【教樂事】STEM教育中的機械人教學

2019年11月11日 09:00
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STEM課程生活化的應用和教材(如機械人),對學生而言更容易理解抽象的公式和概念。(設計圖片)  
近年世界各地大力推展STEM教育,以培養人才應對社會未來發展的需要。STEM是四個英文譯寫的首字母簡稱,分別代表科學(Science)、科技(Technology)、工程(Engineering)及數學(Mathematics)。香港的中、小學亦按照課程發展需要及校本的情況,推展不同的STEM教育課程,STEM教育的重點,在於強化學生在科學、科技及數學教育各學習領域,及跨學習領域的綜合和應用知識與技能的能力,因此,當學生參與STEM教育課程時,他們可以透過學科如數學、常識進行學習,也可以透過跨科專題研習的方式參與,教師們亦會因應教學活動的設計,使用不同的教學工具,而近年其中一項教學工具便將機械人結合學生的STEM學習課程。
【STEM學到甚麼技巧?】
比起依書直說的教學方法,加入STEM教學使學生更熱衷和投入課堂;加上生活化的應用和教材(如機械人),對於學生而言更容易理解抽象的公式和概念。因此,當學生使用機械人進行學習活動時,他們並不單純是在玩耍,教師通常會將學習任務模擬成日常生活中的難題,讓學生透過機械人操作,及運用邏輯思維自行找出化解方法,而過程中亦不知不覺掌握了以下技巧。
錯誤中學習:STEM教育要求學生要學會提出問題、找答案、動手解決等,故教師的角色是一個從旁協作的指導,學生需要通過設計思維來掌握自己的學習成果。在不斷嘗試、實踐、錯誤及修正的循環中,讓學生逐漸明白、了解,失敗其實是學習過程的一部分。
觸發好奇心:明日的發明者和科學家是當今好奇孩子所促成,只要這些孩子有足夠的機會去探索,並在教師或家長有系統的專門指導下,將有助於學生培養對事物產生探索的好奇心和科學探究的熱愛。
問題解決:編碼、機械人技術、工程學和STEM的大部分內容,都是着重於解決問題、確定問題、測試解決方案以查看是否具有成效。科學探究的具體操作方法和工程設計類似,所以當我們在進行工程設計時,實際上也發展出學生的科學探究能力。
在美國,STEM常常作為一種工具去教授學生科學知識和工程設計能力,這樣的知識和能力可以進一步引導發展二十一世紀技能(21st century skills):批判思維、創造力、互相交流和協作能力等。而編程對於未來擇業也是一個重要技能,學生要是能在課堂上早日學習,亦有助日後發展。
Profile
許定國
佛教黃焯菴小學校長
教育碩士(課程與創新教學/資優教育),
從事教學二十年,長於推展STEM及資優教育
現任香港課程發展議會委員
曾獲「第九屆香港海華師鐸獎」、
「全國青少年科技大賽科技創新教育方案二等獎」