走出課室的STEAM實踐,
從社會需要出發的自主學習之旅
天神嘉諾撒學校
天神嘉諾撒學校在 2024/25 學年延續並深化去年的自主學習推展校本STEAM課程(SDL-STEAM)的單元主題「家/校·一點智慧」,以「耆樂無窮」作為單元主題,進一步將設計任務從關注日常生活中的小發明,擴展至回應長者生活需要的創新實踐。這不僅延續了學生參與工程設計循環的歷程,更深化了學生對關愛社會的理解和提升參與感,並讓學生在真實情境中設定目標、自我規劃、自我監控、反思與修訂,展現自主學習能力。
承接「一點智慧」開展「耆樂無窮」:設計思維的延伸與深化
在「家/校·一點智慧」的基礎上,「耆樂無窮」的課程設計從鼓勵學生以個人與家庭生活的微觀視角辨識問題,逐步拓展至對社區與社會的關懷層面。因此,是次六年級的SDL-STEAM課題聚焦於回應長者生活上的需要,鼓勵學生透過真實情境觀察與調查訪問,發掘長者面對的日常困難,並透過工程設計思維提出實際可行的方案並設計產品。學生經歷了「調查 → 辨識問題 → 設計解決方案 → 設計產品→試用與評價→反思→優化與迭代」的完整循環。在此過程中,學生展現出對生活的敏銳觀察力,能積極主動地搜尋資料、商討和試驗解決方法,並展現出設定目標、自我規劃、監控、評價與反思的自主學習能力,以及回應社會需要的責任感與創造力。以下引述盧副校長關於融入關愛長者價值觀教育的想法:「因為今年的主題是和我們核心「價值觀忠信」去配合的,為什麼會想到忠信呢,其實我們很感謝長者年輕的時候那麼忠心,將他的人生都貢獻給社會,現在到他們年長的時候,可能他們身體本身有些需要,那我們可不可以都體貼他們的需要呢?」
學生轉變歷程:透過自主學習結合STEAM知識與實踐回應社會需要
在設計與創作「耆樂無窮」主題產品初期,每組學生皆走出課室,前往社區公園和護老院進行長者訪談,以了解長者在日常生活中的實際需要。在首次訪問中,學生面對不少挑戰,例如部分長者不願受訪,或所提供的資訊未能貼合學生預期的訪談目標。經過整理與反思後,學生在因應初次經驗調整第二次訪談的策略,包括優化問題、提升溝通技巧,從而更有效地引導長者分享生活困難與需要(圖一及圖二)。
透過這兩次實地訪問,學生不僅加深了對長者生活需要的理解,更逐步展現出從完成學習任務到實踐社會關懷的轉變(圖三)。學生不再僅僅關注產品是否能順利完成設計與製作,而是更關心設計能否真正為長者帶來幫助和回應其生活所需,展現同理心與責任感。
同學表示,透過這段 SDL-STEAM 的學習之旅,不僅能學習設計與製作科創產品,更能關注長者的生活需要,展現回饋與關懷的價值觀。
學生甲:「想製作一個scratch的遊戲,幫助長者提高他們的記憶力,不會引發老年癡呆。」
學生乙:「我們的裝置,就是一個按摩器,一個枕頭來的,那我們製作這個目的就是想幫助老人家解決肌肉痠痛的問題,我們做完裝置之後,希望幫助到老人家。」
學生丙:「我都覺得是因為是真的想做那樣東西,報答長者之前對社會的付出,所以才做這東西去幫他們,協助他們,改善一下。」
各組學生在設計「耆樂無窮」產品的過程中,展現出完整的自主學習歷程。同學根據訪談資料設定設計目標,繪畫設計圖並安排組內分工,規劃設計與製作的步驟。在工程設計的不同階段,學生持續進行自我監控與評價,例如在班內報告方案、使用 AI 工具制定評估準則,並對原型進行自評與互評。在整個設計與實作過程中,學生不斷進行自我修訂,包括優化訪談問題和改良產品原型,展現在真實情境中主動調整學習策略與實踐方向的能力。這份從結合自主學習與工程設計到社會關懷的學習成果,獲得了專業評審的認可,學生設計的「長門人」裝置於「學生獎勵計劃2025」榮獲「SDL-STEAM創科實踐大獎」(圖四及五)。
教師專業發展與創新歷程:優化SDL-STEAM學習設計與實踐
天神嘉諾撒學校的教師團隊在過去一年積極推進SDL-STEAM課程設計與實踐的深化與優化。教師們根據「耆樂無窮」單元主題,設計了一系列以工程設計循環為核心,結合自主學習能力框架的學習活動,鼓勵學生能夠從探索長者需求,到實踐產品設計的每一步,都發揮自主學習精神(圖六)。
教師團隊通過定期的科組共同備課、與香港大學教育應用資訊科技發展研究中心 (HKU CITE) 團隊共同備課、參與HKU CITE舉辦的專業發展工作坊及課堂觀察反思,持續優化課程內容和教學策略,確保學生能在真實情境中充分發揮自主學習與協作能力。同時,為提升學生的學習體驗與成效,教師團隊創新地將多元評價融入課堂,鼓勵學生制定各組產品的評估表,並安排學生進行自我評價、跨組試玩與同儕互評。教師根據評估結果,引導學生反思並改良設計,促進良性循環,提升學生自主學習與問題解決能力(圖七)。
此外,參與計劃的資深教師及學校行政領導逐步轉變為支持與賦權的角色,為教師團隊提供更大的行政支持與自主空間,激發教師設計創新課程的積極性與自信心。教師團隊結合學校多年累積的STEAM學習設計經驗和教學反思,促進了校內良好的跨學科協作文化和資源共享機制,有效深化與推展SDL-STEAM課程。
呂校長:「我們看得更闊了,即以前是會由一個常識科的角度出發,但慢慢由STEM變STEAM,又跟視藝科合作,而其後我們又覺得可以發展得更多,似乎整間學校的氣氛,或是學生,甚至是家長的認同都更高。」
天神嘉諾撒學校教師團隊的努力,成功協助學校獲得「教師獎勵計劃2025」的「SDL-STEAM學習設計獎–自主學習的教學策略(工程設計)」殊榮(圖八)。
展望:推動SDL-STEAM可持續發展融入校園文化
天神嘉諾撒學校多年積極參與In-STEAM計劃,期望未來在深度、持續性、拓展及所有賦權等方面持續推動SDL-STEAM發展。在深度方面,學校將繼續運用信息技術科的技術支援,推廣AI技術及網絡資源,輔助SDL-STEAM學習的設計、實施與評估。在持續性方面,依靠種子教師團隊並結合跨學科協作,深化SDL-STEAM學習的設計與實踐。拓展方面,學校安排五年級學生提前觀摩六年級的STEAM學習活動成果,並鼓勵其他年級教師積極參與,逐步將SDL-STEAM教育推廣至全校。針對所有權轉移,學校將持續完善教學平台資源共享,保留教學資源及共備紀錄,鼓勵更多教師參與共享交流。正如負責老師在計劃回顧會議中提及:「不論是常識科、其他主科或者是校本電腦科,學校都想鼓勵學生在學科學習和跨學科學習中發展自主學習能力。」
學校相信,透過以上策略,能夠將SDL-STEAM教育深植於校園文化,實現可持續發展,惠及更多師生。
「以全方位自主學習推展校本STEAM課程」計劃由優質教育基金贊助
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小島風情中的自然教育:中華基督教會長洲堂錦江小學的STEAM實踐
中華基督教會長洲堂錦江小學
中華基督教會長洲堂錦江小學位於長洲島上,遠眺海景,環境寧靜優美。學校希望學生能夠充分透過學習當地的自然環境,深入瞭解島上文化。教師在設計 STEAM 課程時,希望學生能從不同角度感受長洲的環境,並學習如何保護這片生態。
STEAM課程設計:融合科學探究與工程設計過程
負責老師朱老師從科學探究與工程設計出發,致力讓每位學生驗到科學家和工程師在實際情境中發現知識和設計產品的過程。四年級的課程主題是「空氣清新我幫你!」,讓學生經歷科學探究與工程設計融合的學習歷程,五年級的課程主題是「島上智能生活」,學生模擬工程師的角色,製造便利市民的產品,而六年級學生則在《環保盆栽》中探索科學和環保的結合。
空氣清新我幫你:探索空氣污染
在「空氣清新我幫你!」的「目標設定」階段,朱老師引導學生描繪長洲在空氣清新與空氣污濁時的景象,幫助學生將抽象的空氣污染問題具象化,並真切感受到對環境的影響。
在工程設計的「自我規劃」階段,朱老師選擇給予學生高自由度,讓學生自行在網上搜索市面上空氣清新機的工作原理及設計圖作參考,以繪製自己的設計草圖。由於沒有「標準答案」,因此不同組別的同學在網上搜索到各式各樣空氣清新機的設計圖,學生的設計也非常多樣。在「自我監控」階段,老師更給予學生充分的信任和自由度,在沒有給予學生任何 STEAM 製成品作參考下,讓學生根據自己的設計圖,使用積木和過濾物料製作產品。學生能夠根據在「自我規劃」階段製作的設計圖,監控自己動手製作,充分體驗自主學習。最後,朱老師鼓勵學生選擇不同的過濾材料進行空氣淨化實驗,讓他們經歷科學探究的實踐過程。
圖一:學生正在繪畫空氣淨化裝置的設計圖 / 圖二:學生正在按照設計圖製作產品
島上智能生活:應對天氣變化的創新思考
在五年級《島上智能生活》STEAM 課程的第一節課,當天長洲的氣溫稍然下降,帶隊老師譚老師巧妙地利用這情境,引導學生思考:「如果有一種能根據實時氣溫提醒用家穿衣的設備,是否能顯著提升人們的生活質素?」譚老師讓學生根據香港一年四季的溫度變化,在紙上繪畫人們在四季分別應該穿怎樣的服裝,為STEAM活動融合視藝創作,將抽象的溫度感知轉化為具體的資訊,幫助學生建構對香港季節變化的認知。然後,老師鼓勵學生搜尋過去十天香港的溫度變化,能力較高的學生不僅透過瀏覽香港天文台的網站獲取資料,還查閱過去的天氣預報新聞,以擴展資料的信息來源。
在「自我監控」階段,授課老師譚老師鼓勵學生自行探索 micro:bit 的部件,瞭解溫度傳感器的運作原理及其使用方法。他非常重視學生的探索精神,鼓勵他們勇於嘗試和除錯,從中獲取學習經驗。他在課堂上經常強調:「同學們,試一下吧,這不會爆炸的!」。在「自我評價」階段,譚老師引導學生為其他小組分享提出最少一個改進建議,激發他們的明辨性思考。
培養環保盆栽:廢紙再造的實踐體驗
朱老師為六年級學生精心設計了「環保盆栽」的 STEAM活動。在這個活動中,學生通過科學探究深入瞭解廢紙的處理方式,並嘗試用不同種類的廢紙,轉化為紙漿栽種植物。朱老師給予學生足夠的學習自主,讓他們自行選用感興趣的紙張,親手體驗使用攪拌機將紙張攪碎並製作紙漿土壤的過程。在這個長達數月的種植活動中,學生定期澆水,親自觀察植物在再造紙土壤中發芽生長,心中充滿喜悅與成就感,同時也深刻理解廢物回收的重要性。
與自然共生的教育使命
中華基督教會長洲堂錦江小學的師生們以長洲小島的自然風光和文化為榮,通過精心設計的活動,將學生的焦點放在感受和保護當地環境上。朱老師和譚老師在教學過程中特別重視培養學生的自主學習能力,不僅給予他們發揮創造力的空間,更重要的是老師相信學生的潛能,積極提供空間讓學生在學習中自由探索,與學生共同成長。
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連繫日常生活促進學生參與的STEAM學習
救世軍林拔中紀念學校
救世軍林拔中紀念學校的STEAM創新團隊希望學生能夠透過觀察日常生活,跨學科探究,解決實際問題。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(HKU CITE) 的支援人員同行,設計跨學科課程,讓學生能夠透過STEAM學習,綜合運用各科知識,發展自主學習能力。創新團隊在跨學科實踐中互相協作,反思教學,促進專業發展,不斷進步。
學校以「健康方程式」為STEAM活動主題,旨在讓學生認識小學生的肥胖問題並提出解決方法。透過跨科協作,體育科學習心跳變化及運動知識,校本電腦科設計鼓勵運動遊戲程式,視藝科設計遊戲中的怪獸角色,數學課則分析於運動前後以心跳錶收集的數據,並繪製棒形圖,整合各科知識,反思健康生活。
學生的轉變–在豐富的STEAM學習體驗中提升自主學習及興趣
STEAM統籌熊老師分享學生透過調查和分析個人日常餐單,自主發現餐單存在的問題(卡路里是否超標),從而確立想要解決的問題。學生在體育科中利用儀器記錄自己的心跳變化,從而找出合適的運動強度及燃脂區間。視藝科主任盧老師表示學生能根據自己的喜好在視藝科設計怪獸角色,每一位學生設計的角色多樣,各有特點。學生清楚知道怪獸設計會應用在遊戲上,主動在課後繼續完成。 在整個學習過程中,學生在不同科目的學習階段寫下學習日誌,反思學習進程。
STEAM創新團隊各成員表示,在學習的過程中,學生投入各科的STEAM學習活動。學生清晰知道整個學習旅程最終目標是要完成一個促進健康的運動小遊戲,亦看得到每一科之間的連繫,每一科的知識是如何幫助達致最終目標。另外,老師給了學生足夠的自由,發揮想象力以及創作靈感,提升學生學習的擁有感。
「備註﹕上述部分電子平台及電子學習工具非免費版,屬付款性質,學校如參考使用這些平台及工具時,應加以注意。」
教師的反思–通過跨科協作促進專業發展
STEAM創新團隊由各科科主任組成,各核心成員主動推進STEAM課程創新。透過參與In-STEAM計劃工作坊以及校本支援,老師加深了對自主學習的認識,並在課程設計上給學生更多自主學習的空間。
STEAM統籌熊老師提到, In-STEAM計劃讓老師明白自主學習並不只是簡單地將資料給學生自學,而是讓學生經歷一個探究循環。學生發現問題,提出假設、設計、反思及優化,這才是完整的自主學習過程。在設計和實踐過程中,老師角色發生轉變,教學以學生為中心,引導學生發現問題並思考解決方案。同時,課堂教學模式也有轉變,老師為學生進行探究提供更多時間和空間,增加了學生體驗活動及匯報分享的機會。
透過這次In-STEAM計劃跨科協作,老師檢視對自已任教學科的課程,思考學科如何融入STEAM教育,對科目重新定位,有助以後與不同學科合作。
體育科科主任徐老師分享,這次跨科協作讓他意識到體育科也可以有課程創新。他表示體育科可以藉著參與這個計劃,產出一些與STEAM相關的學習內容,分享給體育科同儕老師。除此之外,他希望可以為學生設計更多課堂體驗活動,以豐富學生的學習經歷。
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強化學校STEAM 活動設計
重視多元學習成果展示 完整自主學習歷程
浸信會呂明才小學
浸信會呂明才小學自2023-2024年度起,參與 In-STEAM 計劃。去年的成果豐碩,因此本年度參與計劃的目標,除了優化六年級的課程,更把In-STEAM課程推展至五年級。
鞏固校本STEAM教育優勢 把特色學習設計擴展至五年級
去年 STEAM 的課程亮點在於融入自主學習循環中,自訂目標範疇的實踐。學生能配合主題,透過學校安排的體驗活動、資訊探索及小組討論,在真實情景中發現問題,並對感興趣的問題再作深入了解,從而自訂設計產品的目標。今年,學校把這學習設計模式擴展至五年級,主題為「智慧城市」,延續去年一些實踐學習任務,例如讓學生撰寫計劃書,以發揮他們想像力及團隊精神,訂立了小組的產品目標,有效提升他們對學習的擁有感。教師團隊期望學生即使在稍後的過程遇到問題,仍能積極面對及自主搜尋、討論及試驗解決方法,此習慣的建立亦促進了其後的自我計劃及自我監控過程。
建基於去年的成果,教師團隊可騰出更多時間優化去年未有太多空間討論的範疇。教師團隊與香港大學教育應用資訊科技發展研究中心 (CITE) 大致掌握課程不同部分所需課時後,發現課程上有較多空間發展自主學習循環中的自我計劃及自我監控。其中一個嘗試是鼓勵及指導學生利用人工智能解決難題,以及計劃自己的工程師學習歷程。
裝備學生成未來棟樑 透過設計專題研習學習活動助力培養人工智能素養
由於每組需要就著「智慧城市」主題,設計與製作產品,每組同學都有不一樣的問題、不一樣的學習計劃,這成為了對教師專業知識的挑戰。透過引入AI 人工智能,並藉著教師匠心設計課堂活動及課業,引導學生向AI問一道「好問題」: 除了培養人工智能素養,更孕育懂自行發掘新知識的未來棟樑,應對瞬息萬變的世界。
總括而言,是次學習設計透過開放式現實情景問題 (設計智能城市裝置),挑戰學生自主地辨識問題,並在人工智能系統的支援下,共同構想解決問題的方法,藉以培養人工智能挑戰下的成長思維 (Growth Mindset) 。當中,部份學生能自主地利用人工智能,達至有效的虛擬溝通,並能在溝通協作過程中判辨使用人工智能過程中的優勢與可能的盲點,以達至最大效益及自主學習目標。學生反思亦反映出他們具一定程度的人工智能素養,例如同學甲在訪談中提到:「有時候我們需要fact check 人工智能生成的資訊!多比對不同網站得出的結論!例如AI向我提供了答案,我可以使用瀏覽功能,檢索一下其答案是否準確。」
教師的努力與學習成果,帶領學校嬴得本年度「教師獎勵計劃」人工智能素養大獎,可喜可賀!
