隨著世界越來越多元複雜，許多現象早已無法用單一的知識與觀點來理解，更遑論需要結合更多面向的探究能力了。教育是為了要培育學生為未來的生活做好準備，因此「能解決跨領域問題」的教學在此際顯得特別重要。
STEAM（Science, Technology, Engineering, Arts and Mathematics）是觸角廣泛的跨域教育，針對這幾個學科不會只進行個別教學，而是將其整合到一個主題下進行觀察、學習、研究及問題解決。其主旨更是重視學生思考智能和問題解決的能力，是否覺得和 108 自然科學領域課綱有異曲同工之妙呢？
結合探究與實作的 STEAM 教學
要培養解決問題的能力，STEAM 教學設計就必須實踐「探究與實作」的歷程，讓學生能在鋪陳好的情境下，觀察並嘗試歸納指定現象。例如：彈簧的長度增減與砝碼數量有關，透過實際操作讓學生發現規律性；接著，增加某些改變以產生差異（如：放置過重的砝碼），鼓勵學生思考變異原因，老師再指導孩子依據已知的科學知識，進一步探究與實作（如下圖）：
（內容由作者提供並參考自十二年國民基本教育課程綱要）
選擇適合的 STEAM 教學主題
STEAM 教學主題可廣可深，提供老師們幾個發想時的評估提問，就可逐漸釐清帶學生進行課程的方向，如下圖：
教學示範
以下是筆者實施的雙語 STEAM 課程中，有關電磁鐵（Electromagnet）的活動簡述。
引導
考量到電磁鐵的原理包含電與磁的概念，學生不容易理解，因此可先帶學生認識生活中電磁鐵的運用，如回收場的起重機（Junkyard crane）來引起學生對電磁鐵的好奇。
1. 運用 T-chart 引導學生整合觀察（I observe）及提問（I wonder）。例如：當學生觀察到起重機的大圓盤可以吸起鐵製品時，就可以引導學生提問：起重機的大圓盤是磁鐵嗎？（Is the big disc of the crane a magnet?）
2. 延伸問題發想。例如：當起重機大圓盤把鐵製品吸到卡車上方時，這些鐵製品會自己掉入下方的卡車內，但是以過去玩磁鐵的經驗，被磁鐵吸住的鐵釘會突然掉落嗎？發生了什麼事呢？你能解釋一下嗎？（The big disc will drop the metal when above the dump truck. Can you think of why?）
3. 引發了學生的好奇，加入帶有認知衝突的情境，可激發學生想像力。例如：當學生說起重機上的磁鐵可能和一般磁鐵不一樣，這時教師可以追問如何不一樣或可能是什麼因素呢？（What may be different? What causes it?）
4. 從互動中帶出教學主題。如學生能回答出用「開關」來控制磁鐵，這樣我們就成功引導學生發現了電磁鐵和一般磁鐵的不同。
延伸學習
透過以上情境對話帶領學生進入電磁鐵世界之後，可順勢帶他們認識電磁鐵相關的歷史，如：厄斯特（Hans Christian Ørsted）發現了電流磁效應（Current magnetic effect）。從故事的角度切入電流通過導線會讓指北針偏轉，加上之前帶學生認識的電磁鐵，此科學概念已經成形了。
結論
有了這樣的觀察、提問與科學史的基礎，才容易帶學生較完整認識現象背後的科學知識，並結合英語進行一系列的操作驗證及生活中的應用。和所有教學一樣，STEAM 的教材選擇、教學設計、學習評量之間必須做緊密的聯繫，但因為過程有很多細節，限於篇幅就先說到此，後面幾篇再來接續詳述。
（封面照片出自 Freepik）
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