STEM+教育
STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)四门学科的简写,重点旨在打破学科领域边界,培养学生的科技理工素养。STEAM,STEMx,STEM+,分别为STEM教育的下位概念,艺术和更多学科的加入,使得STEM的内涵和外延越来越丰富,它囊括了艺术、体育、人文、计算机科学、调查研究、创造与革新、全球沟通协作等21世纪所需的知识与技能,发展为包容性更强的跨学科综合素养教育,都是强调学科融合,强调对知识的应用和对学科之间关系的关注。
学界近年积极推动STEM+教育,务求启发学生对生活中科技应用的探究精神、训练计算思维。因应不同阶段的学习需要,推出多元化的STEM+教育方案,不单涵盖科学、科技、工程及数学,更加入如人工智能、大数据应用、企业家精神、人文科学与艺术及课外阅读等崭新元素,训练明辨式创意思维,致力提升学习兴趣。
本文将有矩合设计的设计师简单介绍几个STEM+教室形式。
STEM+教学方案:编程与器械教室
编程及器械教件与课程,可让学生从基础开始学习,当学生充分理解课题的重点时,更可发挥创意,自行制作新发明,改良日常生活中各种大小科技的设计及运作。
设计要点:
①展示功能:展示学生作品。
②储物分类:后排设置一体柜,储存各类教具、机器零件等物品。搭配多元积木创意墙设计,方便学生拼砌各种器械模型,一目了然的展示各种作品和发明,塑造互相学习和同协作的教学环境。
③教学模式(桌椅设计):根据教学方式,可组合形式,满足各种教学方式。
④预留计算机学习区域,让学生学习电脑编程,训练逻辑思维,使用编程软件或免费可视化软件编写动作。
⑤3D打印:后排设置3D打印机,供学生学习3D打印技术,创作独特的组件,快速打印模型,打造拥有个人特色的器械人。
⑥机器人演示:预留机器人教学区。
◆做法参考
STEM+教学方案:虚拟实境(VR)
学生在课堂上透过VR旅程犹如身临其境,例如透过丰富资源及方便搜索的互联网,参观博物馆、历史遗迹、画廊及展览馆。也可透过虚拟探险前往北极,地理及生态环境亦可更立体的展示眼前。亦可虚拟探索DNA与人体结构,增进人类生物学认知。
设计要点:
①VR多媒体教学区:VR设备、计算机设备及大屏显示系统
②学习制作区:学生动手设计和制作扩增实境(Augmented reality)习作,实作中认识有关技术,更进一步深化学习主题,结合虚拟和现实世界,透过荧幕和场景互动,令学生更深入和生动地学习,引发无穷探索知识意欲。
③大量储物空间
善用工作台和室内储物空间,腾出更多面积,建立一个迎合有弹性学习需要的教学环境。能有系统的储存各种STEM+教具,让学生能方便使用教学资源,完成各种作品及发明。
④立体影院:可进行多媒体教学,促进互动教学。
STEM+教学方案:无人机教室
设计要点:
①主背景墙:LED电子智慧屏供教学与展示使用,其他展板展示无人机教学相关知识。
②无人机教学系统:包含微型无人机桌面穿越训练系统、互动投影系统、五位一体教学等,由校方与供应方定制课程决定。
△矩合设计:育才二中无人机展厅
③自动安全网:功能划分上复合利用场地将教学区、组装调试区、飞行实训区一体化设计。教学及组装调试时,收起自动安全网,即可进行教学及组装调试;飞行训练时,将自动安全网放下,安全网内自动转化为无人机AR飞行训练场状态,课桌将转变为地面障碍物,学生可以分成几组同时进行飞行训练。物联网控制安全网:可根据教学需求把教室划分成一个或多个安全飞行区域。
△矩合设计:育才二中无人机展厅
④储物及展示功能:无人机静态展示收纳柜,靠边放置。
△矩合设计:育才二中无人机展厅
⑤地面阵列排布二维码,无人机编队飞行使用。
△矩合设计:育才二中无人机展厅
◆做法参考
STEM+教学空间需跳出单调统一的教学模式,培养学生跨学科解决问题的能力、团队协作能力和创新能力。空间具有一定的灵活性,需确保空间设计与课程内容相匹配,能够满足教学、制作活动的开展。STEM+的教学内容形式组合多样,需定时检讨及更新教学方案内容,多方法了解STEM空间的建设需求,并将这种理解付诸教学实践和学习空间的设计中去,确保课程内容与时俱进,循序渐进地推行STEM+教育。