第三场专题演讲“科技融入科学探究教学设计与示例——以STEM教学为例”，由国立台湾师范大学科学教育研究所与地球科学所的许瑛玿教授主讲。许教授认为，STEM教学不是教导学生知识，而是训练学生的思维。STEM教学有助于学生理解复杂的社会科学议题，如环保议题、科技发展造成的道德议题等，有助于促进公民科学与科技素养。
STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）的首字母缩写。无人车的研发、机器人的产生、互联网的出现都显示着我们正处于STEM的时代。美国政府于21世纪初提出了STEM教学的概念，并在奥巴马政府的资助下获得大力发展。根据白宫的官方说法，STEM教学科增进全球经济于竞争力(White House Office of Science and Technology Policy 2012; Eisenhart et al. 2015)，利用跨学科知识与能力解决真实情境问题 (Breiner et al., 2012; Labov et al. 2010; Sanders 2009) 。研究显示，学习STEM是从多重角度结合经验与学习获得知识与技能，使得各种复杂性和跨科想法能跨越STEM学科成为一个整体 (Lamb et al. 2015)。
许教授强调，STEM教学最主要的目的是发展跨学科知识与问题解决能力。然而，如何培养学生的STEM素养是一大关键。许教授引用著名学者Zollman的观点与在场的老师进行分享。首先，培养学生的STEM教学必须从课纲着手，通过实施科学、科技、工程和数学统整课程。此外，老师必须要有足够的教学专业，此教学专业并不强调知识内容的学习，而是以引导学生如何学习为宗旨。
STEM教学着重于学生的学习动机、态度及自我认同等方面的提升。“最重要的是，学生必须学习如何使用工具或技术进行有效操作，设计出个别产品、工具或策略，进而达到解决问题或达成目的。”许教授如是说道。
在演讲中，许教授分享了各种常用的STEM教学模式，并一一演示如何有效进行。以下为许教授所整理的常用的STEM教学模式：
*问题导向学习 (Problem-based learning)：厘清问题和提出解决方案。
例如: 探究日全蚀发生时地面天气如何改变，并结合Arduino的STEM教学。
*个案探讨学习 (Case-based learning ):比较个案或深入了解影响个案的因素。
例如: STEM结合扩增实境。
*设计导向学习 (Design-based learning ):以作品来呈现问题的解决方案。
例如: 自制光谱仪(许等，2016)。
*探究导向学习 (Inquiry-based learning ): 以工具分析观测数据或是进行实验来进行探究。
例如: 探究式STEM Go Labs、气候变迁海岸防护大作战。
*专题导向学习 (Project-based learning ):
例如科展。
许教授详细讲解了各STEM教学法的教学模式，当中以社会性议题结合电脑程式的探究导向学习，引起了在座老师的讨论。许教授以气候变迁海岸防护大作战为题，进行了探究导向STEM学习。首先，通过文字设定一段情境：
“沙滩除了提供民众观光、渡假之用，更能作为波浪缓冲区，减弱波浪的能量，为沿海地区的民众提供安全防护。若沙滩流失，波浪能量未被消减，再加上气候变迁造成的海水位抬升，将使沿海居民饱受海水侵袭所造成的各种威胁。为此，岛国政府希望能集思广益，考虑多方观点，解决丽西马海岸沙滩流失问题，你们的任务就是替政府想出一种适合的解决方法。”
为让学生能身历其境地感受海水侵蚀所带来的威胁，教授特别为此设计出一套软件。该软件内容设计，要求学生从地图中分析出海水侵蚀的部位，并提供了多项解决方案供学生参考。每个方案背后的造价、带来的影响等，都纳入考量之中。在这个过程中，学生化身为工程师，除了需要选择解决方案外，还需兼顾成本。因此在选择解决方案的时候，必须对海岸防护有深刻的认识与对所能承担的费用进行估算，找出最适合的解决方案。此外，考虑到每个人对自身的设计都难免会出现盲点，所以许教授专门设计了小组讨论与互批的环节，让学生从不同的角度和立场进行审查和修正。
学生在整个过程中不一定找出最好的解决方案，找出最佳答案从来都不是STEM教学的目标。当学生理解任务、分析情况、选择策略、小组沟通、自我修正、解决问题等的整个过程中，都将成为STEM教学的表现评量。此外，整个学习过程是以临摹真实情境进行，让学生彻底感受，到要进行某工程时所面对的种种问题，同时也能灌输学生对环境保护的意识。
最后，许教授谈到STEM教学的挑战时，认为要良好地推行STEM教学，需要大量的资源投入。她说，单靠教学政策的改革不能够完整执行STEM教学。教学社群的合作模式，如引进大学的角色、私企的产业合作、协同教学法等都是重要的力量。此外，研究者则扮演着如何引导教师们更好地评量学生的STEM表现，以及指引老师如何发展其教学法。
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