透過智能種植培養學生的感恩之心
順德聯誼總會胡少渠小學
順德聯誼總會胡少渠小學今年的校園主題是感恩,因此SDL-STEAM多層級教師團隊決定透過SDL-STEAM智能種稙計劃, 讓六年級的學生能夠在畢業之前自主決定送植物給他們想感謝的老師,並藉此培養學生責任感、懂得關愛他人及常懷感恩的心。是次的計劃是由常識科,電腦科和數學科的老師攜手進行跨學科合作,目的是希望透過科學探究,讓學生了解植物生長的因素和了解植物與環境的關係,從而進一步思考如何讓植物拙壯地成長。
學生在智能種植計劃的學習經歷
學校邀請了屯門市廣場環保專員及嶺南大學研究人員到校舉行種植講座,當中講者會向同學們分享他們的種植經驗,讓學生在種植前,對種植有初步的瞭解。在常識科方面,老師讓學生自行在家中進行科學探究,思考影響植物的生長因素例如水份,陽光,氣溫等等,並自行紀錄植物的生長情況。
在電腦科方面,學生透過自我監控,利用Micro:bit 編寫自動灑水器的程式,例如學生自訂在指定的濕度下開啟或關上自動灑水器的小水泵。此外,學生需要利用Micro:bit 、小水泵和土壤濕度檢測器製作自動灑水器裝置,並自行測試自動灑水器裝置。從學生的訪談中,學生在編程的過程中能夠體現到明辨性思考能力及自我反思和自我修訂的精神。
學生的訪談節錄
學生1:「我最喜歡編程的部份,因為我覺得編程是自己可以整一個程式出來,不用跟隨PowerPoint 上面寫的程式,可能說要等一秒的,我可能將它轉做五秒,這樣便能抽更多的水,我認為這樣有趣一點。」
學生 1:「我測試了大概三次,第一次是完全跟隨書本做的,我就覺得好像抽水抽得有點兒慢,而且效率不是太快。第二次我和拍檔調的數值太高,令抽水未抽到上去桶入面就已經流下來。第三次,我們便調中間數值,使到剛剛好可以抽得快,但又不會有倒罐的情況,令效率非常高。」
最後,學生在智能種植計劃的匯報人中總結學習經歷。
學生在學習上的轉變
常識科馮老師提到在整個SDL-STEAM的學習過程中,學生由自己搜羅植物的品種,到學生自動自覺為植物澆水和尋找適合的植物或有意義的植物送給老師和學校,學生在自主學習,搜集資料,溝通能力和團隊合作這幾方面都有明顯的進步。
計劃統籌梁主任發現原本學習動機稍遜的學生,在智能種植計劃開展後,都非常積極參與計劃,看到學生在自主學習方面投入到很高。科任老師亦陪伴學生一起去看學生種植的情況和向他們給予支援。
數學科陳老師認為學生的主動性強和能夠透過智能種稙計劃培養責任感,例如學生都非常緊張植物的生長情況,課堂上他們亦會主動討論及分享植物生長的變化例如植物長高了多少cm, 並討論為何一些植物生長得快,一些植物生長比較慢。
培養學生感恩的價值觀
從學生的訪談和匯報當中,經過SDL-STEAM智能種稙計劃,學生學會了感恩的價值觀。
學生的訪談節錄
學生 1:「我想送給我們的常識科老師,我們種的是番茄仔,而它種的花時比較長,尤其在開果實方面。我們想送給我們的常識老師,因為他教的常識,是用一個生動的形式教導我們,這個教學方法都令我們學到更多常識科的知識或者課外知識。他亦非常鼓勵我們用一些特別的方式,例如抄筆記或者自己製作一些卡片溫習,令我們溫習常識科時會記得比較容易。」
學生 2:「 我也是想送給我們的常識科老師,因為他除了可以帶動課堂活躍的氣氛外,他也會向我們提供一些實踐的例子,如果他教到某一課,你講一個知識點,他就會找相關的事例給你去參考,令你更加快去記住知識點。因為如果你不用一些巧妙的方法,你好容易記不起你學過的東西。」
學生 3:「我想把小部分送給校長,例如我想種辣椒仔給校長,然後再分享給老師和同學一些辣椒仔,因為始終是最後一個學年,我想留一個紀念。」
老師的學習與專業發展成長
學校管理層非常支持老師參與港大老師專業培訓,並負責支援計劃推行,申請及提供所需用的教學資源。常識科巫老師表示參加HKU CITE舉辦的專業發展工作坊後,明白到自己能夠設計一些學習設計讓學生去經歷學習。老師除了定期一個月進行一次的共備會,亦會不定期在WhatsApp群組討論專題研習的內容,互相交流,當遇到問題時,會即時在群組提問,促進互相學習。此外,學校的多層級教師團隊在SDL-STEAM 教師獎勵計劃 2023更獲得SDL-STEAM學校發展獎嘉許獎,這見證了學校的多層級教師團隊在學校發展上的努力成果。
學校促進計劃持續發展的策略
深化: 常識科老師想深化有關於植物繁殖的課題,雖然現時只有一部分學生對植物繁殖的課題感興趣,來年老師想全級嘗試一起進行植物繁殖的研究,提升學生對植物繁殖的興趣。
持續性: 老師在知識管理方面,繼續在Google Classroom保存學生的學習成果。例如學生拍攝的種植花絮和學生製作的匯報Google Slides。
演變: 來年,老師會進一步優化智能種植計劃,讓學生嘗試利用種植好的碰手香或者薄荷製作手工皂,讓學生在手工皂製作的過程中,經歷科學探究。
「以全方位自主學習推展校本STEM課程」計劃由優質教育基金贊助
此計劃產品版權屬優質教育基金擁有,未經許可,不得翻印以作商業用途
建構多層級領導,傳承經驗
天神嘉諾撒學校
天神嘉諾撒學校對於推行SDL-STEAM課程發展有多年的經驗,在2022-2023年度在香港大學CITE團隊的支援下,學校希望透過STEAM專題探究,讓學生辨識周遭環境的問題及應用科技來解決問題。
電腦科與常識科跨科協作發展了「校園種植智多星」的STEAM教學課程,讓學生經歷一個既有科學探究亦有工程設計循環的自主學習旅程。在科學探究方面,先讓學生觀察校園植物生長的情況,訪問工友嬸嬸,找出影響植物生長的主要因素,再探究適合植物生長泥土的濕度值。然後再讓學生實踐工程設計循環步驟,透過應用編程,製作一個自動澆水器來幫助工友嬸嬸。
培育學生21世紀的能力
學生表示除了學會了編程的知識外,還學會了更多關於種植的知識,亦培養了堅毅、協作和解難的能力。
學生1 : 「我覺得反而能發揮我們團隊的精神。因為我們討論時有很多意見的分歧,但之後我們能統一意見,種出一些東西,我覺得很有成功感。」
學生2 : 「我覺得這次能訓練我們的解難能力,因為你要想如何解決,有什麼因素會令生長情況有差別。」
學生3 :「我覺得做實驗時很像小科學家,因為一個科學家會做很多不同實驗,得出不同結論,讓人們知道不同知識。我經過這個實驗,知道了家樂花大約需要多少水去種植。」
學生亦於SDL-STEAM 2023學生獎勵計劃中獲得最矚目短片獎 、創科實踐優異獎及 我最喜愛的攤位大獎。
老師互相學習砥勵前行
老師表示透過參與本計劃,她們對STEAM 教學設計中的自主學習、科學設計和工程設計部份有深入的認識和了解。老師亦透過觀摩他校及校內共同備課及觀課,在教學上有所獲益,增加推行時的信心。
老師1:「有的。我之前覺得STEM,特別是科學設計和工程部份,我覺得兩個是完全分開的、不相關的,經過今年的活動我發現其實可以合在一起,同一教案裡可以有這兩種元素。自主學習方面,除了學生自行做探究,其實資料搜集或訪問校工都屬於自主的一部分。」
老師2:「我覺得自己更了解自主學習,因為之前未參加過,有和小朋友做科探活動,但其他級很多時候是老師的參與程度很多,我給的guideline很多,小朋友的發揮空間很少。因為我沒有做過這麼開放的事情,很擔心他們做不來,忍不住想抓著她們的手做,但經過今次看見學生的參與,以及其他學校的分享,看見老師在製作這麼開放的題目時,可以給予學生更多彈性,因為小朋友的創意無限,可以多給信心他們嘗試。」
學校領導層 建構多層級領導,傳承經驗
學校雖然在SDL-STEAM課程發展有多年的經驗,但由於有經驗的老師相繼退休,如何將經驗承傳給新一批老師是一個很大的挑戰。校長與副校長與我們分享了建立了一個多層級的 領導的重要及一些策略,以培育教師團隊及發展學校的STEAM課程。
在挑選核心成員時,校長會委派富有實踐經驗的副校長作計劃的統籌。第二梯隊方面,則挑選曾參與計劃的種子老師作是次計劃主要的推行領導。最後第三梯隊,校長會挑選一些對學校發展STEAM非常有興趣的老師參與計劃。
與此同時,學校領導層亦積極鼓勵老師出外觀摩及參與講座。學校在行政上可支援人手的調配,讓老師可進行同儕觀課及外出學習,形成一個老師學習圈,促進專業成長。校長亦與我們分享,為促進跨科協作,她會安排有些任教常識科的老師,兼教IT科,藉此產生相輔相成的作用,使STEAM課程更容易在學校推行。除此之外,學校在財政上,亦會支援推行時所需的學習設備及材料。
老師3: 「我們到其他學校參觀,發現我們設計的課程有其他可能性,像Miss Lee所說我們可以做得更detailed。始終我們不是做了很久,發現有些地方想得不足夠–可能是學生的自主性。我們到上水觀課時,看見老師很放手,以及能統籌這麼多不同裝置,很厲害!這些我們想,如果能力適合,可以放在自己學校裡。」
統籌老師:「希望透過這幾年的訓練,他們可以分散到各級作為種子老師,將經驗帶給其他同事,讓大家更多了解,參加或進行時減低心理障礙。」
從天神嘉諾撒學校的案例中,讓我們了解到建構多層級領導,經驗傳承的一些點子,以及如何應用科技讓學生解決周遭環境問題,以培養其科學探究的精神。
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結合科學探究和工程設計的自主學習之旅
東華三院港九電器商聯會小學
學校和支援團隊間的協作
學校了解到教育創新的需要,所以由資深老師馬sir協調和帶領一眾常識科老師在校內推行不同的STEAM活動。學校以往亦曾購買了一些外聘服務,但今次參加港大CITE的支援計劃,和大學的團隊合作,從學習設計出發,對老師來說都是新鮮的體驗。
同時有科學探究和工程設計的學習設計
學生: 「我覺得自己是科學家,因為科學家會像剛才那樣進行研究,很多實驗,還要做很多紀錄,像我們這張紙一樣。」
學生: 「我覺得我的組很像愛迪生,發明一些事物。」
在共備會時,老師們都希望同學可以從身邉的事物出發找出配合課程的STEAM活動,而從計劃的專業發展工作坊中,認識到把自主學習元素融入了科學探究和工程設計中,所以提出了希望可以設計出一個同時有科學探究和工程設計的學習設計,並配合了自主學習元素。最後決定解決學校在下雨天時,同學的雨具在四周滴水的問題,讓同學進行探究。
同學自行設計實驗探索不同的吸水物料
同學自行設計並探索不同的材料去製作雨傘除水器
「多層級連繫學習」的成果
馬主任:「參加這個計劃後我才明白到,我們教STEAM這個概念,無論SI、ED也好,其實和自主學習很有關係,大家都希望自行找出問題,然後想辦法改良、解決,再檢視結果,如果覺得仍需改良,便繼續想有什麼問題可以改良,是一個循環,我覺得對培養學生的自主學習很有幫助。」
儘管老師不是工程學出身,沒有經過有系統的相關知識訓練,但經過這個計劃,老師能夠認識科學探究(SI)和工程設計(ED)的流程,及在港大同工的協助下,與學生一同體驗和實踐有關知識。老師團隊從中發現無論科學探究或工程設計流程都與自主學習的五大元素有着密不可分,異曲同工的關係,有助學生在不同科目的學習,及為他們將來面對21世紀挑戰打好根基。
學校第一次參與此計劃,無論教師或學生都獲益良多。學校今年是以四年級常識科作為試點,探討運用SI和ED的方法進行教學,從中獲得了寶貴的經驗,希望在下學年可以擴展多一級,也期望除了常識科外,也可配合其他學科,例如數學科一同參與,無論深度和廣度都能加強,令更多的教師和學生受惠。
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學生和老師一起的自主學習旅程
藍田循道衞理小學
學生的豐富學習歷程
藍田循道衞理小學把相關常識科科學探究和科技的範疇內容與香港小學電腦科課程內容相結合,發展具校本特色的「科技科學校本課程」。今個學年回應英文科老師的建議,讓學生學習用英文表達劍玉製作的步驟,決定由劍玉作為切入點,配合了香港大學CITE團隊的支援,製作了「玩轉劍玉」這個跨學(科技科學科、英文科及訓輔組)的課程於五年級科技科學進行,讓學生經歷了一次愉快的自主學習旅程。劍玉的課程除了讓學生經歷了工程設計和科學探究的學習,當中亦讓學生學習如何與人溝通,學生需要訪問二年級同學的需要,透過展銷會銷售他們的作品,之後在展銷會中各出奇謀,讓二年級同學付出他們手中的「消費券」,購買他們各小組自製的劍玉和英文製作說明書。
而這個成功的課程背後體現教學相長,學生和老師互相交流、學習。
老師也在進行探究
方老師說:「我說一個寶貴的學習經驗,一開始參與這個計劃時,劍玉是什麼我也不知道,我本身又是文科底,對於許多科學概念,比如運動軌跡都不清楚,所以和學生一起進行探究實驗也是跟他們一起學習製作劍玉背後的科學理念,學完怎做以及概念之後,如何逐步解釋給學生聽,這對於我來說是十分寶貴的學習經驗和得著。」
