STEAM課程雜想1

最近因為有個機會，開始有機會想一下如果有時間空間跑STEAM課程的話，應該要怎麼跑。這東西之前沒有系統性的思考過，也沒有實際實施執行的經驗。所以腦子裡面沒有系統化的架構。所以就想說，想到什麼就在部落格先記錄下來。

STEAM指的是 科學、科技、工程、藝術和數學的課程形式。關於STEM 或 STEAM的意義或想法，網路上有很多資料。就不在這邊贅述，這邊先談我自己腦子裡面出現的思考，關於課程的想法。

首先，STEAM明顯的會是以任務導向或問題導向式的課程形式。也就是先提出問題，形成任務。在回答問題或解決任務的過程中，將需要的領域技能和知識引進來讓學生學習。

最開放的形式，當然就是問題由學生提出，解決問題的策略也由學生提出，策略提出後，需要的專業協助和資源，也都讓學生去找。需要什麼老師，需要什麼器材....

好，這簡直不能說是教學形式了，根本這學生就已經學會了啊。這比較像是已經有足夠能力的成人，想要自己進行一個專案的時候做的事情。這可能可以說是我們最後希望看到學生表現出來的樣子而不是學習的過程。當然如果有學生真的可以完全自己來（所謂的完全自己來，並不是都不要他人協助，而是自己可以去找尋到適當的資源搭配上自己的想法）那當然歡迎。這部份應該要提供差異化的教學思考。不過我想教學現場應該要思考的是，比較結構化的協助學生，從毫無概念慢慢建立起整套系統方法的過程。

STEAM每一個項目，本來自己就有一套完整的體系。不能從各自領域出發思考課程，這樣會掉進各領域的範疇，跳不出來。所以先從問題出發是對的。這所謂的問題，並不是一個已經定義清楚的問題，而是一個大方向。可以是問題的問題，也可以只是一個物件事件。例如：「家裡隔壁總是在抽煙，煙味一直飄到自己家裡」「塑膠使用量要如何減低」「海洋資源匱乏該怎麼辦」這種生活議題。或是「喝水鳥」「把一張A4紙拿起來往前丟」「身體濕濕的時候，拿吹風機開熱風吹到身上，會覺得冷還是熱」這種就是有個主角、動作、情境。從這些出發，讓課程有個可以附身的主體之後，開始發展。

以下談一些可能發展的方向

有一種是從一個主體出發之後，開始很多的談話。在談話中，將一個範圍這麼大，這麼抽象的主體，逐漸的具象化，縮小範圍，最後變成一個具體可以著手進行一些什麼的想法後開始執行。

例如，擺一隻喝水鳥，讓喝水鳥擺動。有人可能想要研究原理；有人想要自己做一隻一樣的；有人覺得造型很醜想自己做一個北歐冷冽金屬風格的藝術品；有人想要拿這個東西做綠能發電機...這些不同的發想，會讓問題依附在不同領域的主體上，變成一個開端。

研究原理的話，第一步的主體會是科學

要複製一支一樣的話，第一步的主體會是科技，然後工程。中間會需要一些科學。這裡的主體是科技和工程，科學是附屬。他只需要去「知道」科學原理，甚至常常不知道也無妨，還是可以做出來一樣的東西。

如果出發點是造型很醜，那就比較是以藝術為主體，先談美學方向的感受。後續的工程、科技是為了完成美學上的需求。未必會觸碰科學部分的探究。

如果出發點是喝水鳥擺動的軌跡與重心的關係，擺動的數學規則，就比較是以數學當起點。這裡最後可能其他領域都可以不觸碰，純談數學。

這種思考是找一個主體出來後，從這個主體發想，找一個自己有興趣的方向做下去。每個學生有興趣的方向都不同，所以決定方向後，在完成專題的過程，學習不同領域的技術汗和知識。

這個模式，是稍微收斂一點的形式。不過還是很開放的....

待續...

Simon Sinek on 千囍世代在職場上問題影片的觀後想法

2016 第32屆科學教育國際研討會（下）暨得獎感言暨年終感言

十一點，是段老師主導的探究教學專業成長座談會。也就是我參與了一年，然後今年繼續參加的專業成長計畫。這個計畫我覺得是我目前為止，對現場老師專業成長最有幫助（扎實但是速度慢）的專業成長研習模式。那也因為這個機會獲得了段老師的邀請，在年會中分享這段共備的經歷，賺到了一個在國際研討會發表的點數（ohya~~好像這樣學校評鑑有加分ㄟ）

喝水鳥（黑盒子）的探究教學

禮拜六科教年會Lederman教授以一個神祕圓筒作為黑盒子，讓學生探索並建立模型為例子，我覺得太精采了。黑盒子是我的說法，就是你可以看到某些現象，但不知道盒子裡面發生什麼事情。你可以對黑盒子做一些事情，它有時候有反應有時候沒有。然後你必須去猜想裡面發生了什麼樣子事情會導致這些結果。你猜想出來的黑盒子，必須盡可能符合所有你看到的黑盒子的表現。如果無法符合，可能是你的模型錯了（對啦，就是建立黑盒子的模型），也可能是你看錯了...

