U-S能源教育素養導向課程設計的課題與建議 /林坤誼老師

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1. 「大學-高中協作」發展能源教育 素養導向課程設計的課題與建議 林坤誼 國立臺灣師範大學科技應用與人力資源發展學系 2023年5月20日 10:30~12:00
2. 分享者 林坤誼特聘教授兼 科工學院副院長 國立臺灣師範大學  2023_國科會應用科學教育學 門共同召集人  2023_美國科技與工程教育人 員學會STEM教育推廣獎 （Gerhard Salinger Award）  2020_美國科技與工程教育人 員學會傑出科技與工程專業人 員（DTE）  2017~迄今_國立臺灣師範大 學特聘教授  2016_科技部吳大猷先生紀念 獎
3. 分享重點 能源教育研究 產業趨勢 能源教育政策 能源素養 協作模式 教學實驗 跨域人才需求 大學連結 跨域人才培育 社會責任 U-S協作 能源教育
4. SECTION I 10:35-11:00 U-S協作發展能源教育課程 的課題
5. • K-12的能源教育全貌  議題融入說明手冊：能源教育議題  議題學習主題：能源意識、能源概念、能源使 用、能源發展、行動參與 U-S協作發展能源教育課程的課題1
6. 看見全貌 Map of design research-research types
7. 看見全貌
8. 看見全貌
9. 看見全貌
10. 資料來源：王如哲，2009
11. 計畫目標 • 永續能源跨域應用人才培育計畫  實踐能源教育之素養及知識建構  培育具系統整合能力之跨域能源人才  建立結合綠電及智能化之實創示範場域  創造跨域對話機會並探究未來綠能知識
12. 反思與聚焦 • 掌握全貌 • 對準目標 • 考量現況  學校環境、需求，學生先備經驗、知能，社區 資源
13. • 高中生在能源素養方面的表現為何？ • 高中生在能源意識、能源概念、能源使用、能 源發展、行動參與的表現為何？ • 若不知道缺口，該如何對症下藥？ U-S協作發展能源教育課程的課題2
14. • 1001位技術型高中學生參與調查研究。 • 節能減碳行為應該持續改善，而不宜僅著重在 知識的教導。 技術型高中學生的能源素養表現
15. • 反思：行動參與應該特別著重，但宜延伸、著 重在改變學生的行為。  U8 能運用知識，蒐集資料，並發揮創意，動手 製作節能相關之實物作品。  U9 能分析國內外能源政策、措施，並提出自己 的看法。 技術型高中學生的能源素養表現
16. • 2400位技術型高中學生參與調查研究。 • 高中生在能源知識方面的表現尚可（60%正確 率） • 高中生在情意與行為方面的表現可能有落差， 他們所說和實際所做的行為可能有落差。 高中學生的能源素養表現
17. • 反思：重視學生的知行合一 • 反思：如何提升知識方面的表現亦值得持續關 切 高中學生的能源素養表現
18. • U-S如何進行協作發展能源教育素養導向課程？  選修內容太過專精、選修人數太少  U-S的協作深度不夠、大學階段的內涵無法融入 高中階段課程 U-S協作發展能源教育課程的課題3
19. 教師協作的文獻分析 • 協作的重點與深度是關鍵 • 教師協作具有挑戰性，但對學生、教師、學校 皆具有好處 • 將學校轉為學習型組織，替學生未來的社會協 作做好準備
20. 透過教師協作進行教學改善 • 透過教師協作以提升教師能力比任何學校改善更有 效益；協作是促進教師專業發展與學生學習的關鍵 • 採用批判性和跨學科的理論觀點，可能產生透過協 作以進行教學轉型的新見解
21. PBL課程對培養能源素養的效益 • 雖然在統計上並未達到顯著 水準，但PBL課程對培養技 術型高中學生的能源素養仍 有幫助 • 技術型高中學生對能源的態度會影響其節能減碳的 行為
22. • 反思：透過能源意識、能源使用等方面的學習 以提升學生對能源的態度，可能有助於改善其 行為 • 反思：太陽能捕蟲器專題實作活動的經驗，可 針對技術、教具、教學內容知識、評量方法等 方面進行討論，並給予建議 • 反思：哪些課程更適合推廣？能否設計幾週的 模組課程以供推廣？（微課程的經驗） PBL課程對培養能源素養的效益
23. SECTION II 11:00-11:20 透過跨領域課程設計以落實能源 素養教育
24. 技職教育與STEM 實現為所有學生 提供以 STEM 為 導向的課程，並 為他們進入職場 做好準備的目標。 實用主義
25. STEM教育與工業4.0 A Model That Shows the Relationship Between STEM Education and Industry 4.0 Source: https://reurl.cc/MRnA44
26. 大學與產業的合作
27. 大學的STEM中心 • STEM教育中心對於組織環境的改革有許多的貢獻。 • STEM教育中心連結STEM教育研究以及教學的能力， 對於跨組織階層有許多的影響。
28. 高等教育的STEM教學改革 • 應用CACAO模式（Dormant, 2011）針對一所 大型公立大學進行組織改革 • 創造願景、應用不同策略以滿足需求等。
29. • 高等教育對於STEM的組織改革所進行的努力持 續增加；本文聚焦在以學系為單位進行改革。 • 本文採用四個框架模式以針對STEM學系進行系 統化的改革。 STEM系所的系統化改革
