讓學生天馬行空的SDL-STEM學習之旅
聖公會李兆強小學
參與In-STEM 計劃前 – 教學模式的蛻變
學校渴望透過教師培訓，採納其他教學方式，希望能夠體會學生在學習的過程當中，有各樣的可能性，教師亦能從中觸發自己新的想法，為課程發展和教師的專業發展都有進步。適逢學校成立25周年，老師能否藉此發展SDL-STEM的學習活動以配合學校主題和發展方向？
學校在2021/2022學年的突破 – 配合校慶活動及學校發展方向的學習設計
常識科教師希望培養學生的自主學習和電子學習能力、綜合和應用知識與技能的能力、創造力、協作和解決問題的能力等，於是想到小四常識課題關於空氣的阻力時，發展製作降落傘的學習設計，讓學生以自主學習模式，發揮創意，經歷完整的工程設計過程。另一方面，教師覺得學生好像是為做而做，欠缺一個合理的情景引入。團隊教師和CITE團隊在共備會議時，一同思考，會不會有些學校政策，或者發展方向可以互相配合呢？想到本學年正是學校25周年校慶，如果以此作為活動情境，設計降落傘，令降落傘在下降時，進行一些有慶祝校慶元素的表演節目，讓學生表達對學校的感謝和關愛，相信會提高學生參與動機和興趣。再加上學校的三年發展關注事項包括了自主學習及提升創意，以往亦有做過合作學習，今次常識科發展這個課題，與學校政策極為配合。
學生︰「我是加了banner，圖案上是慶祝25周年校慶的設計，然後加上光輝燦爛新一頁的字，原因是希望學校能有光輝燦爛的未來。」
學生的突破 – 以自主學習經歷完整的工程設計
團隊教師精心策劃的降落傘學習設計讓小四學生利用工程設計循環，構思和設計降落傘，然後選取最佳方案，利用家中或購買簡單和所需物資，製造一個符合評分標準的降落傘，並在學校進行測試及紀錄結果，最後在班中匯報實驗結果，進而改良設計。
除了工程設計過程，自主學習亦是學習設計的重點，教師引導學生善用電子學習模式，利用網上學習管理平台上載作品和初步測試過程的短片，分享成果，學生需要在討論區進行同儕互評，教師也會給予回饋。學生收集意見和評價後，在未回校前，已自行作出多次改良，優化降落傘。
在疫情影響下，活動由小組形式改為由每位學生獨力製造一個降落傘，對於一個小四學生來說，有很大的難度和挑戰，但藉此有助提升他們的解難能力、堅毅精神等，提升自主學習能力。
以下簡述學生以自主學習經歷工程設計過程︰
1) 了解活動情境及工程設計過程 | 教師以學校25周年校慶為題，引入活動情境，讓學生了解活動目標和原因，然後學習工程設計過程的五個主要步驟。 |
2) 設定目標 | 學生透過腦力激盪法，提問及回答有關活動情境和計劃中會遇上的問題，然後搜集相關資料，了解限制和評分標準後，定義自己設訂的目標。 |
3) 構想方案 | 學生可以天馬行空想像，訂立一、兩個或更多的解決方案，再繪畫設計圖。 |
4) 計劃 | 學生自我規劃製作時所需要的材料、技術和時間，然後才選取一個最可行的方案。 |
5) 製作和測試降落傘 | 學生根據個人設計，在家中製作降落傘及進行初步測試，然後在學校裡進行正式的測試，紀錄實驗結果及分析。 |
6) 改善設計 | 根據實驗結果，反思及改良降落傘，將改良後的降落傘的降落情況拍攝下來，並匯報作品的特色，在網上學習管理平台iLAP與教師和同學分享。 |
7) 自我評價及修訂 | 就著知識、技能、態度和匯報情況四個範疇，學生評估自己在過程中的表現，同時分享當中遇到的困難或問題，以及解決方法。 |
教師的突破 – 給予天馬行空的創作空間並力求改進
為了提高學生的自主度，教師刻意加入更大自由度和開放式提問，令學生可以有不同選擇和設想。教師引導學生嘗試透過天馬行空的想像，想出不同的解決方案，再鎖定一個來製造產品。物料上除了一些基本建議例如平口膠袋、扭蛋、綿繩等，教師會強調及鼓勵學生可自由選用任何物料，製作傘面、降傘的器皿、裝飾等。另外，學生需要自己決定傘面面積，令降落傘能夠停留在空中的時間越長，表演的時間也可以相對增加，過程中，要紀錄不同傘面的測試實驗結果，作出比較和分析，找出最佳降傘面積。
