STEM教育：一个学校实践的案例

一、STEM探究的目标

日常生活中充满挑战，面对种种的挑战如何解决？恐怕不能一时三刻就可以想出一个理想的解决方案。这种解难技能需要经过日积月累的历练，才能逐步发展出来。因此，从小培养解难能力是十分必要的。

STEM教育就是要训练学生从生活中发现问题，并从中学习有效解决问题。但是，我们又不能指望学生能无中生有或天马行空，自然而然地懂得提出可行的解难方案。老师们推行STEM教育时，可对以下三点发展方向多加考虑：

一)训练学生在现有的知识基础上提出创新的想法。即是训练学生面对问题时，能够策略化地应用已有的知识去思考问题。这样不但能提升学生运用逻辑思维的能力，也有助学生设计出解决问题的步骤。

二)STEM教育是一个应用综合知识来进行探究的过程。既然是过程，许多时都未必有最终方案，只能说：「方案没有最好，只有更好！」因此，进行STEM教育时宜多鼓励学生透过分享想法，从朋辈或师长的回馈中集思广益，把解难方案不断完善。而创设师生或同侪之间充分的交流机会，是实践STEM教育的重要策略。

三)训练学生懂得适当运用工具，当中包括软件工具，如：立体绘图软件、字处理软件、数据收集软件；和硬件工具，如：锯子、电线开线钳等。这些工具的适当运用都能有助学生在设计解难方案时，提供具体、客观和直观的检验效果。情况就如：我有一个构思，利用工具制作了一个模型；透过模型可以具体地直观初步呈现出来的解难方案是否可行、仍存在什么问题等。

二、有关「常识百搭」

「常识百搭」是一项强调科学探究的活动，提高学生对科学科技的兴趣，让学生展现他们的创意。它有以下特点：

一)学生在探究过程需要使用各类硬件工具及软件工具。

二)老师在指导学生进行活动时，需要提供充分机会给学生练习、尝试和分享彼此的想法。

三)在探究活动过程中，老师是MAKER(创客)，也是促进者；同时，学生自己也是一位创客。

换言之，师生之间就是MAKER（创客老师）引导maker（创客学生）。

三、如何在学校进行「常识百搭」活动？

学生参与「常识百搭」时，要综合不同领域的知识进行探究，这是STEM教育的过程及其成果的体现。老师带领学生进行活动的策略有很多，每间学校的校情不尽相同，不能一概而论。诚然，老师可以用完全开放的策略带领学生进行探究，整个过程交由学生自行完成；也可以着学生只按老师指示倒模式地进行。以小学生的能力而言，完全开放的模式进行探究，适用性似乎不大；反之，以倒模式进行，又似乎低估了学生的能力，也大大限制了「常识百搭」活动的宗旨。以下，笔者尝试分享过往取两者平衡的经验，供大家参考。

一)参加「常识百搭」的老师和学生先要建立一种科学探究的思维习惯。

▪为何要探究这个事物或现象？

▪拟探究的事物或现象背后，藏有哪些科学概念？

▪对拟探究的事物或现象，有什么有意义的新构思或改善方案？

二)题目需具探究性，即就拟探究的事物或现象可运用科学原理及客观方法进行探究。由于小学生在常规课程中学习到的技能和科学知识有限，建议带领「常识百搭」的指导老师先运用自身的教学经验、对校情的了解和自身学科知识的修为，从一个MAKER的角度去看拟探究的事物或现象。让心中先有一个初步的探究计划，如：探究题目和测试方法。

为使初步构思更见完备，若校情许可，最好由2-3位老师组成一个指导团队。要是当中有老师曾经带领相关活动或具备相关学术背景（如修读科学）则更佳。这样的团队组合，能促进多角度思考，更易提出具探究性的方案。

另外，建议老师在构思初期先翻阅过去「常识百搭」活动的各期书册，不但可以参考过往参展队伍的经验，例如：书写计划书模式、探究过程的解说。更重要的是，我们能从书册中获得探究灵感，或者避免重复探究。甚至从过去的方法中得知其成败因由，以便草拟更可行的测试方法。

三)拟探究的活动要适切小学生的能力老师对拟探究的事物或现象有初步构思后，下一步就是思考物色哪些学生参加？建议可先从学生的专长、兴趣作甄选参考。例如：若老师拟进行探究的方案多涉及化学范畴，可邀请一些本身对化学有浓厚兴趣而又有一定相关知识的学生参加。组队后，老师先别把已构思的探究方案直接告知学生，而是引导学生从学科知识背景和生活经验中自行思考，揭示老师心中初步构思的探究方向。因为，探究方案在师生沟通的过程可以不断修正，最终不一定以老师最初的「心中版本」为依归。所以，这阶段的沟通和引导，已启动了探究的开端，而最后拟定的新方案才更贴近学生的需要。

四)MAKER教maker拟定题目和初步探究方案后，学生必定会有很多创新想法，此时老师便要思考如何回馈学生：

▪学生所提出的意见是否可行？

▪利用什么测试方法及运用哪些数据，才更有助于客观的探究？

▪当中有什么科学概念或测试技巧，要先向有关学生进行教学，以巩固他们的知识基础，好促进他们对探究方案的理解？

进行探究活动的时候，老师不能袖手旁观，例如：随意主观地否决学生的意见，或要求学生自行在网上搜集资料。相反，指导老师应与学生一同深入沟通，了解学生想法的来龙去脉，并共同投入探究活动。例如：探究如何利用飞机的噪音发电？有关声音的探究，对老师和学生来说可能都是新尝试，老师应和学生一同搜集噪音、购买测试工具、进行测试活动等。这样，老师既是学生的模范，也能从做的过程中了解学生所遭遇的困难，并适时加以协助和教导，从而促进学生透彻地了解所探究的事物，掌握探究过程中各项活动的缘由。

此外，笔者也建议指导老师在带领活动的过程中，多运用发展STEM教育的理念——创设更多机会进行分享交流。例如：校内也是一个很好的分享交流平台；在探究初期或成果阶段，老师可安排有关学生向校内其他同学分享想法、展现探究成果。其他同学的回馈，很可能会为参展同学带来更多创新想法或改善建议。这么方便就能获得这样的效果，何乐而不为？不一定待「常识百搭」展览当天，才有师生或学生之间互动、分享交流的机会。

五)校队形式

参与「常识百搭」的学校若以校队形式进行，会有一些优势。因为发展校队能让学生获得长期而恒常的训练，学生因而有更多机会去掌握一些常规课堂以外的知识，更多机会体验如何运用科学原理解说不同现象，也能在恒常训练中学懂各种工具的使用方法，更纯熟地掌握多项技能，继而强化科学探究的方法。

四、总结

总括来说，STEM教育是训练学生如何更好地生活的一种训练框架和过程。培养学生的创新思维和运用工具的技能，都是有效促进学生获得面对生活挑战能力的方法。而进行STEM教育的过程，老师多创设分享交流机会予学生，是促进创新思维的重要手段。至于学生在「常识百搭」综合不同领域的知识进行探究活动，则是STEM教育的过程和成果的体现。最后，老师们带领学生参加「常识百搭」时，能从一个MAKER的角度引导学生进行STEM教育，更是一个有效的带领策略。