梁主任說:「我覺得自己仿佛又開始讀書了,(團隊)教得那麼努力,當然要親力親為,這些學習經歷都會令我多想一些,多做一些。」
STEAM的發展函蓋了不同的學科知識,而且內容日新月異,老師在教育創新的路上除了增進本科的知識外,因應學校STEAM課程的發展亦需要不斷學習,而有部份小學常識科的老師更在大學時期可能是主修文科的,所以團隊中亦有前線老師在參與計劃時不諱言是要和學生一同學習,而老師亦感謝和團隊共同發展課程期間可以從當中學習到許多科學理念。
一開始時,由於要配合展銷會,而使用劍玉的對象是二年級同學,所以希望同學製作的劍玉要增加成功率,才可以讓同學更有興趣參與,因此老師打算從實驗解釋劍玉的運作原理,但其他老師不太明白慣性的科學實驗和製作劍玉或增加玩劍玉時的成功率兩者之關聯,認為若兩者未能連結在一起的話,學生不會明白實驗和製作劍玉的關係。這個時候團隊的顧問悉時提出意見,最後老師們都可以回歸簡單的科學理論(運動規律),進行探究。從觀察出發,找出不同重量的球和連結劍玉主體的繩子長度會如何影響劍玉球的運動規律,從而找出設計劍玉組裝的一些要素,亦可以就計劃實驗部份決定了方向。
所以今次除了是學生的學習以外,亦都是老師的一次學習之旅,但讓老師獲得了今次的寶貴學習機會亦有頼學校的發展方向。
「多層級學習」推動校內教育創新
梁校長:「學生的層面是學習劍玉和展銷會;老師層面也有自身不同的學習。」
學校有良好的發展,所以在本計劃中,由學校的管理層為各層級提供了合適的學習條件,讓合適的中層管理人員帶領計劃,參加本計劃讓中心的專業團隊可以配合學校提出的題目一起去探討。另外,協調了共備時間讓老師有空間去學習和探究,而學校更打算把相關的學習成果轉移到其他的學科,讓學習的成果可以有效地得到擴展。
學校在教師獎勵計劃2023中,獲得了SDL-STEAM 學校發展獎及SDL-STEAM 學習設計獎 – 創意獎,請在下方重溫學校當天精彩的分享片段。
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配合正向教育的自主學習STEAM課程
順德聯誼總會李金小學
一個橫跨了五年級和三年級的學習之旅
學校校長和老師都十分強調正向教育對學生的重要性,所以在開始和大學CITE團隊同工進行共同備課的時候,大家都在思考如何把融入了自主學習的STEAM課程配合學校的發展方向,團隊同工鼓勵老師嘗試從學生身邊發生的人和事去找尋計劃的主題,老師們之後想到了各級同學每年都需要種植不同的植物,通過設計和製作智慧園丁智能裝置,讓五年級的學長為三年級的學弟學妹解決種植上的困難,從而建立兩個年級學生之間的聯繫。在種植植物的過程亦讓同學了解農作物的重要性,學會珍惜,讓同學參與一個配合正向教育的自主學習STEAM課程。為此,老師團隊亦特別安排了豐收慶祝會,讓兩級的同學在當天分組享受種植的成果之餘,亦藉此機會讓同學們進行採訪。
把自主學習的各個元素融入了工程設計循環
同學透過採訪去設定目標後,老師團隊亦讓同學在網上搜尋資料,並設想解決方法實現自我規劃;自行搜尋其他的合適材料製作其智慧園丁裝置實現自我監控;測試後,同學對裝置作出自我評價,就其效用、優點和缺點反思以實現自我評價;最後組員根據三年級學弟妹或師長的意見作反思、改進及優化裝置實現了修訂。把自主學習的各個元素融入了工程設計循環中,而透過自主學習培養學生成長型思維,敢於面對挑戰與困難,邁向成功。
學生和老師共同學習
參加本計劃之前,學校已經有一個跨度十分大的STEAM課程,讓四年級同學學習,並會把學習成果延伸五年級和六年級的學習中。學校參與本計劃希望可以共同發展一個STEAM課程給五年級同學,但由於四年級的跨科協作規模已經很大,因此五年級的STEAM課程安排由常識科規劃,而因為之前的STEAM課程未有加入智能裝置和編程教學,所以最終學校決定加入學習智能裝置。但教師未有相關的課程發展經驗,亦對於micro:bit等智能裝置的認識不深,這計劃提供了學習條件,透過港大團隊的支援,讓老師可以一同學習和探究。
計劃之後……
為了讓教育創新得以延展,有見於計劃在本學年集中在工程設計方面,學校反思下學年可以進一步加強學生在有關植物生長的科學探究的學習。
學校在教師獎勵計劃2023中,獲得了SDL-STEAM 學習設計獎 – 自主學習的教學策略 – 工程設計,大家可以在下面重溫學校當天精彩的分享片段。
「以全方位自主學習推展校本STEM課程」計劃由優質教育基金贊助
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多層級學習下達成的跨學科專題研習
青松侯寶垣小學
橫跨了不同科目的SDL-STEAM專題研習
麥助校:「這次大家的專業能量高了,科與科之間的協作亦加強了。以前可能就是以常識科為主軸,而其他科目按相關內容來配合。而從這次專題研習中的學習目標及整個的設計流程,可見各科的參與度都提升了不少,從而提高了老師的專業知識。」
本學年透過學校內不同層級一同學習和港大CITE團隊的支援,為學生製造良好的學習條件去進行科學探究。當中學生透過一個橫跨了中文、英文、閱讀課、數學、常識、資訊科技和視藝共六科的專題研習,在各層級的努力下為學生提供了一個疫情後充滿愉快和互動的學習。
梁老師:「我們整個科學探究,從親手做實驗,到訂立目標,都是非常新穎的,所以我們先前都要做一次實驗的,看看可以怎樣改良我們專題研習週,能在短短的一段時間內都可以做得出成果。」
陳校長:「這個計劃一定有成果了,我是指有提供土壤讓小學生更徹底地進行自主學習,始終他們自己落實一個發明,從定案、搜尋資料、嘗試做實驗,到討論,我們見到他們是做得很成功的。」
校內不同層級的同工一起促成的SDL-STEAM專題研習
而做到這樣的成果亦有賴於學校間多層級的學習和層級之間有合適的互動機制。對老師來說,要進行科學實驗亦都是一個挑戰,尤其是常識科有老師可以來自文科出身。但在港大團隊的協作下,會針對科學實驗部份提出疑問,老師為確保同學的可以自主地去落實公平測試的設計,他們都會先自行探究,讓自己先嘗試進行一次實驗,以親身的經歷去嘗試理解學生的想法,並在實驗設計方面向同學提出適切的修訂建議。
梁老師:「自主學習令我想起讓學生們自己尋找資料,我們有一個目標的問題,然後讓學生自己上網找資料然後回到學校向大家報告。但經過參與今次的計劃後,我發現自主學習對於老師而言,其實要先做一些功夫的,先整合一些資料讓他們(學生)閱讀,你可以先看一看這篇文章,或者你可以在這裏找到某些資料,而非告訴學生你可以上網找答案然後回到學校分享。我發現老師的事前準備其實都要按照學生的程度準備。」
老師亦因而會對自主學習有不同的理解,從最初可能只是想起讓學生自行搜尋資料,到希望學生可以通過適當的資料和老師的帶領, 為自己訂定立目標,再自行設計實驗,讓自主學習的不同元素融入到同學的科學探究活動之中。
麥助校:「是次專題研習是由科任老師與港大支援人員一起進行共同備課,為配合各人的共同備課時間及共備內容,有時候需調動原有的共同備課時間,讓老師更有彈性進行備課。」
而管理層在背後亦為老師提供了良好的學習條件,透過制定恆常的備課時間讓參與的老師們可以有空間去進行備課。
讓成果在學校繼續延展
參與計劃後,學校的管理層亦會構思計劃的延展性,就可持續性方面,一路以來都會透過以舊帶新的模式進行,就好像本學年交棒馮助校,讓他帶領資歷較淺的老師和科主任學習,讓計劃得以延續。
陳校長:「在團隊來說,你見到我們今年年青的panel head,其實他們也不是上任了很久,他今天和馮助校一起,他都是我們資訊科技科科主任,我見到好像是mentor帶著mentee一樣,他們相處得非常融洽,所以今天就算是馮助校不在,你都會見到學校團隊的承傳。」
麥助校:「我們只是做了四到六年級之間的跨科目協作,可能我們就會和panel討論一下明年會不會把跨科專題研習延展到三年級」
計劃的成果亦得到延展,因為學校以往的專題研習跨科專題研習只是在四年級到六年級三個班級進行,但汲取本學年的成功經驗,學校會考慮把這種跨學科的協作逐步擴散至其他級別,達致縱向的課程發展。此外,隨著學生的資訊科技能力逐漸提高,學校亦會深化有關編程部份的課程,盡早培養學生的計算思維。
學校在教師獎勵計劃2023中,獲得了SDL-STEAM 學習設計獎(課程整合),大家可以在下面重溫學校當天精彩的分享片段。
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此計劃產品版權屬優質教育基金擁有,未經許可,不得翻印以作商業用途
透過科技創建自主共學空間
聖公會李兆強小學
聖公會李兆強小學的老師讓學生透過製作降落傘來探討空氣阻力的相關問題。老師於疫情期間運用了香港大學CITE團隊研發的學習管理系統 (Interactive learning and assessment platform iLAP) ,及應用混合模式的教學來設計是次小四年級常識科的SDL-STEAM 活動,讓學生在疫情期間仍能進行動手操作,自主學習的工程設計活動。
老師利用學習平台,創新學教評的方式
負責計劃統籌的老師先透過共同備課,讓參與計劃的老師了解iLAP平台的操作。再將有關空氣阻力的文章及影片上載iLAP,讓學生初步了解要探究的問題,從而訂定學習的目標及方向。然後再利用工程設計循環,讓學生利用家中簡單物資,構思設計和製作降落傘以作自我規劃及監控,再教授學生再利用scamper思考模式優化降落傘。在評估方面,老師讓學生用多元化的表達方式,例如文字、相片或製作影片展示其降落傘並作反思,讓同學互評。最後每班選出優秀的作品,進行跨班比賽,同時探究何謂公平測試,讓學生經歷整個自主學習的過程。
學生透過不同渠道搜集資料豐富所學,進行跨班互評砥勵學習
在製作降落傘的過程中,學生表示他們懂得利用不同方法去蒐集資料,例如上網搜尋及到圖書館借閱相關的書籍。在製作降落傘的過程中進行測試收集數據,更運用了scamper的思考策略去優化製成品,亦進行互評及自評砥勵學習。
學生 1:「我在圖書館搜尋資料,發現平時軍用的降落傘,怎樣可以降落慢一點但又能夠穩定降落,通常是在最頂的位置整一個細小的空洞,令空氣不會只局限在一個位置,而是能夠令一些空氣流出,令降落傘能夠慢慢及穩定降落。」
學生 2:「我也很喜歡這個活動,因為這次活動可以令我學會空氣阻力的原理,而且我們還運用了SCAMPER 原理去改善降落傘,讓它降落得更好。我用了A項, 可以把降落傘的傘面改得更大,並且可以裝飾它,把它變得更加美觀。」
從學生的訪談中,他們表示運用了iLAP增加了學生同儕跨班學習,互相觀摩的機會,擴闊他們的眼界。
學生 3: 「我覺得會開心很多,因為大家可以在平台上觀看大家的作品,這時候,我也可以指正一下同學的作品,例如應該要加大傘面面積,應該選擇一個比較小的杯子,然後同學們亦可以互相稱讚對方的作品,而當別人指正我的作品的時候,我也可以改善自己的降落傘,如果別人稱讚我的時候,我都會覺得很開心。」
學生 4: 「我們可以透過iLAP學習如何用一個短篇的文章就可以簡介降落傘的外型,結構和原理,我們還可以和其他同學互相觀摩,然後可以提醒同學,究竟我們還有什麼地方是需要改良的,然後聽到同學的意見後,回家繼續改良,再和同學分享。」
學校管理層從課程整合開始, 邁向學校STEAM課程發展的新一頁
統籌老師指出學校老師有豐富應用elearning工具的經驗,今次運用iLAP平台問題不大。老師亦喜見同學能將其作品及反思學習過程上載於iLAP,同時進行生生及師生的互動,令學習不只限於課堂。經過今年的經驗,校長指出會發展一個橫向及縱向的 STEAM課程,加入不同的科組老師。在各學科中找出相關聯的課題,在課程規劃上作調適,並且在時間表的編排上,會安排STEAM的課堂,而且今年參與計劃的老師部分也會成為種子老師,將經驗帶到其他年級,讓學校的STEAM課程發展邁向新一頁。
聖公會李兆強小學的團隊的老師令我們明白到如何應用elearning,結合混合式的教學以促進學生的學習。
「以全方位自主學習推展校本STEM課程」計劃由優質教育基金贊助
此計劃產品版權屬優質教育基金擁有,未經許可,不得翻印以作商業用途
持續創新STEAM教育強化學生自主學習能力
靈糧堂秀德小學
學校在STEAM教育創新的路上,可如何展開?展開後又可如何持續發展?
在 <<讓學生經驗「有自己的思考」的自主學習 STEM 旅程>> 一文內,我們看見靈糧堂秀德小學在第一年參加In-STEM計劃時,通過各層面上的突破,學生變得更能主動思考。學校在第二年又如何持續創新?
