臺灣100專案介紹
胡裕仁 國立新化高中教師

胡裕仁的PBL課


學生從點子到研發成型的「自動淨灘裝置」,獲得科技企業舉辦的創意競賽首獎;學生的「改良地震儀」在高雄國際發明展奪金,還有數個學生拿到經濟部頒發的專利、教育部教育局和各大企業的創意發明獎項,甚至好幾個學生實現將創意技轉上市。這些獎項專利,都是藉由引導,幫學生將想法、點子轉變為遊戲、工具、技術或商品,參與校外創意發明競賽及活動所獲得的肯定。

而獲獎同學,都是校內成績優異的學生嗎?不一定。我以 PBL 主題式教學,努力讓每個孩子都能發現自己的優點和興趣,並藉由參賽找回自信和榮譽感。曾經一位同學,學校成績是全年級尾端,但當他的困境被理解、他在找回自己的價值感與學習熱情後,作品在校外高中生科學競賽中獲得獎項,他還被學校官網放上首頁,改變的,不只是學習狀態,而是人生觀。

因為我曾經是放牛班學生,但後來遇到好老師而重新找回學習志向,改變了我的人生;在成為老師時,我也立志不放棄任何一個孩子,因此希望可以建構一套教學模式,幫助學生在走出校園後,仍能對生活有所幫助,能反思、活用、並在未來能夠幫自己突破困境。



專案具體內容:

數學很抽象,可是在生活中隨處可見;科學聽起來很難,可是當有一個點子在腦中閃現,數學與科學實作可以幫助我們實相化這些想法。枯燥的數學課,當結合實作,跨領域整合英文工程藝術,融入 AI、互聯網、環保議題,還可以走出校外甚至國外參賽,數學課,就不只是數學。

【教學模式的三括內涵】

我認為的教育模式應該要具有跨時空、跨領域、跨文化這「三括」內涵,來培養學生協作互助、邏輯分析、閱讀理解、資訊運用、溝通表達等未來應用能力,幫助學生在走出校園之後,不會覺得學校只是考試、交友及玩樂的地方,而是真正學會如何用知識來解決問題,幫助未來的自己成就夢想的實踐能力。

一、跨時空:社會是多工結構,我希望培養孩子多元能力,於是在教學生涯中,我不斷進行教學實驗,在數學與自然科學課程中,嘗試未來主題式的「深度學習」(NPDL)取代分科教育,以科學 S、科技 T、工程 E、藝術(口語表達)A、數學 M 的模組下,將數理、自然、工程等 STEM 科學進行整合,再依照學生個別興趣及想法,找尋校內老師及校外學者專家協助,同時我也對學生進行個別化之深化學習及或相關實驗。

二、跨領域:完成上階段的學生,想要出國比賽,就要加強文化、外文寫作及表達課程,協助學生科學發表時的英文口說及表達訓練,以呈現良好的表達能力去完成國際參與。聯合國提出的 17 項「2030 永續發展目標」(Sustainable Development Goals, SDGs)中的目標 4:「確保有教無類、公平以及高品質的教育及提倡終身學習」。我們應該引導學生,進行跨文化的自發性溝通,讓思維跨出學校圍牆,與社區結合,走向國際,得到更大的學習成效。

三、跨文化:由於後疫情時代科技運用的全面性,教與學雙方對數位工具的接受度與熟悉度將成為教育線上不可或缺的元素。以上述二項活動的產出,再運用網路科技,建立國際參與,陪孩子走出台灣實現跨國及跨域的學習展示,強調把真正的理解(Understanding)實際運用在生活裡,具體達成五項能力的教育目標:1、奠定學生探究實作能力。2、強化學生問題解決能力。3、培養學生跨域運用能力。4、培養學生創新解決問題的知識能力。5、育成學生國際參與及展演能力。

【教學模組建構歷程】

一、93 至 100 年:探索期。開始試驗深度學習,並規劃與指導學生參加國內外各項科專比賽活動,陸續安排師生參加國內及國際科學論壇,以及創新發明展等各項科專活動。

二、100 至 106 年:形成期。開始串接國內、外學校進行課程合作,以及學生文化體驗和教師教學交流。另外引進校內及外高、國中進行科專教師增能輔導與示範教學,逐次吸引校內同仁教師的參與與支持。此時,開始增加數學及社會科學導論與專題課程,並持續鼓勵學生參與「新興科技」、「仿生」與「SDGs」系列課程,更加強協助學生設計發表,並支持他們參與國際活動的交流與競賽。

三、106 年至今:穩定期。持續滾動修正各項科學動手做的系統教案,並設計建立雲端課程活動、網路平台等。安排更多學生參加國內、外的科學及文化交流論壇,和各項創新發明展等科專活動。我也持續負責多項專題課程設計及國際合作、科普活動及科學計算教材研究、教學實驗及相關教具設計規劃、新興議題融入課程。協助國際化科學及創新交流教學。

【數學加科學,創思專題想與做】

為了培育學生面對未來社會的核心能力,我們以創思專題來訓練學生的團隊合作與實際動手能力,教學生如何利用創意解決問題,培養學生融會貫通所學得之基礎理論,實際應用在探究設計與專題製作。

課程活動設計中,我們融入 AI 人工智慧、物聯網、大數據等新興科技知識,並依據工業 4.0 概念,來提升學生技能學習層次,以及科技應用能力,再依照個人或小組所需配合的新興科技,打造出由陸上走的到天上飛的多元創新活動課程。

學生覺得數學難,但是當學生被引導去設計遊戲時,他們在實作中理解函數,從平面桌遊到立體積木,學生開始討論、找答案、問問題,甚至做出令人驚豔的「複合式棋組」!

