我在星空玩創客-幼兒園創客教育的開展

寫在文前
本文是筆者於中國江蘇省昆山市星空藝術幼兒園進行創客教育的先期發展，期與同好與先進們一起研究與改進其中缺失。

前言

談起數位化學習，從早期的資訊融入、科技設備導入教室，一直到近年來的智慧教室、行動學習，數位化科技在個人電腦產品日益成熟下，以各式型態出現在我們的周遭，科技對於教育現場的影響衝擊，猶如海嘯般襲來；面對教學上的連結，教師不再只是培養個人利用技術的學習，更需要與教學夥伴進行社群式的相互合作。


什麼是STEM？

要探討創客教育的推展，就必須先理解STEM課程，目前世界各地推廣「行動學習」的課程部分，我將它界定在學習性「創作」，長遠來看，除了科技設備的技術性應用能力培養之外，亦包含了「知識管理」的學習概念，在學習的創新部分，則較偏向「資料」型態的產出。為什麼要談「製造」，看似離教學現場非常的遙遠。事實不然，2011年，美國總統歐巴馬先生，在新版的《美國創新戰略》指出，美國未來的經濟增長和國際競爭力取決於其創新能力。透過公共和民間部門的結合，加強科學、技術、工程和數學（STEM）教育的「創新教育運動」。

簡單的說，STEM就是利用科學、技術、工程、數學的知識與技能，相互支持、互補、共同連結發展的關係。例如：從一個自然現象發現，為什麼杯子裡的熱水會變涼？在工程學則源於需要解決的某個難題，例如如何保暖？這兩個貌似不相同的問題，在本質上卻都是熱學中能量的傳遞問題。所以教學上就能夠從這個「本質」推展，將科學和工程問題有效地結合。
STEM的教學不只是將科學與工程結合，更需要將學生學習到的零碎知識與動手實驗、操作的過程，轉變成一個探究各種問題的相互聯繫關係。在瞭解這些問題之間的關係時，不能獨立其中任何一個部分，只有在其中的交互碰撞中，去實現更深層次的理解性學習。

近來「Maker」(創客；自造者)一詞，如雷震耳，「自造者運動」正是一場桌上型的生產與製造革命。Maker 運動不只是一種生產方式的改變，同時也顛覆我們對「製造」一詞的認知；因為Maker風潮，大眾更容易參與「製造」的行為，更能深入在「製造」過程背後的主軸，包含了創意、技能、事件（待解決的課題）、專案...等。因此，筆者以為「數位製造」正呼應STEM課程實踐的應用與目的。

在教學現場，關於「數位製造」我暫時稱之為「創造」能力的實現，是為了有別於「行動學習」的「創作」成果。在「行動學習」專案下的行動載具應用，主要在課程知識的學習、應用與「資料」上的產出；當這類學習課程繼續延伸到「數位製造」，學生將從知識的整合過程，變成一位整合思維、設計與創造的製造者。在課堂上，學生可以透過各式數位機具，實踐動手製作的過程，透過「數位製作」，讓想法實現，將抽象、虛擬的理論內容與推測，透過製造與產出的過程去驗證，學習的產出將結合「資料」與「物品」的同時實現。

要探究創客發展，對於筆者來說無非是以管窺天，是以暫時從政策與教育部分作為我的切入點；在政策上，以十三五的規劃來試就其要，筆者約略將其要旨區分為：創新發展的策略、體制的建立與改革、產業與農業現代化、互聯網經濟、生態、教育…等。政府在政策上提供了非常明確的目標，幷鼓勵創客的發展。

政府的政策同時會落實在教育的規劃方面，配合每五年的五年規劃綱要，學校必須提出相應的課題，作為這五年的課程發展核心與重點，課程的發展面向除了國家政策主軸外，會結合學校的領域課程與特色課程，以「規劃、實施、檢核、再執行」的方式在五年中重複發展，累積教學與學生學習發展的經驗幷逐一改善。在每年的綜合考評，由教育單位選任的評委會到學校進行評核。

2016年適逢第十三個五年計劃的第一年，筆者就我在十三五的學校課題設計，結合創客課程在江蘇省昆山市星空藝術幼稚園的實施案例，提供與大家一起研究。


課程的實施與行動研究

星空藝術幼兒園於課程實施之前，就本幼兒園現有的環境、教學資源、人力狀況、設備、家長狀況…等，進行課程實施的SWOTS分析，進而設計有效與符合本幼兒園實施的課程方案與課程實施策略、方式。

