STEM教育逐漸在香港普及，隨着更多本地學校推行STEM教育，我們不難發現，學校現時的課堂設計多以完成任務為目標，較少關注擬定解難方案的思維過程。香港教育大學心理學系認知發展實驗室早前進行「學生參與STEM解難活動中的思維及情緒」研究計劃，招募了146名自閉症學童與正常發展學童，藉此探討不同類型的學生解難時涉及的思維過程，探索策略應用與STEM學習效果的關係。
以口述表現4種思維過程
在這次研究中，研究團隊以放聲思考法，即要求學生將解題過程中的內心想法以口述的形式表達出來，分析他們的思維過程。我們發現在解難活動中，學生的思維過程通常有4種表現。1. 使用認知策略，即理解和組織學習材料的方法，例如學生透過標示關鍵字或以朗讀、覆述的方式獲取題目訊息等；2. 使用元認知策略，即監察認知過程，學生自我反思認知策略的不足，並能執行適當的認知策略；3. 情緒反應，學生在學習過程中會發表自己的情感感受；4. 其他過程，即學生可能想一些與課堂無關的事。在這4種表現中，認知策略和元認知策略是與學習知識最為相關的。
智力優異組多使用認知策略
為了進一步了解策略選擇與各組學習結果的差別，研究團隊又將正常發展學童分為智力優異與智力正常兩組，並以測驗評估學生的學習效果。在思維過程方面，智力優異組使用的策略中，有71%屬認知策略，僅有25%涉及其他過程，他們的學習效果亦較其他兩組為佳；智力正常的學生則使用了53%的認知策略，並有41%的思維過程是思考與學習無關的事。另一方面，自閉症學童有4.6%的過程使用了元認知策略，較智力正常組和智力優異組為多， 他們會經常檢查自己有無遺漏或錯誤的步驟，而他們的學習效果亦略優於智力正常組。
從以上研究結果得知，學生能夠在學習知識的過程中使用多種思維工具及方法。在應用認知策略時，學生會不自覺地使用各種思維工具，例如大聲覆述法、勾畫關鍵字法、思維導圖法、上網查詢法等等，輔助理解教材訊息。另外，解難時，學生亦會綜合運用各種策略幫助自己完成學習目標，例如除認知策略外，學生亦具備反思認知策略的能力（即元認知策略），審視自己作出的計劃或步驟，及時作出調整。
老師可以觀察學生的課堂表現及他們的背景，引導他們將有效的思考方式應用到其他學科和日常生活中，以解決遇到的各種難題。老師亦可鼓勵學生用說話方式表達思考過程，讓他們明白自己的理解過程，從而找出合適和高效有用的思維方式，反思並及時更正不足，以取得進步。
共融教學有利創造交流學習環境
要注意的是，儘管三組學童的學習效果和策略選擇有所區別，但經分析發現，策略選擇並不是導致各組學習結果出現差別的主因。
對不同背景的學生實施融合教育還是抽離教育，一直是教育界的重要討論點之一，是次研究或可從學生心理思維的角度提供衡量依據。研究發現，策略選擇並不是導致各組學習結果出現差別的主因，因此，在實施STEM教育時，毋須專門為有特殊學習需要的學生制定個性化的策略應用計劃，亦毋須設立抽離班房，而是將不同背景的學生安排到共融班房一起上課，大家接受相同的策略教育，享受同等的教學資源，齊心協力完成課題。令不同背景的學生在友好氛圍中互相交流，增加社交能力，共同學習，完善不足。
根據研究發現，認知策略有助提升個別學生的學習效果，因此在融合教育的課堂上，老師可引導全體學生使用更多的認知策略。老師可以在工作紙上提示學生多使用認知思維工具及方法，例如在閱讀材料下方加上「勾畫關鍵訊息、覆述大意」等文字提示，引導學生準確理解題目內容。老師亦可以引導學生採用列表格的方式展示訊息，對STEM活動的實踐結果進行對比，幫助學生直觀地認知事物特點，鍛煉學生的組織和分析能力。另外，由於其他過程會減低學習效果，在課堂中，老師要密切觀察學生表現，及時提醒走神的學生將注意力回歸課堂。
文：香港教育大學心理學系葉璐葳、鍾苗、楊潔翎、張謙
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文章刊於《星島日報》2023年7月31日教育版專欄「大學之道」。
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