12年國教新課綱裡，有不少創新的設計。新課綱將在108學年上路，根據採訪的專家學者，歸納整理出三大重點，幫助讀者快速掌握STEM（意即 Science 科學、Technology 技術、Engineering 工程、Math 數學）教育在台灣實施的情形。
台灣在多項國際評比中，數理表現都贏美國很多，但這表示台灣的 STEM 教育做得很棒嗎？
實況是：台灣在數學（math）、科學（science）知識性評比表現很強，但弱項是：將這些知識運用於生活上（engineering）、能形成系統性知識或發展成解決人類問題的科技產品或技術（technology）。用白話文再說一次，是強記知識很行，運用有待加強。
12年國教新課綱裡，有不少創新的設計。例如，數學領域著重生活應用及工具輔助學習，自然領域強調探究與實作，新增的科技領域則必修程式設計並強調動手做。值得一提的是，雖然課綱本身並未強調，但有些亮點確實與STEM教育強調的精神是一致的。
為此，《未來Family》採訪專家學者，歸納整理出三大重點，幫助家長讀者快速掌握 STEM 教育在台灣實施的情形。
重點一：從科目學習到跨科整合， 從STEM到STEM＋
台灣師範大學科學教育研究所優聘教授邱美虹，用「混和物」和「化合物」的特性，比喻 STEM 教育不忽略分科教育，但更重視跨領域統整的精神。
她的意思是，傳統的數理與科學教育，就像鐵沙與食鹽組成的混合物，成分可混在一起，也可各自分開。如果 STEM 只是如此，教育效果有限。她認為，STEM 教育應該也要像化合物，比如氯與鈉，合在一起叫食鹽，既看不到氯，也看不到鈉。
台灣家長當下最關切的，恐怕還是孩子的學業。他們想知道：12 年國教放入 STEM 教育的理念與設計，有助於提升孩子的數理學習成效嗎？這些成效如何評估？
重點二：PISA 及 TIMSS，不能代表 STEM 素養
台灣向來重視對中、小學的數理及科學教育，在評估成效並與其他國家比較時，通常會以學生在「國際學生能力評量計畫」（PISA）及「國際數學與科學教育成就趨勢調查」（TIMSS）的表現為依據。
PISA 針對 15 歲（國三或高一）學生，就數學、科學及閱讀，評估掌握「明日世界所需素養技能」的能力。TIMSS調查4年級與 8 年級（國二）學生的數學與科學學習成就，評估他們能否掌握參與社會所需的知識與技能。
從國際評比的名次來看，台灣與亞洲的日本、韓國、新加坡以及香港，都是 PISA 與 TIMSS 的優等生。以 2015 年評比為例，台灣在 PISA 數學與科學都是世界第四；TIMSS 則是 4 年級數學第四、8 年數學第三；4 年級科學第六，8 年級科學第三。
然而，進一步分析卻發現，台灣學生表現雖好，學習態度卻相當負面。近幾屆的 TIMSS 資料顯示，除了 4 年級科學之外，對於 4 年級數學、8 年級數學及科學的學習，學生既沒興趣、沒自信，也不重視。
家長看到這兩極化的結果，不禁想問：PISA 或 TIMSS 真的可以反映孩子的 STEM 素養或能力嗎？邱美虹不這麼認為，「或許我們的學生就是適合考試。」就 STEM 個別科目而言，她建議更應注意細項的評估，以 2015 年的 PISA 科學素養評比為例，台灣學生在「辨識科學議題」排名 17，表現較差。但這些才能彰顯台灣學習上的弱點，提醒教學與政策制訂須多注意。
至於在較高層次的 STEM 跨領域統整及實作應用能力方面，中央研究院數學研究所兼任研究員李國偉表示，並不適合用 PISA或 TIMSS 評比。因為這些評量各有預設的目的，況且當年設計時，STEM、STEAM或STEM＋的概念及 AI 人工智慧尚未成熟。
「應趕快發展 project-based（主題式）的教育，」李國偉認為，推動 STEM 教育，這才是當務之急，「先不要管國際評量，任何的評量都是後見之明。」
重點三：學校不是唯一的 STEM 學習場域
任何推動 STEM 教育的國家，都會鼓勵社會上多數成員共同參與，讓學校以外的場所，也可以是主題式學習的場所。2010 年10 月在美國紐約中央公園舉辦的「終極街區派對」（The Ultimate Block Party），就是著名的例子。
派對主題是「遊戲場所也可以是 STEM 教室」，要讓家長了解，遊戲對於孩子學習知識是重要的。整場派對包含28項活動，涵蓋冒險、建築、體能、創作、藝術、裝扮、技術、語言遊戲共 8 大遊戲領域。來自科學界、企業界、非營利組織、博物館等各領域參與者多達5萬多人，《慾望城市》女演員莎拉‧潔西卡‧派克也共襄盛舉。
這種擴大社會參與的學習景象，其實不難想像。在台灣，我們也可以把 STEM 教育當做圓心，用三個同心圓，畫出近幾年陸續成形的STEM學習地圖。由內而外，第一圈是學校教學，第二圈是企業公益支持及民間教育資源，第三圈是科學博物館。三環之間，創客（Maker）、黑客松（Hackathon）、機器人設計製作等，都是非常熱門的 STEM 教育活動。
在台灣STEM教育的同心圓裡，科學博物館的角色常被家長低估。事實上，它才是跨領域、跨主題學習的極佳場域。
以位在台北士林的國立台灣科學教育館為例，館內展覽主題與課程非常適合國小、國中學生參與。科教館館長朱楠賢以館內的「仿生展」為例表示，與學校 STEM 教育相比，科學館或博物館針對不同主題打造深度的「浸潤式」學習情境，孩子吸收知識的方式不再是被動的看、聽，而是要與展品互動，當場實作，是真正的從「做」中「學」。
與STEM精神一致的新課綱將在 108 學年上路，應多鼓勵孩子放手大膽探究與實作，可以提升學習興趣與信心的學習成就，才是有意義的成就，這樣的 STEM 教育更值得肯定。
【STEM教育從高教往國教延伸】
STEM一詞第一次完整出現，是在美國國家科學基金會（NSF）於1996年提出的《型塑未來世界》報告裡。比這再早10年，NSF報告裡的用字是「SME＆T」（科學、數學、工程與科技）。當時不管是SME＆T或STEM，都是指各自獨立的學科教育，而且主要是大學裡的數學、科學、工程及科技教育。
美國對STEM教育的強調，很快影響其他國家。2004年，英國教育與技能部（教育部的前身），首次針對英國跟STEM有關的教育及研究資源進行盤點，並於2006年後發表《STEM計畫報告》，為STEM訂出發展計畫。整體而言，國際上對STEM教育的重視，一開始是以高等教育為主。
美國前總統歐巴馬在2009年上任後，推動STEM教育向下延伸到幼稚園至12年級（K-12）階段，強調跨科整合，學習範疇不限STEM字面4科。相關政策引起企業迴響，惠普（HP）公司在2013年召開全球「STEM＋教育」大會，把STEM的範疇外延至創新、全球溝通等非科學領域，為教育開啟無限想像。歐巴馬也表示，這樣的STEM教育將不限於學科知識的學習，而是可以帶領孩子理解、探索、參與世界，甚至改變世界。
文/朱立群
本文經授權轉載自《未來family》7月號（原標題：108 國教課綱的創新設計 用 STEM 翻轉台灣教育）
責任編輯/陳憶慈
