陪伴小孩用主題式教學帶STEAM-捲曲橋

用主題式教學帶STEAM，設計課程中的核心重點就是要根據小孩的能力、年紀與應該具備的知識結合，在台灣，就是政府頒布的課綱。而在國際上不少國家多會與 NGSS（Next Generation Science Standards）結合，而 NGSS 目前已經在芬蘭、南韓、中國、加拿大、英國、匈牙利、愛爾蘭、日本以及新加坡推動，並有相當的成效。

透過主題式教學方式帶STEAM，讓小孩「做中學」，學習這些基本核心知識與能力的應用。

分享我用主題式教學方式帶STEAM的方式與流程。我命名為「1、2、3、反思」，稍微快速解釋，有時間再寫下完整的解釋與細節。

自我認知、經驗累積：這部份必須具備先備知識，同時也強調先備知識的準備與學習。
表達與理解：有了先備知識後，我會讓小孩倆倆直接對一個問題相互對談討論，採用「Havruta / 哈柏露塔」的方式進行，讓小孩能練習表達自己的論述，尋找自己論述的支撐。同時也去理解他人的想法集思考面向。在這階段逐步建立小孩具有批判性思考 / Critical Thinking 的能力。
競爭與合作：三人是團體的最小組成，這個階段是團隊一起進行，這階段最重要的是練習競合，我會採用「賽局」與「 ORID 」的方式設計與引導課程，並採行「Design Thinking 設計思考」，並視情況加以「限制條件」的模式，讓學習方向更貼近我們要給孩子的知識或想要引導小孩思考的方向，並且讓小孩練習如何在團體中分享與表達。
自省、自覺：當專案或是作品完成，其實並不是真正的結束，而必須經過自省自覺，反思的階段，重新審視前面的123流程，哪些是可以改進、哪些是必要、哪些是不必要、有哪些是可以學習起來等等。這部分，採用讓小孩寫下議論文及一些經過設計過的表單，提供這樣的空白時間讓小孩回顧，能讓小孩收穫有所內化，這也是專案管理中會用到的 lesson learn。

前言就說到這，繼續我們的主題。

橋在人類發展過程中具有很重要的地位與魔力，看著歷史的發展、隨著各國的文化與環境，衍生出各式各樣的橋，之前介紹過用冰棒棍來造橋（這篇有介紹橋的歷史演進），也可以帶小孩來認識可動橋。

小學三年級會開始學習到圓周長與半徑，我也設計了一個適合中高年級的主題課程 – 捲曲橋。

主題：建造捲曲橋

目的：建造長75cm、寬10公分的捲曲橋

先備知識與可延伸學習的知識：

一個好的主題式STEAM教學設計，要能引導小孩在過程中，學習到必備的知識，並且要能延伸，讓小孩去探索更深入的知識以及可做「學習遷移」的應用。

圓周長、半徑的認識與關係（必備）
等腰三角形的認識與角度
梯形的認識與面積的組合
槓桿原理
齒輪傳動
程式設計與基本電子電路
極限（若有高中生，在引導過程中，可將此概念帶進去，讓高中生認識極限及其應用）

而這主題，除了先備知識在這團隊討論時，是大家討論的知識基礎。

而混齡團隊的好處之一，就是已經學習過的高年級小孩可以教授中年級小孩先備知識，而高年級小孩也可以透過教授中年級的過程，讓自己的思路更為清晰，更明白先備知識的內容，

而我會先上幾堂 TRIZ 的遊戲，用意是在小孩討論解決方法時，有所思考的方向與策略，而不會只是喊著想不到，不知道等等。另外，先帶小孩認識 TRIZ 的用意，也是在主題課程結束後，可以用在反思的階段。

準備材料

說明：家長或老師可以利用多種不同的組合的材料數量限制，提供給小孩，讓他們在這組合找尋解決方法。現實工作與專案也是如此，常會面臨資源不足等限制與壓力，好的設計是必須克服限制條件，而非是在無條件與無上限資源的情況下進行，這點各位爸媽們，必須要留意。

Time Timer ：在課程中，我經常使用 Time Timer 進行時間的控管，這是一個能有效提升小孩專注的工具，可參考這篇「陪伴小孩練習專注」
支架（可擇一選擇，吸管容易裁剪，木棒有質感與訓練手指肌肉，也可運用其他材質）
- 吸管：30根
- 木棒或冰棒棍：30根
連接器：
- 若用吸管連接器：
  - 一爪：45個
  - 兩爪：20個
  - 三爪：10個
- 若用小木塊：
  - 正方體的小木塊：35個
棉線：100公分，如包肉粽的用的棉線，是三條細線組合而成的棉線。
Arduino 與相關電子零組件
剪刀 / 小刀鋸、尺

而我也會進行另一種方式，給小孩一筆固定預算，讓小孩自行採買材料，但這又是另一種教學方式，達到的效果與進行的方向會不同於上面遊戲方式。

預算：每一組有150元的預算
規則：採買時依照商品原價跟家長買，但也可以賣回去給家長，但是賣價為原價的半價。
吸管/木棒：一根4元
若用吸管連接器：
- 一爪：一個2元
- 兩爪：一個4元
- 三爪：一個6元
若用小木塊：
- 正方體的小木塊：一個 6元
棉線：5公分6元

再進階的專案：用流體（空氣、液體）壓力來做。

小針筒20根
大針筒5根
塑膠管（用於連結針筒）

前置作業：

帶小孩去現場觀察各式橋的結構，並在提問時，會請他們思考哪些是必要的？哪些是不必要的？扣掉不必要的後（精簡化），哪種形狀出現最多？
再來帶小孩來看一下捲曲橋的影片及介紹。

課堂進行流程：

由於「123反思」的「1.自我認識與經驗累積」和「反思」多是在家與空堂時間進行。

在課堂上則是進行「2.表達與理解」和「3.競合」。

看著小孩的討論與實作，實在很有趣，而家長請在這個階段不要加諸太多自己的想法與意見，而是要觀察小孩，適時引導小孩才是。

在這個階段，引導小孩練習 Pivot 是其中一個很重要的訓練。

反思階段：

在這主題中，我將反思階段分幾個階段（家長可視小孩學習狀況調整），會視時間因素，將這列為回家作業。

檢討階段：採用議論文及設計的表單，讓他們重新思考這次的作品及過程，進行檢討
- 溝通：過程中是否有遇到溝通上的問題？當時怎麼解決？日後怎麼改進，進行有效的溝通？
- 學習：你是怎麼學習如何學習？你會怎麼做？而其他人又是如何進行呢？
- 作品：哪些部分是必要的？不必要的？過程中是否有進行 Pivot ？ Pivot 的契機與發生點是怎麼產生的？你們是怎麼進行 Pivot ？
改進階段：橋建立好後，我會請他們再思考其他的設計方式，請他們再畫出2-3種設計圖，並做說明。
學習遷移階段：思考這次的捲曲橋實作中，哪些用到TRIZ的解決方法，並請他們列出來，並一一檢視，例如：小孩抱怨棉線不夠長時，他思考了利用TRIZ的分割，將棉線一分為三。