STEM+ 教育初探系列(十九)──玩具、工具、教具的STEM+ 學習延伸

20190629 STEM+ 教育初探系列(十九)──玩具、工具、教具的STEM+ 學習延伸

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筆者在思考這類STEM活動的課程拓展時,想及有兩個發展方向,都是從其「硬件屬性」出發。其一主要是如何從玩具角度,加入專屬知識和技能,轉化為一種能力比試評估的工具。

專欄:教育眼 作者:林桂光 日期:2019-06-29

最近有機構邀請合作為一個「無人機」活動,加入教育元素,設計相應的主題學習課程。

硬件供應商的市場障礙

這類以硬件為主體,以技術學習為主導的所謂STEM教育,一如機械人、3D打印機、遙控車等,一般都存在學習目標狹窄、學科跨度不多、學習受眾少、訓練偏向比賽技術等問題,不容易發展成為完整的STEM課程方案,和校本STEM+ 教育規劃。多以一種「增潤學習活動」形式出現,更多是校外培訓的興趣班主題。以前提及,因屬於工作「叠加」而非課程「融合」,不容為普遍的學科老師接受。這或許是眾多硬件供應商,較難打開學校市場(B to B)的痛點。 

玩具、工具、教具的學習延伸

筆者在思考這類STEM活動的課程拓展時,想及有兩個發展方向,都是從其「硬件屬性」出發。其一主要是如何從玩具角度,加入專屬知識和技能,轉化為一種能力比試評估的工具;當學生和老師掌握工具的基本操作,再發掘當中「技術轉移(Skill Transfer)」 的空間,再以主題學習(Theme-based Learning),例如無人機,作為綜合學習的課程統整模式發展。當有足夠的跨學科、跨學習領域(KLA)、跨共通能力(Generic Skills)範疇、跨班級,甚至跨硬件等教材設計出現,這類硬件工具,便有機會升級為一種學校普遍採用的教具,甚至成為校具/設備清單(F/E List)的「標準配置」,融入不同學科的常規課堂學習中。 

Drone-based Learning Design

其二,在課程設計上,不能撇開硬件的專屬知識和技能,而是作為學習和課程延展的基礎部分。例如初步構思的「無人機教育」,便準備以「D+ 課程框架」的模式去建構STEM+ 的跨學科/學習領域的綜合學習教材。非常有趣的是,在確定這個想法的一星期後,在社交平台一篇帖文,讀到英國公開大學公布《2019創新教學報告》。無人機學習(Drone-based Learning)竟然是今年十大創新教學的第四位,可見關注創新教育的學者和老師,看到「無人機教育」在STEM+ 教育的多元可塑性。讀到下載報告的分析,更增加筆者研發這類「硬件為本」的STEM+ 教育課程的興趣。因為弄好「無人機教育(D+)」的課程框架、教學設計模板;以及學習主題延展的案例,便可套用到「機械人教育(R+)」、「3D打印教育(3D+)」「遙控車教育(RC+)」等等主題設計上。

筆者嘗試建構「無人機教育D+ 課程」模式,也是想協助學界進行多元創新綜合學習課程的探究。當然,假若學校將一種STEM活動,提升到一種校本課程設計、一種STEM+ 教育規劃的層面,變成一種學校發展項目,將可以為更多學生提供接觸不同科普創新教育機會。而以無人機作為學習主題,也可以促進各階段學生綜合能力建構及創意表現提升。 

硬件知識、技能學習 + 創意、綜合能力建構

以前對STEM+ 教育普及推廣的思考,一方面是倡導「低成本、低技術配置」,另一方面倡導中、小、幼銜接規劃(筆者可能是教育界比較強烈建議在學前教育開始做STEM+ 教育課程規劃的人),所以心目中的「無人機教育D+ 課程框架」,都會是包括K–12的各個學習階段(Key Learning Stage)。過往一直強調,創意是STEM+ 教育其中頗重要的核心目標,而一般教師對這個學習範疇的理解和能力表現掌握比較模糊,所以建議在教學設計,必須成為「學習目標」的「必列項目」。下面是幾個學習階段有關「D+ 課程規劃學習素養架構」的初步構思舉例:(見上圖) 

 

課程發展人員參與的校本協作

在以前專欄文稿有提及,其實香港中、小、幼課程綱要及學科課程指引,都包含相當多的STEM教育元素,有設計綜合學習課程的優勢。但如何從S.T.E.M.到STEAM,再到STEM+ 的課程統整,是須要從校本STEM+ 教育規劃開始,在教務行政層面訂定長短期課程發展進度,並且確定各個進展階段的參與科目和人選。特別是課程發展主任和各學習領域主任的協調,而非目前普遍由資訊科技和理工科老師擔任及主導的情況。必須各個KLA都有界入,最後變成全民STEM,推動可延續性發展,豐富多元跨科學習延伸的課程主題,才能算得上把STEM+教育成功落地。 

配套條件的準備及創新創意學習空間建構

當然,校本STEM+課程發展成效,不同環節配套條件的準備是少不了的。重複提示一下:

例如為有需要教師提供課程及教材設計培訓、加強科主任在跨學科協作規劃的指導、建立STEM+ 教育學習素養框架與評核模式(特別是創意能力範疇)、校本STEM主題教學資料庫的建立、各科多元活動拓展等(例如展覽、比賽);另外學界也有需要開始考慮「創新創意學習空間」的建構 

 

無人機教育D+ (Drone-based) Education項目初步規劃

活動目標:

1.  為更多中小學生提供接觸無人機科普創新教育機會;

2. 以無人機作為學習主題,促進各階段學員創意表現及綜合能力建構;