重視多元學習成果展示 完整自主學習歷程
本年度參與 In-STEAM 的同學就讀五年級,比去年參與計劃的同學低一年級。就著這一點,教師團隊及 CITE 亦在共同備課時,需作具前瞻性的討論。當中,CITE 顧問 Dr Mak 提議,總體課程設計可參照去年的框架,惟可調整學習設計三角中的預期學習成果,以及評估項目和準則。例如預期學習成果方面可以降低編程方面的門檻;以及於不同階段加入一些有關反思的項目。學習評估方面,可以從側重於「最後成品」 到重視評估「學習過程」。即使學生各方面基礎知識與技能未如六年級,教師團隊可考慮更著重學生展示學習成果的多元方法——不再只集中於成品的評鑑,反而更著重學生於過程中的反思,以及訓練與肯定同學的共通能力。 學校安排全級同學於專題研習周製作產品、海報及錄像。由於有關此次研習的各項活動已列明在校曆表上,所以教師可以按情況提點同學適時自行跟進自己的進度,體現自主學習中的自我監控。在學生訪談中,同學甲描述了她自我監控的過程:「我們要自行安排時間,並仔細記下每樣課業的遞交時間,什麼時候是due date,亦需要提前收拾整理需要使用的資料。」同學乙補充道:「我們可以先在家做一些research或準備工作,假如我詢問兩位老師意見後感到迷惘,我可以先完成一項有把握的工作,隨後再推進第二項。」
至於專題研習周後收集老師及同學的回饋,有助同學們的自我評價與修訂。同學甲提到: 「老師讓我們拍攝一條短片,我們可以展示成功片段,然後再加入一些失敗的片段,呈現我們在過程中遇到的困難及解決方法。」;同學乙亦舉例:「測試環節能讓我們實際檢驗出產品的優劣,這樣能夠促進我們自主思考,例如製作機器的plan,如何讓程式自動倒數。」
課程的一個亮點,在於學校給予「舞台」展示學生學習成果,每組學生也有機會於學校開放日向到校參觀者、家長、老師及同學展示他們的成果,包括產品設計(編程、工程、美觀設計); 海報設計、拍攝及剪輯影片、實物及講解等。而同學的學習顯證足證他們十分投入這次學習。學生喜歡這種專題探究學習的同時,亦很珍惜學習過程帶來團隊合作和解決問題等方面的經驗,以下引述同學甲的想法:「我覺得我們上 In-STEAM 課程,能夠讓彼此互相合作和學習知識,而且本來大家都存在一些不了解的內容和課題,我們亦能藉此一起學。以數學課為例,我們需要學懂運算,買東西的時候需要計數,候車時間亦需要預算,其實課堂內容可以學以致用,對我們亦有好處。」
本年度的優化版 In-STEAM 活動設計,不但成功把更多自主學習元素融入於課程中,更某程度上解決了本身預期面對的挑戰 (如照顧學習多樣性、教師專業知識等) ,可見學校具備推行 SDL-STEAM 的條件,未來再設計相關課程時亦得心應手!
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聲音的探究之旅
祖堯天主教小學
祖堯天主教小學五年級常識科課堂進行了一場關於「聲音」的科學探究活動。這堂課以動手實驗為核心,賦予學生更多自主設計實驗的空間,並鼓勵他們在工作紙上繪畫或書寫實驗設置的觀察。這樣的設計不僅讓學生深入理解科學原理,還激發了他們的協作與創意思維。
動手實驗:從振動到傳播
課堂由學生以四人小組形式,通過不同的小型實驗探究聲音的奧秘,課堂中給予學生更多空間自行設計實驗步驟,為未來常識科轉型為科學科做準備。在其中兩節課中,學生探索聲音的產生與傳播方式。
第一節課聚焦於聲音的來源,學生透過敲打、摩擦、彈動及爆炸等方式,觀察物體是否會震動並產生聲音。第二節課則延伸至聲音的傳播媒介,學生利用「傳聲筒」、水中傳聲等活動,理解聲音可透過空氣、固體及液體傳播。
老師並未一開始就提供所有步驟,而是引導學生先預測,再動手操作,最後進行討論。這種「半開放式」的教學設計,讓學生在有方向的情況下,仍能保持一定的探索空間。譬如在其中一個實驗中,老師給予每組同學一張沙紙,有些同學使用沙紙摩擦桌面,有些則用手指刮在沙紙上,每組同學構思的實驗步驟均不相同,但最後還是能得出可以透過摩擦產生聲音的結論。這些自主探究的機會讓學生更投入,亦能加強他們的學習。
而工作紙當中也預留了空間,學生可自由選擇以畫圖、書寫或兩者結合的方式展示實驗過程。這種開放式的記錄方式,能提升學生的觀察能力,亦使具不同語言能力的學生也能表達探究過程。
教學改變及同學反饋
老師們在課後分享中指出,過往的教學較著重於講解與示範,學生的參與度有限。這次嘗試讓學生有更多自由度與探究空間,發現學生的投入度與學習成效明顯提升。課後訪談中,多位學生表示非常喜歡這種可以「邊玩邊學」的課堂。他們指出,透過實驗能更清楚理解聲音是如何產生和傳播,尤其是水中傳聲的活動,讓他們驚訝於原來水也能傳聲。有學生更主動提出變化實驗條件,例如改變傳聲筒的線材或長度,展現出強烈的好奇心與創造力。
學生甲: 「就是做實驗呢,可以有失敗或者成功,可以給我們更加深刻的印象,如果只有老師講解,可能就很難記得那些知識點。」
學生乙: 「我覺得半書半做會比較好,即是半書面講解,半做實驗。當兩件事,全部變成一件事的話就會很難。就是只講書,沒有做實驗; 又或只做實驗,不講書,這樣不好。因為如果只是書面講解,就不知道那件事是怎樣,一定要親身試過才會記得好一點。」
展望未來:從常識走向科學
隨著課程改革的推進,祖堯天主教小學的老師們已開始思考如何將現有的常識科教學模式,逐步過度至更具科學探究精神的課堂。是次課堂實踐不僅讓學生對聲音有更深刻的理解,也讓老師們看見實踐自主學習後,學生潛藏的學習動力與創意潛能。
在即將全面推行科學科的背景下,學校未來在課時安排上可更具彈性,尤其應預留更多時間讓學生進行探究與反思,讓學生有更多時間探索變因,例如測試不同杯子大小對傳聲筒的影響。另外,學校也會利用更多真實生活素材,如共鳴箱,增強學習的真實感。而學校亦鼓勵老師進修相關的內容,安排共同備課時間,以及進行同儕觀課以籌備未來小學科學科的發展。這些調適能讓學生在探究中發現科學的樂趣與價值,讓學生在探索中學習,在學習中成長。
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讓創意自主發芽的學習空間
福建中學附屬學校
福建中學附屬學校自推行STEAM教育以來,透過系統性的支援,逐步建立起一個鼓勵探索與合作的學習環境,讓學生在多元互動中找到屬於自己的學習節奏與方向。教師正努力研究如何引導學生進行自主設計的STEAM項目,過度至深度學習,建立更有效的評估基制。
為了突破瓶頸,學校參與香港大學CITE的「In-STEAM校本支援計劃」,將自主學習理念與工程設計循環系統性地融入課程。在「幸福校園」(Happy School! Happy Life!)的專題研習中,小五學生透過真實問題的探索,展開自主學習的新嘗試,提升了主動發現問題與拓展知識的能力,讓學習與生活緊密連結。
從信任出發:培養自主與互助的文化
為培養學生自主學習的素養,在推行此專題研習採用了「ask three before me」的策略,鼓勵學生先嘗試解決問題或向同儕請教,再尋求教師協助。這不僅促進了學生的獨立思考,也強化了同儕間的互助精神。透過分組合作,學生在互動中建立自信。一位原本較沉默的學生在小組中逐漸表達想法,並在設計過程中作出重要貢獻。他分享:「我學會了聆聽,也發現自己的意見是有價值的。」這種尊重與接納的氛圍,讓學生更願意嘗試與學習。
生活中的創意:從觀察到設計
福建中學附屬學校的STEAM教育強調從生活出發,鼓勵學生發現問題並思考解決方案。在今年的專題中,學生以「小小工程師」的角色,自主探索校園環境並提出改善方案。學校亦安排學生報告其初步的改善方案,並接受同學的提問,讓學生學習可從不同的角度思考問題,以加強於自主學習過程中的「自我修訂」的經歷。 過程中,學生的創意令人驚喜。例如,有學生觀察到飯堂噪音過大,設計出能偵測分貝並發出提示的裝置;另一組則製作了記錄投籃次數的迷你籃球計數器。儘管技術相似,每組設計都展現了學生獨特的觀察視角與創意思維(圖一),亦從不同角度幫助學生學習。
教師支援:共同成長的夥伴關係
在學生的學習旅程中,教師是不可或缺的引導者。與STEAM相關科目的老師透過提問與回饋,引導學生深化思考。例如在設定噪音標準時,教師鼓勵學生思考標準的來源與合理性,從多角度檢視問題。教師也善用數碼工具,跟進學生進度並提供即時支援。即使是新入職教師,也能在教師同儕支援下逐步掌握教學節奏。班主任則在項目中擔當協調者角色,確保每位學生都能參與其中。學校提供簡明教案與資源,讓非校本科技科的教師也能參與。一位中文科老師分享:「雖然我不熟悉技術,但看到學生的投入,我也想幫他們完成作品。」
課程特色:多階段反思的體驗式學習設計
學校並未將STEAM設為獨立科目,而是透過跨學科整合,讓科技成為解決問題的工具。每年舉辦的STEAM Week,學校安排讓學生匯報展示創意成果,見證學習由教師主導轉向學生主導的轉變。此外,全校奉行七個好習慣融入學生日常學習與生活,其中“Be Proactive”鼓勵學生主動開展學習。而教師在今年的學習設計中也融入新構思,透過包含多階段反思任務,幫助學生在過程中不斷成長。
在「幸福校園」項目中,五年級學生完整體驗了工程設計流程,從構思、製作原型到反思與展示(圖二)。在STEAM Week中,他們設立攤位,進行同儕投票,並於不同方面的嘉許獲得肯定。學生表示,最具挑戰的是說服他人投票支持,但多次演講練習讓他們在展示時充滿自信。這種模式不僅提升了學生的參與熱情,也讓他們在展示產品時充滿動力與自信。學生展現出高水平的STEAM能力與溝通技巧,享受解決問題的過程,並從錯誤中學習。一位學生分享:「當隊友犯錯時,我們曾互相責怪,但後來發現這樣只會讓氣氛更糟,於是改用鼓勵的方式溝通。」學生們逐漸理解合作與信任的重要性,並在團隊中實踐冷靜與雙贏的溝通方式。
結語
福建中學附屬學校的STEAM教育故事,是一場關於自主、信任與創意的教育實踐。在這裡,學生不只是學習知識,更在探索與合作中成長。透過真實的學習場景,學校展示了如何提供自主學習資源,培養學生面對未來的能力與信心。
