【《未來Family》×未來教育】

美國STEM+ 教育:教孩子解決現實生活問題 激發創意與想像

文 / 未來Family      2017-07-07

美國STEM+ 教育:教孩子解決現實生活問題 激發創意與想像


文 │張德齡

短短幾年,人工智慧(AI,Artificial Intelligence)蔚為風潮。未來,誰能掌握技術與科技,誰就是贏家。明確的說,科技就是國力,也就是競爭力。

過去,從美國出發的STEM(意即Science科學、Technology技術、Engineering工程、Math數學)教育成為一股潮流,不過,隨著人工智慧來臨,僅有的科學領域並不足夠,更進階的是要以科學為基礎,拓展到藝術、人文、設計等跨領域學習(從STEM到STEM+)。

未來的教育,絕不會僅限於單一面向,而是跨領域整合性學習,並且能夠真正解決現實生活中的問題,激發更多的創意與想像,發揮孩子最大的潛能。其中,STEM會是核心之一,由此核心跨領域整合,將成新主流。

全球科技發展領頭羊美國,如何布局下一個世代的科技教育?《未來Family》派採訪團隊遠赴矽谷及芝加哥,探訪美國科技教育的第一現場,報導美國STEM+教育的現況。

採訪團隊拜訪了排名美國前10大的STEM名校伊利諾州立數理中學、讓原本學習興趣低落學生轉為熱情的小學P.A. Walsh STEAM Academy等,看看科技大國美國如何思考培養未來科技人才。

另外,台灣在多項國際評比中,數理表現都贏美國很多,但這表示台灣的STEM教育做得很好嗎?《未來Family》也採訪了台灣的專家學者,歸納整理出三大重點,同步掃瞄台灣現況,幫助家長讀者快速掌握STEM教育在台灣實施的情形。

理想的未來教育 教孩子解決現實生活問題,激發創意與想像

全世界高科技重鎮矽谷,Google的自駕車來往穿梭在大街小巷。第一次看到的觀光客可能會趕快拿起相機拍照,當地則居民則早已司空見慣。自駕車來臨的日子指日可待,若你問一位10歲的孩子:「將來想開什麼車?」「等我長大,根本就不用自己開車了!」他會這麼回答。

短短幾年,人工智慧(AI,Artificial Intelligence)已蔚為風潮。當Alpha Go 一 擊敗柯潔、李世石等世界棋王,IBM的Watson成功診斷出連醫生都沒檢查出來的罕見癌症…,我們這一代,很可能成為人類歷史上,首批由人工智慧取代大量人力的時代。

科技就是國力,就是競爭力

未來,誰能掌握技術與科技,誰就是贏家;明確的說,科技就是國力,也就是競爭力。全球科技發展領頭羊美國,如何布局下一個世代的科技教育? 《未來Family》派採訪團隊遠赴矽谷及芝加哥,探訪美國科技教育的第一現場。

早在2012年,美國前總統歐巴馬即喊出,STEM(意即Science 科學、Technology 技術、Engineering 工程、Math 數學)是未來教育的主要方向,在借用外國人才之外,也扎根培養更多美國國內高科技人才。

隔年,歐巴馬加碼提倡「提升下一代青年學子科學指標(NGSS,National Generation Science Standard)),特別加強科學教育,更著重科學的應用與關聯性,提升學生科技能力。更重要的是,改變老師教導的方法,連結最新的科技新知與應用。

過去幾年,從美國出發的STEM教育成為一股潮流。不過,隨著人工智慧來臨,僅有的科學領域是不夠的。面對未來工作可能被機器人取代的危機,在這樣顛覆的時代,大家開始反思21世紀該有的教育方式。

圖說:美國近年大力推廣跨領域學習,產、官、學全都積極投入。(左起:費利蒙市學區課程總監Linda Anderson、 學區數學科學課程經理Susan Lemke、學區科學課程督導Katy Carter、費利蒙市經濟處長兼創意長柯凱莉Kelly Kline)

