臺灣100專案介紹
新北市青山國民中小學

青山村 SEP 三維四跨科技素養扎根計畫


新北市立青山國民中小學以「青山村──SEP 讓世界更好」(SEP for a Better World)為核心素養,從 106 學年度起,在校內推行「科技應用教育」。

比方說七年級的課程安排,從實木創作到 arduino 程式編輯,讓學生循序漸進地學習;八年級從結構力學到木工手作,進而創作 LED 閃亮木箱鼓;九年級則是學習焊接應用電學及開發線控車。

每一堂課,老師們都透過深耕素養教學,帶領學生面對未來的挑戰,以「人機協作」陶冶學生具備設計思考及運算思維等科技素養。

專案具體內容:

科技教育的意義,在於促進人對自我、對他人、對環境更加友善關懷。新北市立青山國民中小學以聯合國發表的 17 個永續發展目標為學習目標,106 年成立新北市第一所「程式設計教育體驗中心」,108 年新北市第五所「跨域實創教育廊帶 D.School」在此揭牌,有別於其他的 D.School,它也是第一所雲端學校 AWS(Amazon Web Services)雲創新服務網路教學平台。

另外,青山國民中小學也與國立臺灣大學 PecuLab 合作,共同創立「永續教育平台」(Sustainable Education Platform, SEP),所謂永續有兩層意義:第一個永續,指師生皆能擁有終身學習,並獲得如何學習的能力;第二個永續,希望教育現場的每一位參與者,都能巧妙地將各種生活資源,順利整合至執行策略中。

這個平台不僅提供學習者一個終身學習的鷹架,透過網路互動分享,親身參與協作,也提供社群教師一個支持專業成長的雲梯,讓老師們能在這個平台跨界、跨域專業對話,啟發自身創新教學,同時也對支持教育的企業或基金會,提供一個資源整合、平等互惠、技術創價的參與機會。

為了落實科技應用教育,青山國民中小學共有7位科技老師。對內「跨域」,與藝術、數學、自然、家政等科目的老師結合,組成創客社群,一起動腦研發自主學習教材;對外則開設「跨校」實驗課程及假日營隊,並「跨界」導入大學、企業資源,同時也透過視訊教學,「跨國」與日本學校交流。

【SEP 的三維與四跨】

「永續教育平台(SEP)」採三個維度的執行策略,來達到永續教育與教育永續的願景。SPE 即 Sector(整合主題)、Education(各科教育)、Project Management(專案管理)。

教學團隊嘗試從生活中的各項需求出發,結合各學科知識統整出可行的解決方案,將 Sector(整合主題)結合 Education(各科教育)與 Project Management(專案管理),進行更高維度的詮釋,以主題式學習來進行跨學科教育,並透過專案管理來評估與確認執行程度,讓學生擁有發現問題、解構問題、解決問題的能力。以「執行力」視為最關鍵的學習指標,並協助師生落實「An idea is nothing without execution.」的基本信念。

面對人工智慧浪潮席捲全世界,SEP 的三維執行策略強調技術實作,基於問題導向的學習策略(Problem-Based Learning)和探究式學習(Inquiry-Based Learning),都是讓學生在解決問題的過程中實際進行學習。因此,透過SEP引導師生協作和自主學習,來進行學習策略和探究式學習,是強而有效的學習之方。

SEP 的核心價值及功能,在於教育理念、策略、方法的分享,以及教學資源的共享,因此 SEP 具有四跨的基因和元素,所謂四跨是指多元參與型態,即為「跨域」、「跨校」、「跨界」、「跨國」。

【百年風華照片展,孩子從自製光影認識家鄉歷史】

汐止是一個在快速成長也快速消逝的城市,問學生汐止有什麼?答案也只剩下淹水。一群汐止在地深耕的士紳,積極的用一己之力,希望喚醒居民對土地的連結,特別舉辦「百年風華照片展」,但這個展覽卻走不進年輕學子的生活裡。於是,一群熱血教師透過對汐止家鄉的踏查,發現水返腳之美,勇敢誇下海口,提出百年風華照片展 2.0 的想法,讓照片展走進校園,並成為學生設計思考的起始點。