未來,學校計劃進一步優化STEAM課程,並探索AI在教學中的應用,不僅培養學生的科技素養與創新能力,更強化其解決問題的能力,為學生創造更豐富、多元的學習體驗。
「以全方位自主學習推展校本STEAM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
培養未來創新者:聖公會基恩小學的STEAM課堂故事
聖公會基恩小學
聖公會基恩小學的教師團隊在與香港大學教育學院教育應用資訊科技發展研究中心的團隊進行共同備課之後,以「學習設計三角」作為學習設計的理論基礎,並在確定學生的預期學習成果之後,以自主學習為教學法,工程設計過程為學科實踐,設計一系列精彩的STEAM課堂,培育學生的自主學習能力,並透過融入真實世界的工程師設計與產品製作過程,提高學生解決問題、團隊協作的能力。
智能交通燈:創意與實踐的結合
該校教師為五年級學生設計的第一個課題是「智能交通燈」。在自我規劃階段,教師給予學生自由度,讓他們透過資料搜集以及從生活中尋找靈感,對城市中的交通燈設計提出改良方案,使其能夠更智能、安全。在STEAM學習的過程中,教師使用工程設計過程作為真實情景實踐,讓學生代入解決真實問題的情境中。教師不僅讓學生擔任「工程師」這個角色,還讓他們對小組成員安排仔細分工,例如有組員是「程式設計師」,有組員是「硬件設計師」等。在自我評價階段,學生會對最終產品進行分享,每一組成員上台演說之前,小組成員都會自豪說出自己在組內擔當的「真實世界角色」,讓觀眾清楚了解作品不同部份是誰負責構思,同時學生也能夠更加投入自己的「工作」。除了分享的小組成員各司其職,責任分明,教師還要求傾聽分享的「小觀眾」要認真對待,尊重講者,要求台下的學生觀眾向講者提出一個欣賞的優點與一個建議的問題,這種方式為學生如何提供反饋給予了一個清晰的指引。
機械臂:學科融合的創新挑戰
該校教師為學生設計的第二個課題是「機械臂」。在這個課題中,教師充分運用學科融合的方式,讓學生運用物理學中的槓桿原理製作機械臂,以解決現實生活中有很多東西無法用人手解決的困難。在匯報環節,教師別出心裁地設計了「機械臂比賽」,讓學生以測試機械臂性能的方式,與大家分享自己的成果。例如,不同學生小組需要在限定時間內用機械臂疊放紙杯,完成時間最短的小組成員將會獲勝。為了奪冠,學生小組將需要熟練掌握槓桿原理,以設計、製作和改良機械臂的性能。學生從而進一步理解所學的物理學知識,同時也進一步深化了團隊合作精神以及解決問題的能力。
除此之外,教師團隊為了讓學生掌握與數碼素養相關的知識,深化學生進行自我評估的能力。在教師密切的指導下,他們讓學生透過學習AI提示工程技術,運用AI工具,生成以「設計、實用、創意、耐用、合作」為評估準則,然後再對小組進行同儕互評。
聖公會基恩小學的教師團隊有效運用「學習設計三角」理論,為學生設計了融合了自主學習和真實情景的STEAM課堂,更培育了學生的數碼創作能力,讓學生在完成具有意義的STEAM作品的同時,也掌握了物理學知識等預期學習成果。
「以全方位自主學習推展校本STEAM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
融入自主學習元素的小步子
成就STEAM跨學科學與教創新的大步伐
路德會梁鉅鏐小學
路德會梁鉅鏐小學與香港大學教育應用資訊科技發展研究中心 (CITE) 團隊協作,共同設計「以 Scratch 製作有關中國歷史人物傳奇的故事 / 遊戲」課程。在共同備課會議中,我們發現設計跨學科課程的成功關鍵,在於各科老師如何辨識預期學習目標,如對培養學生提升共通能力的期望,再根據這些共同目標,一起設計課程。
老師和CITE團隊人員利用「學習設計三角」,檢視科本內容所對應的工程設計實踐步驟,以及自主學習循環的階段,期望能互相理解、各司其職設計富連貫性的學習活動。在共同備課後,老師設計有關課程,安排學生擔當程式撰寫員的角色,經歷自主的工程設計過程,再在校本電腦科完成以程式 設計的遊戲或漫畫故事。與此同時,為強化課程的 STEAM 特色,常識科老師亦鼓勵學生找尋「中國古代科學發明家」,探索有關資料並應用到故事 / 遊戲設計中。以下將按照學生自主學習歷程,詳細闡述實踐策略。
自訂目標及自我規劃
這部分是常識科主導。學生透過課前蒐集資料及課堂討論,探索不同中國歷史人物的生平事跡及重要貢獻,以設定「產品」製作目標。這讓學生充分利用互聯網和人工智能工具探索有關資訊,並有效率地從同儕身上學習,讓他們能夠設定最感興趣的學習目標之餘,亦增進相關學科知識,讓產品的構思不會流於空泛,更能獨當一面。
常識科老師亦設計學習活動,讓同學能透過腦震盪、組織故事及討論,為產品意念及設計方案,促進學生自我規劃。老師巧妙地設立開放式題目,讓同學有足夠的空間,按自己需要設計故事線 / 遊戲版面及功能;輔以課堂上富建設性的討論,讓同學充分發揮創意的同時,從同儕身上學習知識,激發新點子,從而讓自我規劃的「藍圖」更明確。
負責老師何老師描述她在指導學生時的觀察: 「以前通常會在電子學習平台問他們問題,但很少同學回應。但這次教了poe後,立刻在網上做討論,他們的反應是更多的。」最驚喜的是,在促進自我規劃這部分,同學也不經不覺設計了編程的工序。何老師指出:「這節課讓他們分享完內容後,設立問答時間。聽完別人的分享後,我發現學生會在做自己的scratch前也思考一下。」
自我監控、自我評價及自我修訂
這部分大概有兩至三堂,由校本電腦科負責。學生按照個人化學習計劃(較早前完成的常識科工作紙),根據「藍圖」並運用程式 製作遊戲 / 故事初稿,從而應用過去所學,以及探索未學過的程式技術。老師亦安排試玩時間,讓學生同儕互相了解自己相對於其他同學的進度,達至自我監控及持續性自我評估。此外,老師給予同學充分的空間,讓同學能夠把大目標分拆成各個小任務,並逐一完成。老師在這階段會安排每堂一部分時間,讓同學欣賞其他同儕的課業。校本電腦科老師鄧主任分享了她對同學學習的觀察及總結了一些想法:
「除了要做的課題之外,再加入自己的興趣,向那些方面再優化自己的作品。他們真的會自行研究,而且開別人的project來看,嘗試應用到自己作品當中,這個也很明顯能突出他們的解難能力。」
在推展課程的中後段,老師指導同學測試產品及展望改良方向,以達至自我評價及自我修訂。老師巧妙地設計三節同儕討論與分享活動,並利用分層引導問題,照顧同學不同的學習需要。教師按同學進度把同學大致分為兩大組,其一是已完成基本預期學習成果,可進一步探索並優化產品;而另一組是尚未完成所有基本任務,學生可透過同儕互評和互相商討優化產品的設計。
以下展示一些剪影:
有關分層課堂活動,鄧主任指出:「我覺得這種做法的好處,是他們是和進度相若的同學一起討論。這樣一來,他們互相給的意見,會比較貼合。」
同儕互評方面,她認為:「在別人那邊學到東西,可以幫助他們學得到和學得好。他們會更清楚自己究竟要做什麼,以及如何做得更好。另一好處是我們提供文字框架,讓學生容易知道同儕互評可以講什麼。對於小學生來說,我覺得具體是很重要的。」
透過學生自評,可以協助同學呈現學習歷程與多方面成果,同時亦提升他們進行專題研習反思的深度。下圖展示一些學生作品:
鄧主任發現,整個學習歷程除了提升同學的學習擁有感外,亦提升其自我效能感。她解釋: 「這樣列出所有(預期學習成果)之後,小朋友會覺得:原來我會做的東西有這麼多!不是每個同學的編程能力都強,他們以前會「打定輸數」。我和他們說,這個習作不只看你在編程方面的能力,也會橫跨至之前常識科中,班級上的討論,在平台上的參與等等,大家做了很多事情。這樣說了之後,他們就覺得事情會更為豐富。」
結集小步子 成教育創新的大步伐
在設計是次跨學科課程的過程中,每科老師都因應自己科本以及共通能力方面的預期學習成果,加入對應的自主學習元素。每科的「革新任務」並不龐大,需要的只是半張A4尺寸的問題紙、一份同儕互評口頭報告框架、一張自評表格等。只要老師們用得其所,必定能發揮其超乎預期的作用。
除了學與教的創新外,是次經驗亦促進了老師的專業發展,正如鄧主任所說:「因為其實明年人文科、科學科推行,每位老師隨時要教相關學科,所以也得知道過程是怎樣的。我們知道這經歷可能是費時的,但最後學生的得著和學習成果,會讓我們覺得worth the time !」。
是次與CITE的協作,在本跨學科課程的協作,每一部分都推動優化。其後的優化,都成就融入自主學習元素的教育創新。這點滴而成的成果,往往遠超預期。
希望此跨科協作的形式,成為持續保持教育創新的良方,擴展至其他STEAM課題及年級。
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如何成功讓小學生透過STEAM 學習鞏固科學探究能力?
香海正覺蓮社佛教陳式宏學校
教師團隊貼近小學科學教育發展走在前沿
隨著小學科學科的變革,教師團隊希望透過STEAM學習過程提升學生的科學探究能力,並設計緊貼最新科學發展的課題。教師注意到微藻在能源生產等領域的應用日益廣泛,因此決定以「藻藻的一生」作為STEAM活動主題,聚焦微藻的農業價值,引導學生研究促進微藻生長的方法。
以自主學習強化科學探究能力的 STEAM 學習設計
教師採用自主學習作為教學法,並結合真實情境的科學探究,讓學生體驗五個自主學習的元素,包括設定目標、自我規劃、自我監控、自我評估與自我修訂。
在設定目標時,教師引導學生了解微藻的用途,並以探討影響微藻生長的因素為核心問題,推動探究學習。學生運用魚骨圖(圖一)整理可能影響微藻生長的因素,例如水質等。每個小組從中選擇一個因素,作為進一步探究的方向。
在自我規劃時,學生透過小組合作草擬實驗步驟,並邀請其他組別評估初步計劃,收集反饋意見以協助修訂實驗方案(圖二)。這一個過程讓學生經歷自主學習中的自我評估與修訂。
學生亦進行自我監控,按照實驗計劃進行探究,收集數據並分析,最終得出結論。他們整理實驗記錄與結果,並向全班匯報。在匯報過程中,學生接受老師與同儕的回饋,反思並改進實驗設計。透過這一個過程,學生體驗自我評估與自我修訂的重要性。
成功背後的因素是什麼?