充滿互動的自主學習STEAM課堂
在「一飛沖天 (水火箭)」的其中一個課堂內,各組學生已預備了測試水火箭的目標及計劃,輪流出來匯報。為了探究不同因素如何影響水火箭的飛行,每組學生自行選取不同的測試目標。例如,有的研究起飛角度為目標、有的研究水容量、也有研究泵氣次數。雖然每組的探究問題因測試目標而有所不同,但是學生都能夠以公平測試為原則互相評估所匯報的計劃。
(第一組匯報後)
學生A: 「還未清楚你們泵氣的次數是多少?」
第一組學生: 「15次」
學生B: 「未有交代發射高度。」
第一組學生: 「30cm」
老師:「每一次(測試)都一樣?」
第一組學生: 「[肯定的語氣] 係!」
(第二組匯報後)
學生C: 「樽容量是1.25L,為什麼水量是45至60 mL。」
第二組學生: 「寫錯了應該是450至600 mL」
第一組學生: 「角度在45度至60度之間。可不可以寫清楚一點,有個確實的數字。如果沒有確實的角度,我認為不同的角度發射的方向及結果都會有所不同。」
第二組學生: 「在網上搜尋資料時發現45至60度之間是最好的發射角度。到實驗的時候會有一個確實的角度,而每一次都一樣。」
香港大學團隊訪問學生時,他們都很喜歡STEAM課,而過程中,他們縱然遇著困難,也探索原因,努力解決問題。
訪問員:「實驗中有沒有遇到困難?」
學生 D:「水漏了出來。」
學生 E:「泵空氣的時候甚至自己彈出來了。」
訪問員:「知道原因嗎?」
學生 D:「可能裝得太實了。」
學生 E:「我遇到的困難時是打第四次氣的時候漏水。
訪問員:「知道原因嗎?」
學生 E:「可能裝得不夠實,或者空氣壓力太大。」
訪問員:「想到原因後,如何改善?」
學生 E:「 撳實啲,扭的時候拍一拍汽水瓶,更用力按下去。」
訪問員:「最後成功嗎?」
學生 E:「成功!」
從探究學習中學生經歷了知識產生過程,亦有所發現。
訪問員:「大家從剛才的實驗中發現了什麽?哪個部分令你最印象深刻?」
學生 G:「發現了水火箭發射的角度45°是最遠的。」
訪問員:「怎麽發現的?」
學生 G:「不斷地進行實驗,調教角度之後不斷試,最後發現了…我們比較了5個角度,然後就在比較中發現45°能射得更遠。」
學生也有其他創意的想法。
訪問員:「可有想想你們自己的組別有沒有值得改進之處?」
學生H:「 加一個降落傘(爲什麽?)可以再試一試,再做一次,在火箭上改良一下,避免跌落的時候全都摔壞。」
改造昔日STEAM活動課題增強學習成效
老師以往也舉辦了一些STEM活動,希望透過計劃可以進一步改善學習設計以增強學生的學習成效。
何老師:「我們有教授水火箭的原理,並舉辦了幾年STEM Day,但好像學生還是不太能了解其中的原理。只是玩完後,看著水火箭飛出去了。所以都想真的有一個好一點的教學計劃設計。」
於是老師團隊以昔日的活動課題為基礎,設計STEAM學習內容,特別用了「魚骨圖」輔助學生設計探究實驗時,考慮清楚各變項的關係及哪些是需要保持不變的。實施時有經驗的計劃團隊老師及新加入計劃的老師都釋出空間,讓學生在過程中互相討論及探索。而學生在過程中亦都能夠表現出自主學習的積極態度。
劉老師:「 我的角色是提供材料,如膠紙,有一組做機翼有個板,有一組test機身形狀,其實樽的機頭都是他們自行尋找,我甚少參與,只是安排他們分組準備,有需要(如切東西)就找我,但整個火箭都是他們自行製造。」
孫老師:「 我也很少提供協助,只是提供了一塊板, 其他材料都是他們自己尋找,我沒有說過,但他們居然自己帶了熱熔膠槍。」
何老師:「我也是第一年做In-STEM,因强調他們要自主,所以我也在摸索放任的程度。今次我在前段和他們聊好了,讓他們知道方向,到了這一部份我就放手讓他們自行討論,比如整個setting都是他們自己傾出來的,有些很乖的(其實全班都是),就上課時完成,而有些組別之所以如此具體,是因爲他們再上網搜尋資料。」
計劃團隊老師在創新STEAM課題上十分著力,除了改造水火箭的學習設計外,亦優化了其他課題例如「樂器製造」,亦開展了新的學習課題「綠色校園」。老師團隊亦積極在In-STEM網絡上分享學習設計,除了參與「學習設計擂台外」,亦與網絡學校共同備課,分享在實施水火箭課題時的心得。
學校層面上有利創新的變動
學校也承著上年度通過In-STEM計劃的成果展開新的策略,在教育基建上有所變動,例如計劃團隊除了包括上年度已參與的老師與新參與的老師外,亦安排中高層管理人員亦加入老師團隊,讓他們得到所需的教學資源,如水火箭發射器。而因應全日面授課堂的恢復,常識科課堂的上課時間比半日課時增多,舒緩了STEAM學習與常識科課程的張力。
通過靈糧堂秀德小學的團隊,我們看到要持續教育創新仍然需要多層級的參與,學校在教育基建上的努力是不可或缺的。而學生的學習成果就是持續創新的動力。
備註:靈糧堂秀德小學在教師獎勵計劃2023,蟬聯「SDL-STEM 學習設計獎 自主學習的教學策略 – 科學探究」。
「以全方位自主學習推展校本STEM課程」計劃由優質教育基金贊助
此計劃產品版權屬優質教育基金擁有,未經許可,不得翻印以作商業用途
創新模式擴展STEAM學習機會
軒尼詩道官立小學(銅鑼灣)
STEAM教育中的學科實踐機會可推動學生的自主學習,讓學生體驗知識產生途徑及創新解難過程。然而如何締造這樣的學習機會?
學生能夠堅毅解難
在「滑翔機」這個新課題的STEAM課堂內,學生實踐工程設計循環,在自主學習的過程中不斷測試及改良滑翔機的設計,從中建立解難能力。
學生甲:「結果比我們預測好得多。我們想的是五點幾至六米,但結果原來能飛到七米 (你覺得優勝了的地方是什麼?)我覺得有可能是組員幫我磨了飛機的水平尾翼,那隻翼我們也磨了很長的時間,很用心磨。」
學生乙:「我覺得解難能力有提升。因為本身裂開後還能飛到一米,經過改良後能飛到三米。」
實踐工程設計循環需要學習空間,讓學生進行測試收集數據,然後思考問題所在以作出改善。到底背後老師及學校如何為學生擴展STEAM的學習空間呢?
教師在跨科協作設計中的專業發展
要設計出能讓學生有意義地學習的STEAM課題,老師需要專業發展機會。有見及此,學校除了讓老師可以在In-STEM計劃與其他網絡學校互相切磋外,也締造了機會讓老師在設計STEAM課題時,在共備團隊中能通過意見交流進行專業發展。老師認為跨學科協作能促進他們的互相學習,從中也各自發揮所長優化STEAM課題設計。
吳主任:「大家共備很重要,我發現同事有不同專長,例如數學專長、電腦專長,大家構思的過程不同,大家從自己的專業角度去構思。」
例如在實施期間,團隊老師發現學生在處理機翼比例時有困難。常識科老師慶幸有數學科老師立刻替他們拆解難題。數學科老師按學生對比例與單位的理解程度,重新設計工作紙。如此,體現了以跨科協作設計STEAM學習的優勢。
老師也善用了在In-STEM計劃所提倡的學習設計原理,讓學生經歷自主學習過程,締造機會讓他們找出解決難題的方法。在「滑翔機」這個課題,學生先以平穩降落及飛得更遠為目標,通過自我規劃設計滑翔機,然後自我監控,按着計劃在木板上剪裁滑翔機結構的各部份,並將它們整合製作滑翔機。學生要在測試中自我評價,檢討滑翔機的表現。學生檢討後作自我修訂,改善滑翔機的設計,讓滑翔機可以更平穩地飛得更遠。這樣學生就在工程設計實踐中經歷重要的自主學習元素。此外,老師善用電子平台,配合形成性評估策略,突顯學生的階段性學習成果推動朋輩互相觀摩,及給予學生適時回饋。
創新模式擴展STEAM學習
究竟學校層面是如何締造學習條件,讓老師發展專業,藉此在課題設計中開闊更多空間讓學生實踐工程設計循環呢?
原來學校的管理層在教育基建上著力創新,其中包括設計了「三層架構模式發展STEAM學習」
陳主任:「今年新的轉變是我們利用三層架構模式發展STEAM學習,我們利用資優教育課程框架,令我們更容易把所有STEAM活動定位,像這次In-STEM活動定位在第二層,抽離式的活動裡,因為在拔尖的部分去做,全級去做,加入適切性教學,在In-STEM裡也可以『浮出』尖子,配合三層架構裡的『浮尖』政策。」
以推行「滑翔機」課題為例,起點是一個跨校比賽主題,不過學校將有關學習劃分兩個層面,第一個層面是讓部份學生小組參與「滑翔機」拔尖學習工作坊;第二個層面是每個學生都在課堂參與學習。第一個層面以拔尖學習工作坊為領航活動,讓老師從尖子學生的學習情況作為日後學習設計的參考,第二個層面則讓每個學生都有參與STEAM學習機會,其中也可以發掘更多對滑翔機有相關興趣及潛力的學生。
此外,學校還有以下重要教育基建上的轉變:
- 安排「STEAM week 活動」:透過集中的STEAM week活動,讓課堂時間更加充足,老師便可增加更多的學習經驗和機會給學生。
- 增設學習資源:因為每個學生都需要參與,所以在準備滑翔機課題時需要準備很多物資,例如需要一百多塊模型木。為了學生進行有效測試,需要購置彈射台。
- 安排講座和工作坊:為籌備STEAM週,安排講座和工作坊讓老師都能學習高階思維教學和相關實驗技巧。科主任亦透過WhatsApp群組向老師傳達了相關STEAM教學資訊和連結。
- STEAM種籽老師:學校有STEAM種籽老師計劃,讓老師互相學習和分享經驗,讓他們繼往開來,承傳實施經驗,設計及推行STEAM課題。
在推動STEAM 教育的過程中,學校也有不同的互動機制,以不同渠道傳達信息,讓校長、校董會成員、及其他非計劃老師,也能夠知道STEAM課題的推行情況。亦藉各種形式的匯報中讓老師團隊獲得肯定及支持。
陳主任:「另外,學校管理委員會,即校董會,其所有家長成員和主席都知道我們正在進行的活動。每次開會,我們都會向他們匯報活動進展情況。昨天我們開了SMC會議,報告了STEAM week和星期六獲獎情況。主席、家長委員和獨立人士委員聽後都拍手稱讚我們。這些活動非常適合學生參加,讓他們獲得更多學習經驗和體驗。他們也表示會繼續支持我們參與In-STEM等對學生有益的計劃。在STEAM week期間,校長可以隨時進入課室觀看老師上課,並向老師提供意見。任何老師都可以和校長交流,不必指定我和吳主任或某些特定老師。」
軒尼詩官立小學(銅鑼灣)團隊讓我們知道締造優質的學習機會,是需要不同層級的共同努力。學校能因應學生的學習需要而不斷在教育基建上創新是十分重要的。
備註:軒尼詩官立小學(銅鑼灣)在教師獎勵計劃2023 獲得「SDL-STEAM 學校發展獎」及「教育應用科技獎 – 最佳應用電子學習平台獎」。
「以全方位自主學習推展校本STEM課程」計劃由優質教育基金贊助
此計劃產品版權屬優質教育基金擁有,未經許可,不得翻印以作商業用途
不斷進深的多層級學與教之旅
中華基督教會方潤華小學
設計以學生為中心的學習,是中華基督教會方潤華小學STEAM創新團隊的堅持,承接上年度的成功經驗,今年教授六年級的團隊,致力為學生創造更寬闊的自主學習空間,除了讓他們決定設計產品解決的問題之餘,更引入人工智能概念及科技,豐富學生的學習經歷。然而這一切都來之不易,面對着沒有接受理科訓練的老師亦參與發展及教授新課程,學校人手短缺等種種困難,團隊仍然堅持透過多層級學習,以及學校管理層為他們創造的學習機會和空間,再一次為學生締造一個具啟發性的自主學習機會。
學生的學習成果:從享受更大的自主學習空間,到將人工智能科技融入工程設計過程
有份參與發展新課程的科任老師梁老師表示,今年六年級的STEAM課程可算是上年度相關課程的進階版,與上學年一樣,整個STEAM課程設計強調自主學習,學生需自行設計及製作產品原型, 解決目標群的生活需要。而今年的課程特別加入人工智能部分,讓學生明白人工智能技術的概念,並透過相關技術,加強產品的功能。
梁老師指出今年的新課程特別加入人工智能課,教師先利用生活情境讓學生明白人工智能科技的應用,例如如何讓屋內的人工智能防盜裝置,能準確辨識屋主的樣貌。學生透過教師為他們創造的空間,就着相關機器學習的技術不斷嘗試及提出問題,最後教師更鼓勵學生,將相關技術應用在他們的產品設計內。從觀課所見,學生有足夠的空間和時間,通過討論、嘗試及修訂,編寫合適自己產品的程式。
學校的資訊科技統籌黃主任強調本學年學校開始在STEAM教育方面加入人工智能科技,並透過運用另一人工智能計劃的撥款,引入一系列人工智能裝置,例如智能送餐機械人、人臉辨識裝置及空氣質素檢測儀,讓學生親身感受人工智能及大數據的實際用途,目的在於加強整個校園在人工智能方面的氛圍, 為學生締造重要的學習機會及條件。
教師的學習成果:從「未知」到走進課堂,體會自身的專業成長及成為學生學習的好夥伴
學校的課程主任霍主任並沒有接受STEAM教育的相關訓練,今年第一次以科任老師的身份與STEAM創新團隊合作,上年度她以中層管理人員的身份參與計劃,並沒有參與相關教學,霍主任坦言,對全新的教學任務感到擔心,但透過學校提供的學習機會及空間,如共同備課及課前實踐等,她和其他老師都努力學習,遇到困難時互相幫助,對相關教學慢慢建立自信,並能享受當中的教學過程。她表示全新的學與教經驗讓她能夠完全代入學生的身份思考:那些地方比較難明白?那些地方只要多嘗試就能解決困難? 那些地方可以做得更好? 她表示相關經驗讓她深深感受到教學相長的難能可貴。另一位科任老師,教授體育科的溫老師表示他亦有類似的經驗,他坦言起初對人工智能技術並不太了解,但透過共同備課與STEAM創新團隊一同學習,從掌握教學內容到走進課室進行教學,他深深感受到自己的專業成長。
教授數學科的傅老師去年也曾參與In-STEAM計劃,她表示今年明顯看到學生的不同,例如學生的數碼素養及技能一屆比一屆高,有時在課堂上遇到困難,學生們不再是第一時間向老師求救,相反他們更專注通過小組討論解決困難。她認為對於學生而言,經歷失敗並不可怕,她期望學生的那份堅持和不斷嘗試的精神會伴隨他們成長。另外,她指出學生亦會主動與老師分享知識及經驗,學生的種種改變令老師對學生的學習更有信心,自己對教授相關科目的信心亦日漸提升,總括來說,師生的關係亦由「指導」變成「同行」,相互學習,互相支持。
中層管理人員的學習成果:從困難及限制中蛻變,透過多層級連繫學習及深層反思,真正帶領學校成長
