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

研究來源:
何曉琪、陳映孜、劉敏如、鄭英耀(2019)。〈尋找科學想像力的聖杯。〉,收錄於《華人創造力-理論與實務》(台北:遠流,2019)
鄭英耀(2016)。網路學習平台提升學生二十一世紀科學學習關鍵能力之研究:以國小科學專題式學習為例。專題研究計畫 (一般研究計畫)。
Wang, C. C., Ho, H. C., Cheng, C. L., & Cheng, Y. Y. (2014). Application of the Rasch Model to the Measurement of Creativity: The Creative Achievement Questionnaire. Creativity Research Journal, 26(1), 62-71.
Wang, C. C., Ho, H. C., Wu, J. J., & Cheng, Y. Y. (2014). Development of the scientific imagination model: A concept-mapping perspective. Thinking Skills and Creativity, 13, 106–119.
Ho, H. C., Wang, C. C., & Cheng, Y. Y. (2013). Analysis of the Scientific Imagination Process. Thinking Skills and Creativity, 10, 68-78. doi.org/10.1016/j.tsc.2013.04.003
鄭英耀(2011)。未來教學的想像–科學想像力之模式驗證:課程發展與教學實驗。專題研究計畫 (政策導向型科學教育計畫)。
鄭英耀(2011)。科學想像力學習進程之研究:課程、教學與評量的連結。專題研究計畫 (一般研究計畫)。
計畫團隊成員:
國立中山大學教育所鄭英耀教授
南臺科技大學教育領導與評鑑所暨師培中心王佳琪助理教授
靜宜大學教育研究所暨師資培育中心何曉琪助理教授
國立中山大學社會學系陳映孜博士後研究員
國立中山大學教育所劉敏如研究助理
合作對象:
芬蘭赫爾辛基大學Hannele Niemi教授
EdVisto CEO Joni AlWindi