透過參與這個STEAM活動,學生成功完成了一個高度自主的科學探究過程。事實上,學校在培養學生科學與探究能力方面早有相關規劃。學生在低年級時已開始進行簡單的科學探究,建立了基本的科學素養。此次課題進一步考驗高年級學生並提升了他們在設計實驗的能力。
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跨科協作:設計融合自主學習與AI元素的STEAM課堂
香港潮陽小學
融合真實世界的學習
香港潮陽小學的老師團隊致力讓學生像真實世界的科學家一樣,探究學習有營物的知識。他們共同設計了以健康飲食為主題的STEAM課堂,並為學生創造了多樣的自主學習活動,成為跨科協作的良好示例。
跨科協作的實踐
香港潮陽小學的老師團隊與學校領導層相信,STEAM教育不必以製作宏大的產品來實踐,而是可以在常規課堂中讓每位學生獲益。四年級的19位數學、校本電腦科和常識科老師攜手合作,希望透過設計STEAM項目,將其融入日常教學中。在每次共同備課的過程中,老師們交流不同科目的教學內容與進度,最終確定了「有營物的探索」這個主題,以確保教學進度的同時,將三個科目的內容融為一體。該課題涵蓋高糖、高鈉及高油食物的常識科知識,並融入了數學科計算和重量單位的概念,校本電腦科老師則負責引入AI學習元素,提升學生的數碼素養。
創造自主學習的機會
為了激發學生對科學探究的興趣,並促進他們主動學習,老師團隊在課程中提供了多個自主學習的機會。例如,在測試食物油脂含量的實驗中,除了準備常見食物外,老師還鼓勵學生帶上自己喜愛的零食,將課堂知識與生活實踐結合。經過實驗後,學生驚訝地發現,自己熱愛的零食含有高油脂。
學生說:「不要吃太多油膩的食物,吃太多也容易肥胖,對身體健康有不利影響。」
此外,有學生對測試對象提出不同的想法:「我們希望測試肉類,因為不同肉類在不同烹調方式下的脂肪含量有很大差異。」
在自我評價階段,老師進一步開放自由度,讓學生自主選擇匯報的形式,展示健康飲食知識。有些學生進行角色扮演,有些使用海報介紹所學,適度的自由度激發了學生的創意,為課堂帶來意想不到的歡樂。
AI學習元素的有效應用
老師團隊在課程設計中融入了AI學習元素,以提升學生的數碼素養。他們向學生介紹AI提示工程技能,鼓勵學生向個別AI程式提問以獲取資料,並教導學生驗證AI生成的資料以確保準確性。此外,老師們鼓勵學生使用AI生成圖片程式,製作海報等材料,以輔助匯報環節。
香港潮陽小學的老師團隊通過跨科協作,進行了多次會議和創意碰撞,最終成功為學生創造出一趟協調、精彩且充實的知識旅程,讓學生在自主學習和AI應用中獲益良多。
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以深化STEAM課程為目標
創建校本多層級多尺度連繫學習模式 推動教育創新
香港華人基督教聯會真道書院(小學)
香港華人基督教聯會真道書院 (小學部) (以下簡稱為「真道小學」) 以深化單一 STEAM 課程為目標,透過應用「多層級多尺度連繫學習」 (MultiLevel MultiScale Model of Connected Learning, MLMS) 框架,建構學校組織學習架構,發展教師團隊的專業,裝備教師自主地延展課程設計模式至其他 STEAM / 跨學科課程。
融入自主學習元素深化 STEAM 課程設計
在參與 In-STEAM 計劃前,真道小學已建立學生在各科課前、課後延伸學習的習慣。因此,參與 In-STEAM 的優化方向,是希望進一步把自主學習融入在學習過程的每一個環節中。為融入五個自主學習元素於課程的不同部分中,In-STEAM 教師團隊與香港大學教育應用資訊科技發展研究中心(CITE) 協作,在課程開始前利用學習設計室 (Learning Design Studio, LDS) 規劃整個學習設計,再在推行課程時適時檢討,讓課程執行更能配合學生的學習需要。
為達到以上目的,共同備課的模式亦有所優化。較早期的時候,教師較聚焦討論教學難點,在與 CITE 團隊進行一兩次備課後,STEAM團隊的備課亦逐步轉化In-STEAM的備課模式,首先擬定課程的預期學習成果,再以學習設計三角理論為基礎,討論對應課程各部分的學習任務,以評估預期學習成果。
例如,在「好鞋子」單元中,CITE 團隊利用LDS,引導學生學習如何制定「自我評價」方向、準則及方法,亦就學習任務設計是否達到「建設性一致」;與老師深入討論如何設計課堂對話、分組活動形式、時間安排等安排。而在「起重機」單元中,則進一步深化學生「自我規劃」和「自我監控」過程,以及強化課程部件之間的連繫,例如設計學習冊貫通整個學習歷程,更完整地實踐自主學習。
與科學科協作整合校本 STEAM 課程 提升教學效能
以上的經驗有助教師團隊,推展至課程的縱向規劃,甚至螺旋式課程設計。
參與學校是一所「一條龍」學校,學校需要協調小學部科學科、校本STEAM課程與中學部科學科,以配合小學科學科的推展,確保中小學課程的連貫性與完整性。這既是挑戰,更是跨學科課程整合的契機。學校應用「學習設計三角」概念以及LDS平台,讓不同科目的教師都利用同一工具,擬定活動預期學習成果。而各科老師亦能把課程規劃的成果存放在LDS中,促進課程的持續優化。
參與是次 In-STEAM是跨學科 (校本STEAM 科與科學科) 課程協作很好的試點。以「好鞋子」主題為例,兩科教師互相了解該年級學生的整體學習目標,商議兩科課程中的共通性、可扣合及增潤的部分。In-STEAM 教師們亦討論學習設計三角中的「真實情景實踐」,實現「工程設計內的科學探究」—— 通過科學探究而得出的結論,幫助同學經歷工程設計過程中,「發現問題」及「想像方案」的過程,讓學生能更「專業」地經歷產品設計過程。
當然,每一所「成功學校」的背後,都藏著一本「秘訣」,而真道小學的成功秘方,在於教師具備充分的自主空間發展專業,以及多次分享及獲取肯定的機會。
創建校本「多層級多尺度連繫學習」模式 推動教育創新
陳老師指出,他受邀在工作坊分享「多層級多尺度連繫學習」 (MLMS),有助學校反思教學創新的發展狀況,以及從學校組織層面規劃未來發展方向。當中,學校建立教師之間、學校管理層與前線教師之間的互動機制,強化在教師專業發展自主性方面的校本優勢。
教師把握每個分享及交流機會,例如學校每年都舉行的公開課,包括與 CITE 團隊共同設計的STEAM學習活動。陳老師認為,家長普遍認同自主學習的重要性,對教師的專業發展及推動自主學習給予大力支持,進一步鼓勵學校發展教育創新。
除了校內分享,教師亦從校外分享獲得肯定,鼓勵他們繼續努力發展教學創新。學校教師在In-STEAM工作坊中與其他學校教師分享計劃內容及學習成果,並在全港分享會上,向全港中小學教師闡述學校的發展經驗。當學校累積愈來愈多經驗,整合拓展經驗變得重要。學校參與「教師獎勵計劃」(Teacher Award Scheme, TAS) 中的學校發展獎,讓教師團隊有機會應用 MLMS 框架整合本年度「多層次」、「多尺度」的學習成果,把教學經驗傳承,持續優化校本課程。
以上的策略得以實踐,有賴學校給予教師無限信任及專業自主性發展課程,而教師團隊亦感恩學校給予自主空間。在課程設計方面,教師享有高度自主權,可按教學需要調整單元內容、課時長度及教學法。這種自主性為教師提供全面的反思與檢討機會,有助於課程的持續改進與深化。教師同儕之間的專業經驗交流,以及持續教學反思,促進教師專業成長,並逐步成為課程的共同設計者。
真道小學 In-STEAM 教師團隊的努力,為學校贏得本年度教師獎勵計劃的學校發展獎大獎。不過比獎項更重要的是,教育創新的經驗為學校奠定持久教育創新的基礎,學校的課程發展豐碩成果指日可期。
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促進跨科學習與社會關懷的STEAM教育創新
世界龍岡學校劉皇發中學
不斷演化的STEAM 課題
自2021/22學年開始以來,「大豆之旅」成為世界龍岡學校劉皇發中學的重要教育項目,成功推動了校本跨科學習與社會實踐,充分體現了學校在教育創新領域的持續努力與顯著進步。
第一階段(2021-2022):奠定跨科學習基礎
計劃以校本跨科學習為核心,以大豆為主題,引導學生探索不同學科的特色,並協助中三學生在選科時作出更符合個人潛能的決策。此階段旨在建立跨學科知識體系,提升學生整合知識的能力。
第二階段(2022-2023):融入社區體驗
隨著計劃的推進,社區體驗式學習融入其中,讓學生走出校園,實地了解大豆製品的製作過程及其在日常生活中的應用。此舉不僅深化了學生理解學科知識,更強化了他們的社會責任感與實踐能力,提升學習的實用價值,促進學生更主動學習。
第三階段(2023-2024):深化實地考察
學校組織國內研學活動,帶領中三級學生參觀大豆製品生產基地,了解先進科技如何提升產品質量與產量。透過實地考察,學生能將理論知識與現實情境結合,並通過反思與自我評估,進一步培養創新思維與解決問題的能力。
第四階段(2024/25):擴展與升級
踏入新學年,計劃擴展至更多年級學生參與,並提供更彈性的學習安排 (例如部份學生可於中二階段學習如何製作手工皂, 他們在中三階段時便可作小助教角色協助同學達成學習任務),以提升教與學的效率。
開發新的STEAM 課題
在2024/25學年,學校在大豆主題之外同步推出另一全新主題課程——「藻類世界」,旨在讓學生更深入理解綠色科技與可持續發展的重要性。該計劃以藻類的科學探究為核心,作為科學科「光合作用」課題的延伸學習。學生透過自主搜尋資料,深入了解藻類的科學特性與應用,從而提升資訊素養。教師則引導學生進行討論,教授篩選有效且可靠資料的方法,促進明辨性思維的發展。此外,學生利用香港大學CITE IDEALS 電子學習管理平台 (iLAP) 記錄探究過程(圖一),進行意見交流與自我反思,進一步鞏固解決問題的能力,反映學校在推動跨學科學習與自主探究方面的持續努力。
多層級學習架構來推動STEAM教育創新
「多層級多尺度連繫學習」(Multi-Level Multi-Scale Connected Learning Model)理論指出,推動教育創新需關注學校內的學習架構,包括組織架構、互動機制、相關文件/成品及科技支援。世界龍崗學校劉皇發中學在STEAM教育的創新實踐中,示範了如何有策略地改變學習架構,從而擴展創新實踐的氛圍。
組織結構:學校的創新學習計劃建立在由下而上的協作架構之上,旨在為不同層級的師生創造有利的學習條件。「大豆4.0」計劃的教學團隊涵蓋16個學科及行政組別(圖二),促進學科整合與協作。此外,學校與校外機構合作,透過實地參觀和體驗式學習,拓展學生的實踐空間與資源。整體架構重視賦予教師與學生自主嘗試的空間與自由,以促進創新思維的萌芽與實踐。
互動機制:創新過程依循多元互動機制,促進教師協作與反饋。在夏季,科目組正式討論課程推行方案;年底舉行教職員會議,分享年度成果並加強科組聯繫。教師間保持非正式溝通,促進資訊與經驗交流。學校鼓勵科組與主管隨時討論,優化課程內容。科組教師積極提供專業意見並向上反饋,形成持續改進循環。開放式公開課為教師提供交流平台,分享教學理念與方法。學校還重視學生即時反應,靈活調整教學內容以滿足需求。
相關文件/成品 及科技支援:學校推動STEAM跨學科協作,鼓勵教師參與,並以口頭表彰或獎品激勵學生進步;在IDEALS平台上修訂學生學習成果,促進自主學習。學校定期收集教師教材,存儲於STEAM伺服器,方便資源共享。此外,學校提供展示平台,讓學生展現所學與創意,增強自信與動力。這些措施共同營造了支持創新與參與的學習環境。
總結而言,世界龍崗學校劉皇發中學透過持續更新校內學習架構,擴展創新實踐,促使更多教師積極參與,並引導學生將不同學科的學習與生活結合,在學習過程中關心社會。
備註﹕ IDEALS系統現需付費訂閱。
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從學習評估到評估學習——
建構持續優化的多層級連繫學習
中華基督教會燕京書院
中華基督教會燕京書院數年前開設中三級校本 STEAM 課程,而今年度的主題為「智能家居」。透過參與本年度 In-STEAM 計劃,學校期望整個團隊與香港大學教育應用資訊科技發展研究中心 (CITE) 一同試驗「課程設計 P-I-M-E (計劃、執行、修訂、檢討)」,扭轉以往較側重於增潤學生技術層面的知識的局面,讓校本課程更全面地孕育具備21世紀能力的人才。
利用學習設計三角 設計能提升學生共通能力的校本STEAM課程
在課程設計的「P和I」 方面,中華基督教會燕京書院與 CITE 團隊利用「學習設計三角」(Learning Design Triangle) 框架設計 STEAM 課程。其中,一如很多 STEAM 學習設計,自主學習法是課程為本的教學法。其中有不少亮點,例如在自訂目標方面,老師設計資訊搜索以及腦力激盪 (brainstorming) 的活動,及後帶領全班討論,就同學的答案作同儕互評,引導學生理解「好目標」之準則 (如精準、具體和有意義)。而從學生訪談的反思可見,同學經歷這課堂後,掌握到如何清晰表達他們對智能家居的願景 / 目標,節錄如下:
學生甲: 「我希望智能家居採用暖色調的燈光,亦希望客廳沙發能夠融入智能科技。我希望燈光有自動調節亮度的功能。」
學生乙: 「我希望將AI元素融入在家人的日常生活。例如智能衣櫃,這個設計可以讓AI自動化地配搭好一套衣服,在一些特殊惡劣天氣中,可以提前為我們準備好。我希望AI能為我們分憂解難,幫助我們適應日常生活中的困難瑣事。」
除訪談節錄外,以下展示一些剪影:
