清華STEAM學校
主講人：王子華
2020年5月27日
子華教授本日談論的議題為「清華STEAM學校」，它除了是目前教育學院重要的發展方向，也是國內外非常熱門的跨領域主題。演講內容會深入介紹與分享外，教授同時也蒐集了國內外常見的STEAM教材與教具，可以一窺國國內外STEAM蓬勃發展的指標與原因。
在國際上的STEAM教育涵蓋了四個部分，包括機器人的製作、科學實驗、工程邏輯與拼圖方塊。子華教授首先播放了一段樂高積木與WeDo合作的一段影片，說明這樣的機器人模式運用在課程中時也結合了程式運算的技巧；另一個球型的機器人為Sphero SPARK Plus，能與程式設計與藝術教育結合；再來是Meet KIBO，是一個特別為年記介於4-7之間的兒童所設計的機器人，主要由積木構成，按下按鈕即可輸入指令。
接著，子華教授繼續介紹第二個部分：科學實驗。首先為廣為人知的Discovery系列，它非常強調Maker的課程，這些教材可以結合物理與化學小實驗，讓學生動手試試看，進而了解科學背後的原理。而第三個部分為工程邏輯，子華教授介紹了「達文西機械飛擺鐘」，這是一個較為困難的教材，須由學生動手並用運物理與工程方面的知識將這些材料組裝在一起。SpaceRail、經典投石器也為工程邏輯類的教材。
第四類的STEAM課程屬於拼圖方塊的部分，子華教授舉Circuit Maze為例子，這類教具通常會提供積木或者方塊來教學生電學的概念。Tumble Trax Magnetic Marble Run藉由讓孩子操作，可以改變軌道與球數並解決問題或進行合作或競賽。Bunny boo則為特別為2-5歲小孩設計的立體空間概念遊戲。
子華教授提出了一個問題，STEAM為我們的教育帶來了改變，而為什麼我們需要改變？面對教育、政治、科技、經濟、社會、價值，我們要隨時調整自己的思考，這些未來的思考與面向彼此互相影響著，不改變則會停滯，無法符合世界潮流與產業需要的人才。現在的教育除了強調知識建構由學生主導之外，更重視願意與他人合作與分享的能力，而這正是STEAM教育中MAKER與素養的精神。
1. 各位看到這麼多STEAM課程的教材教具，這些做法對我們學生的學習帶來了什麼樣的改變?請問這種學習方式是否比過去更有效？有效的話，請說明為什麼? 沒有效的話，請說明為什麼?
答：這些做法有別於以往僅僅只是在課堂上傳授知識，學生坐在教室一整天下來，面對不同的教科書，難免覺得乏味、無趣，且以往的教學模式都侷限於在學校裡，很少能將課堂上所學延伸到課外的場域，學生學習的目的往往只是為了應付考試，追求名次，考上更好的學校，而在這樣的學習下，學生自然會變得功利取向，如果老師著墨在太多課外的部分有些學生反而我覺得老師是在耽誤自己的時間，我想這也是王老師提到的We Need Change，不只是老師需要改變，學生、家長甚至是整個社會的心態都要有所進步才行。透過STEAM課程的教材道具，我們可以看到，教學場域延伸到了家裡，學生可以在家中輕鬆做出原本只能在課堂上做出的實驗，而一些新科技的發展，例如lego education、kibo……，則是透過機器人，來引導孩子們思考，這都是我們那個年代所缺乏的東西，卻是目前教育的趨勢，我想在這個科技日新月異的時代，小朋友接觸到電子產品的時間越來越早，倒不如想辦法將這些電子產品融入到教育中，讓小朋友透過電子產品學習，而不是將他們與電子產品隔離，這樣非但沒有效果，可能還會引起孩子們的反彈。我認為STEAM的學習方式是比過去更有成效的，誠如我上面所提到的，過去的教學模式著重於分數取向，學生只願意去學習書本上有的或是考試會考的，而老師為了屈就升學率或是家長給的壓力，往往也只能照本宣課，但這樣做只會讓學生的思考越來越僵化，我覺得自己就是這個體制下的受害者，小時候家長覺得不能輸在起跑點，因此拼了命地送我去補習，錯過了可以發展創造力、想像力的時期，所以長大以後總是在這個地方輸給別人，我想若是在小時候能夠適當的利用STEAM教材教具培養獨立思考、動手做的能力，長大以後在面對各種挑戰時，應該會更有方法去解決，畢竟出了社會以後大家會在意的是你解決問題的能力，而不是學業上的成就，因此我認為STEAM教育培養出的孩子會是更獨立、更具思考能力的，這樣的學習方式也會比過去更加有效。
2.第一部分看到機器人、科學實驗、工程邏輯、拼圖方塊等STEAM教具與課程，跟第二部分看到的STEAM教科書型態的課程，其設計理念主要差異在於?
