STEM的迷思與真實:系列教學實驗研究的驗證

新聞/媒體: 研究亮點網人文社會

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【本報導由科技應用與人力資源發展學系 林坤誼教授研究團隊提供】

  科學–科技–工程–數學教育(簡稱STEM教育)的議題在近年來十分受到重視,許多學者紛紛從不同的角度切入,以探討如何落實STEM教育。林坤誼教授的研究主軸著重在STEM教育、科技與工程教育等領域,從早期的數學–科學–科技教育(簡稱MST教育)開始,一直到近年來的STEM教育,林教授與澳洲P. John Williams等國際知名學者組成國際STEM研究團隊,透過系列的教學實驗研究,針對許多推動STEM教育的迷思概念進行深入的探討,並藉此提出真實的策略與方法,以打破STEM教育的迷思概念,期望能藉此引領STEM教育的推動並能夠朝正確的方向邁進。

  本文摘要幾項重要的成果如下:(1)迷思一:須具備完整的科學、科技、工程與數學知識才能進行STEM教學;真實一:能夠妥善依據學生的需求、學校的環境,規劃適切的STEM教學活動才是重點。(2)迷思二:透過動手實作活動就能夠整合STEM;真實二:透過教學策略與方法的有效引導方能夠協助學生整合STEM知能以解決問題。(3)迷思三:多進行一些動手實作活動就能夠有助於提升學生的STEM職涯興趣;真實三:能夠深入地引導學生在STEM實作活動中反覆進行思考與改良以深化學習,才能真正提升學生的STEM職涯興趣。

    科學–科技–工程–數學教育(簡稱STEM教育)的議題在近年十分受到重視,許多學者紛紛從不同的角度切入,以探討如何落實STEM教育。然而從推動STEM教育的教學現場來看,常會發現許多有關STEM教育的迷思概念有待釐清,因此林坤誼教授與澳洲P. John Williams等國際知名學者組成國際STEM研究團隊,透過系列的教學實驗研究,針對許多推動STEM教育的迷思概念進行深入的探討,並藉此提出真實的策略與方法,以打破迷思,並期望能藉此引領STEM教育的推動且朝正確的方向邁進。

  以下主要以幾個STEM教育的迷思概念為例,說明近年來的重要的成果如下:(1)迷思一:在進行STEM教學之前,老師應該具備完整的科學、科技、工程與數學知識,才能夠規劃與進行STEM教學,因此STEM教學的困難度非常高,不容易實施;Lin和Williams(2016)針對迷思一進行探究的結果顯示,影響教師進行STEM教學的主要因素並不在於是否具備完備的科學、科技、工程與數學知識,關鍵要點反而在於能否依據學生的需求以及學校的環境,規劃適切的STEM教學活動。(2)迷思二:許多人認為透過動手實作就能夠整合理論與實務,因此只要讓學生參與動手實作活動,學生就能夠學習如何進行STEM跨領域統整;然而,Lin和Williams(2017)針對迷思二進行探究的結果顯示,學生在動手實作的過程中通常透過直覺或先備經驗解決問題,未必能夠妥善的整合STEM知能,因此如何透過有效的教學策略與方法以引導學生學習,便是在進行STEM教學時的關鍵重點,例如透過複雜問題解決理論的融入,便能夠更有效率地協助學生整合STEM知能。(3)迷思三:由於STEM教育的目標之一為培養STEM職涯興趣,因此許多老師認為只要安排多一些動手實作的STEM學習活動,就能夠有助於提升學生的STEM職涯興趣;Lin等人(2020)針對迷思三進行探究的結果顯示,若僅是讓學生參與不同的STEM學習活動,未必能夠真正激發學生STEM職涯興趣,其關鍵是教師必須要能夠深入地引導學生在STEM實作活動中反覆進行思考與改良以深化學習,才能真正有效地提升學生的相關興趣。

  透過前述的研究過程,可以發現即使是教學經驗豐富的老師,在進行STEM教學的過程中,仍然有可能產生前述的迷思概念,而經過這些系列的教學實驗研究進行驗證之後,可以提供給這些老師們不同的觀點以進行反思,並協助他們改善STEM教學設計。許多參與這些系列研究的老師們,當得知這些教學實驗研究的結果之後,不僅很訝異原來自己原本的觀念可能並不是這麼正確,也很樂於持續改善自己的教學,讓STEM教學活動能夠帶給學生不同的學習與成長。

  面對STEM教育百花齊放的時代,許多學者對於STEM教育的目標、理論基礎、課程模式皆提出不同的想法與看法,但實際上在教學現場的教師仍舊不清楚該如何落實STEM教育,也無法掌握目前自己對於STEM教育的認知是否正確。透過STEM教育的迷思與真實系列研究,相信能夠讓更多老師更具體地了解STEM教育的真正意涵與價值。由於有愈來愈多人肯定此一STEM教育的迷思與真實系列研究的成果,因此許多教育局處皆邀請林教授協助規劃與推動STEM教育課程、培育STEM教師;此外,許多國內外的大學、專業學會也紛紛邀請林教授分享此一系列研究成果。希望透過這些多元的管道,能夠讓臺灣的STEM教育研究成果對世界的學術研究社群發揮影響力。

 

 

期間2020 六月 2

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  • STEM教育
  • 科技與工程教育