「真實情景實踐」是「學習設計三角」另一不可或缺的部分。 教師團隊希望透過設計真實情景,讓學生擔任一個角色經歷有意義的學習過程,同時希望透過此課程培養同學的同理心,讓同學站在不同角度理解別人需要。因此,老師決定先讓學生扮演工程師經歷工程設計過程,再代入企業家角色在展銷會推介自己設計的智能家居。其中,為設計工程設計中「評價與修訂」方面的學習經歷,老師把一般常用的「評分表格」轉化成「產品支持度 / 想購置的程度」,以配合企業家的角色。
從評估「成品」到評估「成果」,再到評估「歷程」
在計劃前訪談時,校長夏博士透露參與 In-STEAM 其中一個願景,是教師共同設計 STEAM 評估任務,累積設計評估任務的經驗,整合成一個符合「建設性一致」(Constructive alignment) 原則的課程設計模式。教師團隊認為評估任務不能只針對最後成品,同樣重要的是針對學習過程及其成果,例如學生在學習歷程所獲得的知識、技能、能力或心得體悟。
教師團隊除了與 CITE 共同設計自評與老師評估表外,亦持續反思不同評估任務的成效,當中包括正式和非正式的學習分析,讓學生「學得更精準」、老師「評得更到位」。其中一個實踐例子,是教師在學習任務中加入思考及演說框架,讓學生更精準地思考及表達他們對智能屋的自我評價及改良方向;亦透過兩條開放式問題,讓學生有效從同儕身上學習及獲取改良靈感。到最後階段,同學需以影片展示製作過程以及介紹成品,展現評估類型的多元性。
總括而言,中三級STEAM校本課程的評估由以往只有總結性評估及著重技術層面,深化成多角度的進展性評估,以蒐集各方面的學習顯證,尤其如協作、溝通能力等共通能力。雖然起初的願景在於評估方面,但教師團隊亦積極思考學習任務的設計如何讓三者(預期學習成果、學習及評估任務),達至「建設性一致」,展現出教師團隊的高度專業性, 亦體現課程「P → I → M → E」的循環中的「M」和「E」——成功實踐 評估與不斷優化的歷程。
圖三﹕學生根據自己的設計,為智能屋上色,展現其藝術風格
利用多層級連繫學習成果 深化未來的組織學習條件
延展教育創新時, 學校需要創造學習條件,達至多層級連繫學習,而學校同工樂於交流的文化,成為學校組織學習的催化劑。就互動機制而言,這催化劑提升了每次互動的效能。例如學校老師非常願意開放課堂作同儕觀課,老師不必按照特定框架反思 / 給予回饋,變相鼓勵老師就自己感興趣、希望交流的範疇深入觀察,讓「觀課」事宜自然、有機地進行。除此之外,科目間的協作亦極具彈性。以本年度 In-STEAM為例,原本視藝科老師未有參與計劃。後來,因應課程需要,視藝科老師參與時不只給予意見,更因應預期學習成果度身訂造設計材料、騰出課時親自教導同學相關知識。這無疑是成功跨科協作的有力證據。
建基於老師協力營造的學習條件,催化學習成果的產生,同時亦優化來年的學習條件。在教師學習條件層面,教師團隊提出優化互動機制的點子:「例如專業討論可由其中一位同事作為主持,透過應用共同備課的討論框架,引導更有效的反思」。至於中層管理方面,團隊反思今年經驗對課程縱向規劃及跨科協調的好處: 「中層可協調會議,讓不同科目可一起討論,學生在中一、中二時應經歷甚麼課程裝備其基本技能;中三時在 STEAM 課程得以應用,以提升一生受用的共通技能 。」種種的小點子蒐集起來,成果斐然。
最後,學校領導的積極參與,無疑是推動教育創新的強心針。在本年度歷程中,夏校長除了親身支持教師獎勵計劃外,亦不時了解計劃推行進度及情況,例如在上學期考試期間,在全體教師會議中聽取教師分享中期成果。她肯定同工在教育創新的努力和成果,確立老師團隊透過了解其他學校的實踐經驗、與CITE團隊的協作交流,高效地推動學校建立可持續教育創新文化。而鍾副校長亦有參與計劃後訪談,給予前線老師最大力的支持。
與中華基督教會燕京書院的 In-STEAM 團隊協作是一趟既鼓舞又感動的歷程,期待與其他學校繼續同行,推進教育創新。
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透過課程整合 重塑校本 STEAM 課程設計理念
元朗天主教中學
設計組織架構及有效的互動機制 擬訂跨學科活動中的學習設計三角
有效的課程整合,從設計組織架構及有效的互動機制開始。元朗天主教中學的STEAM團隊以三位D&T老師為核心,但並不代表學校STEAM活動只由三位老師設計。相反,學校重視共同備課文化,邀請並協調科主任及/或該級科任老師參與相關的共同備課會議。In-STEAM 計劃成了很好的契機,讓同工能從校本 STEAM 教育的願景及方向開始,擬訂跨學科STEAM活動主題。
在這過程中,團隊老師、其他STEAM相關老師與香港大學教育應用資訊科技發展研究中心(CITE) 同工同行,實行了七次具長遠計劃意識的共同備課。在首次會議,老師們首先討論自己心目中預期學校推行STEAM教育的意義及重要性,從而了解老師們對STEAM教育的理解;其後老師們再分享在自己科目中,對提升學生共通能力的期望。這兩道討論題目,提供了集思廣益的橋樑,梳理大家都重視的發展方向以達至共識。其中, 秉承「學習設計三角」(Learning Design Triangle)理論的精神,透過找出各科都重視的共通能力,與會老師訂立該 STEAM 活動中,希望學生達至在共通能力方面的預期學習成果。
其後,各科老師自行透過科組會議,訂立科本預期學習成果,再於下次共同備課會議中協商,整合成是次跨學科STEAM活動的預期學習成果。在討論過程中,老師認同以工程設計作學科實踐過程,能有效貫穿不同科目的課堂內容,促成了「學習設計三角」第二部分的共識。有鑑於提升學生自主學習能力是學校本年度的發展方向,因此以自主學習法作為學習設計的教學法最適切不過。整個討論歷程中,老師透過「學習設計三角」框架思考跨學科課程的設計,屬前所未有的教師學習成果,體現了有效的組織架構及互動機制對教育創新的重要性 。
學生學習成果成強大後盾 支持教師譜寫自主學習教育創新的新篇章
本學年,STEAM 教師團隊與 CITE 共同設計兩級的 STEAM 活動 —— 中二級的升降機主題以及中三級的 Micro-bit 氣動火箭主題。誠然,要實施以上的互動機制,確實花不少老師的時間與心血。但可幸的是,學生的學習成果、反思與老師的觀察,其回報足證所付出的實屬寶貴。其中,學生訪談的節錄如下:
同學甲:「就是可以做一件事情,可以幾科都學得到知識。就不會只是這科學到,然後其他科又沒用那種,就是有關的那些能合在一起。有些科目,如果老師單純講課會很無聊,但如果那科有以此專題為題作討論,我們會喜歡那科多點。」
同學乙:「我其實平時本身不是很喜歡上某些科目的課堂,但因為這活動就有了關聯…… 因為老師要我們改良,如果自願多學一點的話,還能額外延伸再學。」
除了同學分享他們的參與度提升外,學習冊的課業內容亦展示他們的積極性,並具一定深度的反思。課業內容剪影如下:
同學的反思與學習成果展示, 與老師的觀察不謀而合。
學校 In-STEAM 項目統籌陳主任提到:「透過這個project,他們可以將學習的知識運用出來。例如數學數據分析技巧,他們會感受到: 原來我學這些東西有什麼用;提升學習動力,因為他們以往會覺得: 我學來有什麼用、為什麼要學… 等等。我相信同學尋求知識的態度,是不會停下來、會繼續向前。我希望同學可以更進一步延伸學習。」
老師想法亦同樣重要,陳主任把是次跨學科課程設計與實行的成功,歸因於不同科目老師的緊密協作,以及透過與CITE團隊的合作,建立鼓勵交流的溝通平台,讓老師們共同設計課程。
他提到: 「今年(成果)是成熟和向前走一大步的見證。首先,跨學科同工協作,學期初的開會商討訂立題目,再與任教的科目老師開會,一同設計筆記和課堂活動,這次是完全進步了。過往也沒有真真正正跨學科的合作,以及把STEAM融入課程。」
他闡述:「這個就是很靠老師的 team spirit。想得到一些東西,一定要付出。時間方面,每科的老師的付出就一定是大了。你見證到,上次你來開會,眨眼就六點,每次都是這樣,這個就是,想學生學習成效提升,老師的付出就真的要大了。 透過這經歷,我想告訴其他學校同工,其實他們是可以的,(在學校)多留兩個小時,其實我們是付出到的,而我們做的東西就是為了學生,他們學習成效在某程度上提升了,就證明我們的付出是有用的。」
除了同學的學習成果,此課程整合成果亦讓學校贏得本年度的教師獎勵計劃: 學習設計(課程整合) 大獎。兩者結合為同工們注射十分有效的強心針。
展望未來 —— 優化組織學習架構
參與學校黃校長和受訪的 In-STEAM 老師們,皆一致認為是次教育創新,是學校建立可持續的老師跨學科協作模式一次可貴的經驗。
為支持老師間更有系統性的討論、以及提升課程規劃效能,學校將會正式成立 STEAM 委員會,賦予老師權能與角色,推進教育創新;並從校政上支持以共同備課會議形式設計有意義的跨學校學習歷程,例如鼓勵老師把年度學與教關注事項、價值觀教育等融入STEAM主題,從不同維度優化組織架構互動機制。
清晰的願景與發展方向,為學校長遠持續的STEAM發展奠定基石。學校的課程整合經驗與多層級學習亦成為同工的參考策略。
「以全方位自主學習推展校本STEAM課程」計劃由優質教育基金贊助
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實驗富自主學習元素的 STEAM 課程設計
為校本教育創新提供參考模式
南屯門官立中學
南屯門官立中學銳意優化校本 STEAM 課程,本年度參與 In-STEAM 的目標明確——透過與香港大學教育應用資訊科技發展研究中心(CITE) 協作,融入自主學習元素於STEAM課程中,以及發展在STEAM活動中有效跟進學生學習情況的評量表。長遠而言,學校期望校內STEAM團隊能就各校本STEAM活動作縱向規劃,循序漸進培養及提升學生的共通能力。
透過使用LDS共同備課 ,並融入自主學習元素優化校本STEAM活動
是次STEAM活動的主題是「智能跳繩裝置」。硬件及地點條件的制肘,未有限制教師設計課程時融入自主學習元素的決心。參與In-STEAM 團隊的兩位教師,在學習設計室 (Learning Design Studio, LDS) 輔助下,列出活動的預期學習成果,並一併考慮學科實踐過程以及自主學習循環,成為 「自主的工程設計」,與學校共同備課的討論主題,便能跟隨自主學習循環而排序,理順設計方向。
為了讓學生自訂是次專題的目標,教師先讓同學反思日常生活習慣,以及思考學童肥胖率上升的原因,旨在讓同學連繫生活習慣的弊端與欠缺運動的關係,繼而提高他們的學習動機。學生意識到要設計並製作一項產品,提升青少年做運動的動力,亦很自然地把教學內容引領到「自我規劃」的部分。
圖一﹕學生闡述選擇跳繩作為這「運動產品」設計目標的原因
在自我規劃方面,教師讓學生自行繪畫產品草圖,學生在過程中需要搜尋資料,從而理解智能跳繩裝置在科學和工程上的操作原理 ,以及大致所需的編程技巧。 為培養學生養成自我監控的習慣,教師和CITE團隊共備後設計了一個「進度檢索表」 (progress checklist) 供學生參閱。自主學習循環的另外兩個元素分別為「自我評價」及「修訂」。關於這兩部分,教師們巧妙地利用評量表加強同學的反思能力,讓他們能夠作有意義的修訂。下部分將詳述學校的實踐策略。
多用途的評量表
參與學校陳校長在計劃前訪談表達具前瞻性的願景: 「我想透過和香港大學的合作,共同設計及發展一個學習評量表 (rubrics),藉著指標評估學生的學習情況 。」
評量表是根據共同備課時討論的預期學習成果而訂定,當中除了評估項目的描述外,亦展示了各項目的佔分比重。教師與CITE團隊達成共識,期望同學了解 STEAM 專題研習著重學科知識外,也同樣重視共通能力的發展。在中期匯報時,老師邀請同學使用此評量表為同班同學作同儕互評,及後完成個人反思。其後給予同學約一個月時間修訂產品及匯報內容,再向全級同學作全期匯報。令人驚喜的是,同學不僅因應評量表上列出的內容,改良了 app 版面、編程及組裝、匯報用的簡報等, 他們更反思及改良了測試方法,藉此提升測試的準確性。負責老師劉老師相信這是源於 「同學能從中期匯報的同儕互評得到啟發,在反思表格內設立的指導式和開放式問題,帶給同學不同的想法」。以下展示當日活動的情況:
而同學亦在學生訪談中表達相關反思:
學生甲:「完成這次專題研習後,我感受到成功感。」
學生乙: 「在完成專題研習的過程,我們的溝通能力有所提升。而且能在很多同學面前介紹是很難得的機會,我們的英語水平亦得以提升。」
學生丙:「這次專題研習能促進團隊合作,組長的分工很仔細,能夠因應組員的特性而安排不同的工作, 我也能學習與其他人相處、磨合,適應不同環境和不同人,對之後工作有幫助。我們希望有多點討論時間,令產品可以加入更多自己的想法。」
學生甲回應道:「我希望有更多時間探索,例如能夠設計 app 頁面。為讓我們的學習更自主,學校可以提供資源庫,這樣可以讓我們自行翻查及解決問題。」
以上反思,皆充分體現學生在學習歷程中全面且個人化的反思,相信他們必定在過程中實踐自主學習。
而學生學習歷程最佳的部分,相信是學生獎勵計劃中其中一組同學分享學習成果,以下展示一些剪影:
完善的組織學習知識管理系統
即使本學年只有兩位教師參與 In-STEAM 計劃, 其學習成果及計劃效能亦能擴散到整間學校的不同層級人員身上,原因在於學校已建構完善的互動機制,每個層面的教師都有機會分享經驗。校長希望長遠可以建立教師專業社群,除了讓學生「全民皆 STEAM」、 每位都有機會展現自己的學習成果外,教師團隊亦然。