AI時代顛覆了教育的觀念

創新工場董事長李開復最近出版的新書《人工智慧來了》引起轟動,他特別接受《未來Family》採訪談AI時代來了,必須顛覆許多教育的觀念。AI沒有審美觀,無法從事藝術、詩歌、文創、哲學,以及跨領域的工作,最重要的是每個人要有自己的「人格魅力」,有同理心,發揮人最大的潛能。

《Human are underrated:What High Achievers know that Brilliant Machines Never will》作者高汶(Geoffrey Colvin)指出:「當科技逐漸取代與主導我們的工作型態以及人與人之間的關係,唯有更加掌握人性的優勢,才能成為世界上最有價值的人。」也就是開發人類的右腦,包括創造力、想像力、整合思惟的能力、情商能力等。

「過去幾年,這樣的思惟在美國成為教育界的主流,我們相信如此能幫助學生進行更多的批判性思考,增廣科學知識,成為下一代的創意發明家。」聖塔克拉拉STEAM辦公室主任時廣(Esther Tokihiro)這樣說。三年前,位於矽谷重要城市聖塔克拉拉的教育局特別成立辦公室,大力推廣這種跨領域的教育方式。

以科學教育為基礎的跨領域學習漸成主流

今年三月,《未來Family》採訪團隊來到美國,拜訪當地教育官員和許多學校,了解最新教育趨勢。我們特別觀察到,過去幾年,愈來愈多學校與教育單位開始重視以科學教育為基礎的跨領域學習,以主題式教學為方法,讓學習更有意義,更貼近現實的世界,並運用最新的科技方法,包括3D列印、機器人、程式編寫等。更重要的是,讓孩子對科技更有興趣,尤其特別鼓勵女學生的參與。

這是一場結合政府、學校、企業、社區、新創公司,全力推行以科學為基礎的跨領域學習。在矽谷東灣的加州製造業大本營費利蒙,大力推崇創客教育,他們和工廠合作,讓學生可以參觀學習,了解實際的操作情形。舊金山南邊一家新創公司設計創意教材,他們與許多學校合作,提供創意教學。甚至連美式足球舊金山49人隊基金會也參與其中,從足球工學、足球數學、足球物理到足球場設計,讓學生在生活中學習,每年造福6萬名學生。

當然,學校與老師還是教學的第一現場,愈來愈多新學校就此誕生。

去年九月,聖荷西(San Jose)一所全新的實驗中小學Steindorf STEAM School(大班到八年級),一開辦就爆滿,還必須排隊候補。這所學校在傳統的閱讀、寫作等一般課程之外,安排了更多的創造啟發課程、實驗,以科學為基礎的多項技能。課程中融入更多的手做,並且整合各科教學,以主題式的學習方式,讓孩子在學期中的某段時間,共同去解決或探討一個問題。

該校的校長史維博(Kristi Schwiebert)認為,跨領域教學最重要的是「整合」。「我認為整合非常重要,不論是所謂的art(藝術)或是engineering(工程)。你不能因為孩子很會畫畫,就說他有藝術天分,只專注在某一領域;應該說,每個孩子都能在很多領域能夠很成功。」她分享,在班上有很會繪畫的學生,也有很會設計機器人零件的孩子,他們在團隊中互相學習。

圖說:愈來愈多學校與教育單位重視以科學教育為基礎的跨領域學習,以主題式教學為主,運用最新的科技方法,讓學習更有意義,更貼近現實的世界。

跨領域的整合式學習,打造創業家精神

跨領域的整合式學習其實概念並不新,很多學校很早就秉持這種理念。位於洛斯奧圖(Los Altos)的Bullis實驗學校 (大班到八年級)從12年前就開始,他們注重科學與藝術人文跨領域學習,從幼稚園大班開始,就教導小朋友設計思考的概念,從發掘問題到研究,製作原型,從小訓練完整的思考模式。

Bullis實驗學校利用跨領域的主題式教學,將各種知識融入其中。例如,小二有一堂數學課是讓孩子自己設計一個州(美國的一州)。他們必須團隊合作,運用數學和社會科的知識,例如運用數學幾何網路建立城市的建築物和商業;運用地圖技巧學習創建公路和交通系統,不但學到平行和交叉路線,同時要能確保符合駕駛需求。

