未来Family／美国 V.S.台湾 STEM教孩子解决问题
文╱张德龄
短短几年，人工智慧（AI，Artificial Intelligence）蔚为风潮。未来，谁能掌握技术与科技，谁就是赢家。明确的说，科技就是国力，也就是竞争力。
过去几年，从美国出发的STEM（意即Science科学、Technology技术、Engineering工程、Math数学）教育成为一股潮流，不过，随着人工智慧来临，仅有的科学领域并不足够，更进阶的是要以科学为基础，拓展到艺术、人文、设计等跨领域学习（从STEM到STEM+）。
未来的教育，绝不会仅限於单一面向，而是跨领域整合性学习，并且能够真正解决现实生活中的问题，激发更多的创意与想像，发挥孩子最大的潜能。其中，STEM会是核心之一，由此核心跨领域整合，将成新主流。
全球科技发展领头羊美国，如何布局下一个世代的科技教育？《未来Family》派采访团队远赴矽谷及芝加哥，探访美国科技教育的第一现场，报导美国STEM+教育的现况。
采访团队拜访了排名美国前10大的STEM名校伊利诺州立数理中学、让原本学习兴趣低落学生转为热情的小学P.A. Walsh STEAM Academy等，看看科技大国美国如何思考培养未来科技人才。
另外，台湾在多项国际评比中，数理表现都赢美国很多，但这表示台湾的STEM教育做得很好吗？《未来Family》也采访了台湾的专家学者，归纳整理出三大重点，同步扫瞄台湾现况，帮助家长读者快速掌握STEM教育在台湾实施的情形。
理想的未来教育 教孩子解决现实生活问题，激发创意与想像
未来的教育，绝不会仅限於单一面向，而是跨领域整合性学习，并且能够真正解决现实生活中的问题，激发更多的创意与想像，发挥孩子最大的潜能。
其中，STEM会是核心之一，由此核心跨领域整合，将成新主流。
全世界高科技重镇矽谷，Google的自驾车来往穿梭在大街小巷。第一次看到的观光客可能会赶快拿起相机拍照，当地则居民则早已司空见惯。自驾车来临的日子指日可待，若你问一位10岁的孩子：「将来想开什么车？」「等我长大，根本就不用自己开车了！」他会这么回答。
短短几年，人工智慧（AI，Artificial Intelligence）已蔚为风潮。当Alpha Go一一击败柯洁、李世石等世界棋王，IBM的Watson成功诊断出连医生都没检查出来的罕见癌症……，我们这一代，很可能成为人类历史上，首批由人工智慧取代大量人力的时代。
科技就是国力，就是竞争力
未来，谁能掌握技术与科技，谁就是赢家；明确的说，科技就是国力，也就是竞争力。全球科技发展领头羊美国，如何布局下一个世代的科技教育？ 《未来Family》派采访团队远赴矽谷及芝加哥，探访美国科技教育的第一现场。
早在2012年，美国前总统欧巴马即喊出，STEM（意即Science 科学、Technology 技术、Engineering 工程、Math 数学）是未来教育的主要方向，在借用外国人才之外，也扎根培养更多美国国内高科技人才。
隔年，欧巴马加码提倡「提升下一代青年学子科学指标（NGSS，National Generation Science Standard)），特别加强科学教育，更着重科学的应用与关联性，提升学生科技能力。更重要的是，改变老师教导的方法，连结最新的科技新知与应用。
过去几年，从美国出发的STEM教育成为一股潮流。不过，随着人工智慧来临，仅有的科学领域是不够的。面对未来工作可能被机器人取代的危机，在这样颠覆的时代，大家开始反思21世纪该有的教育方式。
美国近年大力推广跨领域学习，产、官、学全都积极投入。（左起：费利蒙市学区课程总监Linda Anderson、 学区数学科学课程经理Susan Lemke、学区科学课程督导Katy Carter、费利蒙市经济处长兼创意长柯凯莉Kelly Kline）
AI时代颠覆了教育的观念
创新工场董事长李开复最近出版的新书《人工智慧来了》引起轰动，他特别接受《未来Family》采访谈AI时代来了，必须颠覆许多教育的观念。AI没有审美观，无法从事艺术、诗歌、文创、哲学，以及跨领域的工作，最重要的是每个人要有自己的「人格魅力」，有同理心，发挥人最大的潜能。
《Human are underrated: What High Achievers know that Brilliant Machines Never will》作者高汶（Geoffrey Colvin）指出：「当科技逐渐取代与主导我们的工作型态以及人与人之间的关系，唯有更加掌握人性的优势，才能成为世界上最有价值的人。」也就是开发人类的右脑，包括创造力、想像力、整合思惟的能力、情商能力等。
「过去几年，这样的思惟在美国成为教育界的主流，我们相信如此能帮助学生进行更多的批判性思考，增广科学知识，成为下一代的创意发明家。」圣塔克拉拉STEAM办公室主任时广（Esther Tokihiro）这样说。三年前，位于矽谷重要城市圣塔克拉拉的教育局特别成立办公室，大力推广这种跨领域的教育方式。
以科学教育为基础的跨领域学习渐成主流