在計劃後訪談中,教師指出他們往後將會參考 In-STEAM 計劃的模式,在實施創新課程時,會加入學生小組訪談,作為課研的一部份,有助了解不同學生的需要。陳校長表示:「即使一張圖片也能告知我們很多訊息」,這些都表現他和教師團隊對創建學習知識及知識管理的重視。陳校長亦透露,學校會持續安排教師在正式的專業發展活動或非正式的交流時分享教學經驗,例如 In-STEAM 計劃成果。此外,他也鼓勵教師適切地使用科技工具進行反思和分享,並把人工智能生成的撮要,整理討論所得並妥善儲存。此舉體現學校在建構學習架構中,對知識管理與科技的重視。相信久而久之,學校的「知識庫」一定會生色不少,並能促進共同學習,進而達到願景——學校各層級人員各司其職,透過具反思性的互動機制,有系統地設計 STEAM 螺旋式課程。
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以AI為橋樑,啟迪學生的同理心與創新思維
嘉諾撒聖方濟各書院
在今年的STEAM教育中,為了提升學生的同理心,幫助改善殘障人士的生活質素,嘉諾撒聖方濟各書院的教師結合工程設計過程與自主學習元素,積極融入各種AI學習元素,為學生帶來了一段富有意義的學習旅程。
完整且精巧的學習設計
在學習了香港大學支援團隊關於學習設計的理論後,負責老師何老師活學活用,利用「學習設計三角」(Learning Design Triangle)作為理論基礎,為學生設計精巧的學習旅程。她採用了自主學習的教學法,選擇設計思維過程作為真實情境的實踐,讓學生體驗真實世界工程師設計與製作產品的過程。例如,在課程開始階段,學生會自主搜尋資料,了解殘障人士在生活中可能遇到的不便與困難,並自訂目標,確定要解決的難題;接著,透過「頭腦風暴」,小組合作思考,根據教師提供的指引問題及資料搜尋,找出可行的解決方案以作初步的自我規劃;在繪畫設計圖後,各組學生進行第一次小組分享,收集同儕的反饋以持續改進產品設計,在這個過程中完成自我修訂與自我規劃。然後,帶著更完善和可行的設計圖,學生們製作產品,並進行自我監控。
圖一: 學生正在分享他們的產品設計以作自我規劃
圖二: 學生正在製作STEAM作品以作自我監控
在學習設計中融合AI學習元素
何老師與另一負責老師曾老師在STEAM課題中勇於創新,嘗試融入AI學習元素,讓學生能在AI的幫助下深化自主學習歷程,並提升數位素養。教師團隊探索了不同生成式AI工具在教學中的應用。例如,在目標設定階段,教師建議學生適切使用生成式AI工具檢索與殘障人士生活不便主題相關的信息,為同學訂立目標提供參考。在此過程中,教師向學生介紹AI提示工程的知識與技能,讓他們學會如何透過規範的提問技巧向AI發問,以高效地獲取所需信息。在自我規劃階段,為了增強學生對STEAM作品的所有感,並深化學生的自我評估能力,教師建議學生在共同商討出STEAM作品的關鍵評估指標後,利用先前學到的AI提示技巧,生成一個詳細說明的評估準則。透過這兩個學習任務,學生不僅對評估準則有了更深入的理解,還促進了自我評估的能力,逐步掌握了AI提示技巧。
學生甲坦言:「以前我不知道什麼是POE,但這幾次課堂使用後,我懂得如何使用它生成一些文字。對我而言,這方面的了解有所加深。」
學生乙也表示:「我這次使用AI生成文章後,發現AI的表述非常有邏輯,且更貼近人類表達。倘若AI被妥善使用,我認為這是輔助人類學習的優秀工具。」
此外,教師鼓勵學生適切使用其他生成式AI工具生成圖片、視頻或海報,為學生的分享環節增色,通過這些學習任務,學生的數位創造能力得到了提升。
嘉諾撒聖方濟各書院的老師勇於嘗試,將「學習設計三角」(預期學習成果、教學法以及真實情境實踐)有機結合,並融合不同AI學習元素,不僅幫助學生更好地達成STEAM課程的學習目標,也深化了學生的自主學習歷程,讓他們在過程中掌握了數位素養與AI學習元素。展望未來,該校將繼續與香港大學的團隊合作,進一步探索將自主學習與AI學習元素結合成STEAM課題,為學生開創更加光明的學習前景。
「備註﹕上述部分電子平台及電子學習工具非免費版,屬付款性質,學校如參考使用這些平台及工具時,應加以注意。」
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光合作用探究 — 人工智能與跨學科融合的自主學習設計
新界喇沙中學
新界喇沙中學探索如何透過自主學習(SDL)結合人工智能(AI)與跨學科教學,深化STEAM教育。本案例聚焦於初中科學科的光合作用單元,結合設計與科技科及電腦科,設計一個以光合作用為主題的跨學科項目,同時融入價值觀教育及國安教育元素,關注國家糧食安全及世界的饑餓與貧窮議題。
教學設計與跨學科融合
本單元以植物光合作用為核心,學生利用設計與科技科及電腦科所學的工程設計和技術知識,設計一個「黑箱與Micro:bit照明系統」進行科學探究,用於測量在不同顏色的光照射下,水草的光合作用。教學設計採用「全級參與STEAM」理念,並緊扣各科課程,透過有效組織和安排,確保所有學生都能藉參與該STEAM活動,學習各學科的內容,但又能於當中發揮創意。學生首先學習光合作用的科學原理,隨後在設計與科技課堂中,設計黑箱,確保光線可控並適合放置實驗裝置,並設計黑箱的外觀,而電腦科則教授Micro:bit編程,學生編寫程式控制照明系統的顏色與時間,最後於科學科進行實驗,探究模擬不同光照條件對水草的光合作用的影響(圖一至三)。
實驗融入饑餓與貧窮的價值觀教育,引導學生思考光合作用與國家糧食安全的關係,發揮「自然連繫、有機結合」的課程設計精神。教師透過案例討論,讓學生了解植物光合作用如何影響農作物產量,以及氣候變化對貧困地區農業的挑戰。
學生甲:「我覺得[跨學科]比較好,因為可以更好去記得所學的事,而且有一本學習日誌記錄三科的內容。」
學生乙:「電腦科可以學到編程,調較光線,科學科可以學到原理,及記錄實驗結果,D&T可以設計工具,即是個黑箱……這三科有共同的主題,混合在一起可以學到更多
,而且能夠創新,及有更實用的經驗。」
人工智能輔助自主學習
為提升自主學習能力,學校引入人工智能技術,讓學生在設計黑箱時進行自我評估。教師根據課程目標與評估準則,訓練了一個AI聊天機器人,內置詳細的評分標準(rubric),涵蓋功能性
、美觀性與實用性等面向(圖四)。學生將黑箱的初步設計草圖上載至AI聊天機器人,系統會根據評分標準提供即時反饋,例如建議改善結構穩定性。學生根據反饋修改設計,逐步調整產品設計,最後再由老師反饋。老師發現學生較樂意接納AI聊天機器人的意見,進行自我修訂,這不僅提升學生對設計質量的敏感度,還培養他們的反思與自主學習能力。
學習成果與持續創新
本項目以「自主學習」和「多層次-多尺度學習聯繫架構模型」(Multilevel-Multiscale Model of Connected Architectures for Learning and Scalability)為理論基礎,強調跨學科知識的聯繫與學習經驗的可擴展性。學生展現跨學科思維,設計黑箱並測量水草光合作用效率,掌握光合作用原理、工程設計與編程技能。跨學科的設計讓學生將科學探究、工程技術與程式設計融為一體,培養解決真實世界問題的能力。而AI自評工具促進學生反思設計過程,提升學習深度與自主性,而學校將AI作為自評工具的教學經驗投稿至2025國際科技教育研討會 (ICTE),並獲邀於海報展示環節作分享。價值觀教育則引導學生從科學探究延伸至國家糧食安全議題,培養公民意識。此產品不僅限於水草實驗,能力較高的學生可將設計擴展至其他植物,探究更複雜的生態系統,為未來學習奠定基礎。
為此,學校將擴大STEAM教學團隊,吸納更多教師參與,並將自主學習與跨學科活動的成功模式推廣至其他學科。教學團隊計劃將跨學科學習延伸至下一學年,融入公民、經濟與社會科及中文科,圍繞饑餓與貧窮主題,設計更多學習體驗活動。譬如學生將走訪弱勢社群,了解糧食問題及饑餓與貧窮問題,並回校集思廣益,提出解決方案。此舉體現「多層次-多尺度」模型的可擴展性,通過跨學科聯繫與持續創新,促進學生知識、技能與價值觀的全面發展。
新界喇沙中學的案例展示了如何透過AI與跨學科融合,賦予學生自主學習的能力,並將SDL-STEAM教育、價值觀教育及國安教育相結合,為學生的全面發展奠定基礎。此項目不僅提升了學生的學術能力,更讓他們成為具備同理心與創新精神的未來領袖。
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自主學習的蛻變之旅:STEAM教育的創新與突破
明愛元朗陳震夏中學
明愛元朗陳震夏中學的師生,於今年攜手開展具有意義的STEAM教育自主學習的蛻變之旅。透過參與HKU CITE的In-STEAM校本支援計劃,學校成功首次將自主學習理念與工程設計循環融入創意科技科課程,幫助中一學生在「智能家居」專題研習中實現創新的突破。
從願景出發:STEAM for ALL
學年初,學校期望透過In-STEAM計劃支援下,更新創意科技科的校本課程設計,讓每位學生都能在STEAM領域中發揮潛能。目標不僅是讓學生完成專題研習,提升他們的創意、解難和協作能力,還希望逐步將這種模式推廣到更多班級和年級,讓每一位學生都能參與其中,實現「STEAM for ALL」的願景。
面對挑戰:多樣需要與教學資源
課程推行初期,老師面對不少挑戰,包括如何照顧不同學習多樣性的學生、如何有效運用電子學習平台記錄與評估學生進度,以及如何準備教學套件以配合不同學生的能力與時間安排。這些挑戰促使教師團隊不斷反思與創新,尋找適合校情的教學策略。
創新策略:漫畫情境引導與客製化教學套件
為了應對這些挑戰,老師們採取了一系列創新的策略。首先,為激發學生的學習動機,老師透過運用生成式AI技術,把抽象的情景以「四格漫畫」方式切入生活中的問題,協助學生理解問題,從而引導學生設定學習目標。再利用“Who, When, What, Why”問題,讓同學自行預習及初步了解及分析各個情景的問題,學生透過漫畫分析生活中的不便,進而設計「智能家居」專題的解決方案(圖一)。這種視覺化的方法讓學習變得有趣,令每位學生投入參與。
此外,老師利用了腦力激盪的工具。學生在分組討論中記錄解難過程,並透過分組討論分享想法,比較不同方案的優劣,選擇最佳設計方向,促進朋輩間的互動與學習。與此同時,老師還活用雲端教室促進學生自我評價及修訂(圖二)。在分析問題、評估方案和創作的每個階段,學生都能透過老師提供充分的自學資源反思自己的進展,逐步培養明辨性思維和自主學習的能力。
老師們設計教學套件,以配合不同學生對自主學習的需求。動手能力較強的學生可自由使用環保材料(如紙皮)和套件自由創作,而能力較弱或時間有限的學生則可使用已預備好的材料完成作品,讓他們也能順利完成專題。這種靈活安排讓學習更具包容性,促進學生的參與感與成就感。
成果展現:從設計到反思
在師生的共同努力下,最終收穫豐富的學習成果。學生將工程設計循環應用到實踐中,也會自行與老師及助教預約時間,在課後時間來STEAM ROOM繼續完成專題,最終成功設計出智能家居產品(圖三)。在這過程中,學生們不僅提升了創意與解難能力,還在協作和分組討論中學會了與同伴共同解決問題。更重要的是,他們開始嘗試單獨設定目標、規劃進程並反思改進,展現出自主學習能力。
學生甲:「我喜歡創意科技這一科,我聽書以後我要更加努力去探索多一點,才可以有多一些知識日後去編程和訓練模型。」
學生乙:「當我訓練AI或者編程的時候,就像一個真實的電子建築師,編程可以當成是地基,我慢慢編程疊上去就等於建完一幢樓,可以使用編程發送指令就等於我已經住進樓裡了。」
學生丙:「可以解決日常生活的困難。比如剛才說的情景A,當家裏溫度很高的時候,可以利用智能家居打開空調,調整溫度。希望我做出來的智能家居可以幫到社會。」
圖三:學生設計的智能家居最終成品
教師亦在這段旅程中不斷反思,累積寶貴經驗,包括活用生成式AI設計教材與評分準則、提出引導性問題促進深入思考,提供清晰及明確的評分準則,以及善用合適的電子學習平台記錄與分享學生的專題期間學習歷程。他們深信每位學生都有潛力發展解難與自主學習的能力。
展望未來:持續優化與擴展
未來,學校計劃將此課程模式推廣至更多班級與年級,並將不斷優化課程設計,朝著「STEAM for ALL」的願景邁進。這場自主學習的蛻變之旅不僅展示了STEAM教育的無限可能,為學生打開了成長的新篇章,同時也為其他學校提供了寶貴的參考與啟示。在這條路上,每位學生都在探索自主學習。
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設計學習架構擴展STEAM 教育
明愛粉嶺陳震夏中學
不斷擴展的STEAM教育
本學年,明愛粉嶺陳震夏中學在推動教學創新方面取得了顯著的進展。起初,創新措施主要集中於中三級,旨在提升學生的學習成效與興趣。隨著學年的推進,學校除了在中三級推展STEAM學習,更積極將創新理念擴展至中二級,以「垂直耕種」作為STEAM主題,形成由中二到中三的全面推動格局。STEAM活動設計仍以自主學習為教學法,學生在經歷科學探究與工程設計後,製作出不同的垂直耕種方案(圖一)。
圖一:學生展示不同的垂直耕種方案
為確保教學創新的持續性與深度,學校提供了充足的資源與支持。經驗豐富的教學團隊共同參與課程設計,通過跨科組合作,集思廣益,創作出多元且具創意的學習方案。每年,學校都循序漸進地引入新人才,補充團隊實力,以應對不斷變化的教學需求。
多層級多尺度學習策略
上述的擴展成果,與學校致力於設計並推動創新的學習架構,促進「多層級多尺度連繫學習」(Multi-Level Multi-Scale Connected Learning Model)密不可分。多層級指的是學校領導、老師及其他相關持份者的參與;多尺度學習則指不同的互動形式,例如校內、校外、跨層級(如老師與學校領導)及同層級(如老師之間)等。如何實現「多層級多尺度學習」,與學校如何設計學習架構息息相關,包括組織架構、互動機制、相關文件/成品,以及科技支援。
