像科學家一樣思考

    上期談到，國家教育部在四月頒佈了義務教育課程方案以及各科目的課程標準，啟動了新一輪基礎教育課程改革。在科技教育方面，提出要引導學生像科學家一樣思考，創設學生能經歷發現、解決問題的學習過程。 而整合性STEM(Istem)教育，即為實現這種學習模式的路徑之一。

    iSTEM教育的本質，並非是對科學、技術、工程和數學的拼湊，而是強調：“用探究(inquiry)與創新(innovation)的思維，整合(integrative)地應用跨學科(inter-discipline)的知識與技能，去解決真實情境中發現的問題。”

    教育部頒發的《義務教育課程方案（2022年版）》提出，要使學生成為“有理想”、“有本領”和“有擔當”的建設者和接班人之培養目標。而當中對“有本領”的描述中強調要學生“學會在真實情境中發現問題、解決問題，具有探究能力與創新精神。”另外，亦明確了“加強課程綜合，開展跨學科主題教學”等的基本原則，在科目設置中強調“綜合實踐活動側重跨學科研究性學習與社會實踐”，並訂定原則上各門類課程用“不少於百分之十的課時設計跨學科主題學習”的規定。由此可見，探究、創新、跨學科、真實情境、發現與解決問題，成為內地新一輪課改的關鍵詞。

    從全球的範圍看，我們比較熟知的PISA計劃提出的科學素養指的是“成為能參與科學相關議題和科學概念思辨的公民時所需具備的能力。”其評量重點的內容包括“能科學地解釋現象”、“評量與設計科學探究”、“解讀科學數據”及“舉證科學證據”四個方面的能力。

    無論是回應全球對科學與科技教育發展的趨勢，還是國家對科學教育課程改革的關注。本文所提到的iSTEM教育都將是回應新時代科學與科技教育發展的有效進路。

    那麼，iSTEM教育可以如何促進學生在學習的過程中能“像科學家一樣思考”？鄰近地區有教育機構曾提出科學思維的“科學推理階梯”，當中共有四個步驟，包括“發現問題——在生活中發現新的問題”、“聯想原因——主動思考可能造成這個問題的原因”、“大膽假設——大膽假設可以解決問題的方法”、“實際驗證——測試這個方法是否可以解決問題”。而當中第一步也是最難的一步在於“發現問題”，能否發現問題取決於學生過去是否累積足夠的觀察經驗，因此，如何訓練學生觀察是培養探究學習的重點。當學生觀察到的與他原本的認知有所不同，產生衝突時才會進而發現問題。

    iSTEM教育另一個強調的是“真實情境”。情境學習(Situated Learning)沿革自美國學者布朗與柯林斯等在一九八九年提出的概念——情境認知，他們認為知識是情境化的。情境認知強調概念性知識如同一組工具，他們強調學習應在真實的情境中進行，是要讓學生經由觀察、模仿、參與真實活動，與社會互動中，了解知識的意義。

    （科技教育與館校協作 · 二）

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