3. 透過對推廣無人機知識及技術的掌握和操控,協助學界推動科創STEM+ 教育;

4. 嘗試建構「無人機教育D+課程」模式,協助學界進行多元創新綜合學習課程探究;

5. 協助文教團體及個人,進行相關性跨地區科創STEM+ 教育活動、教研交流。

 

參與團體:   (跨地區教育機構在邀請中:深圳“華德恩教育” 、廣州“金和順教育科技”

主辦單位:   學界無人機教育聯盟籌備委員會(已草擬章程,知會各參與團體再行註冊)

承辦單位:   香港無人機協會

協辦單位:   秀茂坪天主教小學

合辦單位:   (暫定)香港電腦教育學會、亞太藝術創意教育交流協會、香港多媒體設計協會

支持單位:   (暫定)教育重構(Education Redesign)、華輝、HKT、4M

 

活動流程(暫定):

包括友校發佈、教師培訓、課程研發、空運會、區域工作坊、資源平台

6123:00pm在秀茂坪天主教小學舉行「無人機教育」D+ Education項目簡介,以及安排競速無人機示範活動。

7月初舉辦《無人機教育初級導師培訓課程》,以參與活動20間「先導學校」老師為對像,每校暫定派2名活動核心老師(中小學共40名),另加1至2位校本課程發展老師(中小學共20 - 40名)參與培訓培訓。內容包括無人機知識及技術的掌握和操控;以及「無人機教育」“D+”多元創新綜合學習課程探究两部分。地點在秀茂坪天主教小學,活動核心老師完成課程將獲「學界無人機教育聯盟」頒發相關證書。 

《無人機教育初級導師培訓課程》活動暫定安排

第一天(小學)上午

第一天(小學)下午

第二天(中學)上午

第二天(中學)下午

其中5間小學編排2

活動核心老師,

是為A(共10人)

9:00 – 13:00時間

進行無人機活動培訓。

內容包括無人機知識及技術的掌握和操控

B小學活動核心老師

(共10人)

14:00 – 18:00時間

進行無人機活動培訓。

內容包括無人機知識及技術的掌握和操控

其中5間中學編排2

活動核心老師,

是為A(共10人)

9:00 – 13:00時間

進行無人機活動培訓。

內容包括無人機知識及技術的掌握和操控

B中學活動核心老師

(共10人)

14:00 – 18:00時間

進行無人機活動培訓。

內容包括無人機知識及技術的掌握和操控

另外5間小學編排另2名活動核心老師,

是為B(共10人)

再加所有小學1- 2位校本課程發展老師

(共10-20人)

10:00 – 12:00時間;

參加「無人機教育D+ 課程」設計。

內容包括:

n 如何將無人機由玩具變成工具,再變成教具

n 建構STEM+教育發展及學習素養的方法

n 如何規劃校本STEM+ 教育發展

n 如何設計無人機教育跨科學習延伸的主題

n 利用專題研習(PBL)設計D+ (Drone-based) 校本課程

A小學活動核心老師

(共10人)

15:00 – 17:00時間;

參加「無人機教育D+ 課程」設計。

 

內容包括:

n 如何將無人機由玩具變成工具,再變成教具

n 建構STEM+教育發展及學習素養的方法

n 如何規劃校本STEM+ 教育發展

n 如何設計無人機教育跨科學習延伸的主題

n 利用專題研習(PBL)設計D+ (Drone-based) 校本課程

另外5間中學編排另2名活動核心老師,

是為B(共10人)

再加所有中學1- 2位校本課程發展老師

(共10-20人)

10:00 – 12:00時間;

參加「無人機教育D+ 課程」設計。

內容包括:

n 如何將無人機由玩具變成工具,再變成教具

n 建構STEM+教育發展及學習素養的方法

n 如何規劃校本STEM+ 教育發展

n 如何設計無人機教育跨科學習延伸的主題

利用專題研習(PBL)設計D+ (Drone-based) 校本課程

A中學活動核心老師

(共10人)

15:00 – 17:00時間;

參加「無人機教育D+ 課程」設計。

 

內容包括:

n 如何將無人機由玩具變成工具,再變成教具

n 建構STEM+教育發展及學習素養的方法

n 如何規劃校本STEM+ 教育發展

n 如何設計無人機教育跨科學習延伸的主題

利用專題研習(PBL)設計D+ (Drone-based) 校本課程

 (1A) 培訓課時(6 hrs x 4=24

 (1B) 器材、設備(每校两套四軸機、兩套飛行坐標,及額外10粒電池)

 

7月底參與學校討論「千人空運會」所有活動內容安排及場地規則要求。

9月開始香港無人機協會會為每一間參與學校提供一次到校技術支援。

10月、11月考慮在參與活動學校場地,分4區舉辦中小幼「無人機教育校本STEM+ 課程研發區域工作坊」,發展「無人機教育伙伴學校」及校本課程設計試驗。

(分區、分組別2小時培訓,內容包括:分別辨識中、小、幼課程網要的STEM教育學習元素;規劃校本STEM+ 課程框架;無人機教育D+ (Drone-based) 學習主題設計;STEM+ 教育創意能力建構與評核;跨科統整教材的設計;學習空間建構與配套活動安排)

 可考慮12月中安排在秀茂坪天主教小學舉辦《千人空運會》。

(以20間中、小學校,500800人全日參與活動為基礎。)

 2019年考慮舉辦 《無人機教育中級導師培訓課程》,協助幼稚園設計「無人機教育」“D+”課程,推動「無人機教育校本創新STEM+ 課程設計展示平台」;以及規劃年度《空運會》。

(項目內有關教育規劃及課程設計部分的培訓,由亞太藝術創意教育交流協會會長林桂光擔任)