推動創新的學習架構
在組織架構上,學校各層級成員均在創新過程中獲益。前線教師通過教學創新與專業交流積累經驗,並利用IDEALS平台優化設計。中層管理人員與同行交流,提升創新團隊潛能。管理層則致力營造創新環境,包括建立網絡、提供資源、平衡工作負擔,並監督科組協調,確保過程順利高效。
在互動機制上,學校建立了一套多層的互動機制,以促進教師之間的協作與反思。學校為創新團隊提供較大的自由度進行反思與實踐,並鼓勵他們定期參與In-STEAM計劃活動,及安排觀課(圖二)。由副校長領導的創新團隊除日常工作外,還通過聯誼活動增進溝通與理解,強化團隊凝聚力。學校設立了固定的共同備課時間,促進科組之間的合作與知識分享,確保創新教學持續推進。此外,學校鼓勵教師通過獎勵計劃、教案比賽和展覽等平台分享成果,激勵創新。
在相關文件/成品 及科技支援方面,學校透過「學習設計室」(LDS)(圖三)有系統地記錄教學設計,並以過往設計為模板,持續優化出符合教育發展趨勢的教學方案,形成完整的教學設計資料庫。此外,善用IDEALS系統的ILAP電子學習平台(圖四)收集學生學習數據,分析學習狀況(圖五),評估學習成果,建立數據驅動的反饋循環,促進教學改進。
學校推行「多層級多尺度連繫學習」,各層級人員協作實踐自主學習。管理層制定課程方向與級本計劃,中層人員安排日程與科目,校本創新科技科與科學科老師設計教學內容,前線教師則根據專業設計教材與活動,形成教師自主協作的教學生態。相關流程與成果通過文件與數位平台管理展現,持續推進教學創新。
「多層級多尺度連繫學習」策略不僅提升教師參與度,更營造持續進步的創新氛圍,為教學發展提供堅實支援。
備註﹕ IDEALS系統現需付費訂閱。
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融合與創新:在城市電路中點燃每位學生的潛能
東華三院鄺錫坤伉儷中學
為了讓學生深入理解串聯與並聯電路知識,以及清潔能源的相關概念,東華三院鄺錫坤伉儷中學以校園周邊的寶田路城市電路規劃作為研習背景,設計了一個富有啟發性的 STEAM 活動。在這個過程中,老師與學生共同參與角色扮演,展開一場關於城市電路規劃的競標活動,融合了人工智能素養和企業家精神的培養,使學生在自主學習的旅程中體驗到深刻的意義。
讓學生經歷工程設計的學習過程
為了有效地將課堂知識與現實世界互相連結,負責老師楊老師與高老師精心設計了一個真實情境,以提升學生對 STEAM 課程的參與感和意義感。過去,在缺乏具體情境的情況下,學生雖然學習製作智能電路圖,卻多是為了完成作業而已。這次,楊老師化身城市規劃公司的CEO,學生們則扮演電路設計師、機電工程署人員及地盤工人等角色,為政府提出的寶田路城市電路規劃設計方案而努力。學生以小組為單位,設計出鏈接醫院、警署、學校等建築的電路,並用電池組來模擬發電廠。楊老師甚至從政府土木工程拓展署的網站上獲取了寶田路的城市規劃圖,幫助學生更深入地理解該地區的地理環境,以便設計出更具真實感的城市規劃方案。他們必須依據政府的要求,設計合適數量的路燈、醫院和警署等設施,然後運用串聯與並聯的物理原理繪製電路圖,最終在木板上根據電路圖接駁真實的電路。
創新的小組合作模式
作為一所融合學校,班級中學生的學習能力差異更為明顯,如何讓每位學生都能發揮所長、為 STEAM 項目貢獻力量,是老師在設計課程時需要解決的問題。楊老師鼓勵學習能力相對較弱的同學負責組裝電池,模擬城市電路中的發電廠角色,而能力稍強的學生則挑戰串聯與並聯的電路接駁工作。這樣的安排不僅確保了每位學生都有合適的學習任務,同時也賦予了他們強烈的意義感和成就感。為了讓每位組員都能對電路設計任務負責,楊老師要求各小組在提交設計圖時,每位成員必須簽名。這一簡單的舉動,極大地增強了學生對小組作品的重視與歸屬感。
別具一格的匯報方式
在完成寶田路的城市電路規劃及製作後,楊老師希望學生能運用公民、經濟與社會科中有關清潔能源的知識,思考如何在鄰近的新慶路地區利用這些清潔能源發電。他將學生分為兩個陣營,分別代表「生物發電」和「太陽能發電」,舉辦主題為「新慶路應發展太陽能還是生物能?」的辯論賽。學生代入不同的角色,包括策劃組長、環評分析師、財務組長等,從不同觀點出發,辯論不同清潔能源的優勢。楊老師鼓勵學生適切地使用 AI 工具收集和整理相關資訊,讓他們在辯論中掌握資訊與數據素養,並在過程中深入理解清潔能源的知識。
不斷調整學習設計提升教學效能
優秀的學習設計和高效的教學並非一蹴而就。教師團隊與港大支援團隊經過多次共同備課,不斷調整學習設計,甚至在辯論課堂中吸納學生的意見,延長自由辯論的時間,使學習設計成為老師和學生共同參與的過程。這種教師與專家團隊之間、以及教師與學生之間的互動,有效提升了學生的學習效能。
楊老師與高老師對每位學生充滿信心與關懷。他們相信,在精心設計的學習環境中,每位學生都能享受到優質教育的成果,並在成長的過程中獲得感動的體驗。他們勇於接受教育領域的新思想,積極嘗試創新的教學策略,並以對學生的信任與投入,成為學生成長路上的陽光與支持。
「以全方位自主學習推展校本STEAM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
從優化STEAM創新策略到國際會議成果分享
聖瑪加利男女英文中小學
教師設計高度自主的STEAM創新學習的環境
學校透過STEAM學習培育學生協作解難能力,過程中引導學生應用設計思維,從聯合國教科文組織(United Nations, 2015)提倡的十七個永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDGs)中探索研究問題,並設計解決方案,運用多元科技製作方案模型。每組學生選擇不同目標,應用不同技術,深入探索相關領域知識。例如,有組別針對能源問題(SDG 7,圖一)設計將行人走路動能轉換為電能的系統;有組別針對貧窮問題(SDG 1,圖二)開發應用程式遊戲,讓用家透過虛擬世界體驗貧窮以建立同理心;還有組別回應SDG 3(圖三),針對睡眠問題設計促進安睡的方案原型。
推動高度自主學習的課題並非易事,教師需設計能促進學生自主學習的任務。例如,為幫助學生設定目標,教師安排學生參觀創科薈萃(Innogala),觀察其他學校的STEAM學習成果,並透過IDEALS系統的電子學習平台分享參觀心得,藉此引導學生思考目標。此外,教師也指導學生使用AI輔助工具制定評估準則,以監測其方案模型的表現。整個學習過程包含演示、朋輩互評、自我評估及教師回饋,確保學生獲得全面支持。
學校團隊優化推動STEAM創新學習的環境
組織結構 — 自上學年以來,多層級領導團隊為教學探索提供了靈活支持。副校長的參與使教師能在行政支持下推動創新,例如調整時間表以安排額外講座,協助學生撰寫項目提案,同時保留教師在課程設計上的專業自主空間。踏入第二年,學校領導關注到STEAM 教師在指導多樣化學生專案時的負擔,為減輕壓力,增聘了一名具有工程背景的STEAM 教師加入團隊。
校本課程重整與優化 — 教師發現部分學生小組在設定目標時遇到困難。為使STEAM學習更聚焦,校本科技科主任與中三年級電腦科教師達成共識,將數字素養教學(如APA引用格式)整合至電腦科課程中。副校長進一步建議以聯合國永續發展目標為框架,協助學生設定專案目標,這也契合學校培養學生全球視野的願景。這些課程優化措施展現了STEAM學習設計的持續改進。
擴展學生與同儕的互動 — 基於上學年實施後的建議,學校決定擴大學生分享學習成果的機會,並讓中二學生提前了解下學年的STEAM學習內容。因此,本年度學校在考試後舉辦STEAM展覽,安排部分其他級別的小組向中二級學生展示成果,以增加學習成果的展示機會。
提升電子學習支援 —教師試用 IDEALS 的互動學習與評估平台(iLAP),以記錄學生的學習進程,及增加學生的互動學習。
在國際學習科學學術會議分享
學校領導與教師運用學習架構(Architectures for Learning)與多層級多尺度連繫學習(Multi-Level Multi-Scale Connected Learning Model)框架,成功應對挑戰並將自主學習(SDL)實踐擴展至 STEAM 創新。學校的創新實踐顯示,學習架構需動態調整以適應變動的學校生態系統,從而提升學生自主性、教師創造力以及領導靈活性。學校領導與教師以其創新實踐的經驗,與 In-STEAM 團隊合作,主導研究並推動可擴展 STEAM 創新的機動性學習架構設計。其初步研究成果(註一)獲國際學習科學周年會議 2025(International Society of the Learning Sciences (ISLS) Annual Meeting 2025)接納,在會議中與來自世界各地的學者及教師分享創新實踐理論及經驗(圖四及圖五),說好香港教育創新的故事。
註一:Hui, Y. O., Lam, C. K., Tse, H. M., Ko, P., & Law, N. (2025). A School’s Agentic Infrastructuring for Scalable STEM Innovation Guided by the MLMS Connected Learning Framework. In Proceedings of the 19th International Conference of the Learning Sciences-ICLS 2025, pp. 2233-2237. International Society of the Learning Sciences. DOI: 10.22318/icls2025.853390
註二﹕ IDEALS系統現需付費訂閱。
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智慧家居項目的學習設計與同儕評估
聖羅撒書院
聖羅撒書院積極推動STEAM教育,透過與家政科合作的智慧家居項目,結合學習設計平台 (Learning Design Studio, LDS) 及學生同儕評估,培養中三學生的自主學習能力。本案例聚焦教師如何利用LDS設計課程,同時融入家政科的成本計算元素,以及同儕評估如何促進學生反思與成長,展現跨學科學習的成果。
學習設計平台:協助老師更有效把自主學習融入課程設計
教師利用學習設計平台為智慧家居項目設計課程,引導學生在智慧家居課題上經歷自主學習歷程 (SDL)。LDS幫助教師整合預期學習成果和詳細的學習任務,確保課程具系統性。課程要求學生透過電子工具學習電路設計基礎,並使用跨平台應用軟體編寫程式碼,從而設計智慧家居電器,例如提升長者生活品質的自動化設備。課程設計指引明確列出步驟:從學習電子工具基礎、提交電路截圖、展示程式碼,到撰寫市場推廣計劃,涵蓋產品、價格、地點和推廣。
負責的吳老師說:「基本上整個設計,都沒有特別調整,後來用了LDS,嘗試增加以學生為中心的peer evaluation元素。我們在今年的project裏面加上了這些元素,主要是這些微調,增強自主學習。我們用了各樣的tools如工作紙,再加這些元素,加強學生學習的ownership…… 而使用LDS 的好處是,平台上有很多教學理念及理論,可以在裏面選擇…… 還有考慮的部份已經多很多,譬如各樣資源、時間分配等,自己做的課程設計部份沒有那麽詳細……不用LDS system 就很難做到這個層面的教案出來的。」
教師透過LDS設定學習任務,鼓勵學生實踐自主學習的五個過程並反思成果,並確保學生獲得適時指導,同時保留探索空間。
學生甲:「這個模式可以多一點自由。我可以自己選我想解決的問題,自己想一些方案。
學生乙:「我做完電路後會給老師檢查,得到反饋後再改進。」
家政科的融入要求學生進行成本計算,學生需在跨平台應用軟體的官方商店查詢零件價格,計算總成本、建議售價及利潤百分比。此環節增強了學生的財務意識,與STEAM技術結合,體現跨學科學習的價值。
同儕評估:促進反思與多元視角
同儕評估是項目的另一亮點,學生在分享產品設計的同時,其他同學可依據同儕評估量表,從功能性、創意、編程、市場推廣、生活品質影響及預算等面向評估彼此的項目(圖一)。同儕間的評估提供了多元視角,特別在生活品質影響方面,補充了教師的技術反饋。評估過程讓學生學會接納建議並改進設計,教師則整理同儕反饋,提供總結意見,進一步深化學習效果。
學生丙:「老師的反饋多在編程過程,而同學的反饋更關於生活品質的影響。」
總結
聖羅撒書院的智慧家居項目透過教師利用LDS設計結構化課程,結合家政科的成本計算,引導學生進行跨學科的自主學習。同儕評估則為學生提供多元反饋,促進反思與協作。學校將在教職員大會介紹LDS予其他老師,希望幫助老師在其他科目能更有系統地設計課程。
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智慧校園:自主學習與實踐創新
香港真光書院
香港真光書院在中二電腦科中推行了一個以「智慧校園」為主題的項目,旨在讓學生通過自主學習(SDL)方法,辨識校園問題並提出解決方案。這個項目不僅強調技術應用,更通過真實情境的設計,促進學生協作與自主學習能力的發展。
教師的角色轉變:從引導到賦權