答：兩者的差別是第一部分的教具可能是比較單一的，同樣的教具可能只能運用在特定的課程上，而第二部分所呈現的教科書納榮則是以專題為取向，結合各種不同的素養融合成一本書，但缺點就是裡面只有文字的敘述，沒有教具，因此老師若是要教學可能還要自己去準備教具。設計的理念差異在於後者是可以讓老師作為參考食譜性的方式讓學生可以跟著做，前者則是讓老師有更多的選擇，自行在課程上運用。
3.看了這麼多現有的STEAM教科書與課程，請各位想想跟清華STEAM要推動的課程有什麼差別?
答：目前清華想推動的STEAM 教育是不採用現有的教具，採用現有教具的做法比較死板，清華採用的是所謂的ddmt模式，提供鷹架引導學生思考。這幾個字母所代表的意思分別是：發現、定義、模型與建模、遷移。發現主要是透過生活情境的佈置讓學生自然發現問題，並且引起動機，再來是將問題界定清楚，最重要的是與現有的課綱做連結，我想這也是現階段STEAM教育所面臨的最大問題，要怎麼將STEAM與正式的課綱做連結，而不是以課外的時間來做實驗。模型與建模則是透過具體的解決模型來與STEAM做結合，最後錢怡的過程則是評估與分享。清華想做的是跨領域人才的培養，重視設計思考與親手實作，不侷限在特定的主題，像是老師提到的「螢火蟲」課程，在這個課程我看到的是如何結合在地化的議題，引導小朋友去解決現有的問題，過程中或許沒有明確的步驟，但這也是STEAM所要培養的，讓小朋友找出解決問題的辦法。我想這就是清華與現有的STEAM課程之差別。
1.各位看到這麼多STEAM課程的教材教具，這些做法對我們學生的學習帶來了什麼樣的改變?請問這種學習方式是否比過去更有效?有效的話，請說明為什麼?沒有效的話，請說明為什麼?
相較於傳統的教學方式，STEAM強調跨領域學習，所以對現在生活在時代變遷進步相當快速的我們而言，我認為是有益處的，因為變遷過於快速，我們必須時時刻刻保持學習，就像海綿一樣不斷吸收，並且，我們不能只專精部分領域知識，我們必須要成為通才，才能使自己不被輕易淘汰；另外，STEAM比傳統學習多出了許多實作的機會，我認為實作經驗能有效幫助學生達到學以致用的目標，讓這些知識、數學不再是應付考試的工具，或是在書本上的文字，而是真真實實與我們的生活有關係，這樣學生在學習知識上會更親切，我認識一個朋友，他對很多專業知識倒背如流，但在考試時，他卻無法考出好成績，原來就是因為他沒有辦法將他所學的拿出來運用，甚至在跟人溝通、社交上，他所學的東西沒有辦法幫助他，成了兩腳書櫥，中看不中用，也有越來越多的證據顯示，將所學的運用在生活中，會記的比較久且有意義，我認為STEAM帶來了許多突破。
2.第一部分看到機器人、科學實驗、工程邏輯、拼圖方塊等STEAM教具與課程，跟第二部分看到的STEAM教科書型態的課程，其設計理念主要差異在於?
最大的差異當然是一個是動態、另一個是靜態，我個人覺得動態的話比較像是針對學生，讓學生能夠親手操作，從而獲得活動經驗，進而加深所學的知識，缺點就是它就是一個模型，比較死板固定，只能針對某些課程來進行；靜態的話，老師說到食譜性，我覺得我會把靜態的歸類的引導教師，如何設計課堂、設計實作的操作手冊，相較於機器人、模型而言，靜態教科書比較彈性化，在教學上，比較能被老師拿來運用發揮。
3.看了這麼多現有的STEAM教科書與課程，請各位想想跟清華STEAM要推動的課程有什麼差別
現有教材教具比較無法跟課綱裡的課程做結合，所以清華希望能運用STEAM的核心、精神，來設計課程，與課綱結合，建立新的、自己的教學模式(DDMT)，清華的DDMT本身就是一個問題解決的過程，在找到問題，解決問題的過程中，不斷學習並修正，我個人認為這樣學得更快，並且更牢固，會比被那些已有的Model侷限，來的更加有效，這樣教學模式既可以納入STEAM的精神鷹架，還能與課綱(所學的知識)做結合，進而達到雙贏的境界。