資訊科技統籌黃主任表示, 學校近年在推行自主學習及STEAM教育的同時,亦發現學生在資訊素養方面的水平也有需要提升的地方。顯然地,學生使用互聯網及電子學習工具的頻率都比以往高,惟學生往往都未能掌握判斷資訊真偽的技巧,又或者在互聯網上與他人交流時亦欠缺適當的網上禮儀。因此,學校認為學生的數碼素養教育亦不容忽視,值得繼續投放資源,提升學生的數碼素養,為未來的網絡世界作好準備。整合經驗,常識科主任許主任表示人與科技之間的互動,會影響科技教育的推行。傅老師之前的分享是一個好例子。今年的成功經驗,再次引證上學年學校拓闊學生自主學習空間的決定是正確的。香港大學教育應用資訊科技發展研究中心(CITE)的支援團隊非常榮幸能與中華基督教會方潤華小學的STEAM創新團隊在過往兩年結伴同行,除了十分欣賞學校管理層對各層級的信任,以及為他們創造不同的學習條件及空間外,亦欣賞不同層級的同工積極學習,進行探究,透過多層級連繫學習,真正帶領學校成長。
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融合社區關注,延伸STEAM學習課程
香港中文大學校友會聯會張煊昌中學
香港中文大學校友會聯會張煊昌中學的團隊由一位富有經驗的老師及一位新入職的老師負責推行是次SDL-STEAM計劃。計劃在一班中三中推行。題目為塑膠回收,是一個跨電腦科及科學科的課程。課程與關注社區的環保塑膠回收為起點,先讓學生觀察社區內塑膠回收的情況,跟著帶領學生參觀回收廠,讓他們認識各種塑膠的分類及回收的過程,再讓學生結合電腦科的知識,經過設計循環的步驟,設計一個塑膠回收機。該校的STEAM課程緊扣人文關懷是課程的一大特色。
校長: 「我一直以來秉持的信念,STEAM只是拼砌機械人、車子,其實意義並不是十分大,但如果STEAM活動能夠緊扣進那個人文關懷精神上,我覺得對於學生的影響可能會非常深遠。他會留意到社區的發展、人民的需要,例如我們剛才看到的那個膠樽回收的機器,看見這樣的狀況,我們把它優化,這個概念當然未必能夠很容易的做到,能夠被一些公司接納這個方法,我覺得做夢就是由這裏開始。或許可能你的學生將來你的學生便是一間公司的CEO,發明這樣東西出來,我覺得這個是重要的,也是靠這個STEAM的project讓學生或老師一起留意周遭的事物,這個我是樂意看見的。」
學生投入地學習,並培養了團隊合作精神
老師及校長均表示透過動手活動,學生積極投入課堂的活動,並通過多次的同儕互評,優化製作的草圖及模型製作。
老師 1: 「有一些學生他們是真的可能對學習沒有興趣,但是在經過整個活動計劃後,發現有一些人原來在設計一個實物出來,可能是Engineering那方面,有一些天份。可能他的設計圖從起初製作出來的時候已經是很精湛的,即是已經有了一邊是那幅圖是怎麼樣,一邊是每一步在做什麼,但是他平日在上課時並不是很厲害,但這個又很能幫助他在完成後發現原來也有一些很好的優勢,而這一個也很能幫助到我們的課堂。」
校長:「學生方面,在你們觀課的時候,當然也會有錄影,也會有即時反思,其實從學生的反思中,我可以看見學生是很投入地學習,很盡力的去解決那些難題,不斷改善自己的稿件,或一些初步的想法。我看見他們學生起初也是一些很粗疏,甚至是塗鴉的作業,到後來真的能夠製作出來,是能動的,那這件事是我覺得最快樂的。」
老師1:「好像上星期的分享會也有提及就是我很努力的說,塑膠有7類,這一類是什麼?那一類是什麼?他完全不想理會我,但是最後製造出來的時候,他自己也能想到他還懂得回答我,『阿Sir,我知道有七類,而且我知道多一些……』,他比我expect的更多。」
透過學生訪談,同學亦反映出透過小組合作活動,培養了團隊合作精神及自我修訂設計圖初稿及產品。
學生1:「我認為最深刻的是當同學在做匯報時,可以從中吸收到一些idea, 而這些idea 可以令自己的設計加以改良及作為參考。」
學生 2:「我們做了塑膠回收箱的計劃,而計劃裏的每一個位置,我們都會先達成共識才開始製造塑膠回收箱。」
我們很欣喜同學亦於SDL-STEM 學生獎勵計劃中獲得 SDL STEM實踐優異獎。
老師認識自主學習的策略及應用科技作教學
老師與我們分享參與本計劃令他們更加認識自主學習的策略,作範式轉移及認識更多elearning在教學中的應用,同時亦透過計劃中的分享會及公開課,吸取他校同儕的經驗。
老師2: 「所以如果說和他們接觸的話,我便可以學習怎麼present,他們很厲害,這方面,我開了很多眼界,在整個課程設計的框架上其他的友校也非常厲害,例如: 用大豆去貫穿那方面的一些知識,而且這一樣東西好像每一年也在擴大來進行。那這一樣東西,我也覺得我們會不會有一個屬於天水圍的、我們自己的特色呢?這個社區要不然學一些很新的,但是我有圍村、很多的村落,即是有沒有什麼東西是我們可以努力刺激一下,這些也是我很想知道的。很想從這一方面去想,這些也很刺激我去考量。」
老師1:「原來真的不一定只靠講授或只靠做實驗,或最有趣的可能是去博物館,原來在教學上可以有很多不同,不同的方式亦可以做到同一個目標,只要多花一些心思。」
老師1:「以前是用交工作紙,現在可以直接使用Padlet,我記得這次計劃中,也讓學生可以使用Padlet有一個互評、互相欣賞的時候,往後也可以再讓學生看,不會說我派發了工作紙給學生,我便不能打印或我要先打印,原來Padlet或這些e-learning便很方便。」
學校領導層建立完整知承傳的機制及提供課堂以外的學習機會
學校領導層團隊與我們分享在校內推行STEAM的一些策略點子。
- 以舊帶新,培育老師成長
老師指出由於不少老師移民及退休,學校希望透過以舊帶新的策略,藉由經驗豐富的老師夥拍新入職的老師 帶領計劃,培育老師的專業成長。是次參與計劃的兩位老師,正是運用了這個策略。
- 建立教學資源庫,讓知識承傳
早在兩至三年前學校的周年計劃,已建設了教學資源庫。各學科的老師會把課堂合適的材料、寫一些教案、教學的筆記、策略及一些課堂的框架,放進資源庫,讓知識承傳。資源庫裏的東西,老師可以拿來使用,裏面的材料已經構思好了,他們亦可以改良優化,令整件事變得容易跟進。
- 提供空間及支援讓學生參加校內外相關的比賽,讓師生共同學習
學校推展STEM教育有兩個組織,一個是教育委員會,是負責學校實體的課程,一個就是STEM的發展小組,負責帶領及舉辦有關STEM的活動,例如舉辦「張中」創科領袖培訓計劃,舉辦相關的聯校比賽邀請其他學校參加,從經驗中學習。當中學生除了是參賽者的角色外,亦會擔當小助手,去設計及營運遊戲攤位,是十分有趣的學習。
從香港中文大學校友會聯會張煊昌中學的案例,讓我們知道推展學校的SDL-STEAM可以從小步子開始發展,課程要扣連學生日常生活環境出發,連繫人文關懷的精神,引起學習動機,同時建立完整讓知承傳的機制及提供課堂以外的學習機會亦很重要。
「以全方位自主學習推展校本STEM課程」計劃由優質教育基金贊助
此計劃產品版權屬優質教育基金擁有,未經許可,不得翻印以作商業用途
共同進步的教與學旅程
嘉諾撒聖瑪利書院
嘉諾撒聖瑪利書院學校的多層級STEAM創新團隊今年與香港大學教育應用資訊科技發展研究中心(CITE)的支援人員同行,透過STEAM課程融合,科學科與電腦科合作並引入人工智能科技及概念。老師為學生設計引人入勝的趣味學習活動,豐富學生學習經歷,提升學習動機。學校透過多層級學習,學校管理層為了老師,老師為了學生創造相應的學習條件和空間,讓老師在STEAM課程發展上更進一步,以及讓學生增進相關學科知識、技能、態度及21世紀能力。
學生的學習成果: 在自主學習中提升思維,將人工智能科技融合學科知識,發展21世紀能力
學校今年的STEAM課程以人工智能識別植物為主題,讓學生體驗除了使用傳統科學科植物分類的方法辨別不同樹葉種類,也可透過建立人工智能機器學習模型識別,從而讓學生明白機器學習背後的原理,在學習的過程中促進學生思考,發展學生的思維。
在學習科學科植物分類時,生物科陳曉穎主任為學生設計了精彩的尋寶活動。在活動中學生以小組形式進行,走遍校園找尋植物,隨後每個小組對具體一種植物搜尋資料並進行匯報。陳主任發現活動後學生對校園環境及植物更加熟悉,並且會在課後主動了解更多資訊,可以看出學生多留意了身邊事物。同學們在課堂上分享感受,提到儘管在尋寶過程中是辛苦的,但是作為本校學生是不怕辛苦,努力堅持。透過趣味的學習活動,不僅能夠提升學生的學習興趣和自主學習能力,還能夠培養學生重要的價值觀,如堅毅精神以及團隊協作。
在建立機器學習模型時,電腦科余子軒老師原以為女同學會因為不能成功識別樹葉時會情緒低落而失去學習動機。但同學們在測試模型時結果不似預期時,不會氣餒並且會進行反思,敢於講出出現的問題,而非像以前僅僅跟著老師做、不會表達自己。過程中開心之餘也會運用科學科所學知識,例如是植物分類的標準以及植物特性,思考如何訓練模型,提升識別的準確性,並拓展思維將識別功能用於其他方面。
陳嘉明副校長提到,當看到學生在活動及課堂上享受,這令管理層及老師都覺得這樣的學習是有意義的。除此之外,看到學生在課堂以外的展示和分享,可以看到同學之間的學習氣氛不斷建構,慢慢建立學生態度和正確價值觀。
教師的學習:與團隊一齊協作,提升專業能力及跨學科課程發展
生物科陳曉穎主任提到,參加In-STEM計劃成為一個契機,讓各科老師有合作的機會,有更充分的共備時間和空間。共備讓不同學科的教師互相交流想法,了解其他學科課程的特點,找到共同課題,最終尋找到跨科合作的機會。在共同課題之下,各科教學能更爲得心應手,再透過備課互相交換信息,有助於更深入傳授知識。除此之外,觀課之後和In-STEM團隊進行評課,讓老師有機會和同事一齊反思課堂的實施,以及思考如何改進課堂。而能夠在課堂上以及課後聽到學生的反饋,也讓她覺得相當鼓舞,因為這給了機會欣賞、贊賞同學們。
科技科郭子傑主任雖然去年也有做跨科合作,但課時緊張以及和科學科的考試內容不太相關。而今年可以找到和綜合科學可以配合的主題—植物分類,兩科的合作得很順暢。郭主任也坦言,如果沒有團隊溝通,就不會有這次跨科課程的成功。除此之外,經過了本計劃積累了不同經驗,獲益良多。一方面通過共備及觀課在同事身上學到學習活動設計以及課堂設計,而另一方面通過參與In-STEM計劃的教師工作坊,深入了解其他學校推行STEAM教育時不同的教學方法和策略,結合不同校情思考可行性,不斷提升對STEAM教育的理解。
管理層的轉變:給予不同層級支持和鼓勵,促進學校教學創新發展
陳嘉明副校長相信,促進學校教學創新是要給多一點空間給同事思考和實踐。團隊本身擁有向心力,各位老師發揮各自本科的專業知識,而管理層在協調和支援方面全力支持老師,才能讓計劃最終落地實行。今年團隊汲取上年的經驗,將兩個科目有機結合,課程內容更加流暢自然,時間表安排更加合理。團隊老師的合作更加有默契,合作得更好,也願意開放課堂,在課程實施上有足夠的靈活性。
黃慧珍校長和我們分享,在過程中不斷跟同事以及學生學習,通過參與同事的共備會,觀看學生的匯報和演示,了解了更多並非本科的STEM知識。另外信任同事,放手讓同事去做都是很重要的。啟動計劃時,和同事一起討論如何做,才會讓大家都有信心。當老師踏出第一步,一定要給他足夠的支援,讓他有信心。同時放手給有經驗的老師進行統籌,讓老師有更大空間。在參與教師獎勵計劃看到不同學校的分享,讓校長意識到學生完成了計劃是有得益的,例如可以看到創意已經在他們心目中萌芽。而這一切並不是曇花一現,而是需要持續發展。校長作為管理層,接下來思考應該在學校延續氛圍,將教學創新延展及轉移到其他方面。同時作為中學校長,看到如今小學學生學習需求的轉變,例如是已經習慣了自己動手做以及探索,本校也應該思考如何調整教學模式,促進學生學習。
「以全方位自主學習推展校本STEM課程」計劃由優質教育基金贊助
此計劃產品版權屬優質教育基金擁有,未經許可,不得翻印以作商業用途
建立教師學習社群,拓寬學生學習歷程
保祿六世書院
在推行本學年STEAM校本課程中,學校選取了中二年級的學生為試點,學校期望學生不單止能學習電腦編程的知識,亦希望同學能在學習的過程中,有更多的學習體驗。除此之外,學校亦希望透過與香港大學團隊的協作,強化校內教師的專業能力和他們之間的協作。配合學校的STEAM發展,學校本年度增添了每兩個星期均有1.5小時STEAM課堂,整個中二年級課程以樂齡科技為題材,讓學生了解人口老化的問題和利用科技協助改善問題。
創建多元化的學習經歷
是次樂齡科技的專題探究是希望提供學生多元化的學習經歷。如資料搜習的方式、設計及如何進行問卷調查、物料及工具的應用、編程解難和模型製作等等,以培養學生廿一世紀的能力中的協作解難能力。在學習的過程中,學生因應問卷調查的結果,針對長者的各項需要,利用micro bit編程,先進行草圖設計及同儕互評,再將其改良優化,設計出各種各樣的樂齡科技產品,幫助長者。最後再製作影片介紹其製成品放於Padlet上,作同儕互評。老師透過不同的學習任務,收集學生學習的顯證,促進「作為學習的評估」。
學生作品
學生表示透過分組及動手操作活動,加強了組員之間的協作能力及認識了不同工具的運用,從中得到學習的樂趣。 老師亦表示由於學習時間較為充裕,可讓學生由釐清問題到資料搜習,一步一步仔細的做,增加了同學的信心及解難能力。
老師1: 「我覺得同學們的參與度也是高的,過程中看得出同學們互相幫助,能夠發揮合作 精神。」
老師2: 「以前學生們在家一下子就做完了,交功課而已嘛,有產品就可以了呀,他沒經過這過程,而且下學期我們著重整個design thinking的process,想了idea,identify了problem之後,到最終填問卷、搜集數據、分析,再做prototype和testing, present過後被人提問,再改進,他們經歷了這些之後對problem-solving skills大有幫助。」
雙教師的教學,擦出教學法的火花,促進專業成長
校長認為推行STEAM的創新,需要有不同科組的老師參與在其中一起學習。所以參與是次計劃的老師團隊包括科學科、數學科、視藝科和電腦科的老師。課堂教學方面亦採取雙老師教學模式推行是次計劃,每班均由不同科組的老師共同教授每一課節。這樣的組合在學校層面上是一個創新的嘗試。老師表示這樣的安排促進教師的互動、協作和在STEAM教學法上及電腦知識上均有增長。