設計思考是跨領域學習中,很重要的元素。兩年前,另一所公立實驗高中Design Tech High School正式成立。這是由一群史丹佛的校友家長發起,課程由史丹佛大學研發的設計思考方法,透過合作、同理心和構思創意,以及團隊成功,讓學生實際解決現實生活中的問題。第一屆學生的任務之一,就是共同設計能夠容納550名學生和30位老師的未來校園。

解決問題、突破困境、整合資源的能力,也正是創業家的精神。矽谷許多創業家(例如YouTube創辦人陳士駿、美食評鑑網站Yelp 創辦人Russel Simmons)都來自IMSA(Illinois Math and Science Academy)這所公立高中。IMSA也入選全美STEM十大高中。這所校齡30年的公立高中不但重視科學教育,更融入整合性人文教育,給予學生發明與創造的彈性與空間。

圖說:跨領域的整合式學習,教導孩子設計思考的概念,從發掘問題到研究、製作原型,從小訓練完整的思考模式。

未來的教育要能解決現實生活問題,激發創意與想像

「以科學為基礎的跨領域學習,不是我們來做個科學實驗就好,而是要解決現實的問題。其中的『A』(特別是設計思考的過程)為什麼重要?因為透過整合與學習,可以學到4C加上2P的能力,包括合作(collaboration)、溝通(communication)、批判性思考(critical thinking)、創造力( creativity)、解決問題(problem Solving)和專案管理(project management)。 」Tokihiro說。

未來的教育,絕不會僅限於單一面向,而是跨領域整合性學習,並且能夠真正解決現實生活中的問題,激發更多的創意與想像,發揮孩子最大的潛能。其中,STEM會是核心之一,由此核心跨領域整合,將成新主流。

圖說:未來,誰能掌握技術與科技,誰就是贏家,明確的說,科技就是國力,也就是競爭力。

什麼是STEM+?

這種以科學為基礎,拓展到藝術、人文、設計等跨領域學習(從STEM到STEM+),加上A (art),即是STEAM。A代表藝術、設計,加上H (humanity),即是人文;加上E(entrepreneurship),即是創業精神;加上SE(social and emotional),即是情感與社交,可以無限延伸。

延伸閱讀:

1.欣賞,就能看見孩子的長處:https://gfamily.cwgv.com.tw/content/index/8139

2.卡內基大中華區執行長 黑立言:管理孩子的社群媒體黑洞:https://gfamily.cwgv.com.tw/content/index/8144

3.好好擁抱那個發脾氣的母親:https://gfamily.cwgv.com.tw/content/index/7995

4.那一天,孩子忐忑地拿著考59分的考卷來找我:https://gfamily.cwgv.com.tw/content/index/8012

5.拿出勇氣不合群,至少你會喜歡自己:https://gfamily.cwgv.com.tw/content/index/7930

專欄介紹:

《未來Family》是遠見.天下文化事業群旗下新創辦的雜誌,當台灣社會出現的各種低迷現象,都應該回到教育的原點、社會的核心-「家庭」。我們應該重新省思父母與子女的互動以及家庭的價值。《未來Family》期望引領大眾一起思考下一代最需要培養的特質與能力,並借鏡國際經驗、探索趨勢,讓「家」成為未來進步的起點,讓「未來」比今天更美好。讓「未來Family」比今天更幸福。

【瞭解更多未來教育與教養話題,請至《未來Family》官網臉書粉絲團

關鍵字: 親子

延伸閱讀


專欄介紹

未來Family

未來Family

《未來Family》希望成為每一對夫妻或父母最好的生活夥伴,也提供學校師長作為教育下一代的參考,為創造美好未來而共同奮進。支持總是把家人放在第一位的你!

官網FB

專欄介紹

未來Family
《未來Family》希望成為每一對夫妻或父母最好的生活夥伴,也提供學校師長作為教育下一代的參考,為創造美好未來而共同奮進。支持總是把家人放在第一位的你!

官網FB


您也可能喜歡這些文章

您也可能喜歡這些文章

置頂