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知識
建立穩固的科學知識基礎,並強 化綜合和應用科技的能力
態度
發展正面的價值觀和 積極的態度
技能
培養創造、協作和解決問題 的能力,並推動創新科技
STEM教育理念
培養多元人才, 提
升香港在全球的競爭力
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介紹
回顧常識科中常見的教學評估模式,從而探討如何在STEM 教 育中延伸應用。
教學目標
舉例及說明如何將STEM 教育元素融入常識科的課業設計之中。
評估
解釋如何應用適當的評估細則來了解學生在科學,技術,數 學 (STEM) 各學科上的表現及參與。
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(一) 了解STEM教育的評估素養
評估 搜集學習顯證
包括學習過程和學習結果,例如課程改革的四個關鍵項目: 資訊科 技,從閱讀中學習,專題研習,德育及公民教育,判斷學生的表現
回饋
藉以向學生、教師、學校、家長及其他持份者,以至於教育制度提 供回饋,作為改善學習與教學的基礎。
檢視所定的學習目標和重點,例如知識、能力、價值觀和態 度等,以說明學生應學習的內容。
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評估素養
對評估學生所學及教學成果所具備的知識,以提高學生的學 (Webb, 2002) 習成效及教師的教學效能
評估與教學法相輔相成
常見的STEM教學法:
專題研習
實驗
教師主導學習配以科技工具 (Toulmin & Groome, 2007)
如何在STEM 教育中延伸應用?
這些學習過程常包含:
動手調查、 動腦思考、
探究、 觀察和
測量和分析……
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(So, 2004)
把現有的評估模式應用在STEM評估中
STEM 及常識科均注重科學教育
進展性評估可有效評估小學科學教育的學習過程
STEM 可應用更多進展性評估
學)
以往的評估方案只針對一個學科(常識)的知識
STEM 包含4項知識
科學,科技,工程,數學
可以分成3項知識(科學,科技,數
去作仔細評估
如何在STEM 教育中延伸應用?
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STEM素養 標準評估
科學 A. 發起調查 1.制定有關自然現象(物理,生物,化學,地球/太空科學)的問題來 進行科學調查 2.建立假說,並進行實驗來測試它是否可行
B. 進行調查 3.設立公平測試(控制實驗變項) 4.分析所收集的數據/實驗結果 5.描述在調查中的步驟 6.找出誤差的來源和數據的局限性
C. 呈現調查 7.找出科學現象的結論 (例如, 因果關係) 8.提出建議/改進以作進一步研究
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STEM素養評估表
STEM素養 標準評估
科技 A. 定義要解決的問題 1. 設計或使用模型/系統來預測或描述所設定的科學問題或設計
B. 運用技術以測試解決方案 2.應用科技來檢測所設定的科學問題或設計 3.選擇和使用工具/產品/材料 (例如,使用電腦和計算器)來製造模型
或系統 4.按照安全規則使用工具/材料/設備 5.使用工具/產品/儀器來收集數據 6.測試及評估模型運作或系統的性能,找出模型/系統中運作的困難 7.重複檢測及修改模型或設計 8.分析和選擇最佳的解決方案
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STEM素養評估表
STEM素養 標準評估
數學 A. 收集數據 1.測量實驗和記錄進展及結果 2.應用適當的工具和指標,包括標尺,厘米
B. 處理數據 3.計算平均值來估算集中趨勢 4.計算百分比
C. 表達數據 5.使用圖形和其他圖表顯示數據的趨勢及結果
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STEM素養評估表
科學探究的技巧
設計適合的探究問題 (Ash, 2000; NRC, 2000)
例如:公平測試、分 類及鑑定、趨勢、系 統開發、模型研究
(Watson, Wood-Robinson & Goldsworthy, 2000)
反駁學生的 觀點,以刺
激思考
(So & Zhong, 2009)
設立理據, 以培養學生 的探究能力 (So & Zhong, 2009)
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科學探究:
跨學科 (So, 2014)
結合科學及數學的理解力
強調合作 (So, 2014)
在大部份情況下,科學是一個 群體的努力成果,而不是獨自 的工作。
