創客文化紮根教育放眼國際－連結想像與實踐，創意驅動競爭力

| 3 7 月, 2020 at 15:11

文／吳秀雲攝影／謝慕郁．林衍億

隨著全球化發展快速，國際競爭不再只有技術競賽，更在創新能量，而培養新世代具備足夠創新能力的方法就是：從校園開始。引入跨領域 STEM ／ STEAM 教育的素養導向教學，讓他們學會思考，學會分享，更學會動手做。從「想」到「做」的展現，將成為影響未來競爭力的關鍵。

只要願意把想法付諸「動手做」，人人都能成為實踐夢想的創客。

「創客運動」（The Maker Movement）起源於美國的「車庫文化」，美國家庭的車庫往往是腦力激盪、翻轉與碰撞的實驗室，提供各種創意落實的可能，蘋果電腦創辦人賈伯斯（Steve Jobs）與夥伴沃茲尼克（Steve Wozniak）在車庫中造出第一代蘋果電腦 Apple Computer 1，就是最佳的典範。2005 年，美國《Make》雜誌為了販售雜誌，在舊金山舉辦創客博覽會（Maker Faire），從此創客運動在全球各地如火如荼地發展，至今已有超過 140 個城市舉辦、數百萬人參與。

創客（Maker）因為連結了「思考」、「創作」與「分享」的過程，有助於找到答案並解決問題，更有可能發現新的創意與發明，被視為是啟動未來創新的重要角色。近年來拜科技進步之賜，讓各種工具套件普及易用、價格便宜，使技術門檻降低，人人都能成為創客參與手作。而創客所掀起的文化浪潮，成為當前全世界爭相關注的趨勢，更引起教育界的高度重視。

STEM ／ STEAM 教育成為國際潮流

經濟合作暨發展組織（Organization for Economic Co-operation and Development ,OECD）於 2018年提出意見書「The Future of Education and Skills 2030」，認為未來教育的內涵必須有知識、技能、態度、價值，且相互交織成為「素養」並轉化為「行動」，將是未來生存最重要的核心能力。

於是，素養導向的教學與學習，成為國際教育潮流，其中以強調跨領域的 STEM ／ STEAM 教育最具代表性，也是近年來最受矚目的教學方式。

這種將科學（science）、科技（technology）、工程（engineering）、藝術設計（art）和數學（mathematics）素養跨領域整合應用，讓學生可以獲得有意義的學習效益，而這 5 種素養也被認為是人類在現代生活中賴以生存的工具。

STEM ／ STEAM 教育最早由美國提出並在學校教育中推動，因為社會需要科學家與工程師，因此希望更多人踴躍投身這些職業，以促進國家產業與經濟發展。早期偏向科技教育與科學實驗，近 10 年開始強化與學校課綱連結，為的是有標準可評估學生能力，內容也逐漸走向與日常生活相關的主題。

在英國，則是使用由英國廣播電視公司（BBC）發展的嵌入式作業系統開發板 micro:bit，廣泛應用於電腦教育中，讓小學生寫程式來解決日常生活的問題，也成為許多國家推動創客或 STEM ／ STEAM教育的主軸。走英式教育體系的新加坡是以預修課程（Advanced Program）方式進行，每個學校都有自我特色的專題課程，讓家長作為選擇入學的指標，同時也在社區公共圖書館設置創客空間（Maker Space），提供 micro:bit、3D 列印機等設備，讓民眾借用，對推廣科技教育有很大功效。

芬蘭教育中的創客課程可追溯至 1866 年，當時手工藝教育被列為學校的必修科目。至於現今的新課綱則為培養有足夠能力面對未來世界的新世代，強調跨領域及「現象為本的學習」（phenomenon-based project），也就是讓學生去觀察社會與生活中的現象，從中找出問題並解決，但是由老師決定主題，再共同整合資料、尋求解決方法。

清大教育與學習科技學系教授王子華認為， STEAM 教育是值得推廣的教育理念，可以落實學習者為中心的素養導向教學與學習。

清華大學將 STEAM 教育和課綱結合

在臺灣最早主動發展創新教學模式去回應 OECD與 12 年國教課綱，且將 STEM ／ STEAM 教育和創客結合的組織，是國立清華大學林紀慧與王子華教授所推動，於 2018 年成立的「清華 STEAM 學校」。計畫主持人，清華大學教育與學習科技學系王子華教授指出，「清華 STEAM 學校」是一個K-12 學校聯盟組織，其課程與教學活動設計均採獨創的 DDMT 教學模式，包含：發現（Discover）、定義（Define）、模型與建模（Model & Modeling）與遷移（Transfer）4 個步驟，其中包含了探究、設計思考與創客實作的歷程。