於是,學生們從一張張的照片尋找屬於自己、屬於家鄉的故事。其中有一位學生分享,汐止早期的東皇戲院是媽媽的小學同學家開的,媽媽曾笑著回憶:「如果當初跟他打好關係,或許可以多看幾部電影呢!」聽完話,孩子覺得有些遺憾,因為現在的汐止沒有戲院了!家鄉許多建築物都已不復存在,而剩下的建築物也即將凋零。

為了留住這過往的美麗風華,學生藉由策展歷程逐一發現問題、解決問題,透過素描、剪影的概念,將歷時悠久的建築物透過雷雕技術,以傳統式投影機來投射,再透過手作 2.5D 建模,將想像中的未來城市創造出來,將對家鄉的回憶,化成一幕幕的電影片段。

【從菜園到餐桌,探索食農議題】

食農教育在校內亦是各領域教師合作的代表課題。食安問題嚴重,專家學者建議食農文化應向下扎根,為了結合科技,青山國中開始在校園內推廣「食農加上智農」理念,不僅是傳統農業的耕種模式,更結合科技教育,達到便利、省力的智慧耕種。

從寒假開始,學校招募七年級學生組成智慧農園營隊,進行為期一週、七個主題式的營隊課程,而學生需要學習如何將各主題串接為專題。開學後,營隊轉為智慧農園社團,而營隊學生則成為每一個班級的智慧農夫,將自行研發的智慧警示澆灌系統,裝置在各個班級的後陽台花圃上,開啟了班班都有「一米菜園」的精彩學習。

智慧農園的七個主題課程,從一開始「我的農園」課程,學生第一次嘗試翻土、施肥、播種,簡單的動作讓他們體認,收獲要從勞力的付出開始。第二堂課「亮第一顆燈」,讓學生學習 Arduino 語言,包括高低電位傳遞訊號,控制 LED 燈的亮、暗。接著「土壤濕度感測器」課程,土壤濕度感測器透過接線,學生將程式寫好後,就能看到感測頭偵測到的電阻轉化為數字,不同的濕度偵測到的數值會不一樣,學生須做到在「特定的濕度」讓 LED 燈閃爍。「MP3 播放模組」課則是學生學習 DPFP layer 播放模組,當土壤濕度達到需要澆水的程度時,播放音效並且亮紅燈警示。

其他課程還包括「溫濕度感測器 +LCD 螢幕顯示」、「模組化測試」,以及最後的「從農園到餐桌」,最終讓學生了解從農園到餐桌並非盡如人意,這次春天種菜面臨「蟲蟲危機」,也是大自然生態的一部分,最後,學生將有機蔬菜收成後,嘗試學習烹飪技巧,經過一番手忙腳亂,如願以償享受了三道佳餚,師生歷經了近三個月的努力,終於邁出了青山智給智足快樂小農的第一步。

【跨域──生活主題/專題/議題探究,亦即學習不分學科或領域】

例1:「新藝術 NIKE 勝利女神」課程,數位互動裝置藝術創作,它融入並善用科技軟硬體教學活動,讓觀眾參與雕塑共創的機會,也強化校園裝置藝術的公共性。

例2:「灘音光影設計思考」課程,將家鄉史地透過社區踏查,探究隱藏在符號背後的文化脈絡,喚醒學生對於在地傳統建築聚落的情感,並啟發其對汐止地區未來城市發展的願景。

例3:「一米菜園智給智足」課程,透過智慧感測澆灌系統,教導學生以科技為用,實踐食農教育,讓學童了解「食」與「農」之間的關聯,藉由到農村體驗生產至銷售的過程及學校課堂上的學習,認識食物生產的過程、在地農業及飲食文化、進而強化對國產農產品的認同,也透過實作、共耕、共食等集體行為,激發對健康飲食的感知與情感記憶。

【跨校──跨校、跨教育階段、跨體制內外,跨校教師社群共備,跨校學生營隊共學】

例1:「設計思考 15 校藝育術苗計畫」,從青山學生提出到人文遠雄博物館美展的初心,透過博物館館長及十五位校長的支持,校際老師工作坊設計教學,促成全汐止區學子藝術教育的翻轉。

例2:「實驗教育策略聯盟」,青山申辦教育局國中小科技實驗課程,再整合宜鼎國際教育基金會的資源,讓汐止區小學生課後到青山共同學習,讓各校國中生可以有科技社團可以彼此觀摩。