強調動手做 (So & Cheng, 2011)
動手做:學習科學的法門
結合科技 (Lui, Lau & Chu 2014)
科學探究流程 科學探究
1.提出問題
2. 運用證據來 解答問題
3. 解釋
4. 與科學知 識作連繫
5. 溝通
So (2006)
鑑定問題 所在
預測結果
設計探究 的方法
量度和記 錄
數據的詮 釋
常識課程的 科學探究
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在課題設計中多考量STEM 各項知識的應用
設計校本STEM 素養評估表來評估學生在STEM 各方面的 學習能力
除了評估表, 多在課堂就STEM 的應用作提問及引發思 考, 從而培養學生對STEM 的學習動機及興趣
把STEM 結合在科學探究的過程中
鑑定問題
所在 預測結果
設計探究
的方法 量度和記
錄 數據的詮
釋
科技 T 科學問題及設計 S
科學原理及設計理念 S 數學 M
活動1
對象: 第一學習階段學生 (小一)
課題: 辨識常用的物料, 透明不透明 (家居環境)
學習目標: 透過收集及觀察不同的物料來明白物質的的特性
科學 科技 數學
- 探索不同材質的 透明度
- 設計實驗
- 用電筒來測試材 料的透明度
- 製作不透光小屋 模型
- 記錄透光度
- 分類透明材料 - 進行不透光小屋
透光度測試
評估與課業設計 在課業設計中加入STEM 元素
鑑定問題
所在
設計探究
的方法 量度和記
錄 數據的詮
釋 預測結果
Sources: Modified from Moomaw, S. (2013). Teaching STEM in the early years : activities for integrating science, technology,
engineering, and mathematics. St. Paul, MN : Redleaf Press. 14
評估與課業設計 在課業設計中加入STEM 元素
- 探索水的物理狀態及 改變
- 設計實驗
- 使用冰箱冷凍水成為冰塊 - 製作冰塊及為冰塊加添顏
色以方便觀察
- 觀察和比較冰塊的 大小及形狀
活動2
對象: 第一學習階段學生 (小二)
課題: 科學與生活, 水的特性
學習目標: 透過製作冰塊及觀察其溶化的過程來明白物質的改變及水 的特性
https://www.youtube.com/watch?v=_Eg5Kg4-z4M
科學 科技 數學
鑑定問題
所在
設計探究
的方法 量度和記
錄 數據的詮
釋 預測結果
Sources: Modified from Moomaw, S. (2013). Teaching STEM in the early years : activities for integrating science, technology,
engineering, and mathematics. St. Paul, MN : Redleaf Press. 15
活動3
對象: 第一學習階段學生 (小三)
評估與課業設計 在課業設計中加入STEM 元素
課題: 冷和熱
學習目標: 透過製作多功能窗簾布,設計自動窗簾的電 力及啟裝置和找出合適的布料, 善用太陽這種免費能源
科學 科技 數學
- 探索布料的吸熱特性及運 用太陽能板的原理來設計 裝置
- 設計實驗
- 使用太陽能板 - 設計自動窗簾的電力及啟
動裝置模型來測試
- 量度和比較使 用不同布料的 溫度
鑑定問題
所在
設計探究
的方法 量度和記
錄 數據的詮
釋 預測結果
16 第十八屆『常識百搭』創新科學與環境探究 2015 救世軍韋理夫人紀念學校
活動4
(小四) 對象:第二學習階段學生
課題:奇妙的世界 (地球)
學習目標: 明白地球轉動的方向
科學 科技 數學
- 思考影子方向及地球轉 動的方向的關係
- 分析每個時段的結果, 並作出結論
- 設計裝置來探究影子方向 的轉變
- 使用相機來記錄影子之轉 變
- 測試及修改裝置以達致最 佳效果
- 測量影子角度及長 度
鑑定問題
所在
設計探究
的方法 量度和記
錄 數據的詮
釋 預測結果
17 修訂自Ernst, J. V., & Glennie, E. (2015).
活動5:
對象:第二學習階段學生 (小五) 課題:家務儲電器 (電的故事)
學習目標: 根據「磁生電」的原理,利用一些簡單的 物料製作一個手搖發電裝置。再把這個裝置安裝在家 務用品上,如掃把等清潔工具。擺動清潔工具時便能 把動能轉變為電能。
科學 科技 數學
- 應用動能轉向電能的知 識
- 應用「磁生電」的原理 - 設計公平的測試
電壓表和換向器等) - 設計裝置 - 測試設備發電的能力
- 使用工具和測試設備(電線,- 記錄及量度測試 結果
- 計算結果的平均 值來分析裝置 的性能
鑑定問題
所在
設計探究
的方法 量度和記
錄 數據的詮
釋 預測結果
18 第十八屆『常識百搭』創新科學與環境探究 2015 丹拿山循道學校
活動6
對象: 第二學習階段學生 (小六) 課題:酵素真的那麼神奇嗎?
