從動眼看、動腦想到動手做- 解構STEAM裡的學習科學

2022/05/10

在當今快速變化的世界中，STEAM（科學、技術、工程、藝術和數學）教育正成為培養未來人才的關鍵途徑。然而，要真正實現STEAM教育的潛力，我們需要深入理解和應用學習科學的原理。本文將探討如何將學習科學融入STEAM教育，從「動眼看、動腦想到動手做」的角度，全面提升學生的學習體驗和成效。

1. 真實世界連結與問題導向學習：STEAM教育的核心在於將抽象的學科知識與現實世界緊密結合。通過問題導向學習（PBL），學生能夠接觸到真實的、跨學科的挑戰。這種方法不僅能提高學生的學習動機，還能培養他們的批判性思維和解決問題的能力。例如，讓學生設計一個「智慧祈願裝置」，就是將傳統文化、科技創新和用戶體驗設計相結合的實踐。

2. 學習遷移與螺旋式知識結構：學習遷移是STEAM教育中的一個關鍵概念。它指的是學生能夠將在一個情境中學到的知識和技能應用到新的情境中。為了促進學習遷移，教育者應該設計螺旋式的課程結構，使學生能夠在不同的情境下反覆接觸核心概念，逐步加深理解。DIK-MK-WV知識進展模型為我們提供了一個有效的框架，幫助學生從基礎知識到元認知，再到價值觀的形成。

3. 動手學習與創客精神：STEAM教育強調「學中做，做中學」的理念。創客運動為這一理念提供了豐富的實踐平台。通過參與動手項目，學生不僅能夠鞏固理論知識，還能培養創造力、協作能力和解決實際問題的技能。「行動中反思」（Reflection-in-action）的概念，即「看-行動-再看」（seeing-moving-seeing）的循環過程，為學生提供了一個持續改進和深化理解的框架。

4. 執行功能與認知靈活性：在STEAM學習過程中，培養學生的執行功能和認知靈活性至關重要。執行功能包括工作記憶、抑制控制和認知靈活性等能力，這些能力使學生能夠有效地規劃、組織和完成複雜的任務。認知靈活性則使學生能夠靈活地在不同概念和策略之間切換，這在解決跨學科問題時尤為重要。

5. 真實學習的關鍵要素：為了創造真實的學習體驗，STEAM教育應該包含以下要素：

• 模仿專業領域中的真實問題

• 使用開放式提問stimulate深度思考

• 鼓勵學生合作，培養團隊協作能力

• 賦予學生選擇權，增強學習主動性和個性化

6. 功能-行為-結構（FBS）設計模型：FBS模型為STEAM教育中的設計思維提供了一個有用的框架。這個模型將設計過程分解為功能（目的）、行為（操作）和結構（組成）三個層面，幫助學生系統地思考和解決複雜問題。通過這個模型，學生可以更好地理解問題的本質，並提出創新的解決方案。

7. 結論將學習科學融入STEAM教育，能夠顯著提升教學效果和學習體驗。通過強調真實世界連結、促進學習遷移、鼓勵動手實踐、培養高階思維能力，以及創造真實的學習環境，我們可以幫助學生更好地應對未來的挑戰。作為教育工作者，我們需要持續探索和實踐，將這些理念轉化為有效的教學策略，為培養全面發展的STEAM人才做出貢獻。