創意實作的課程設計中,結合了多學科及 SDGs 議題,發展具個別化之深度學習模式,也使用許多我的原創式創新教學及教具,有效利用校內選修課及微課程時間予以實施。引導學生將所學知識與方法,轉變為可呈現的作品、專題乃至專利與產品,然後鼓勵進行相關活動與發表(包括全國科展、旺宏科學獎、國際發明展、國內外研討會等),達成有效教學的教育目標,具體落實 108 課綱素養能力養成之核心精神。

多年的教育實驗成果推展至今,成果豐碩,除代表多所學校參加各項比賽活動獲獎無數外,部分內容也陸續轉移生產成教具產品及教科書的素養學習專章。



成果與效益:

一、教學亮點
1、兼顧學生知識素養的培育與養成,更成功形成系統性的思考、跨域整合課程、創造教學等多項特色。
2、教學團隊研發教材的成果豐碩,具體整合創新教學模式,有效將新興科技、以跨域、創新及創意等未來生活所需技巧,用來積極協助學生並利用網路科技進行跨時空的跨國課程與學習交流。
3、實踐在地社會與國際人文關懷,且理論實務並重,師生除了獲獎佳績頻繁,已經有多項創新成果技轉上市。
4、建立國際化的校際交流管道,有效實踐「國際教育 2.0」的願景,以達到「接軌國際、鏈結全球」。
5、學生表現:曾數次使繁星 Pr100 的學生找到想成為 Pr1 的動力,讓學習成為一種享受,並具體幫助學生找到書中自有黃金屋的成就感(除了產生學習成果,更可獲取高額獎金)。
6、2019 至今(5 年內)共超過百件次的學生於國內、外獲獎,累計學生獲得獎(助)金額超過百萬台幣以上。

二、相關課程電子媒體或平面報紙報導(新聞標題)
2022/01/20 中國時報:STEAM 跨域、雙語助力 林口高中國際發明暨設計展勇奪5獎
2022/01/20 教育廣播電台:展現 STEAM 跨域、雙語力 林口高中國際發明設計展奪 5 獎
2021/12/10 非凡新聞:韓手機廠百萬競賽&足型淨灘機器人獲首獎
2021/12/10 東森新聞:三星創意競賽首獎出爐 「海岸清潔隊」自動淨灘抱走20萬
2021/12/10 聯合報:三星創意提案競賽 跨場域自動淨灘裝置獲首獎
2021/12/10 蘋果日報:三星百萬競賽今決賽|自動淨灘裝置獲首獎
2021/12/10 工商時報:鼓勵年輕人用科學、工程、數學讓生活更好 台灣三星第二屆 Solve for Tomorrow 競賽揭曉
2021/11/29 中國時報:華梵大學輔導林口高中陳俞辰 奪智慧物聯網創意競賽全國特優
2021/08/16 風傳媒:第 61 屆全國科展新北 41 件獲獎全國之冠
2021/04/16 中國時報:華梵大學攜手林口高中推動科普教育 科展競賽獲獎創紀錄
2022/12/06 自由時報:高雄國際發明展 新化女高中生改良地震儀奪金
2023/03/12 中華日報:機器人相撲 新化高中林維軒摘銀
2023/03/27 中華日報:焚風發電 新化 3 生赴日發表成果



影響力與擴散性:

【近 5 年的課程模組分享與推廣經歷】
一、2019 年,新北市立永和國中、台中市立居仁國中、台北市立大直高中、台北市立麗山高中、新北市立沙崙國小、新竹縣內思高工、台北市立內湖高工、新竹市立成德高中、新竹縣立自強國中、新竹縣立仁愛國中、高雄市立高雄家商、新北市立北大高中、臺北市立明德國中。

二、2020 年,台北市立大直高中、新竹縣十興國小、新竹縣內思高工、新竹縣立自強國中、苗栗縣立大同高中、新竹仁愛國中、台中明道中學、國立中正預校、新北市立北大高中、台中市立新社高中。

三、2021 年,台北市立大直高中、台北市立西湖國中、國立竹南高中、彰化縣精誠高中、國立羅東高中、新竹縣立自強國中、台北市立內湖高工、新北淡江中學、新北市立北大高中、新北市立林口國中、台中市立台中二中、桃園市立新屋高中、新北市立崇林國中、新竹縣立自強國中、台北市立陽明高中、新北高工。

四、2022 年,基隆市銘傳國中、台中市立居仁國中、台北市立大直高中、新竹縣中正國小、新竹縣立自強國中、台北市立內湖高工、台中市立台中一中、新北市教師會、新北市立林口高中、國立新化高中、國立羅東高中、台北市立陽明高中、台北市立數位實驗高中。

五、2023 新北市立林口高中、國立員林高中、新北市立林口國中、臺南市南光高中、台北市立陽明高中。



相關連結:

海峽兩岸青少年創客大賽 新化高中2生 表現不輸研究生
焚風發電 新化3生赴日發表成果
img
Copyright© 2023 遠見·天下文化教育基金會. All rights reserved.