(防止污染、 保護資源)
學習目標: 探究酵母能否擴大洗潔精、洗衣液 的作用,增強去油污、去墨水等污漬的能力;能 否作為植物的肥料,促進植物發芽生長;是否具 有去甲醛的作用。
科學 科技 數學
- 應用酶的化學特 性
- 分析結果得出結 論, 自定測試
- 食物垃圾酵素清 潔劑的性能
- 設計和使用儀器(光度計和甲醛 氣體檢測儀)
- 利用食品廢料製成酶 - 反覆測試酵素清潔之效能,以評
估食物垃圾酵素清潔劑的性能
- 使用圖表來顯示測 試結果和相對值
- 從儀表記錄讀數及 計算結果
鑑定問題
所在
設計探究
的方法 量度和記
錄 數據的詮
釋
中山石岐中心小学
預測結果
19 第十八屆『常識百搭』創新科學與環境探究 2015
討論1 你會如何設計STEM課業? 兩個學習階段的學習重點
第一學習階段 第二學習階段
• 培養健康的生活方式
• 能夠應付日常生活的需要, 並與人 建立和諧的關係
• 對觀察周遭環境產生濃厚興趣,不 再由課本內容主導學習;透過親身 實踐的學習經歷,對自然界及人類 環境中的事物產生好奇心
• 發展探索及探究能力,以解決日常 生活遇到的問題
• 以開放的態度進行手腦並用的探究 活動
• 透過與日常生活有關的學習經歷, 培養積極態度和正面價值觀
• 透過專題研習,將學到的知識與日 常生活連結起來
• 初步認識科學與科技,發展探究及 解決問題的能力
小學常識科課程指引 2011 P.5 節錄
第一學習階段學生
課題: 植物的生長
學習目標: 明白一般植物生長是需要光
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討論2 你會如何設計STEM課業?
科學 科技 數學
- 光是一般植物生長的其中要素 - 設計公平測試 - 設計模型來測試光是否一般植
物生長的其中要素 - 植物A 沒有蓋子, 植物B 有蓋
子覆蓋
- 利用相機或平板 電腦來記錄植物 生長情況
- 比較在兩個情況下 植物生長的情況
鑑定問題
所在 預測結果
設計探究
的方法 量度和記
錄 數據的詮
釋
S / T / M*
植物生長需要 光嗎?
S / T / M*
沒有光時,植 物生長會比較
差
S / T / M*
設計模型來測 試光是否一般 植物生長的其
中要素 植物A 沒有蓋 子, 植物B 有
蓋子覆蓋
S / T / M*
利用相機或平 板電腦來記錄 植物生長情況
S / T / M*
比較在兩個情 況下植物生長
的情況
沒有光時,植 物生長會比較
差
把STEM 結合在科學探究的過程中
*請圈出在此項目中所包含的STEM 素養
討論2 (續)
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鑑定問題
所在 預測結果
設計探究
的方法 量度和記
錄 數據的詮
釋
*請圈出在此項目中所包含的STEM素養
S / T / M* S / T / M* S / T / M* S / T / M* S / T / M*
把STEM 結合在科學探究的過程中
討論3 (續)
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Ash, D. (2000). The process skills of inquiry. In Inquiry: Thoughts, views, and strategies for the K.5 classroom (Vol. 2, pp. 51_62). Foundations. Washington, DC: National Science Foundation.
Ernst, J. V., & Glennie, E. (2015). Redesigned High Schools for Transformed STEM Learning: Performance Assessment Pilot Outcome. Journal Of STEM Education: Innovations & Research,16(4), 27-35.
Lui, WTV. Lau, WWF. & Chu, Kai Wah. (2014). Using social media tools in the learning and teaching of general studies in primary school An inquiry-based approach. The Centre for Information Technology in Education Research Symposium (CITERS 2014), Hong Kong, China, 13-14 June 2014, abstract no. 654
Modified from Moomaw, S. (2013). Teaching STEM in the early years : activities for integrating science, technology, engineering, and mathematics. St. Paul, MN : Redleaf Press.
National Research Council. (2000). Inquiry and the National Science Education Standards:
A guide for teaching and learning. Washington, DC: National Academies Press.
So, W. W.-M.; Yu, L.& Chen, Y. " Primary school students’ use of the concepts of evidence in science inquiries“
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參考資料
So, W. M. W. (2014). Status quo and opportunities in primary school science – Implications for teacher education. Chen-Yung Lin, Ru-Jer Wang, Innovations in science teacher education in the Asia Pacific advances in research on teaching (127-145). UK: Emerald Group Publishing Limited
So, W.M. & Ngai, Y. F. C. (2011). Creating a collaborative science learning environment for science inquiry at the primary level. The Asia-Pacific Education Researcher, 20 (3), 559-569.
So, W. M. W., & Zhong, M. (2009). Myths of science: how children know about science in inquiry projects. The International Journal of Science in Society, 1(2), 31_44.
蘇詠梅(2006):小學科學探究學習的探討。亞太科學教育論壇,7(1),頁3-27。
So, W. M. W. (2004). Assessing primary science learning: Beyond paper and pencil assessment. Asia-Pacific Forum on Science Learning and Teaching, 5(2), Article 8.
The Curriculum Development Council (2011). General Studies for Primary Schools Curriculum Guide (Primary 1-6). The Education Bureau, HKSARG.
Toulmin, C. N. & Groome, M. (2007). Building a science, technology, engineering, and math agenda. Washington, DC.: National Governors' Association.
Webb, N, 2002, Assessment literacy in a standards-based education setting, a paper presented at the annual meeting of the American Educational Research Association (New Orleans, 1–5 April)
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參考資料