老師3:「我認為得益良多,尤其是有平臺可以讓我和更多的老師協作,我平日一般都只work with數學老師,有機會可以和其他科目老師協作、交流也是很好的經驗。尤其當我用到VA、IT的教材,我需要時間find out一下。也有很多交流,不同的機會。我在課堂中也學到很多,教materials我或許也要稍作備課,對我們來說也能有更多idea思考…… 我會多了idea,同學們今年實際操作過後,然後再回到科本去做,落實STEM教學,我又多了一點idea怎麽steer方向。」
老師4:「都有很多不同的東西觀察到,我最treasure的是老師自己的得著,我們兩個都不是IT的專長,但一開始確實有很多IT的元素,所以就迫我們自己學,讓我們體會到我們也的確隔了很久沒有學習了,有些新的東西….和同學一起學習……我覺得這樣做幾好。」
校長:「不同老師講同一件事,會有完全不同的approach。所以在磨合裏面課程一起想,但pedagogy或者mindset元素很豐富,所以剛才老師也說得好好,就是老師自己的得著,我們再安排,可否看到其他key-learning areas的同事的mindset如何,能否帶回自己的科組,如剛才吳sir所説,帶一些東西回自己的科組,希望兩邊都幫到。」
賦權學生,放手讓學生去試錯
核心團隊有不同科目的老師參與,促進跨科協作及課程的整合。除此之外,在設計課程時加添了自主學習的元素,老師也強調學會了賦權學生,放手讓學生去試錯及互評是新嘗試及一大挑戰。
老師2: 「這次我們有個大膽嘗試,就是先讓他們經歷一次,而非通過正規課程,所有東西都先教一遍,而是讓他們experience,learn from mistakes。或許不是所有同學都能做得很完美,不過至少學了怎麽用,這是所有同學都有做的,我覺得達到8成吧,我認爲還挺滿意的。」
老師1:「在教學過程中看見學生做錯了,要學會忍著,不要立即指出或告訴學生,常常要提著自己,讓學生自己去解決問題。」
學校領導層創建空間促進老師與學生學習
校長和老師均表示是次龐大的跨學科團隊合力規劃STEAM課程,是一個新嘗試。效果比預期理想,每節課堂均由兩位不同科組教師共同施教,取長補短,互相協助。並且建基於學校已有課堂研究 (Lesson study)文化下,令施師教的有關課程不斷改良優化,與此同時施教的老師教師會輪流在校內分享課程設計及得著,提升教師的專業交流。
編制時間表上學校的領導層亦下了相當的功夫,預先規劃好每月一次的共備時間,好讓老師準備課節、分享和商討教學進度等等。課堂時間安排方面,每兩個星期均有1.5小時的中二STEAM課堂,讓學生學習各種科技和技能後,再設計和製造成品,有充裕課堂時間。 同時課堂亦只有一半的學生上課,讓老師有充分的空間照顧個別學生的需要。
從保祿六世書院團隊推行是次計劃令我們明白到,規劃團隊成員,建立教師學習社群的重要。在學生方面,提供充足的學時,以拓寬學生學習歷程,是推行SDL-STEM重要的元素。
「以全方位自主學習推展校本STEM課程」計劃由優質教育基金贊助
此計劃產品版權屬優質教育基金擁有,未經許可,不得翻印以作商業用途
令學生更投入的STEAM跨學科課程
孔聖堂中學
孔聖堂中學STEAM多層級創新團隊今年與香港大學教育應用資訊科技發展研究中心(CITE)的支援人員同行,發展STEAM跨學科課程,加入人工智能元素,讓學生能夠透過STEAM學習,拓展對現今科技的認識及發展21世紀能力。創新團隊內有來自不同科目的老師跨科合作,為學生提供綜合應用知識的背景。學校很高興看見學生學習更加投入,以及教師團隊合作提升。今年計劃的實施,讓老師團隊及管理層看到STEAM教育為學校各層級帶來的改變,為來年發展積累經驗,更深一步提升學生的自主學習以及透過延展進一步發展STEAM教育。
學生的學習-綜合應用知識
跨學科課程讓學生學習及綜合應用不同STEAM相關的知識及技能,例如科學科讓學生了解如何運用4R原則解決現實生活的廢物處理問題,並讓學生利用設計思維,針對現存廢物處理的問題思考解決方案;電腦科配合學生思考的解決方案,讓學生認識及利用機器學習及編程技術動手製作廢物分類系統以及回收箱模型;數學科教師則與學生在學校收集收據,調查學校收集到的廢物主要組成部分為飲料罐,並運用數學知識進行數據分析及討論,估算實物大小回收箱尺寸;而美術課讓學生在模型上設計,令回收箱在學校更吸引使用。從多元化的學習及知識應用中,創新團隊看到學生更加投入到學習,在小組合作增進了合作精神,學習氛圍更為活躍。例如老師們會聽到學生在吃飯時間都討論著建造廢物回收模型,學生學習動機明顯增加。
老師的學習-提升跨科協作的能力
在計劃開始時,團隊老師會擔心每個科目之間的銜接需要磨合。隨著計劃進行,老師從開始互相磨合及摸索課題,到最後投入,敢於提出不同意見。老師之間的互動增加了,提升了跨科合作,不同科組的同事既有正式交流也有非正式及交流。緊密的共同備課以及日常討論增進老師之間的溝通,更有助於不斷完善課程。老師們有了目標及共同願景,創建了學習氛圍。例如是科組老師話題增加了,會討論學生的表現,留意到學生的學習進展有快慢,進展快的學生創意多,會幫助進展較慢的學生。除此之外,通過參加In-STEM計劃的教師工作坊,老師對STEM的認識不斷加深。例如團隊裡有第一年教學的新同事,開始可能只認為STEM是跨學科,但經過研習,老師知道STEM其實是解決生活的需要,解決實際問題。在整個計畫過程中,啟發了老師思考,加強了在STEM方面的教學能力。老師參與In-STEM計劃的教師工作坊,從其他學校的分享上學習,學到了學習成果就是可以按照學生程度去設計。這些專業發展讓老師思考更多學生學習、幫助老師提升教學技能。
管理層的轉變-為老師提供學習條件
學校管理層就着新的跨學科課程的設計和實施,為教師提供適切的學習條件。管理層在計劃開始就意識到,在推展跨學科課程時會遇到教師團隊需要適應期的問題,例如是每一科的銜接,時間表的安排等。因此管理層在計劃開始就設定共同備課節,讓各科老師有一齊討論的時間和空間。時間表上管理層靈活安排外出開會或校內會議安排的時間。在人力資源分配上,管理層安排了經驗豐富的科學科甘家俊老師。當團隊遇到STEM相關的難題,就會向他請教,這令到團隊在發展STEAM跨科課程時很有信心。學校管理層指出,就着今年STEAM跨科課程的經驗,學校希望以「深化」和「擴散」為學校未來SDL-STEAM發展的重點策略,將今年的廢物回收箱模型職稱實物用於七十週年校慶做展覽。另外加入英文科,一齊探討有共同點的主題。
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透過給予學生STEAM 自主學習空間,培養學生的自主探究精神
路德會協同中學
路德會協同中學的多層級教師團隊,致力為學生打造自主學習空間。雖然學校面對課時不足的困難,團隊仍堅持為全體中一學生打造STEAM 自主學習的機會。他們以科學探究為主要策略,探討環保火鍋的議題,並挑選一些對此議題有興趣的學生,以工程設計的方式製作環保保溫裝置。是次的計劃是由綜合科學科和電腦科的老師攜手進行的跨學科合作,旨在透過環保火鍋的議題,讓學生了解吃火鍋耗費能源的問題,從而進一步思考如何在吃火鍋時做到節約能源。
老師為學生創造STEAM自主學習的機會
儘管學校面對課時不足的挑戰,學校仍希望能夠給予全體中一學生接觸STEAM自主學習機會。因此,學校決定以全班式和抽離式的課程推行SDL-STEAM 計劃。是次的環保火鍋學習設計利用了「科學探究」的成果引導至「工程設計」,讓學生透過科學探究及工程設計,解決環保火鍋問題。
在全班式課程方面,在綜合科學科,全體中一學生會參與環保火鍋的科學探究部份,例如,透過進行公平測試探究墨魚滑的形狀會否影響煮熟所需時間,以及自備物料的保溫效果。學校在此部份重點向學生講解公平測試中的獨立變數、因變數和對照變數,並循序漸進地增加學生自行設計實驗的空間。在探究活動的反思部份,老師將環保相關反思内容融入其中,例如可持續發展、同理心、健康生活等。在電腦科方面,學生學習如何製作Micro:bit 溫度探測器,學會編程的知識,並了解如何利用Micro:bit 溫度探測器正確量度水在不同物料的溫度。
在抽離式課程方面,老師在每班選兩組對環保火鍋議題有興趣的學生。經由老師總結全班的物料測試結果及簡介不同導熱的方法後,學生透過自我規劃來製作一個環保保溫裝置的設計圖。此外,電腦科的姚老師透過教授學生用3D列印技術製作保溫裝置,讓學生理解保溫裝置的中空結構,並了解容器的物料和形狀對保溫裝置設計的影響。
最後,學生於試後活動時段,進行設計環保保溫裝置的效能測試。然後,學生匯報保溫裝置的設計對象、使用隔熱物料的原因、環保保溫裝置的效能測試結果、以及對改良保溫容器的方法及反思等內容。在匯報的過程中,有組別甚至運用了送外賣的情境進行角色扮演,帶出保溫裝置設計的好處,引起不少同學的共鳴。
管理層賦權老師彈性處理課程,老師合作無間,建立良好的溝通機制
負責SDL-STEAM 的計劃統籌主任羅老師提及到校長一直都支持老師,給予老師彈性處理課程的自由度。例如,管理層賦權各科科主任及老師在教授課程內容的情況下靈活調配教學課題次序、課時或可教授課程以外的知識等,這讓同事在教學的安排上有更多自主決策的空間,並了解到為老師營造更多空間的重要性。
此外,計劃統籌主任羅老師提及到老師每一次與港大團隊共同備課前,老師們已經進行一次共同備課,他欣賞老師們都合作無間,主動為SDL-STEAM 的課程做好準備。在整個SDL-STEAM 的計劃過程中,大家認識到各同事的不同強項,亦互相學習。透過本學年的實踐,老師在SDL-STEAM 的學習設計方面,無論是概念的理解還是實際運作能力都有所提升。此外,計劃統籌主任羅老師表示,非常開心能夠透過SDL-STEAM 教師獎勵計劃獲得了SDL-STEAM學習設計的創意獎, 得到港大團隊的認同,令老師的信心大大提升。
計劃統籌主任羅老師同時提到,在中層管理方面,更了解在學校推行計劃時應該要執行的工作,例如共同訂定願景,為同事營造更多參與進修課程、知識分享、共同備課、物資購置、技術支援、保存教材、展示作品、設置分享平台等空間和機會。
學生的學習成果:學生的自主探究精神和團隊合作精神有所提升
綜合科學科主任周老師表示學生們做到自主學習。學生開始做探究測試物料實驗的前幾天,有學生已經相約去其他同學的家中嘗試測試一次實驗,表現出有很高的自覺性。此外,有學生會主動告訴老師實驗的目的,並思考自己實驗開始之前需要準備的材料。生物科朱老師觀察到同學們在儀器的運用上逐漸建立團隊合作性。他觀察到學生第二次實驗的表現比起第一次實驗的表現進步不少。學生第一次做實驗的時候較無頭緒,但在第二次做實驗的時候,他們開始明白到數據準確的重要性和意識到需要更深入分析數據。
學生在訪談中表示,除了課堂討論外,他們還會在課餘時間透過Zoom 和WhatsApp群組進行有關對實驗的討論。雖然學生在討論的過程的意見和方法都不同,但他們都會耐心向對方解釋自己的意見。最後他們決定先嘗試其中一個方法,再不斷嘗試並在網上搜集資料,然後得出最後的結果。其中學生希望從環保角度設計保溫裝置,在選材方面,學生會利用舊的物料,例如羽絨、保溫袋、毛巾、甚至兒時玩過的舊毛公仔的棉花等設計保溫裝置。可見,該STEAM環保火鍋課程有助於提升學生的自主探究精神和團隊合作精神,成為他們的學習成果。
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要分展為包括了縱向和橫向的完整STEAM課程
樂善堂顧超文中學
為課程加入自主學習元素
本學年學校參加了港大CITE的支援計劃,當中主要的設計和執行都是由設計與科技科的蘇老師負責。和很多學校一樣,設計與科技科的同學都會分成兩組,分別在上學期和下學期上課。因此,蘇老師想和港大團隊合作改造上學期的「遙控太陽能車計劃」,為已有課程添加自主學習元素,然後把計劃在下學期的另一組學生中推行,在優化現有的課程之餘,亦可以觀察學生的學習情況會否因為新加入的自主學習元素變得更加投入。
學生獲得的自主空間
學生:「 車是由很多不同的零件組成的。如果你最後失敗了,即某個位置不能動的時候,那你就要逐步去思考,究竟你在哪裏出錯呢?然後再思考去改良。」
學生: 「遇到困難時,我們可以一起討論為何會做錯,然後再選擇一個共同討論的方式作嘗試。」
蘇老師除了兼顧有關設計與科技科內有關鉻鐵、各元件的連接電路、車身的設計、齒輪和電機的配合外,還要負責編程教學。上學期,蘇老師為了讓學生有一定的自我發揮空間,安排學生在設計太陽能車的底盤時自行構想。港大團隊和老師商討後提議可以在第二次課程實施時,讓這學期的學生訪談上學期的學生。這樣一來,老師可以提早讓學生知道比賽要應付兩種不同的賽道。學生可以及早自己辦識問題,再設想解決方法和設計解決方案。而雖然如此,在討論的過程期間,亦會有提及過學生可能的解決方案,例如:不同的齒輪組合、調節電機的轉速、優化車身的重量;但大家都認同不會限制學生的想像。
SDL-STEAM教育創新的延展
蘇老師:「我們要製定一個STEAM的curriculum。」
葉副校長:「…接下來我們想在初中那裏就會有一個STEAM的syllabus…」
蘇老師和葉副校長都認為SDL-STEAM的教育創新要有一個完整的STEAM課程。基於學校今年的經驗,學校打算之後讓所有和STEAM有關的科目互相配合,有關哪個科目的部分就在哪些科目的課堂上處理。舉個例子,設計與科技科的課堂就可以把焦點放在科技上。而未來未必只是STEM科目,其他相關的科目,因為現在已經變為STEAM,所以也應該要包括藝術相關的學科。接下來,學校會重新審視中一到中三年級整個STEAM課程。目標是考慮不同科目課堂之間可以怎樣配合,不要像課外活動一樣。甚至乎將來就不只是中一到中三,高中都需要照顧。雖然高中學生需要考公開試,但是有一些學生在初中的時候因為STEAM的活動而擁有不同的目標。所以,學校希望這些學生可以繼續發展,不希望浪費了這些學生們的潛質。
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以STEAM學習提升學生協作探究能力
明愛粉嶺陳震夏中學
在過往兩年的疫情中,因缺少面授時間關係,學生與朋輩一起動手進行理科實驗的機會比以往減少。正因如此,建立學生的協作探究能力更為迫切。究竟老師如何設計學習,讓學生能夠透過STEAM課題,自主地進行協作探究呢?