例3:「程式設計體驗中心」全國首創在青山,中心成立以來已服務數十所偏鄉學校的學童,弭平城鄉科技教育的落差,打開孩子智慧生活的新視野。

【跨界──整合產/官/學各界的技術及資源為教育所用】

例1:「光電能源永續科技」是青山協力造屋專題課程之主題教學活動,導入六韜國際公司架設太陽能光電系統,主婦聯盟環境保護基金會入校推廣再生能源合作社,開啟師生對綠能及環境永續等議題的探究。

例2:「閃亮木箱鼓專案開發」,基於學生學習需求,青山教師運用 SEP 的共備工作坊提出需求,由業界工程師擔任志工協力開發,支持學校師生創新教學。

例3:「智慧宅 AIOT 未來生活」是青山綠能宅完工後,校內師生成立空間設計營隊,由 SEP 的台大師生偕同資訊組長,和贊助商科技城公司、宜鼎國際教育基金會,共同發展智慧校園,所需相關軟硬體、自動化控制及人工智慧系統。

【跨國──全球思維在地行動,實踐世界公民責任,將台灣本土教育經驗,進行國際學術交流】

例1:「綠建築實現人天共好」,青山效法實驗教育汗得學社的理念,提出改善校園困境的方案,透過秀峰扶輪社向全球獎助金求援,獲得國際的支持來實現教育創新。

例2:「科技議題模擬聯合國」,全國首推模擬聯合國的學校就是青山,學生連續幾年不斷探討空汙、剩食等全球議題,發現學習新科技可應用於解決生活問題的價值。

例3:「生活工藝台日視訊教學」,善用科技為教學輔具,青山與日本各校透過視訊方式,一起共學生活工藝之美。



成果與效益:

一、教學成果集結成冊
《青山村 D.School──設計思考讓世界更好》每一篇章都詳實記錄教師對創新教學的理念、設計、實踐及省思,以及學生學習歷程的構思、剪影、心得及作品。例如:七年級打破傳統,將資科與生科整合為科技課,以主題教學讓每個孩子用創意設計搭配程式應用,動手製作一件生活用品,奠基學生軟硬體的科技素養。

二、實現綠能智慧宅的夢想
學生從生活情境出發,開始找尋自主學習的議題,面對校園殘破的花台如何改造?在師生對話討論之後,學生開啟了自己蓋房子的點子,從建築造型、梁柱結構到環保建材再利用;從輕鋼構的組合到內外牆拼磚、木工的施作;從屋頂、地面的鋪設拼接,到門窗的通風考量與設置,還有雨水回收水耕系統、太陽能源光電系統、室內設計與家具、家電配置、智慧家庭 IOT 的情境控制……等。學校透過扶輪社爭取獎助金,科技公司贊助智慧居家系統,成功改造校園並實現「綠能智慧宅」的夢想,更重要的是,在整個過程中培養學生具備未來生活的學習力。

三、打造木工/生科教室
青山團隊老師帶著學生在有限的經費下,徒手打造一間木工/生科教室。團隊一行人走訪台灣大學及新北市所有第一代的 D.School,除了深入了解空間規劃及教學設備,更盡可能地訪談到主責教師的用後評估(POE),不斷汲取更多課程發展與教學設計的寶貴經驗。


影響力與擴散性:

一、青山村 SEP 三維四跨科技素養紮根計畫,不僅青山國中小全校 1200 名學生受益,透過人文遠雄博物館的資源,串聯新北市汐止區 15 所高國中小,翻轉設計學習課堂。

二、透過宜鼎國際教育基金會的資源,連結汐瑞區5所國高中發展科技社團教學。

三、成立全國首創程式設計教育體驗中心,兩年來服務偏鄉小學數十所,數百人次。

四、成立新北市 D.School 跨域實創教育廊帶,提供國中小跨校實驗科技課程及營隊。

五、透過 AWS 雲端服務教學平台,拓點實驗場域在國內外,國內除青山村外,計有國立台灣大學 CS+X 課程、台東順天書屋、新竹竹光國中、南投埔里國中等。國外,日本北海道白糠町 5 所國中小。


相關連結:

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