團隊教師相信要學生經歷一個完整的工程設計循環，必須要讓他們經歷改良和優化產品的一環。其中一個預期學習目標是提升學生的創意思維，有教師認為學生最初的設計太過簡單，款式有如倒模，於是設計一些特別課堂活動，讓學生觀察其他學生作品，進行小組討論，找出可行的改善方法，並且互相評價作品，優化方案，課堂效果非常顯著，學生真的能發揮更多創意，改良後的降落傘真的是各式其式，煥然一新！有學生能發揮創意，想到利用口罩、布作為傘面，甚至利用汽球來製造降落傘，亦因為需要加入校慶表演元素，有些學生在傘面上繪畫漂亮的25周年校慶標誌和蛋糕，也有很多閃閃的裝飾，甚至運用LED燈，非常漂亮，更有學生設計降落傘在降落時爆出彩色紙碎，非常美麗！
學生︰「因為看到各位同學的降落傘全部都很漂亮。」
學生︰「可以看到各位同學的降落傘的降落時間，自己的也可以做一些改變，然後，可以在開心之中學習。」
學生︰「謝謝羅老師給我這麼多的建議及不斷叫我改良。」
學校管理層的突破 – 課程主任加入團隊協助
為配合計劃和學校發展方向，校長特意規劃團隊成員，令多層級的學校成員都能參與，有課程主任、STEM統籌、常識和電腦科主任，亦有數學科教師參與，一同策劃小四常識的跨學科課堂和活動。同時，課程主任也會施教，更能了解團隊各種行政和教學需要、跨科調適和安排、場地規劃等。團隊中有新和舊教師成員，部份成員富有STEM教學經驗，熟悉工程設計概念。
團隊負責人非常細心，預早規劃所有共備會議的日期和議程，讓設計能按月逐步發展。團隊成員的分工十分明確，每位團隊教師均會輪流負責帶領共備會議、準備課堂物資、設計教材和活動工作紙等，令所有成員均能有所發揮，有利及後的課程發展。而副校長和STEM統籌更安排專業發展工作坊予全體常識科教師，提高他們對工程設計和自主學習的認識，為未來在各級推行做好準備。
突破所需學習條件 – 無懼疫情影響，特別安排讓學習活動繼續進行
雖然突然來了一個特別假期，教師並沒有因而延後學習活動，反而決定提早開展課堂引入，在網課讓學生了解活動情境，再去搜集資料，然後分享一些學生的研究或資料搜尋的結果，著他們趁著一個多月的假期在家想像解決方案、設計和製作降落傘，並進行初步測試。學生在網課中，表現非常投入，積極回答教師的問題，並十分期待動手製作的環節。但亦因為網課要趕及在特別假期開始前進行，學生在搜集資料的時間略為縮短，令一些學生可能在未太理解活動背景或科學原理下，便需要開始設計和動手製作，他們擔心能力不及欠支援，未能獨力完成作品。
不過，教師也因此而調適了一些教學設計，其中一個改動是有關降落傘的成功準則。由於學生可能只可在家中進行初步測試，地方受到限制，因此，其中一個成功準則，由最初設定降落傘的著地時間為 6-12 秒，減至3秒。另外，教師增設上載測試結果討論區，讓學生互相參考同學的設計和實驗結果，鼓勵互相評價和回饋，幫助學生在家中學習。這些積極的改變令學習活動得以按時序進行。
復課後，團隊教師又立刻安排學生在禮堂進行正式測試，爭取同儕學習的機會，讓學生可以比較不同的設計，更進一步改良成品。團隊教師對學生能力的信任，與學校發展方向一致，讓學生經歷一連串的學習任務，讓他們以自主學習模式經歷了一個非常完整的工程設計循環，得益不淺。
學校在本中心舉辦的教師獎勵計劃 2021/22獲得「SDL-STEM 學習設計獎 – 自主學習的教學策略（工程設計）」及「SDL-STEM電子學習平台 (iLAP)最佳應用獎」，王副校長和團隊教師出席頒獎典禮，分享得獎感言，並且在計劃成果分享會的學習設計擂台中，分享製作降落傘的學習設計及參與答問環節。歡迎觀看這個短片，重溫他們的精彩分享。
「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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