學生在探究中找問題所在
學校以往也有實施「軟餐」這個課題,讓學生認識及關心有吞咽困難人士,為他們製作軟餐,藉此增進學生的同理心。再推行這個課題時,老師希望可以藉着這個課題提升學生的各方面的學科知識及能力。其中一個重點是協作探究能力。
學生甲:「因為…叫做軟餐,我想知道有多軟。」
呼應着學生對於軟餐的好奇,老師讓學生製作軟餐,並自行設計實驗來分辨不同食物的黏稠度。在測試過程中,學生辨識當中的實驗限制及誤差所在。
學生乙:「困難的地方是因為每一組做出來的軟餐份量不同,我們拿自己份量的時候都要顧及其他組…每次拿得到的份量都會不一樣,導致實驗結果有困難。」
學生丙:「因為我們有一些組的份量比較少,到達燒杯的份量可能只有10 mL,或者20 mL,有些組可能比較多,我們就拿了30 mL的⋯可能做出來的測試結果都會不一樣。」
學生改良實驗設計後再進行測試。在公開課時,每組學生都有不同的實驗設計,搜集不同類型的數據,以分辨不同食物的黏稠度。完成實驗後學生回報成果及需要改善的地方。過程中每個學生都專注在他們的研究當中。學生體驗了在科學探究中的重要歷程。
老師的「設計學習思維」
學生的學習條件及歷程在於老師的學習設計。「學習設計三角形」指導重要的學習設計原理。老師的設計學習思維實踐了當中原理。
- 預期學習成果:先辨識學生的學習需要
在設計課題時,老師辨識學生的學習需要,例如在學科知識方面,學生需要認識有關於影響食物軟硬度的一些化學知識。在學科技能方面,學生需要經驗科學探究的過程及應用公平測試的概念。因為在科學探究當中難免經歷挫敗及困難,所以在態度方面,學生需要培養不屈不撓的精神。 - 學科實踐:考慮真實情景角色讓學生投入學習旅程
要令學生能夠投入STEAM學習,老師在設計學習時,將學生放在真實的角色上,讓他們難題或尋求答案的實踐經驗與真實STEAM專業相近。如此,決定在分辨軟餐的特質及是否適合有吞咽困難者食用的過程中,學生可以模仿科學家或者是消費者委員會的角色。 - 教學法:以自主學習為框架的教學模式
老師著意讓學生經驗自主學習過程中的設定目標、自我規劃、自我監控、自我評價及修定。在設定目標時,學生需要確認探究問題及提出假設。在自我規劃時,他們需要先各自構思,然後在組內共同設計實驗。為了輔助學生的實驗設計過程,學生需要匯報初步構思,以獲老師及朋輩的回饋作自我評價。老師然後讓學生有機會修定實驗設計。在自我監控中,學生按計劃組裝測試工具及進行測試。實驗後學生匯報結果,並反思其中的限制及誤差,然後再修定實驗設計並再進行實驗。 - 評估:設計有利進行形成性評估的學習任務
在設計學習任務時,老師讓學生將他們的階段性學習成果例如設計草稿、實驗裝置、修訂的設計稿、反思等都上載在電子平台。這樣老師便可以進行形成性評估,給學生適時的回饋,亦促進朋輩之間的互相觀摩學習。
在設計學習的過程中,老師亦不斷的反思及按着在課堂實施時學生的學習狀況作出修訂。
學校管理層支援學習環境
要讓老師可以不斷改進STEAM學習設計,學校的支援對於實踐中的學習環境至關重要。以下是學校層面提供的支援策略:
- 學校統籌人員安排跨學科共同備課,讓老師在共同備課的過程中獲得回饋,進一步修訂學習設計,並學習如何連接不同學科範疇的學習。
- 學校為STEAM課題設置特別的課堂空間,提供學生更好的學習環境。
- 學校還連繫外間機構,增加老師在相關行業的應用專業知識,並在預備物料時提供方便。
- 學校也招攬校友作為輔導員,推動學生的探究設計過程。
通過明愛粉嶺陳震夏的團隊,我們看到要設計出讓學生實踐協作探究的STEAM課題,需要多層級參與。除了需要老師的學習設計思維,也需要STEAM統籌人員當中的跨科連繫,以及學校管理層著力設計能支援創新實踐的學習條件。
備註:明愛粉嶺陳震夏中學在教師獎勵計劃2023 獲得「SDL-STEAM 學校發展獎」及「SDL-STEAM 學習設計獎 – 自主學習的教學策略 – 科學探究」
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走進社區的STEAM 學習旅程
世界龍岡學校劉皇發中學
老師不斷改善學習設計,讓學生在STEAM學習中關心社區,亦感受當中的人和情。
學生關心社區及傳統荳品店
在一個寧謐和煦的早上,校長及數個老師帶着一班學生經過深水埗的大街小巷,認識學校社區附近的街道名稱、歷史建築和文化小店。最後他們的目的地是一間香港老店 — 公和荳品廠。
參觀後學生在平台上分享,分享所見所聞和感想。學生除了表示在老店入面體悟出傳統工業中的技術和與STEAM的關係外,也看見其中的辛勞及人情味。學生在參觀公和荳品店後,按著對它和其所身處社區的認識,為店舖的65周年誌慶展開設計及製作肥皂紀念品及宣傳T恤的任務。
這個STEAM課題學習設計很特別,在正規課堂時間內卻不是在課室內,帶隊的老師包括有科學及科技領域的老師和人文學科老師。為什麼老師要安排這樣的一個學習活動?,又如何達成的呢?
教師的學習設計思維
在讓學生感受生命的「360度跨學科自主STEM學習課程」一文中,已介紹過學校在STEAM 課題「大豆」中紮實的跨科學習實踐成果及成功因素。正如工程設計循環的精神,老師亦不斷完善有關STEAM課題的學習設計。就算相同的課題仍然有很多發展的空間。
陳博士:「…我們今年的重點是如何透過設計思維讓學生更深入了解整個過程。例如,「深公遊」活動旨在讓學生體驗顧客需求,然後製作肥皂。學生需要思考圖案設計,或者調配精油配方,以滿足他們的目標顧客群。在過程中,學生進行微調,進而推動自主學習。」
為了給學生一個真實情景來展開他們的設計思維,老師安排了以上的深水埗社區和公和荳品廠的遊覽活動,簡稱「深公遊」。透過真實貢獻社區的活動,賦予STEAM學習更多的教育意義。
增強工程設計思維中的同理心
老師讓學生經驗工程設計實踐上特別花了心思。在工程設計的辨識問題過程中,要以同理心來明白用家所需。老師希望學生在製造手工皂時,能先考慮用家需要。例如:在3D打印課堂時,為手工皂設計適合的圖案以呼應用家的形象需要。
以資訊及知識啟迪設計思維
在設計過程需要有一定的背景知識並非空想,而有一些知識是可以透過搜尋獲得,而有一些是需要透過科學實驗發掘出來的。
老師在學習設計上也針對了學生對知識搜尋及發掘的需要。學生在製造肥皂的過程中,要按用家需要考慮用什麼精油組合。有關各種精油的特質及效用,學生可以在網上搜尋及整理相關內容。然而精油組合的氣味,可按不同比例的份量有差異,因此是需要測試的。有見及此,老師亦在設計學習時製造機會讓學生計劃測試的精油組合比例,進行迷型實驗,然後按得出的比例計算出各精油要加入的實際容量。
學校管理層的支援改變學習環境
要成就在STEAM課題的新學習設計,學校的中層及管理層的支援是重要的。首先將STEAM 放在關注事項,STEAM學習統籌邀請人文學科老師及其他老師協作時,也較容易明白及願意參與。校長亦清楚學校在STEAM課程中的發展及課題,,並把握機遇讓學校可以與公和荳品廠老闆娘在STEAM教育上合作,促成了學校STEAM教育與社區產業的學習連繫。然後在管理層的支持下,課堂時間表得以調動,才可以配合在早上的非繁忙時段讓學生參觀大街小巷及公和荳品廠。
陳博士:「因為今年都多了老師幫忙推展這個STEM課程。還有都感謝學校管理層那邊的,包括校長還有副校長,去推展這個跨科協作。尤其是把他放在關注事項那裏,推動自主學習還有跨科學習。變相鼓勵了不同部門的同事去一起主動地做好這件事。因為他們覺得是好事,大家不只是運用我們的STEM課堂來推展這些活動,很多時同事都會用上他們的課堂時間。」
以學生為中心的學習設計是一門學問,如同工程設計一樣,需要按著對象(學習者)的需要循環設計不斷改進。世界龍岡學校劉皇發中學的團隊讓我們看見同一個STEAM學習課題,也可不斷改進。而在改進的過程中,仍然需要不同層級的人員參與,在實踐中繼續汲取新經驗。
備註:世界龍岡學校劉皇發中學在教師獎勵計劃2023,獲得「SDL-STEAM 學校發展獎」及「SDL-STEAM 學習設計獎 – 關懷社區及聯繫校園獎」。
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透過跨學科課程促進學生自主學習
中華基督教會馮梁結紀念中學
中華基督教會馮梁結紀念中學一向致力發展跨學科課程,讓學生應用不同範疇的知識解決日常生活的問題。今年的SDL-STEAM多層級創新團隊銳意加強STEAM校本課程中的自主學習元素,讓學生發揮創意之餘,更培養他們的同理心。我們十分欣喜看到創新團隊在過程中的成長,例如,從更了解學生的想法,到設計新的學習任務以幫助學生完成工程設計過程;從反思STEAM教育中的「A」元素,到透過視覺藝術及音樂科發展學生的同理心等。我們深信他們的經驗會對大家發展促進學生自主學習的STEAM課程有所啟發。
原型設計:易「放」不易「收」?
數學科巫浚豪老師指出,學校鼓勵中一級學生透過創意工程設計過程,設計供視障人士使用的垃圾桶。學生從天馬行空的想像,例如,加入怪獸主題,到通過體驗活動,了解視障人士的真正需要,從而設計出不同形式的垃圾桶。巫老師表示,在這個過程中,他感覺老師大多以大人的角度出發,往往會被許多實際的條件限制,認為這個做不到,那個不可行。然而,學生卻多從另一個角度出發,儘管講出他們想要的設計,能否將設計概念做出來,並不是他們首要的考慮。因此,非常有創意的設計,例如會走向視障人士的垃圾桶,就隨之應運而生。我們相信老師這項觀察對他們將來的學習設計有重要的啟迪。
巫老師強調,SDL-STEAM創新團隊在推動學生自主學習中扮演著的一個重要角色,就是讓學生真正體驗工程設計過程。他發現學生往往難以將天馬行空的創意設計,落實到符合效能及效益的可行設計方案。因此巫老師今年特別利用數學方法,讓學生計算他們設計的垃圾桶的體積與面積的比例,並讓學生列出體積以外的其他不同考慮因素。然後,以排序方式,讓學生客觀地思考不同設計的優缺點,再以投票方法,選出及落實合適的設計方案。這些相關的學習活動不僅有助於學生更具體及全面地思考,而且更讓數學元素與工程設計過程的想像與設計部分完美結合。
如何透過STEAM教育中的「A」元素發展學生的同理心?
視覺藝術科周耀威老師表示,學生從體驗活動了解視障人士的需要後,視藝科便引入有關視覺資訊及閱讀圖像的知識點,讓學生明白不同類型的字體,會對閱讀者帶來的影響。因此,讓學生通過蒐集資料及討論,自行選擇合適的字體放在他們設計的供視障人士使用的垃圾桶上。周老師表示,相關的學習活動有助培養學生的同理心,以及提升他們對身邊事物的觀察能力。相同的策略也應用在音樂科上,音樂科老師游焌霖老師亦請學生觀察日常生活中聲音如何為視障人士提供協助,並透過合適的軟件創作音樂,幫助視障人士辨識垃圾桶的位置。
「問題」在自主學習中扮演着重要的角色
在短短的訪談過程中,不同老師都提及不同類型的問題在推動學生自主學習的重要性。例如科學科魏知為老師強調,要促進學生自主學習,教師要為學生提供多一些思考的空間,以及自己完成任務的機會。例如,在學生完成了一個設計任務後,教師可讓他們停一停,想一想設計有否偏離主題。教師倘若發現學生對某個範疇特別感興趣,便可以透過問題,幫助他們更深入思考如何把相關範疇融入他們的設計中。
「守尾門」的重要性
以反思作為總結是中華基督教會馮梁結紀念中學發展跨學科課程的重要部分。學生經歷一個橫跨七個科組的課程,確實需要一個有老師點撥的環節,讓學生在師生及生生互動下對他們的自主學習作總結及反思,以獲得更好的學習成果。例如,作為貫穿這跨科組課程之一的基礎科技科,藉著最後組裝階段,黃凱汶老師特意設計工作紙,幫助學生總結及反思整個工程設計過程。老師亦可根據學生的反思,辨識一些對STEAM特別感興趣的學生。
負責課外活動的馮金鳳老師表示,她留意到今年創新團隊成員之間的溝通亦有一些變化。不同科目的同工會就着相關課程發展,比以前更主動提出問題及徵詢大家意見、一起解決一些教學相關的難點,以及就着某一個範疇進行學習,為教學做準備。電腦科的黃何耀老師亦表示,今年的STEAM課程發展經驗,讓他從不同同工身上,包括港大支援團隊,學會了很多。我們深信這些改變顯示了創新團隊成員對發展相關校本課程的擁有感。我們亦發現學校管理層,包括吳錦芳副校長及鄧海偉老師,全程配合團隊的不同需要,例如物資及課堂安排等,為他們拆牆鬆綁,盡力為創新團隊提供適切的學習空間及條件。讓SDL-STEAM創新團隊透過多層級連繫學習,發展及推行促進學生自主學習的跨學科STEAM課程。
「以全方位自主學習推展校本STEM課程」計劃由優質教育基金贊助
此計劃產品版權屬優質教育基金擁有,未經許可,不得翻印以作商業用途
創新學習空間啟發STEAM探索
靈糧堂怡文中學
以往由於疫情影響,在進行STEAM教育時受到限制。汲取經驗,學校在教育基建上作了改動,讓STEAM教育推動了學生的學習動機。
學生變得對學習充滿好奇 — 「我想問這個問題」
在STEAM學習課題《微藻 2.0 — 智能溫室》中,與往時不同,學生對進行實驗充滿了期待。
老師容許每組學生擁有不同的探索方向,讓學生能夠對光如何影響微藻的成長進行研究。學生可以研究單一種顏色的光,也可以研究多種不同顏色的光在一天之內按特定時段有規律轉動對微藻生長的影響。學生為了他們的研究計劃,已編寫了程式,早早準備了可以產生他們預設環境效果的研究裝置。在實驗過程中,學生學習使用比色計量度來量度透光度,以分析微藻成長的速度。
課堂後,學生仍然對探索微藻成長充滿好奇,並且提出了不同的想法。
學生甲:「 如果可以的話,可能完結這個活動之後,可能發覺原來這些光真的有幫助,剛剛也看到上一堂教了,其實除了光還有其他因素,最好就是逐個逐個因素去嘗試…」
學生乙:「我想問這個問題:你看到海藻整個生命都會一直生長,我想知道它為什樣可以這樣。例如吸收得越多光,海藻就會越多,對比一開始的時候會大很多,和其他植物一樣會一直長高。這和我們生物不一樣,去到某一個歲數就會停止,不會再長高。但植物不同,植物會一直長高,直到他們死。究竟它們會不會因為已經長到最大再長不到,打橫去生長?我很好奇,如果將這些因素放進去生物那兒,懂得動的,不是植物,例如斷了一隻手,可不可以重新生長?」
老師也看到學生的轉變。
張主任:「以前他們學習的時候都比較被動,他們習慣了老師說什麼就跟著做,老師寫了什麼東西在黑板上,他們就會照抄。但現在感覺上同學有了很大的變化。因為他們真的會因應專題研習會做很多資料搜集…。這就正正反映了自主學習的影響…為了達到自己的專題研習的目標,他們就會自己找資料,自己去商討可以怎樣做到最好,有很多嘗試的空間。」
張老師:「他們的學習動機是提高了不少的。就算是平常比較被動的學生,他們都會願意去摸索。」
為什麼學生變得主動及願意去探索及思考呢?