今天寫一寫研習記錄，就想說我應該可以把喝水鳥發展成一套完整的探究教材。想到就寫吧！明明有別的事情該忙，就......

首先，想要教喝水鳥的老師，一定會想：我得去找一下資料，把喝水鳥的原理弄懂！不不不，千萬不要把喝水鳥搞的太懂。老師在這個課程裡面，最好也能把喝水鳥當成黑盒子看待。如果你懂太多，可能就覺得盒子不太黑了。教師在課程裡面，要能扮演無知的角色。對喝水鳥無知，但是很有邏輯能力，能夠從學生的回應中，問出關鍵問題，抓出學生論點中的衝突矛盾之處。

學生要做的，並不是想辦法找出老師心中的標準答案，而是盡可能的提出有依據的觀點，讓老師問不出問題。

但永遠要提醒學生和老師自己，黑盒子就是黑盒子，即使所有的外觀表現都相同，也未必代表你的模型和黑盒子一模一樣了。那只是我們理解黑盒子的一種方式，我們永遠不知道黑盒子裡面是什麼...

以下是粗略的流程，有興趣的老師可以發展成詳案，我相信也會是


探究的第一步是「觀察」觀察不是「觀看」，觀察是有目的的，是能提出問題的。但是大家其實比較知道怎麼「觀看」而不知道怎麼「觀察」。那沒關係，我們可以再往後退一步，觀看就觀看吧。先累積大量的觀看，再逐漸變成觀察。所以第一步：

1.學生必須要先觀看可觀看的部分，然後描述出來，先累積很多的觀看記錄。然後然後對喝水鳥做一些事情，看看有沒有什麼變化。一樣也是記錄下來。

2.漸漸的累積一些事實之後（包括錯誤的事實）就要開始提出喝水鳥運作的假設。那就進入探究的下一階段。要根據假設提出探究的方案

例如：觀看到水的上升，想說會不會跟喝水鳥喝的水有關？於是把水拿走，觀察到水仍然上升，喝水鳥仍然正常運作。於是認為這兩者無關。

看到這種想法，不要急著扮演先知說：你放的不夠久啦，放久一點乾掉之後就!@#$%#$!#$。把這個觀察到的事實記錄起來。這個錯誤的推論，會在後面建立模型時產生衝突，就會有機會出現很好的討論。


3.經過一系列的假設、探究、回應假設的流程後，最後拼湊出自己的模型。這個模型是盡可能的合乎所有事實。但是黑盒子就是黑盒子，我們提出的理論只是能運作的模型，不見得就是事實（一直重複講這句超煩的）


4.模型未必正確，但理論模型絕對可以變成實際產品，所以就進入科技實作的階段。這個階段要依據自己的模型，最後做出來自製喝水鳥是要在外觀上和動作上是盡可能一模一樣的。

進入科技階段有另外一些需要關注的點是和科學原理探究面向不同的地方。像是重心的調整，水量多少，吸熱速度是否足夠等等都不是單純了解定性原理就能做出來的。這些就是在上圖中Lederman提出來，科技領域在意的標準化、限制和優化（希望沒有理解錯誤！）接下來如果還可以的話再加上：讓裝置表現的更好，更容易製作，更便宜，更有效率，更有趣的去解決生活上的問題（喝水鳥可以解決問題？嗯哼～可以拿來發電唷）

藉由大量的觀看，逐步產生有意義有目標的觀察，然後進行一系列的假設和驗證，是前段課程的重點

嘗試依據模型製作實品，調整並且試誤，得到良好參數，是後段的重點

課程細節就慢慢再發展，老師們如果看了有興趣，可以一起試試看。喝水鳥是個黑盒子，換任何一個東西當黑盒子都可以。酒精燈也可以當做黑盒子，相機吹球也可以當做黑盒子。人體可以當做黑盒子，宇宙也可以...

再講一次重點：老師不要當先知，讓學生猜老師的心。學生要猜的是自然的心。老師負責問問問問問這樣...

p.s不過法無定法，必要的時候當個先知也是很必要的（好欠揍），下手的時機變成沒辦法有準則了。

p.s2 總不會有人再來說喝水鳥的科學知識很重要，喝水鳥原理是每個人都應該要學會的知識，所以希望學生可以背起來了吧...

2016 第32屆科學教育國際研討會

去年因為接了彰師大段曉林老師探究種子教師培訓的案子，段老師以這段計畫案歷程，在年會中辦了一個場次的探究教學專業成長座談會。所以我和中正國中的賴筱婷老師就以這個案子的教練老師和種子老師的身分參與了這場研討會。

因為課務的關係，沒辦法三天都參加。翻了一下三天研討會的主題，有不少是我感興趣的。不過國中老師要在週間亂跑進修實在不太容易啊。還好第三天的keynote 和論文發表也很有趣，收穫不少。