像工程師一樣思考的STEAM課程

    一月十六日本欄以“像科學家一樣思考的科學課程”為題，闡述了課程標準對學習預期行文的表述方式，如果我們期望科學科的課程革新轉向更多關注科學探究能力的培養，就有必要在範式上作根本轉變。而所舉之例是轉引自美國中小學科學課程標準——《下一代科學標準》（The Next Generation Science Standards，下稱NGSS）中，有關中學物理在“力和相互作用”範疇的預期學習目標。

    NGSS的每一條預期學習目標，其行文表述均由“科學與工程實踐”、“學科核心概念”和“跨學科概念”三個維度組成，三個維度分別對應：“科學家的行為”、“科學家知道的概念”和“科學家會思考聯繫的內容”。NGSS這個巧妙的行文表述安排，使整部課程標準從單純讓學生“學會科學”的傳統模式，轉向成期待學生“成為科學”的革新範式。如果用我們更熟悉的話語表達，簡言之，就是NGSS更趨向實現培養學生科學科的核心素養。

    二〇一一年，美國的國家研究委員會(NRC)、國家科學院(NAS)及國家工程學院(NAE)聯合發佈了《K-12科學教育框架》作為幼兒到高中教育階段課程方案。隨後，在美國二十六個州的合作以及不同委員會的指導之下，由學術機構Archieve經歷三年時間制定而成《下一代科學標準》。

    《K-12科學教育框架》共分為四個領域：“物理科學”、“生命科學”、“地球與太空科學”以及“工程技術及應用科學”。並期望透過上述三個維度，讓學生能在情境中學習到科學知識、理解科學知識是如何獲得，並能將科學概念連結。

    上期提到，特區政府將因應當前學校課程綜合性與跨學科學習等的需要，在下一學年啟動課框及基力法規的修訂工作。而NGSS作為被當代科學科課程學界普遍認定相當具參考價值的課程標準，由此，我們不妨在思考修訂相關科目基力時，有意識地參考尤其NGSS實現科學核心素養的可行路徑。

    目前，已公佈並實施中的中學科學科基本學力要求，由四個學習領域構成：“科學探究”、“物質科學”、“生命科學”和“地球與太空科學”。比對NGSS上述列出的四個領域，顯然，“工程技術及應用科學”是其中一個應予增加的學習領域。事實上，國家教育部在二〇二二年制定的《義務教育科學課程標準》，其課程內容就包括了“技術、工程與社會”以及“工程設計與物化”這兩個範疇的學習預期要求。STEAM教育應是下階段澳門科學基力修訂的重要體現。

    作為教育專業的我們，深知STEAM不只是五個英文字母的相加，更不是坊間部分教育機構套件式砌積木STEM活動。工程技術如納入作為課程標準的內容，我們更應考慮以“像工程師一樣思考”的範式，訂定相關領域的具體內容。而《K-12科學教育框架》給了我們一個很好的參考：如果科學家的提問會存在甚麼？發生了甚麼？為甚麼這會發生？怎麼知道它發生？那麼，工程師會問的是如果人們有一個需求，怎麼去滿足它？怎麼才能讓需求變得具體化？現在甚麼樣的工具和技術可以利用，或者可以被改進，從而用來滿足這個需求？

    （二）

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