老師為學習促進者 — 「我希望我們的課堂可以變得非常 student-oriented」
老師在設計STEAM課題時,刻意開放空間,以帶動學生思考並發現問題,提升學生的學習動機,並讓他們在研習過程中運用初中所建立的知識基礎。透過轉變傳統的教學模式,老師成為學習促進者,讓學生在學習過程中擁有更多思考的責任和空間,尋找「自己的答案」。
張老師:「我會覺得我在整個過程入面屬於一個 facilitator…他們應該沒有試過有一個專題研習讓他們先做大膽的假設。因為我們很多時候做實驗都已經有了一些設定給他們,還有一些實驗的步驟,很清晰地guide著學生做。有什麼需要注意,很清晰已經給了他們,因為我們想同學從實驗中得出相同的結果。但這次計畫就不同了,因為同學有不同的假設,所以他們就可以透過不同的實踐,去找他們自己的答案。」
老師增加了學生之間在課堂上的互動,讓他們在協作中主動學習。
黃老師:「事實上之前都比較用到比較傳統的教學方法,就是由老師教,然後讓學生吸收。師生互動比較多。但現在的教學模式,就是多了學生之間的協作,很明顯地學生能夠互相討論,互相搜集資料,再嘗試。學習形式就由本來主要是老師和學生之間的互動,變成了很多學生之間的互動學習。」
學校創新學習空間,推動STEAM教育
學校為推動STEAM教育,透過多種方法創新學習空間,增強教育創新力量。在第一年參與計劃時,由於疫情影響,學校在教育基建上欠缺空間,老師在進行STEAM教育時受到限制。第二年參加計劃時,學校透過不斷更新教育基建推動各層級人員的參與學習。
- 以舊帶新
由於是第二年參與,學校採用「以舊帶新」的策略,建立團隊能力。年資較高的老師幫助到剛剛入職的更加快上手,同時達致老師間的同儕學習。 - 以「科研隊」及「創科隊」作先導
學校設有「科研隊」及「創科隊」作拔尖活動,讓老師可以先給這些隊伍作體驗課題中的探索式學習設計,然後考慮是否適合遷移至常規課堂。 - 推動跨科合作的STEM教育委員會
學校成立STEM教育委員會去邀請不同學習領域的同事一起參與,一起去構思如何透過有經驗的先導課題來設計STEAM 學習內容。 - 以KLA會議增加跨學科領域協作
學校設有定期的跨學習領域(KLA)會議,讓不同學習領域的召集老師互相分享。因KLA會議不只是科學科或者是科技科目的老師參與,過程中令STEAM 老師探索更多跨科合作機會。例如,就著STEAM課題中解決未來糧食危機的討論,老師就和英文科商議協作的可能。 - 設共同備課節
學校在中一到中三級別的老師每逢禮拜三都會有一節共同備課,讓老師可以共同設計教與學。 - 上傳實況下達資源
除了設有政策要求老師要定期匯報計畫,讓管理層包括校董會知道實施情況理解老師的需要。學校申請了資優計畫基金及IT Lab的資金,讓老師可以購入比較昂貴的教學設施如3D打印機及鐳射打印機等。又申請了資優教學基金,聘用教學助理幫助發展STEM教育,亦幫助老師製造不同的教育軟硬件。 - 持續發展
承著以往創新實踐的經驗,亦繼續會有教育基建上的更新,以持續發展教育創新。例如學校已有STEM週會,明年會有一個STEM嘉年華展示學習成果及推動學習氣氛。
靈糧堂怡文中學的團隊讓我們看見,在教育創新的過程中,如何在困難的景況中透過不斷更新教育基建推動各層級人員的參與學習。
「以全方位自主學習推展校本STEM課程」計劃由優質教育基金贊助
此計劃產品版權屬優質教育基金擁有,未經許可,不得翻印以作商業用途
結合設計思維的STEM學習課程
救世軍卜維廉中學
救世軍卜維廉中學的老師為學生設計了一個結合了設計思維及應用電腦編程的STEAM 課程。課程亦希望培養學生的同理心和創意。這個校園優化師的STEAM課程,是在中二年級推行。同學化身為校園優化師,先學習一些電腦程編程的應用和設計思維的知識,然後分組觀察校園小食部、洗手間及教員室有什麼問題他們想解決,跟著設定目標,再思考如何應用所學的編程知識來製作模型解決問題。最後作一個跨班展覽會,讓同學作互評,優化作品。同學們都發揮創意,製作了各種不同優化的措施,例如替老師運送書簿的運輸升降機、偵測小食部醬料的調味料監測器、為殘障人士設計的智能盲人拐杖等等。
在最後還有評選活動,由老師及學生從4班中選出優秀的作品,給予鼓勵。
學生透過互相討論觀摩,增長知識
從觀課、學生討論及老師訪談中,學生積極投入參與課堂活動,學生有分班別學習及聯課學習的時間。四班學生可以透過堂上及線上的討論及進行同儕觀摩、互評和分享,豐富學習經驗。
學生 1: 「我覺得最深刻的就是小組討論的時候,每個人的理解都不一樣。可能你理解成這個意思,但當你的組員提出你的見解可能有些疏忽漏洞,有些地方不正確。如果組員有提出糾正的話,那麽你就可以改善自己的缺點,又可以完美地增強自己的理解。這樣就會比較好。」
學生 2: 「我覺得可能是當其他小組的人發表意見的時候,我的觀點就不限於自己的組別,我還可以知道其他人的想法,然後結合自己的想法,做得更好。」
跨科協作,支援STEAM教學
本年度在中二年級推行SDL-STEAM 計劃核心團隊共有四位不同學科的老師,分別教授電腦科、物理科、生物科及數學科的老師。教師與我們分享,每週星期一下午均有2 節共備時間,好讓老師準備課節、分享和商討教學進度等等。透過共同備課節老師商討整個教學的流程,互相配合,增強跨科的合作。他們在課程設計上融入自主學習的的元素,來設計課堂活動。
「還有我們的做法就是不同的老師有不同的專長項目上有時候可能會有combined lesson,有時候還會有老師比較熟悉某些範疇,那麼就會由他們負責那個單元的教學,而其他老師就會從旁支援。那麼就變成了每一個單元都會以我們所謂的最強陣容去處理。」
節錄自老師訪問
課時不足及人手資源是學校常遇到的問題,救世軍卜維廉中學團隊如何能夠組織團隊及騰出足夠的課節來推行結合設計思維的STEM學習課程呢? 以下是團隊與我們分享的一些點子。
以舊帶新,薪火相傳
學校今年的IN-STEAM團隊是由往年有參與計劃的種子老師盧sir帶領團隊,加入三位來自不同科組新成員,以舊帶新,薪火相傳。同時團隊有明確的分工,老師依據自己的專長輪流設計和規劃相關課節,教師的專業能力得以發揮和成長。課程方面沒有太大的改動,只是將去年的課題優化,希望提升學生的學習興趣,從意念到實體製作。參與計劃的老師指出學校的學生喜歡動手的工作,今年的課程與去年的不同之處就是期望學生能夠應用所學,從意念到實體製作,他們能夠製作一個實體模型。經過20節的 STEAM課堂,學生能夠運用teachable machines, Scratch, Micro bit的編程知識,製作優化校園的模型,並作攤位的展示。
快樂星期三下午—結合設計思維的STEM學習課程
領導團隊與我們分享救世軍卜維廉中學銳意為學生打造不同的學習歷程,學校每逢星期三下午是非一般課堂,稱為「快樂星期三下午」,它既是課堂,亦都是課外活動。不同的年級有不同的主題。中一中二年級就是STEAM的課程。中二年級的STEAM課程,一年有二十節的課堂,分階段學習設計思維、電腦編程技能、產品設計、製作和展覽等。學校希望能有充足的STEAM課時,讓同學用同理心思考,將學到的知識加以綜合和應用。
香港大學CITE團隊很感謝老師團隊一年以來付出的努力,盧溢豐老師在參與計劃期間,與不同教育同工分享學習設計室的使用及學校實施的範例。
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從多層級學習到發展學校的「成長心態」
香港基督教服務處培愛學校
香港基督教服務處培愛學校的多層級STEAM創新團隊一路以來都明白自主學習對學生的重要性,學校期望今年透過與香港大學教育應用資訊科技發展研究中心(CITE)的支援人員同行,豐富校本STEAM課程,讓學生能夠透過STEAM學習,發展自主學習及同理心。創新團隊內不同層級的同工,包括校長,中層管理人員,以及科任教師,透過學習為學生打造自主學習空間。學校很高興看見學生的學習顯證,以及創新團隊豐碩的學習成果。這次的經驗,讓創新團隊更有信心透過自主學習推展STEAM教育,並計劃透過具體策略如深化及延展,鋭意進一步發展STEAM教育,全面提升學生相關的知識、技能、態度及21世紀能力。
學生的學習-從生活出發,以愛心主導的自主學習之旅
課程統籌李凱玲主任表示今年的STEAM課程以設計智能家居為主題,旨在探討如何利用科技去照顧校內肢體傷殘學生的需要,為他們提供更加舒適和便捷的生活環境。她指出課程內容同時強調包容、尊重和關愛他人的價值觀。在設計智能家居活動中,學生運用所學的知識和技能,包括編程,將科技概念應用於日常生活,培養學生的創造力和解難能力,激發他們對STEAM領域的興趣。活動中教師鼓勵學生動手設計及完成家居模型及組裝mBlock智能裝置。學生透過匯報,分享自己的設計概念,從而提升自我表達能力。教師們發現,在學習的過程中,學生關注其他肢體傷殘學生的需要,主動搜尋相關資料,設計一些理想的智能家居方案。例如,將智能裝置應用於家居照明、自動門窗系統等方面,讓肢體傷殘學生更輕鬆地控制家居環境,提高他們的生活質素和便利性。總結經驗,學校的多層級STEAM創新團隊認為STEAM教育不僅能夠提升學生的學習興趣和自主學習能力,還能夠培養學生重要的價值觀。如人文關懷和社會責任。
李啟明校長指出透過STEAM活動,學生可以在具體的問題中發揮創意,並透過實際的操作和實驗,體驗到科學和技術的應用,從而激發學生對STEAM領域的興趣和熱情。李校長認為對於學生而言,STEAM活動不僅是一種學習方式,更是一種學習態度,學生在活動中,需要自主學習、主動尋找解決問題的方法和途徑,並透過自己的努力和創意,完成一個具體的產品或產品原型。在這個過程中,學生可以體驗到自己的成長和進步,慢慢地建立起自信心和自尊心。李校長表示一位學生在接觸智能裝置後,主動在網上搜尋相關資料,希望自主研發一個澆水器,用來灌溉校園的植物。李校長很高興看見學生成長的顯證,他深信學生在這自主學習的探索過程中,縦然會遇上困難,但亦會感到非常滿足及自豪,並逐漸培養出自己對科技和工程的興趣和信心。
教師的學習-從得到別人的啟發,到自主探索的豐富教與學之旅
科任教師周柏堅老師指出,參與In-STEM計劃的教師工作坊,從其他學校同工的分享中得到啟發。他認為工作坊能夠幫助教師深入了解STEAM教育領域中不同的教學方法和策略,並在自己的課堂中運用,從而提高學生的學習成效和學習動機。其中一個例子包括如何教授學生設計和編程一個智能植物盆栽系統,並將其應用於學校的植物園地中。相關的學習活動不單將STEAM教育和實際科技應用結合起來,更讓學生學習到如何運用科技來解決日常生活中的問題。課堂中還滲入其他重要元素,例如監測植物的生長環境、公平測試、愛護生命及保護環境等。周老師表示其他學校的成功經驗能夠幫助教師開拓新的教學思路,進一步認識創新的教學方法,工作坊同時也能夠促進STEAM教育領域的交流和發展。
另一位科任教師梁麗妍老師亦表示,她發現透過參與智能家居設計活動,學生在實際操作中學習到不同的知識和技能,例如智能裝置的組裝與操作、程式編寫等,活動能提高學生的實踐能力和創新能力,發展學生的創造力和解決問題的能力。梁老師指出在觀摩其他學校的學習設計中,教師可以從中學習到新的教學策略、學習活動和教學工具等,從而擴闊課堂設計的可能性,讓學生能更深入地學習、讓學生的學習更有趣。
另一位科任教師黎君老師指出STEAM教育強調實踐和創新,因此教師亦需要不斷學習,嘗試新的教學方法和策略,以滿足學生的學習需求,提高學生的學習成效和動機。在校內嘗試新的教學方法,不僅可以讓學生學習到更多的知識和技能,也可以激發學生的創造力和創新精神,培養學生解決問題的能力。黎老師認為教學過程的探索,即使未必一定成功,卻是學與教專業發展過程的重要部分。黎老師希望教師可以與學生一同發現問題,一同思考解決方法,學習過程可以增進師生之間的互動和溝通,也可提升學與教效能,對黎老師來說,這是教學過程中,非常精彩的一部分!
