打開新世紀小學生的科技書包──中山大學鄭英耀的新式教學鑰匙

您有否想過未來的教室會是什麼樣貌嗎？黑板、粉筆、課桌椅和課本，在未來是否還在？教學方法與教材，又會怎麼改變呢？這兩年108課綱上路後，新穎的「素養導向」學習引發許多人討論，究竟「素養導向」是甚麼？又該如何教、如何學呢？

世界經濟論壇（WEF）指出，2020年業界需要的人才條件包含：發現問題並且能解決問題、團隊合作與協調、跨領域創發思考等三大能力。現在新鮮人該如何具備這些能力？而結合新課綱的新式素養導向，與未來能力的學習歷程，學校又該怎麼教？

國立中山大學校長暨教育研究所教授鄭英耀及其團隊，近年來持續研究，將21世紀人類生活密不可分的電腦、手機與網路等3C產品，融合最新課綱所強調的「素養導向學習歷程」，結合科技教育與創意教學，協助中小學學生將自身的想像力轉化為具體的創造力。

鄭英耀及其團隊將科技產品融合最新的素養導向學習歷程，結合科技教育與創意教學。
攝影／黃國彰

「想像力」能夠學嗎？怎麼學？

大家都有做白日夢的經驗，您還記得最近做了甚麼白日夢嗎？每個人與生俱來都有想像力，許多現代科技和知識，都是藉由人們透過想像，再不斷的思考、嘗試，發現了許多科學理論及創造出改進生活的創新事物。

舉例來說，古代的人類嚮往像鳥一樣翱翔於天際，到近現代相繼有滑翔機和飛機的發明；以及牛頓看到落地的蘋果，進而推論發現地心引力等等。誠如愛因斯坦（Albert Einstein）曾說過：「想像力比知識更重要。因為知識是有限的，而想像力是無限，它包含了一切，推動著進步，是人類進化的源泉。」

許多人說人類的天賦無限，但可能因為學習環境的不同，大腦思考能力被開發的程度有限，影響了每個人的想像力有所差別。「如果能夠建構一種教學方式，激發學生的想像力，並且將想像力具體化實現，不就太好了嗎！那便我們的目標。」鄭英耀強調這是他們一貫努力的方向。

鄭英耀團隊曾於2019年第二次遠赴芬蘭學術交流，分享以赫爾辛基大學（Helsingin yliopisto）推動的教學平台EdVisto，並翻譯中文說明書，結合科學想像力歷程，探究學生以網路分享平台EdVisto，建立「科技整合科學專題式學習模式」，培養學生的科學想像力、創造力、問題解決能力、自我導向學習、以及合作學習等關鍵能力。

鄭英耀及其團隊曾赴芬蘭赫爾辛基大學進行學術交流。（右1：現為南臺科技大學教育領導與評鑑所暨師培中心助理教授王佳琪，右4：現為靜宜大學教育研究所助理教授何曉琪，右5：芬蘭赫爾辛基大學Hannele Niemi教授，右6：鄭英耀。）
照片提供／王佳琪

鄭英耀笑說：「科學教育是培育富有想像力和創造力人才的一條良好途徑。」他與研究團隊有系統的蒐集、紀錄和分析國小五、六年級學生科學發明的歷程，發展歸納分析出「科學想像力歷程」，提出科學想像力歷程模式具有三階段、四能力的歷程，進而發展出適用於國小高年級的科學想像力測驗。
（註1）

科學想像力的三階段分別是發想階段、動態修正階段，以及虛擬實作階段；四能力則是漫想力、聯想力、奇想力以及妙想力。許多科學家都經歷過類似的階段，藉由三階段、四能力的運作歷程，發展新的創意想法，並將此想法轉變為一種產品或是實體，進而付諸實現。

藉由科學想像力歷程的運作歷程，發展新的創意想法，進而將想法付諸實現。（科學想像力歷程模式可參閱 Ho, H. C., Wang, C. C., & Cheng, Y. Y. (2013). Analysis of the Scientific Imagination Process. Thinking Skills and Creativity, 10, 68-78.）
圖表繪製／鄭瑋

鄭英耀與研究團隊成員陳映孜博士和劉敏如研究助理，曾藉由兩天的創意教學營隊，教導小學生們進行科學想像力，並使用Edvsito作為小組討論的紀錄程式，驗證此工具可廣泛使用在一般教學情境。

打開21世紀的科技書包

營隊中將學生分組討論且分工：有人掌鏡紀錄討論過程、有人主持小組討論進行、也有人負責繪圖。學生可以透過Edvito時時回顧稍早錄製的創發點子，教師也可藉由Edvisto了解學生學習歷程經過。

有別於以往小組討論重視最終成果，科學想像力的歷程教學更重視學生學習、討論和發想的過程，不再像是傳統教育只憑結果判定學習成就了，將創造主導權交給每一位學生，學生發揮不同的個人能力協助團隊成長。

