍵字

共備協作是教師跨領域教學不二法門


素養導向課程與教學,主要針對以往的教學偏重在知識傳遞,而非培養孩子具有對未來生活負責的能力。而素養該如何培養? 學者 Illeris(2009) 指出素養是發展而來的,而非直接灌輸形成的。但是,從英國艾克斯特大學教授 Justin Dillon 在分析各國素養導向課程與教學時,便發現老師在面對素養導向課程時,仍舊著重在「教知識」的階段。因此,如何改變教學、如何讓學生不再只背誦知識, 而是能夠同時兼顧知識應用、正向態度以及多元能力的培養,才是素養導向課程與教學的關鍵。


「跨領域」的概念並不是「我原本教數學,我現在要會教科技」,這樣教師需要去學習不同的學科內涵,造成教師教學負擔過高,且難以突顯跨領域教學的特色。跨領域重點在於「教學的安排」、「教學的策略」。林主任建議教師多參與非本學科之教學研究會,或是校外的跨領域研習課程,促進「跨領域課程的規劃」、「教學的安排」等相關知能。


在教學的安排上,教師可積極與其他學科的教師進行「共同備課」,了解其他領域課程的老師的教學內容與學生該學習的重點,討論彼此課程之間的關聯性來設計課程。例如:科技領域是可和數學、物理、化學等課程進行共同備課。讓學生在專題導向的課程中,學習中可以統合及運用到不同科目的觀念,實際運用到「跨域整合」這一學習重點。


另一方面,教師在備課須要站在學生學習的觀點,誠如 108 課綱中提到「以學生為中心」作為教學主體,讓學生在上課的過程中實質感受到「一堂課可以學習到不同科目」、「一項知識可以活用在不同學科」這種學習的成效。


著重與強調「失敗經驗」的學習從失敗中進行反思與學習統整


許多老師在開發跨領域統整課程(例如目前最夯的 STEAM 統整課程)時,皆會採用課程發展的理論,安排許多成功的經驗以協助學生學習 STEAM 統整。然而,依據相關的研究指出,這樣的課程安排可能僅對少部分的學生有幫助,其餘可能仍有多數的學生沒辦法理解這些成功的學習經驗。因此,林主任提出透過失敗經驗以學習統整的教學設計理念, 例如在氣球車設計的教學活動中,學生為了製作輪子,便必須在圓形中尋找圓心,但因為老師在教學過程中限制學生不能使用圓規,因此學生便需要思考如何解決此一問題。透過此一教學的安排,學生便可能會遭受挫折、不清楚如何找出圓心,但是當學生學習解決這個問題之後,便知道如何將數學的作圖能力應用在解決科技的設計過程中。


從上面案例,林主任提出一個統整課程重點在於「經驗的學習」。教師的教學應該要設計讓學生可以解決問題的情境,而這個問題可以設計成「失敗的經驗」,讓學生們透過這樣的經驗去檢討、反思和學習,加深學習印象。


未來學校應提供多元課程幫助每位孩子找到自己的天賦


少子化對學校而言是一個重大的挑戰。過去傳統教育,就是教師站上講台上,把課本教完就結束了,現在教育必須要了解不同學生的需求,所以設計不同課程來引導他們,而非僅是將別人的東西抓過來用。因此設計多元課程一方面是為了使學生追求更卓越的表現,一方面就是讓學生找到適合發展的方向。


林主任最後強調多元課程的重點之一在於激發學生的熱情與培養他們的毅力。美國賓州大學心理學系的華裔學者 Angela Lee Duckworth 提出「恆毅力(Grit)」的概念,說明預測人在任何領域中得以成功,最重要的關鍵是熱情與毅力,反非智力或天分;一旦培養出熱情、毅力,做久了就會產生自信,讓人在朝著興趣努力時得以持之以恆,並且能做得很好。因此,未來學校在設計多元課程,應該可以思考如何激發學生的熱情,讓他們喜歡、願意並持續地去做;至於如何規劃課程、改善教學方式, 便是未來學校須扮演的重要角色。



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