今年三月，《未来Family》采访团队来到美国，拜访当地教育官员和许多学校，了解最新教育趋势。我们特别观察到，过去几年，愈来愈多学校与教育单位开始重视以科学教育为基础的跨领域学习，以主题式教学为方法，让学习更有意义，更贴近现实的世界，并运用最新的科技方法，包括3D列印、机器人、程式编写等。更重要的是，让孩子对科技更有兴趣，尤其特别鼓励女学生的参与。
这是一场结合政府、学校、企业、社区、新创公司，全力推行以科学为基础的跨领域学习。在矽谷东湾的加州制造业大本营费利蒙，大力推崇创客教育，他们和工厂合作，让学生可以参观学习，了解实际的操作情形。旧金山南边一家新创公司设计创意教材，他们与许多学校合作，提供创意教学。甚至连美式足球旧金山49人队基金会也参与其中，从足球工学、足球数学、足球物理到足球场设计，让学生在生活中学习，每年造福6万名学生。
当然，学校与老师还是教学的第一现场，愈来愈多新学校就此诞生。
去年九月，圣荷西（San Jose）一所全新的实验中小学Steindorf STEAM School（大班到八年级），一开办就爆满，还必须排队候补。这所学校在传统的阅读、写作等一般课程之外，安排了更多的创造启发课程、实验，以科学为基础的多项技能。课程中融入更多的手做，并且整合各科教学，以主题式的学习方式，让孩子在学期中的某段时间，共同去解决或探讨一个问题。
该校的校长史维博（Kristi Schwiebert）认为，跨领域教学最重要的是「整合」。「我认为整合非常重要，不论是所谓的art（艺术）或是engineering（工程）。你不能因为孩子很会画画，就说他有艺术天分，只专注在某一领域；应该说，每个孩子都能在很多领域能够很成功。」她分享，在班上有很会绘画的学生，也有很会设计机器人零件的孩子，他们在团队中互相学习。
愈来愈多学校与教育单位重视以科学教育为基础的跨领域学习，以主题式教学为主，运用最新的科技方法，让学习更有意义，更贴近现实的世界。
跨领域的整合式学习，打造创业家精神
跨领域的整合式学习其实概念并不新，很多学校很早就秉持这种理念。位于洛斯奥图（Los Altos）的Bullis实验学校 （大班到八年级）从12年前就开始，他们注重科学与艺术人文跨领域学习，从幼稚园大班开始，就教导小朋友设计思考的概念，从发掘问题到研究，制作原型，从小训练完整的思考模式。
Bullis实验学校利用跨领域的主题式教学，将各种知识融入其中。例如，小二有一堂数学课是让孩子自己设计一个州（美国的一州）。他们必须团队合作，运用数学和社会科的知识，例如运用数学几何网路建立城市的建筑物和商业；运用地图技巧学习创建公路和交通系统，不但学到平行和交叉路线，同时要能确保符合驾驶需求。
设计思考是跨领域学习中，很重要的元素。两年前，另一所公立实验高中Design Tech High School正式成立。这是由一群史丹佛的校友家长发起，课程由史丹佛大学研发的设计思考方法，透过合作、同理心和构思创意，以及团队成功，让学生实际解决现实生活中的问题。第一届学生的任务之一，就是共同设计能够容纳550名学生和30位老师的未来校园。
解决问题、突破困境、整合资源的能力，也正是创业家的精神。矽谷许多创业家（例如YouTube创办人陈士骏、美食评鉴网站Yelp 创办人Russel Simmons）都来自IMSA（Illinois Math and Science Academy）这所公立高中。IMSA也入选全美STEM十大高中。这所校龄30年的公立高中不但重视科学教育，更融入整合性人文教育，给予学生发明与创造的弹性与空间。
跨领域的整合式学习，教导孩子设计思考的概念，从发掘问题到研究、制作原型，从小训练完整的思考模式。
未来的教育要能解决现实生活问题，激发创意与想像
「以科学为基础的跨领域学习，不是我们来做个科学实验就好，而是要解决现实的问题。其中的『A』（特别是设计思考的过程）为什么重要？因为透过整合与学习，可以学到4C加上2P的能力，包括合作（collaboration）、沟通（communication）、批判性思考（critical thinking）、创造力（ creativity）、解决问题（problem Solving）和提案管理（project management）。 」Tokihiro说。
未来的教育，绝不会仅限於单一面向，而是跨领域整合性学习，并且能够真正解决现实生活中的问题，激发更多的创意与想像，发挥孩子最大的潜能。其中，STEM会是核心之一，由此核心跨领域整合，将成新主流。
未来，谁能掌握技术与科技，谁就是赢家，明确的说，科技就是国力，也就是竞争力。
【什么是STEM＋？】
这种以科学为基础，拓展到艺术、人文、设计等跨领域学习（从STEM到STEM+），加上A （art），即是STEAM。Ａ代表艺术、设计，加上H （humanity），即是人文；加上E（entrepreneurship），即是创业精神；加上SE（social and emotional），即是情感与社交，可以无限延伸。
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