幼兒在動手實作方面，原本就需要更多的協助；除此之外，學童的生理與心理發展，也是課程進行需要考慮的重要因素。首先，在生理發展方面，孩童小肌肉群的成長，相對較不成熟，在不同的年齡段，會有很大差異，影響課程實作的成效，所以在課程發展上，選擇適當的教學用具、練習方法與肌肉發展訓練，在課程實施時，相對重要。訓練課程，著重在孩子的操作技巧，而非作品呈現。以本園為例，藝術也是我們的訓練策略，利用繪畫運筆技巧、陶藝、鋼琴、跆拳操…等，都是訓練的手段，從藝術中培養氣質，從技能中訓練技巧。

此外，幼兒園階段的學童思維也相對較為直觀，在空間建構與空間邏輯的概念較不成熟，直接影響孩子的創新思維能力發展。因此，在課程實作方面，如何訓練孩子們的空間推理(Spatial reasoning)能力，也是課程實施階段需要優先訓練學童的先備技能。本園在訓練課程方面，從靜態的繪本閱讀、想像力培養，乃至結合動力沙、積木、3D攝影機、航拍機…等科技應用的實作課程，都是作為幼兒進行空間思維能力培養的學習策略。同時，更利用主題活動的方式，增加學習活動的趣味。例如，藉由密室逃脫認識植物，為植物進行分類，發現植物特徵的異同。這些活動，訓練孩子發現問題與討論問題，進而培養孩子們能藉由合作討論，探究與發現解決問題的方法。

我們的課程活動透過建立行動學習方案的方式，利用體驗教育的理論與實務方法，除了訓練教師課程研究能力的培養，進而觀察學生的學習狀況，分析不同教學方法與學習模式對學童學習成效的評估。讓孩子們在體驗活動中學習挑戰、成長，在合作與討論過程中相互觀摩、分享、反思與同儕學習。

本園在課程的發展方面，以幼兒教育的學習為主要課程發展目標，建立「以領域課程為主軸，以主題方式做開展，以活動形式來實施，以文化體現顯內涵」為核心的課程發展架構。

圖片一：發展學校特色課程，將創客精神自然融入課程主題中，幷落實實務性的教學操作。

從生態開啟創客學習之旅

「藝術、生態、科技、文化」是我們幼兒園的課程發展願景(圖片一)，與十三五綱要的生態、環境不謀而合。在實作上，如何將生態、環境從抽象的議題轉化為課程的實際操作，便是首要重點。在課程實施方面，要兼顧學童的認知、情意與技能的表現，是我們在發展時首重的核心。透過與現場教師的討論後，我們結合了自然農耕與科技應用作為我們此次課程發展的主題，命名為「星空藝術幼稚園自然生態實驗基地-植物篇」。課程的進行區分為三個面向、三個步驟！

圖片二：校園規劃完善的生態環境，讓學童自然接觸與熟悉周遭的植物，從愛護校園的學習過程進而培養愛護環境的意識。

圖片三：每年的三月份，學校規劃「自然生態月」，結合校園植物的多樣性、百果園，設計不同年齡段的主題內容，佈置學習長廊、班級植物角落。

課程的三個面向

1. 從教學活動進行植物的認知訓練
   學生從課堂上學習植物的基本知識，利用音樂、體鍛課程，激發感官上的情意表達，利用校園的生態環境，親近植物。(圖片二、圖片三)
2. 藉由體驗活動觸發學習情意
   課程中會利用3D影像、VR輔助學習；製作葉脈書簽、壓花、徽章認識植物特徵；透過QR Code與密室逃脫，理解植物的分類方法與種類。(圖片四)
3. 動手做培養技能
   學生透過動手實作、觀察與紀錄，瞭解植物的生長歷程。藉由科技的輔助，獲得更精准與確實的資料，作為分析與改善種植方法的資料。

圖片四：利用生態大棚，結合薄膜式水培魚菜共生系統，使學生透過系統的迴圈，瞭解生態的生生不息。結合科技的應用，讓學生學習善用工具與體認科技對生活的深遠影響。

學習的三步驟

1. 從環境營造學習的氛圍。從教室的自然學習角、植物學習區的佈置，進而連結學校的大棚(網室)與校園生態、學校百果園。(圖片五)
2. 從課程設計連結知識與實務操作。透過學生的動手做，瞭解植物的外觀，生長變化與分類的方法。進而瞭解植物生長的條件，培養愛護生命與保護環境的情操。
3. 從學習活動落實經驗的轉移。藉由體驗課程，將知識與技能轉化為生活的應用，能結合感官與經驗，將舊認知轉換為新事物的創新。

圖片五：教室佈置自然學習角、生態認知區，讓學生透過接觸、觀察與紀錄，學習基礎的技能。進而延伸課程應用，搭配學校特色課程，從學習的「認知、情意、技能」，建構課程的內涵。