在項目初期,教師設計了一套結構化的學習框架,希望逐步將學習主導權交給學生。教師利用工作紙和圖形框架,引導學生尋找校園中可解決的問題(圖一)。這些問題與學生的日常生活息息相關,使學習內容更具真實性。教師在課堂開始時通過小組任務,鼓勵學生設定目標。學生在四人小組中積極參與,通過協作完成工作紙,展現高度的學習投入,並在課堂分享環節中,展示自己的初步方案。
教師在項目中逐漸讓學生承擔更多責任,除了自訂問題及解決方案,教師也嘗試引入小組互相學習及同儕評估工具,鼓勵組間和組內互動,促進學習共同體的形成(圖二)。
學生甲:「坦白說,我們很少有機會完成一個電腦科的團隊合作project,以小組為形式的合作更是少之又少。我們一般只能自行在各自的電腦上完成習作和課堂任務,但有時遇到問題,我們亦會互相幫忙,不過這種presentation的機會實在非常罕有。」
學生乙:「[一般課堂中,]我們不會真正present自己的想法,一般是老師單方面輸出學習內容,然後我們便充當接收者的角色……我們能夠在課堂上分享自己的意見和想法,比一般課堂更加有趣,互動性更強。」
真實情境的融入:從觀察到創新,從宏大到小處
智慧校園項目的核心在於真實情境的應用。學生通過課堂討論開始關注校園環境的實際需求。這種真實情境的設計不僅增強了學生的觀察力,還激發了她們對校園改善的創意構想。
然而,學生也反映出挑戰。例如,學生提到初期辨識的問題較為「顯而易見」且「宏大」,如洗手間衛生問題或禮堂溫度問題,但她們不確定這些問題是否能通過學習到的技術解決,例如micro:bit,而只提出改善學校基建。為此,教師提供結構化的工作紙,幫助學生將問題範圍縮小到可以用已有知識解決的校園情境,並鼓勵她們探索可行的技術方案。最後同學們通過不斷討論,由改善小處開始,確定可以運用學習到的課堂知識和技能解決的校園問題。例如有小組觀察到老師們有時會不小心把課室的白板筆帶走,她們便利用重量感應器放在筆筒下,每次有老師不小心帶走白板筆,感應器便會發出聲音,提醒老師把筆放回原處;亦有學生為方便尋找在教員室的老師,而設計了一個提示裝置(圖三)。這種細微但卻能改善課堂效率的方法,充分展現了學生將已有的課堂知識與實際問題結合的能力,也反映了學生在自主學習框架下,通過修訂目標與自我監控,將宏大構想轉化為具體、可行的創新設計。
學生丙:「經過了今節課堂,我們深刻理解了智能校園的理念和範疇。因為我們雖然聽說過智能校園,但沒有料想到原來智能校園能夠囊括這麼廣闊的領域和形式。」
教師協作與進展性評估的實踐
為確保教學設計有效支持學生自主學習,教師團隊定期進行共備及觀課。共備時間讓教師集思廣益,設計結構化的學習活動,如工作紙和圖形框架,引導學生探索校園問題並自定目標。教師通過互相觀課,觀察學生參與度及課堂互動,調整教學策略,進一步促進學生主導權的轉移。與過往僅在單元末進行總結性評估不同,教師引入進展性評估及同儕互評,鼓勵學生在學習過程中互相反饋,促進學習共同體的形成。雖然學生初期提出的宏大想法需要較多教師引導至可行方案,但教師對學生的創意感到驚喜,例如利用感應器解決白板筆遺失問題的方案。這種協作與評估模式的轉變不僅提升教師的專業能力,也確保了課堂的連貫性與深度。
總結
香港真光書院的智能校園項目通過SDL方法和真實情境的設計,成功賦予學生更多的學習主導權。教師的結構化引導與信任,結合學生的小組協作,激發了學生的創造力與問題解決能力。儘管學生在應用技術如micro:bit時仍面臨挑戰,但這一項目無疑為她們提供了一個從真實問題出發、探索創新的寶貴機會。
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水火箭:探索與創新的STEAM之旅
香港華人基督教聯會真道書院
沉浸式的學習體驗
香港華人基督教聯會真道書院的老師今年為中二學生設計了「水火箭」的STEAM課題,讓學生沉浸式體驗科學家和工程師發現知識及製作產品的過程,並在學習中感受國家航空航天的相關知識,體驗自主學習的歷程。
給予學生自由與信任
老師給予學生充足的信任與自由度,學生對能夠自定探究題目及動手操作的STEAM課堂感到非常興奮。 例如,老師鼓勵學生探索火箭升空時,機翼的不同形態對發射高度的影響。學生能夠根據小組內的討論,自行設計機翼的大小、形狀甚至數目。這種自由度讓學生感受到對學習STEAM的擁有感,學生表示:
「我很享受教師給予我的研究自由,我最喜歡水火箭的設計部分,因為我以前學到的東西會對我的設計思維產生影響。」
「老師給了很大的自由度,我想完之後跟老師講我想做什麼,老師都會說可以。」
其他組別的探究包括機頭形狀、水和空氣的比例及發射條件等,均能自主地進行探究,並能準確地運用公平測試的原則,值得欣賞。
激發團隊合作精神
這種自由度激發了學生團隊合作的積極性,使他們主動與組員合作,一起完成作品。在設計和試驗機翼的過程中,學生發現存在不同的變量,因此需要不同的組員分工進行探索,學生表示:
「每個組員都有自己的長處,他們都很主動,不會推卸責任;而且我們知道實驗的目標是什麼,如果遇到的困難太大,目標會隨著困難而調適;我們會按照擅長的地方去分工。」
自主學習的動力
在「水火箭」的選題、設計到發射的學習歷程中,學生表現出對學習的「飢餓感」,並演變為自主學習的動力。他們覺得自己正在扮演科學家和工程師的角色,透過跨科協作,認為水火箭的產品是通過自己和團隊的努力「從無到有」創造出來的。教師感到欣慰的是,學生認為製作STEAM作品的過程幫助他們了解自己對哪些領域真正感興趣,並表示:
「在學習STEAM的過程中,我知道了自己的潛能在哪裡,對什麼感興趣,這可能會影響我選擇大學的專業。」
發展STEAM教育的學習架構
除了讓學生經歷真實情境來創造發明,教師們還為學生搭建了一個電子平台,讓他們將整個學習歷程上載到電子平台,製作e-journal,方便學生紀錄想法、程序、結果及進行反思。這種方法能夠幫助師生保存珍貴的學習材料,以延續教育創新。同時,學校為學生準備的3D打印機支援學生製作機翼模型;學校領導與教師之間、教師與學生之間的互動更促進了教育創新的交流。
香港華人基督教聯會真道書院的STEAM課程不僅讓學生從實踐中學習知識,更培養了他們的自主學習能力和團隊合作精神。透過跨科協作的設計,學生不僅能在探索中找到興趣,還能在未來的學習中獲得更大的成功。這學習模式無疑為學生的全面發展奠定了堅實的基礎。
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以自主學習及跨學科設計解決長者生活問題
馬錦明慈善基金馬可賓紀念中學
馬錦明慈善基金馬可賓紀念中學一直致力於推動STEAM教育,強調自主學習(self-directed learning, SDL)及跨學科整合,以培養學生的創新思維及解決實際問題的能力。2024/25學年,中三級電腦科、校本商業科及科學科老師進行跨科協作,以長者生活問題為主題,鼓勵中三學生結合三科知識和技能,並應用工程設計流程,設計並開發針對提升長者生活質素的創新產品。這個項目不僅要求學生發揮創意設計實用產品,還融入創業教育,讓學生從商業角度考慮產品的可行性,學習預算管理、定價及提案撰寫。
關愛長者,跨學科實踐
學校以自主學習為課程設計的綱領,把自主學習融入課程的不同部份。例如,老師帶領全級中三學生參觀「樂齡科技展」,除給予學生展覽資料外,老師亦設計工作紙,讓他們就這個有時限的參觀訂立目標、計劃、監察、評估成效及反思,讓學生們經歷自主學習(圖一)。從學生回饋所見,他們從展覽中接觸到多種科技解決方案,汲取靈感,針對長者的日常生活需求構思軟件或硬件產品,讓他們大開眼界。學校為每組提供固定金額的資金,用於購買零件、物料或相關服務,學生需在預算限制內完成原型製作,並提交商業提案,展示產品的市場潛力。
學生甲: 「[我覺得參觀樂齡科技展]對我來說也是一個大開眼界的機會。因為平時只是在學校或者坐在家裏,就比較少機會去見識現在的科技怎樣先進,怎樣去幫助一些弱勢社群,所以我覺得,對我來說是大開眼界。」
在初中電腦科中,學生學習工程設計流程,試驗製作產品原型,例如助行杖、人工智能電話程式等(圖二)。在初中校本商業科課程中,學生則學習商業基礎知識,包括成本及利潤計算等。他們需撰寫商業提案,並確定成本及售價等。科學科則提供科學探究基本原則及步驟,讓學生重溫相關知識。
學校缺乏大型工具(如鋸鑽),故學生多使用簡單物料(如紙皮、廢雜誌)或3D列印技術製作原型。教師鼓勵學生聚焦概念驗證(Proof of Concept),即使成品未臻完美,仍能展示設計理念。此外,學生透過在農曆新年期間訪談長者,了解其生活困難,確保產品設計貼合實際需求。學生使用「項目日誌」記錄構思、設計過程、挑戰及反思,檢視自己的學習成果,是學生實踐自主學習的重要部份(圖三)。
學生乙: 「我覺得這個課堂是教我怎樣去plan一件事情。就是我們首先可能說,我們想做這件事,想做那件事。但是其實中間我們還有很多東西要想,就是正如這盞燈,這盞聰明的燈,我們要想一想它有什麼input有什麼output。這些東西都是非常重要,還要想怎樣做、怎樣買材料,這些都是比較複雜,要做的東西,教我怎樣plan一些事情,我覺得對我來說很有益處。」
學習成果
透過樂齡科技展的啟發,學生展現同理心,設計出貼合長者需求的產品。例如,其中一組不但考慮長者的頸椎問題而設計出頸枕,還考慮到中年人也適用於預防頸椎;也有小組設計可咀嚼軟食,學生在與長者交流後,會考慮食物的口感和營養成分,以更符合長者的健康需求。
在創業教育方面,學生展現了對商業運作的初步理解。他們學會如何在有限預算內分配資源,並在提案中清晰闡述產品的獨特賣點,以及在市場的定位和定價。
最後,學校安排每組學生於班內就其設計的產品進行匯報,老師亦於每班選出兩隊作品,共8隊作品於禮堂向全校師生作展示及推介,競逐最佳設計及最具投資價值大獎(圖四)。學生無論於班房及禮堂展示均表現積極,運用不同策略及道具推薦自己設計的產品,充份展現他們的投入及創意。
挑戰與反思
項目實施過程中,學校面臨若干挑戰,例如缺乏電腦科的專業工具限制了硬件產品的製作,學生需依靠簡單物料或3D列印製作成品。其次,教師需平衡自主學習的空間與指導的程度,確保學生在寬鬆框架下仍能聚焦目標。最後,跨學科整合需協調不同科目教師的課程安排,增加行政挑戰。
教師團隊透過定期會議與反思應對挑戰。例如,電腦科教師縮減課程內容,預留課時讓學生討論及製作項目成品,並與教學助理進行協調,幫助學生使用3D列印製作成品;初中校本商業科教師則引入財務報表概念,引導學生將商業元素融入設計。
為進一步增加深度及廣度,學校計劃在未來完善實施方式。譬如採用電子日誌記錄取代手寫的日誌,實施多階段反思,並促進學生與教師之間的即時分享與反饋,從而提升反思的深度與效果。同時,將自主學習架構的五階段,即設定目標、自我規劃、自我監控、自我評價及自我修訂,納入學生手冊,引導學生從多方面進行自主學習。此外,學校計劃在2026年擴展跨學科元素,融入數學、物理、化學及生物課程的知識,並結合項目式學習,進一步豐富學生的學習體驗。
馬錦明慈善基金馬可賓紀念中學的「樂齡科技展」項目成功結合了STEAM教育與商業教育,透過跨學科的學習設計,激發中三學生的創意與創業思維。學生在自主學習的過程中,不僅設計出貼合長者需求的創新產品,還培養了商業思維及解決問題的能力。這個案例展示了如何以學生為中心,透過解決真實問題,實現SDL-STEAM教育的目標,為教師及學校提供了寶貴的參考。
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特殊學生透過多感官參與STEAM學習
保良局陳百強伉儷青衣學校
參與 In-STEAM 計劃的教師團隊今年希望能深化跨學科發展,並在設計學習過程中,為學生提供多樣的自主探索的學習體驗。根據特殊學校學生的學習需要,老師需要思考以不同形式呈現 STEAM 相關知識,讓學生更容易理解。他們希望通過我們的 In-STEAM 網絡獲得更多的知識和方法並應用在本校,為學生設計合適的 STEAM 活動。
為學生設計跨學科的多感官STEAM活動體驗
在與In-STEAM學校發展主任共同備課中,教師團隊提議設計以走馬燈為主題的STEAM活動。教師團隊在In-STEAM學校發展主任的協調下,與天神嘉諾撒學校教師團隊進行跨校共同備課。天神嘉諾撒學校教師團隊曾設計和推行相關STEAM活動,並十分樂意提供不同的教學策略和教學資源。
隨後教師團隊根據學生的需要,設計跨學科的STEAM活動。在常識科中,學生透過觸覺體驗蠟燭可以產生的熱力 (圖一),並透過燈條觀察不同顏色的光 (圖二)。老師 然後帶領學生分組操作,將塑料袋套在蠟燭上,讓塑料袋升空,從而展示熱力原理 (圖三)。在視藝科中,教師以有關顏色的歌曲啟動課堂,隨後學生透過觀察認識走馬燈。學生接著進行水墨畫走馬燈設計活動,使用毛筆、海綿或紙團把不同的顏色印在紙上。老師示範使用不同工具印顏色在紙上的技巧並播放音樂營造氛圍。最後,老師展示學生的設計,與學生一齊欣賞進步與成果(圖四)。整個跨學科STEAM學習裡,學生運用不同的感觀探索,參與探索走馬燈的科學現象及設計走馬燈。
教師的角色轉變及專業能力提升
去年任教的老師在今年的角色有轉變,在計劃實施的過程中擔當中層管理的角色,在前線老師和學校管理層之間的溝通發揮重要作用。另外,在學校行政方面,老師根據學生學習情況調節課堂、安排共同教學課節,令課程實施更為流暢。
科任老師透過不同形式的互動機制,增強對STEAM教學的認識,並實施不同策略促進STEAM教學。科任老師透過共同教學課節,讓不同科任老師透過同儕學習及交流,反思及提升本科的教學。例如視藝科老師在常識課上見到學生在體驗活動上參與度更高,便在自己的視藝課堂上設計更多體驗環節,讓學生更投入以及開心雀躍。
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