王子華表示，DDMT教學模式，首先引導學生從自然環境或觀測的數據中發現隱藏的待解決問題，接著整理並定義出問題解決的條件與重點，藉由閱讀文獻資料與新 STEAM 知能的學習，逐漸發展出問題解決方案的初步構想；然後把解決問題的初步構想寫成企劃書，並將科學、科技、工程、藝術設計與數學等概念整合實踐在方案中，再經過反覆測試、修改與實作，做出實際的成品並應用來解決前面所發現的問題。最後還要將做出的成品與同儕分享和討論，將原本的成品修改得更好，或是遷移應用在其他問題情境，並評估其解決問題的效益。

王子華說：「STEAM 教育是值得推廣的教育理念，可以落實學習者為中心的素養導向教學與學習。」「清華 STEAM 學校」的推動，是認為要實踐 12 年國教課綱，必須跨領域讓各科的老師都參與課程發展與實施，整個學校才會動起來，各學科領域老師才能緊密地的連結與合作，才可以成功培養學生的跨領域學科素養。而且 OECD 未來教育的藍圖將會與日後國際評比（如 PISA、TIMSS）的潮流高度關聯，可見其重要性。

除了從教育紮根，世界各地的創客利用在公共圖書館、學校、社區等地設立的創客空間，透過數位軟體及數位自造工具，如 3D 列印機、鐳射切割機、CNC 電腦車床等工具，加上網路上共享的教學與資訊，大幅降低自造的門檻。使得自造的門檻大幅降低。而由麻省理工學院（MIT）教授 Neil Gershenfeld 於 2001 年所成立的 Fab Lab，原本是一間小規模提供數位製造設備的工作坊，為了推廣數位製造而成立，因為國際間的交流合作，已成為跨國性的串連運動，也是目前極受重視的創客開源社群
目前全世界有超過 1,800 間 Fab Lab，隨著各地Fab Lab 的成功串連，因而出現「新鮮創意Ｘ數位製造」將引領第三次工業革命的說法。近年來，臺灣創客的匯聚和創客運動的崛起，加上 Fab Lab的內外整合與發展，不斷引起各界共鳴，也形成一股新的動能

分散化製造降低物流成

臺灣自造者協會執行長、Fab Lab Taipei 創辦人洪堯泰指出，Fab Lab 的核心概念是物質世界的資訊化，也就是把物質的資料變成數據 Data，以及透過 Data 數據資料的協同合作反過來去促進物質世界的進步；其精神是強調將結合眾人的智慧，依靠知識和經驗分享，加速科技的進步。「Maker強調的是跨領域的撞擊，讓設計師、工程師、發明家、社會運動者等人共同合作，一起去創造、改變，未來需要的是更多跨界的結合，才能知道如何滿足消費者真正的需求。」

此外，Fab Lab 還希望能做到分散化製造，透過數位製造，讓所有的國家都可以在地取材、在地製造，利用網路的力量讓這些資料流動，不但大幅降低物流成本，也降低人類對地球自然資源的持續消耗，還能匯集全世界的創意。但是，這個龐大的任務不可能只靠一個人或一個國家的力量去推動，所以就以開源社群的模式去推展這件事情。

洪堯泰指出，數位製造跟傳統製造最大的差異，在於高度客製化。「目前我們已經習慣去買大量製造的商品，廠商因為要大量製造，就必須去預測市場需求，所以也同時製造過多用不掉的垃圾和汙染。數位製造則可以說是智慧製造，因為是程式和機器在做，商品可以針對個人客製化，以符合個人需求，也可能製造比較少的汙染。」

生產者與消費者合一

在國際趨勢方面，洪堯泰認為現在最熱門的是聯合國永續發展目標（SDGs），所以歐洲所有的Fab Lab，幾乎都在製作符合永續指標的物品，像是延長商品生命週期，或是讓生產者與消費者合一，也就是自己製作需要的東西，才會更珍惜，又因為是用在地材料生產，同時也可以減少製作時的碳足跡，達到環保的目的；像是下載資料檔案自己蓋房子、做家具，以及量身打造的 3D 列印衣服等。「如果任何人都可以製造任何東西時，原有傳統的價值體系便會被顛覆，形成數位的自給自足。Fab Lab 理想中的願景是成為小型的社區圖書館與工廠，讓社區居民自給自足。」

也許未來在世界上的任何角落，不管多偏僻，只要有網路，任何人都有能力做出自己發想、符合自己需求的東西，或是各種領域的創新，不用再依賴傳統的物流供應鏈，達到在地取材、自給自足的狀況，也讓地球生態得到平衡。