大棚(網室)帶給我的奇幻之旅

星空藝術幼兒園的科技生態大棚，是育苗培育的延伸，是科技應用的連結。幼兒在中小班年齡段，已習得植物栽種的基礎，觀察紀錄的方法，植物成長要素的基礎認知。那麼，科技生態大棚與一般植物栽種大棚又有何差異?筆者試析如下：

1. 生態迴圈
   在本園的科技大棚中，採用薄膜式水培的生態技術，建立魚菜共生綠色環境，透過自然的迴圈養殖與栽種蔬菜，教導孩童的生態迴圈知識，培養環境保護的意識。
2. 綠能應用
   我園生態大棚，完全利用太陽能的自然供電方式，提供大棚中所需的電源，同時記錄環境中的溫濕度變化，利用縮時攝影的技巧，作為生態大棚中的植物成長紀錄，利用大資料的概念進行分析，作為改善植物成長新方法的參考資料。
3. 互聯網科技
   科技大棚的科技，除了應用科學的思維，科技的設備，透過互聯網的連結，更是現代科技應用不可或缺的技能。是以，我園的生態大棚，除了有創新科技的魚菜共生培植方式，科學的資料分析技巧，我們更利用了四軸飛行器的圖傳技術、VR虛擬實境的觀察方法等互聯網的技術，讓學生藉由科技的體驗利用，感受科技帶來的便利，進而理解生活中 有許多的問題，可以利用科技提供更具效率的解決方法。
4. 空間邏輯的建立
   幼兒在空間概念方面，相對薄弱。許多孩童在科學與創新的抽象概念之所以相對遲緩，皆在其空間推理的能力較為弱勢。所以本園透過科技大棚，意旨在連結教室的學習角、校園的植物，透過學習活動，從活動的樂趣中培養學習的興趣，透過遊戲化(Gamification)的方式，訓練孩童空間邏輯的能力。

星空藝術幼兒園的科技生態大棚，並非僅是一個利用科技去觀察與培育植物的場所。它更是本園的創客課程應用與發展的核心課程。

圖片六：透過課程發展的圖像，配合校內教學研習，讓教師從教學技巧、技能應用的相互交流與經驗中，提升學校課程發展應用的相關素養。

星空的創客教育

在創客教育的發展方面，我們有屬於自己的發展步驟與圖像。第一步是關於幼兒空間邏輯的培養。其一，課程發展前的先備能力培養，例如：利用積木的搭建，培養孩童空間架構的邏輯力。觀察結構的變化，利用空間與架構的改善，提升設施或設備的效率，增加生產的效能。其二，抽象的空間邏輯思維，例如：利用3D影像、2D地圖建立孩童的2維空間對應到利用航拍機的影像建立學生的三維系統思維邏輯。

第二步是教師社群的建立與教學技能的培養。本園將結合校內教學研習，讓教師從教學技巧、技能應用的相互交流與經驗中，提升學校課程發展應用的相關素養。在教學方面，透過知識、感官與園內的環境教育，整合知識、科技與技能的應用，融入我園的藝術特色，培養學童具有人文涵養的認知能力。

經由動手實作的經驗與體驗活動的實施，利用科學化的實證與知識經驗的驗證，讓學童在學習活動中自然習得技能，從活動中感受學習的樂趣。教師在教學觀察中，自然建構學生學習的心智脈絡，透過教學的觀察紀錄，作為教學經驗的分享與教學技巧的改善。

圖片七：結合3D印表機、AR與VR、程式設計課程訓練、積木結構訓練，作為課程應用發展的先備基礎與學習輔具。

最終，才是科技設備的應用與藝術的薰陶。不論是3D印表機，或者是AR與VR，這些在我園的課程活動中都是配合學習活動開展的學習輔具，在課程的發展與學童的學習進程，必須結合幼兒的發展心理，依據不同年齡段培養學童的認知能力與技巧，結合Vygotsky的鷹架式學習模式，以輔助學童維持學習方向與鷹架的動態架構，從理論的精神中結合領域學習的知識作為創客教育基礎。學童在不同年齡段習得的經驗與知識，將成為後續學習的先備基礎。

在星空藝術幼兒園成長的孩子，不論在學科上、技能上與藝術人文方面，都是我們重視的學習課題，星空藝術幼兒園對於藝術的追求，不僅是技能的培養；更是對人文氣質的陶冶與美學教育的昇華。這也是我們在STEM課程中特別加入Art，以STEAM作為本園創客課程發展的脈絡。星空藝術幼兒園的創客教育，即是培養孩子成為具備知識性、邏輯思維能力與科技人文的新世代世界公民。

全文完