學校的學習-從創新團隊專業能力的提升,到孕育出學校的「成長心態」
李凱玲主任指出,隨著STEAM創新團隊的經驗、信心和專業能力不斷提升,學校在STEAM教育方面的發展也會不斷擴展和深化。學校的共同願景是透過STEAM教育的進一步發展,學生可以學習到如何運用科技和工程知識來改善日常生活,提高學生的實踐能力和創新能力,讓學生能夠更好地應用所學知識解決實際問題。
學校計劃在未來的學年進行以下的措施,延展STEAM教育。首先是深化STEAM教育的科學探究元素,學校將透過學生設計實驗、收集數據、分析結果和得出結論等科學方法,培養學生的科學思維和探究能力。同時,學生還可以連繫不同科學知識,將其應用到實際問題中,進一步提高學生的實踐能力和創新能力。學校更會為學生打造更多自主學習空間,讓學生進行自主學習和研究,進行創新性的實踐活動,以培養學生的創造力和解決問題的能力。此外,學校期望將來能有機會與其他學校進行STEAM教育的專業交流,透過交流促進學校之間的協作,並促進學生和他校學生之間的同儕合作,讓教師學習到其他學校的優秀教學策略和經驗,共同推動本地STEAM教育的發展和進步。CITE支援團隊非常欣喜看到學校STEAM創新團隊的成長,透過多層級連繫學習,他們從學校為他們打造的學習空間及機會中不斷成長,如參與共同備課及出席支援計劃工作坊等。他們對STEAM教育的發展更有承擔、並銳意在相關範疇透過學習及探究,不斷提升自己的專業能力,更好照顧學生的不同需要。
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創建空間,促進學生學習的能動性
北角衞理小學
北角衛理小學IN-STEAM團隊,由一班充滿熱誠幹勁的科主任所組成。他們創建不同的學習空間,讓學生應用不同的學科知識協作解難,成為21世紀的學習者。本年度的IN-STEAM專題探究,在小六年級進行,名為智慧校園–智能雨擋 。老師希望學生透過科學探究及工程設計循環,為學校設計及製作一個智能雨擋,並為學生在開放日,設置攤位讓學生介紹自己的作品,為學生打造一個全方位的學習旅程。
探究從日常生活環境出發
老師先讓學生閱讀日常生活中的意外事件的文章,接著讓學生用4F(Fact, Feeling, Finding & Future)方法寫出閱讀後的感覺。跟著聯繫到校園的安全問題。老師再讓學生探究在下雨天校園出現的問題。學生先進行觀察,然後化身為小記者訪問不同的持份者,例如:校長、老師、同學和工友,了解在雨天情況下的學校安全問題,從而設定探究的問題。接著根據自己的能力向度,於小組進行分工作自我規劃。再分組進行科學探究,找出雨量檢測器的最佳值,再繪畫草圖並應用Mirco:bit的編程技巧,製作智能雨擋,並進行互評,改良優化作品,繼而在開放日展示及介紹產品。
自發自主的學習
從老師及學生訪談中,都不難見到學生有學習的能動性。同學們透過線上線下的討論,層層地推深知識。令我們感到驚訝的是學生自發應用多人多屏視訊會議 (ZOOM) ,在家中與同學討論,如何選擇合適的物料。以下是學生訪談的節錄:
訪問員:
你們討論的過程中,眾多物料中,同學有用紙巾、運動服,但你們很特別,也很欣賞你們懂得用包書膠,為何用包書膠而不是其他物料?
學生 1:
因為紙巾容易吸水,吸滿水後水會滴出來,所以沒有選擇紙巾。
學生 2:
因為包書膠是用膠,比其他材料跣水。
學生 3:
專題開始前在常識課有做過訪問,訪問之後劉Sir叫我們回去預備一下,我們即日開了zoom,討論用甚麼物料,背景要怎樣畫,又上網查別人用什麼物料,最後決定用包書膠。
學生 4:
因為我們上網查過有什麼防水工具是最好的,見到包書膠,每人家裡都有包書膠,所以拿來用。
學生 3:
我想補充一句,我們不是上網看見,是自己討論,看到網上的,找不到他們說好的,他們說好的我們覺得不太好,排除不好的,再想想家中有什麼物料,最後選了包書膠,因為有很多剩餘。
任教的老師亦指出學生主動積極地學習,在製作的過程中雖然遇到不少的困難,但是他們都先會上網搜集資料,自己找尋答案,再向老師提問及進行反覆的測試,有很強的自我反思能力。同時亦能透過互評,向同學提出批判性的提問及具建設性的提議。與此同時,學生應用工具的技能純熟了及對自己作品的要求提升了,他們會花額外的時間去改良優化其作品。
為提供更多的學習空間,馮婉湄助校帶領四位學生於CITE 知識交流會上,就產品商品化及發展學生的開拓與創新精神,與專家分享、交流及討論。
學校更鼓勵同學參與比賽,吸收不同的學習經驗。在本年度我們亦很欣喜學校於SDL-STEAM 學生獎勵計劃團體獎中,獲得最佳短片大獎及 SDL-STEAM實踐大獎 。
究竟如何能促使學生學習的能動性及推進學校STEAM教育的發展呢? 北角衛理小學IN-STEAM團隊及領導層與我們分享了以下一些策略。
老師要信任學生的能力並放手讓學生從失敗中學習
SDL-STEAM老師團隊表示在整個過程中老師在角色上也有轉變,就是淡化老師主導者的角色,增強促進者的角色。老師要對學生的能力有信心,亦指出讓學生去試錯過程中,怎樣面對失敗,面對所得的結果不似預期時,如何應變解難。
老師1: 「我沒有想過他們會這麼投入,有部份學生我覺得對於他來說應該是很困難的,但他們也很投入一起去合作,即是可能做的部份參與不多,但都很願意去做,另外就是臨場應變,因為剛才你見到我的班別有五組,很多都告訴你要用很短時間重新製造,全部都難了,有一組,甚至是原本沒有事,在美化過程中變得messy,不過沒有讓大家看到,但他怎樣去很快地重新調整,我覺得這個過程是快的,最後都可以重新再做。」
老師2: 「有一些不同,他們願意去嘗試,他們的自學精神很強,回來的時候,當然未必很work,但願意去嘗試,這裏他們就OK,另外我見到其實他們做實驗,就像上次滴水,第一次他覺得不行,我要滴三次拿一個平均數,見到他們都嚴謹,將學到的東西都會用得到。」
老師3 : 「就像剛才說的facilitator很重要,不要馬上說答案,讓他們去嘗試,有時候是老師沒有他們這麼厲害,不要覺得我們是萬能,有時候在過程入面他用熱溶膠和膠水比我們更厲害,更加知道怎樣將兩樣東西去黏合一起,因為他失敗過很多次,試錯過很多次,所以它可以告訴我們怎樣去用。」
老師4 : 「在合作學習方面我覺得對他來說是一個很好的機會,讓他們知道自己的強項和要面對的學習經歷,以及是一個失敗的體驗,也是很重要的,一定沒有東西是一開始就成功,當中一定有很多的挫折,然之後會重新修訂目標,這一個機會是必須要有一段時間,起碼一個project,最少一個月,而我們今年用了一整個學期去做這件事,中間他們遇過很多挫折,而怎樣可以修正和做好,就是他們人生的一些成功點,我覺得這個就是我們老師可以給予學生的一些互動機會和好好的學習條件。」
騰出課時,讓學生體驗STEAM全方位學習的樂趣
北角衞理小學非常重視全人教育,所以在學校的時間表編排上有特別的安排。校長與我們分享上午是學科和術科,下午全部是非正規的體驗全方位課程,包括人文關懷、健康生活、藝術涵養、和科學能力等四個範疇的學習。編排STEAM活動課時在時間表內,讓學生有足夠時間學習。小三至小六年級下午的STEAM課,每星期都有有45分鐘,是常識科和電腦科的延伸整合課,也是知識學習的延伸,不過不用考試。內容超越課本課程,重點是經歷、體驗、探索和動手做探究的課程。團隊老師亦指出學習不只是我去說你去聽,而是需真的要一段時間去讓學生去經歷,然之後去檢討,去自我反思後還要修訂,這個正是SDL的精神。
透過實作和探究,作為評估的一部份
學校已有長久形成性評估文化的建立,同時重視專題研習和探究式的學習,會有20%的平時分計算在成績表內。學校有一套評量的準則,讓家長及學生知悉。學校領導層希望透過多元化的評估如實作和探究的過程作為評量,對於寫字較弱,或者可能語文能力較弱的同學,可在學習過程中呈現出來的能力,令表現更全面。
學校其他基建的配合
- 安排級活動,例如跨班匯報,促進學生同儕學習。
- 學生活動的短片會上載到Google Classroom,邀請家長觀看,作為家長的推廣教育,讓他們了解學生的學習。
- 曾參加計劃的種子老師在本學年的其他級別,繼續運用學習理論框架,設計和實踐SDL-STEAM教育。
- P4-6任教常識科的老師,都有常識科及電腦科的老師,以促進跨科協作。
- 鼓勵老師透過網絡學校的觀課,擴闊老師的眼界。
- 設有共同備課時間,讓老師協作溝通。
- 學校會透過科組會議、中期及年終分享會,會與全校老師分享計劃的成果,與及對團隊老師所付出的努力,作肯定和認同。
- 在傳承和知識管理方面,所有相關的教材都會編製成小冊子,繼續優化。P4-6每級常識科最少留一位種子老師持續發展,以完善高小的SDL-STEAM課程。
北角衛理小學IN-STEAM團隊,讓我們知道放手賦權學生及創建不同學習空間,對於促進學生學習的能動性的重要。CITE團隊亦很欣喜學校能建基於已有的評估文化,加上跨科協作,為學生打造一個全方位的STEAM學習課程。
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賦權學生,拓寬自主學習空間
香海正覺蓮社佛教陳式宏學校
香海正覺蓮社佛教陳式宏學校參與香港大學舉辦的自主學習計劃多年,有豐富發展校本STEAM課程的經驗。學校以創科為本及關懷社區的精神發展校本STEAM課程,並有三大宗旨:
- 讓學生從生活中的世界和社會問題出發,引發學生運用創意、協作和解難能力,提升學習STEAM相關學科的動機。
- 讓學生運用自主學習模式於STEAM課程中,輔助他們去解決問題。
- 讓學生從活動中實踐感恩心、同理心、慈悲心、自信心、精進心、智慧心,銜接學校特色價值教育(生命教育)元素。
2022-23年,學校作為INSTEAM資源學校,透過常識科與電腦跨科協作,為五年級的同學發展了「智慧校園」的SDL-STEAM學習設計。老師希望學生關心校園,發展其同理心,找出校園可以改善的地方,運用科技和其他已有知識,設計智慧校園方案,並建立可操作的模型,證明方案的實作性。
STEAM 學習從解決身邊困難出發
整個設計給予學生許多自主的空間,各班學生首先通過實地考察和訪問找出校園需要改善的地方作為設定學習的目標,然後選出當中八個可行的方案。各班學生再選出三個方案進行探究。在過程中,以協作學習提供互動的機會,不同能力的學生在組內擔當不同的角色。學生需要學習及應用Mirco:bit的進階功能、分組進行繪畫草圖、進行互評及優化、再討論,然後製作模型及進行匯報與評估。在整個過程中,學生同學發揮創意及同理心,他們自主地在網上找尋資料,勇於嘗試解決困難,聆聽及給予同學的意見,改良產品。從以下的學生訪問可見一斑。
學生 1 : 「在互評當中,有幾位同學帶出了一個問題,就是如何令裝置防水,然後當裝置的電量耗盡應該怎樣解決。我也想到一個辦法,我們可以利用太陽能使到電池儲電,及供給Mirco:bit電量,然後晚上再用電池提供電力。而防水系統方面,我們可以利用膠板貼上裝置做到防水效果。」
學生 2 : 「 我是做找老師的,我們遇到的困難是,每次開機閂機這個動作很耗電,然後我們改變了策略,就是一直開住裝置,同時按A, B 制就會出現一個問號,然後發送在另一個裝置上接收回覆。去到後期,我們也遇到另一個困難,就是我們不清楚別人是否收到發送者的訊息,然後後期我們做了一個程式就是反向發送,發送完後,就可以馬上向自己的裝置發送OKAY,代表發送完成,如果沒有發送完成,就會顯示一個NO。」
學生 3 : 「建議用LED燈代替燈帶,因為LED 燈有多種不同的顏色代表不同老師的顯示顏色。此外, Mrico:bit出了一個更加多擴展器的版本連接駁口,擴展器有幾十個插口可以供使用。例如座位有四位老師,我們就可以放四個,這樣,不用擴展器也行,因為原本位置都有四個燈帶,四個可以插LED燈的位置,而且可以用編程控制LED 亮和不亮。」
我們很欣喜學校於SDL-STEM 2023學生獎勵計劃團體獎中獲得最佳短片大獎。在學生個人獎項方面 ,同學分別獲得STEAM自主學習之星大獎 及齊來造星獎。
教師不斷的蛻變,掌握自主學習的教學模式,拓寬學生自主學習的空間
兩位教師均表示加深了對自主學習教學法的認識,第一年參與計劃的老師表示認識自主學習的教學模式更多,和注意到學生學習的多樣性。另一位較資深的老師表示在學習過程中需要不斷的蛻變。她舉例說第一年,全級統一做一個產品。到第二年開放了一個空間讓學生自己構思設計步驟。今年,再進步開放一些,連題目也沒有限制,總主題是智慧校園,究竟想設計什麼,對象是誰,都均由學生自己定斷。因此智慧校園之下有很多不同產品出現,相對於師教的挑戰也再大一點,老師需要有更多的準備功夫,甚或與學生一起學習研究新的知識和技能。
同時教師亦表示透過香港大學團隊舉辦的學習設計擂台及聯校的觀摩活動,增加交流,促進專業成長。師教亦與我們分享經過整年的學習,學會了如何拿捏促進學生自主學習的過程。例如: 何時應給予鷹架,何時讓學生自由發掘創作。
參與計劃的老師更指出透過共同備課會議,討論課堂策略、優化課堂設計,提升他們對SDL-STEAM學習設計及評估素養的知識。作為資源學校有機會與其他學校分享經驗,亦擴闊了他們的眼界及反思自己的教學。
學校領導層提供不同的機會讓學生、老師及家長,多方參與SDL-STEAM 活動,建立多層級的學習圈
學校明白到要SDL-STEAM計劃全面成功地推行,必須緊扣學生、老師及家長三個持份者。在學生方面,學校鼓勵學生出外參觀和參加STEAM比賽,擴闊視野。課後開設STEAM興趣班/拔尖班。舉辦STEAM Fiesta,提供科創空間和氛圍,讓學生從做中學習,提供科學探究和自主學習的空間。今年的STEAM專題更開放研習範圍,讓學生自由選題。教師於課堂外跟進小組的學程,了解他們的想法,從而作出指導。學生透過「動手動腦」學習,以協作學習提供互動機會,不同能力的學生在組內擔當不同的角色。學生完成作品後讓學生分享設計、進行互評優化作品。
在教師方面,學校賦權教師,並提供課程空間及彈性,讓教師在時間、課次及課程內容上可作增刪,作課程統整。在提升教師專業培訓方面,更靈活地調配課堂,讓教師參加工作坊、研討會及公開課或進行課研。亦會利用課堂研究提升老師的專業,教師參與觀課後,會因應學生回應調節教學內容。學校領導層更支持跨科組合作,在課堂調配及安排、技術支援、外間支援等適時提供支援。同時實施計劃的老師亦會在科務會議中舉行分享會,讓全體科任了解STEAM學習。
在家長方面,學校會舉辦家長會、學習成果分享會,讓家長認識、了解及支持SDL-STEAM教學理念。
我們很高興香海正覺蓮社佛教陳式宏學校在推行SDL-STEAM計劃中不斷的蛻變求新,及式宏家各成員所付出的努力。
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