透過Edvito學生可以時時回顧稍早錄製的創發點子，教師也可藉由Edvisto了解學生學習歷程經過。
照片提供／鄭英耀

學生用最新科技上課，手握平板、隨時可上網，會不會吵鬧嬉戲呢？劉敏如笑答：「這其實是好事！科技教育就是期望看到學習過程中的自然反應。這表示，孩子想要把數學、自然學科加入遊戲裡，而且享受其中。」

「那次營隊課程目標是發明2050年的燈具。」三位團隊成員回憶敘述，某一組學生最初漫想醫院需要充足的照明，所以設計有照明設備的手錶。

不過授課老師從旁提醒，目前市面上已經有類似的手錶，並以實用性評估照明手錶設備後，該組學生轉而將照明設備加入在手術刀上。提出手術刀若附有照明設備，那麼醫生在進行手術時可以更看清楚手術部位。「這個創想讓營隊老師們印象深刻。」劉敏如至今仍十分讚賞。

科學想像力歷程教學更重視學生學習、討論和發想的過程。
照片提供／鄭英耀

另外一組的學生從高速公路的行車問題得到漫想。

學生發現周末與爸爸媽媽出遊，夜間回程高速公路上，某些路段路燈照射彷若白晝，但是行駛車輛並不多，這無疑是能源浪費。於是該組孩子想到感應式照明，當有汽車通過並觸壓感應設備時路燈即亮，如此一來當無車通過時就不需開燈了。最後，將自己創意發想的燈具製作成模型。

諸如以上兩個案例，科學想像力歷程教學透過教師的引導，學生運用科學想像力針對問題進行有目的的想像，在腦海中發想出數個可能解決問題的點子，再從中篩選出較符合目的的若干點子，並尋找、釐清、連結、重組點子間的關係，進而匯集點子，再經由考量實踐性的評估，精練出一個足以解決問題的點子。

鄭英耀說：「可以看到學生的每一個創意成品背後，都有一段誕生的故事，而且透過Edvsito，師生不但看見成品，更看見創意發想的過程，團隊之間擁有合作思考的紀錄，更能夠釐清問題，集思廣益。」藉由三階段、四能力，以循環的方式，透過分離、重組等程序，持續地依解決問題的需求，不斷地產生相應的點子。

團隊之間擁有合作思考的紀錄，更能夠釐清問題，集思廣益。
照片提供／鄭英耀

未來的關鍵人才

臺灣的傳統教育長期以來注重個人成績與個人學習成就，忽略團體合作能力。鄭英耀與其團隊希望推動培養運用科技解決問題的人，這些具備創意發想，並兼具團隊合作的新鮮人，便是未來社會需要的關鍵人才。

鄭英耀與其團隊希望培養未來社會需要的關鍵人才。
攝影／黃國彰

「這些能力是傳統講述式教學難以具體傳授的，延伸問題的專題式教學（project-based learning）是一種新的教學途徑。」鄭英耀強調，從學生切身的生活經驗出發，讓學科與生活息息相關。例如：上網查詢區公所人口數據，並可以藉此討論人口男女、年齡、遷移等問題。這樣一來，除了學習數學和公民學科，又與社會環境有所相關。「這就是最新強調的『素養導向』學習的方法之一。」

面對3C產品充斥社會，學齡前孩童滑手機或平板電腦已不稀奇。青少年沉迷手遊更是家長頭疼的問題。到底該不該讓孩子接觸手機或平板？又該怎麼讓孩子有時間控管的觀念？

陳映孜提供建議：「當孩子在學校習慣使用科技運用於學習時，家長的手機、電腦就能夠成為孩子在家的現成學習工具。」家長除了是設備提供者，也可以透過這個機會，與孩子建立親子互動和共學時光，進一步了解孩子在校的學習狀況。

善用3C產品，手機、電腦就能夠成為孩子在家的現成學習工具。
照片提供／鄭英耀

和孩子約定3C用品的使用原則，是親子溝通的重要一環。鄭英耀補充說：「如何適度開放並引導孩子使用3C產品，讓他們除了玩，同時也會善用3C產品，是新世紀的教育關鍵。」孩童在遊戲中以想像、創意的方式，結合自己的生活經驗形成一個新的事實。

3C科技產品除了帶給人們生活方便之外，其錄影和播放功能，提供了學生學習表現的診斷與教師教學的回饋，教師可藉由影像檢視學生的差異，進行個別輔導，並以此做為參考依據，進行更為細緻的課程設計與教學。

採訪撰文／宋品璇
編輯／張傑凱
攝影／黃國彰

註1:Ho, Wang, & Cheng, 2013; Wang, Ho, Wu, & Cheng, 2014; Wang, Ho, & Cheng, 2015