STEM教育以探究式學習為主，一直被視為是培養學生解難能力、創新思維及動手技能的有效方法，是近年來本港重點推行的教學模式。相比起傳統教學法，它是以問題為導向，以學生為中心，讓學生在解難過程中學會綜合運用知識，發揮創意。為探討STEM教學方法的成效，香港教育大學心理學系認知發展實驗室進行了「STEM教育對學生學習動機及成果的影響」研究，藉此了解不同教學方法應用在課堂的效果，探討以STEM教學方法教授常識課，對學生學習動機及學習成果的影響。
多元策略評估 提升學習成果
這項研究邀請了來自4間小學的380名五年級學生，比較他們以直接講授法、實驗法和STEM活動法來學習聲音課題時，在學習興趣及學習效果方面的差別。在直接講授法的課堂上，老師單向對學生灌輸知識，學生主要是知識的被動接受者。在實驗課堂上，學生通過實驗尋找一些抽象的科學問題的答案。而在STEM課堂中，學生則須利用材料製作模型，解決現實生活中的實際問題。課後研究團隊對每位學生進行了紙筆測驗，以問卷方式評估學生的學習興趣，並訪問了師生們對STEM課堂的看法。
排除性別、智力、詞彙理解能力，以及已有相關知識等可能影響測試分數的因素後，我們發現直接講授組的測驗得分（平均分=4.69，滿分=7）顯著高於STEM組（平均分=4.13），也略高於實驗組（平均分=4.20）；而STEM組和實驗組的分數沒有顯著差異。然而，測驗成績並不能全面反映學習效果。事實上，老師在訪問中表示，相比直接講授，STEM教育明顯提升了學生的解難能力，譬如他們會主動上網找尋答案，加強反思能力。因為紙筆測驗主要是評核學生能否掌握知識點，難以全面考察抽象的思維能力、協作能力及創造精神。在這個層面上，直接講授法更有利於灌輸知識和增強記憶。
因此，我們對提升本地STEM教育的學習成效提出了兩項建議。第一，考慮實際情況，運用多種教學策略，設計結合直接講授與問題探究的STEM課堂。STEM的教學內容涵蓋多種學科，但學生的前備知識往往有限，老師可先通過直接講學的方式，教授基本概念原理，再引導學生進行延展探究。學生有了更扎實的理論基礎，自主探究問題時就會更得心應手。
第二，老師可以採用多元評核方式評估學習成果。目前，大多數學校仍以紙筆測驗作為評核的主要方法，這並不完全適用於STEM教育。學校不妨針對學生的實踐能力，採用現場觀察法、自我彙報法等多種策略，由老師記錄學生的課堂表現，並鼓勵學生自我描述課堂收穫。另外，亦可以採取課題評估法，設置各種與課題相關的STEM任務，多角度評估學生的STEM質素。
貫徹靈活創新 提高學習興趣
社會普遍認為STEM教學能夠激發學習興趣和積極性，幫助學生深刻掌握和應用知識。然而，在今次的研究中，我們發現接受直接教學法、實驗法和STEM法的三組學生的興趣分數分別為46.7、47.2和47.2，可見這三組在學習興趣方面並無明顯差異，STEM教學法並不能顯著提高學生的學習興趣。測驗分數亦顯示，當老師教授同一內容時，學生普遍對老師單向傳授的教學模式接受程度很高，對知識點的掌握程度會更好，測驗表現亦更優異。
研究結果與對STEM教學的傳統印象出現落差，背後原因可能與本港的教育環境有關。單向授課模式依然是最常用的教學方法，老師在課堂上講解主題或教材，學生只須聽課並做好筆記，很容易在這個環境下喪失自主探索的動力。因此，面對以問題為導向的探究式STEM教學時，學生或會由於不適應新模式、缺乏創新思維等原因，影響學習成效。
筆者要強調的是，這項研究並不是否定STEM教學的成效，相反在推行STEM教育時，必須了解實際教學情況。事實上，STEM教學強調融會貫通。除了希望學生能活學活用外，老師亦要有融會貫通的精神，這不但結合實際教學情況，還要因應學生的接受程度而制定多種的評核方式，全方位衡量學習成效，並嘗試各種教學模式以提升學習興趣，才能實踐和推動STEM教學的創新精神。
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8月8日教育版專欄「大學之道」。
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