30. 大學STEM教育的創新歷程系統模式 https://reurl.cc/GeMmO3
31. Employment in STEM occupations
32. Employment in STEM occupations
33. Employment in STEM occupations
34. Employment in STEM occupations Source: https://www.bls.gov/emp/tables/stem-employment.htm Last Modified Date: September 8, 2022
35. 大專校院STEM領域畢業生 資料來源：劉姵君 ，2019。
36. 業界專家對於跨領域人才需求的看法
37. 業界專家對於跨領域人才需求的看法
38. 正式人員職缺公告
39. 台大創新領域學士學位學程 Trans-disciplinary Bachelor Degree Program
40. 台大創新領域學士學位學程 • 以「創」為動詞、 「新」為形容詞而「領域」為 名詞，便是期許透過跨領域之學習環境培養能夠 創造新興領域的創新人才。 • 本學位學程招收欲結合兩個以上領域、探討某個 特定議題的學生，期望能為在現有制度下無法自 由發展感興趣領域的學生，打開更多可能。
41. 台大創新領域學士學位學程 • 透過「自我探索、跨域專長、移地學習、專題實 作」四大架構引導學生培養主動學習能力，促使 學生能迅速回應變動快速的社會與複雜議題。 • 學生將會訂定專屬自己的大學課表，想學什麼、 怎麼學取決於學生大四畢業專題想要處理的議題。 • 畢業 128 學分中有 72 學分的課程可以自己決定。
42. 台大創新領域學士學位學程 • 畢業 128 學分中有 72 學分的課程可以自己決定。
43. 成大不分系學士學位學程
44. 成大不分系學士學位學程 • 成大不分系學程除必修跨領域問題導向專題外， 學生得自組跨學院課程，以助於同學主動學習、 多方探索不同學科領域。 • 由於希望同學透過自己有興趣或發掘的問題去修 課同時發展專題，因此本學程的畢業標準和一般 學系不同。 • 不分系主要以問題導向和專題製作為學習方向， 未來也會針對同學所修課程比例授予學位。
47. Stanford的跨領域學習 • Stanford的合作文化驅動對我們的世界、 健康以及智慧生活等不同領域的創新發現。
48. 跨領域≠多元專長；跨領域→合作
49. 大專校院STEM領域及女性研發人才培育計畫 • 領域 – 工程、製造及營建 – 自然科學、數學及統計 – 資通訊科技 • 焦點 – 從女性STEM人才轉移至STEM領域及女性研發人才 – 兼重高等教育與技職教育
50. 大專校院STEM領域及女性研發人才培育計畫 • 課程規劃 – 學校在STEM領域課程規劃原則、課程設計與特色、必 選修課程、跨領域修習方式等 – 鼓勵非STEM領域學生參與STEM領域機制 – 學校與高級中等學校於STEM領域之教育合作模式 • 師資配置面 – STEM領域及非STEM教研人員投入STEM領域研究之機 制
51. 大專校院STEM領域及女性研發人才培育計畫 These results suggest Millennials possess a strong desire for work/life- interaction, which runs counter to the traditional lab- training model endorsed by many lab directors.
52. 大專校院STEM領域及女性研發人才培育計畫 • 產業合作面 – 學校與合作企業在STEM領域之共同培育人才及產學合 作機制 – 前項包括與高級中等學校之教育合作、產學合作欲解 決之產業課題等 • 行政配套面 – 學校總體創新研發之配合方式、校外資源結合機制與 合作企業投入之教學、研究人力及資源
53. 大專校院STEM領域及女性研發人才培育計畫 • 女性支持面 – 學校與合作企業提供女性教研人員及女學生投入科研、 深化STEM領域學習與研究之友善環境及支持系統
54. 大專校院STEM領域及女性研發人才培育計畫 • 課題 – 課程規劃：如何剖析STEM跨領域創新人才的關鍵核心 能力？（從產業需求角度） – 產業合作：產業欲解決的課題是否具備前瞻性，其所 需求的跨領域創新人才是否是未來關鍵缺口？如何與 高中端合作（不僅只是辦活動） – 女性支持：除了增加女性參與人數之外，深化其學習 與就業的支持系統為何？
55. 未來跨域創新人才培育的想像 • 您對於跨領域創新人才培育的想像為何？ • 該如何進行大學-高中的協作，以共同培育以能源 議題為主的跨領域創新人才？
56. SECTION III 11:20-11:50 跨領域教學的趨勢： 如何安排經驗以培育跨領域人才
57. 我是台積電設備工程師：多元經驗 https://www.youtube.com/watch?v=whoDCFHXQFc
58. 產學合作規劃跨領域學習經驗 • 美國卡內基美隆大學（Carnegie Mellon University） – 人機互動機構與工程學院（Human-Computer Interaction Institute and College of Engineering） – Morphing Matter Lab, Lining Yao – 為生活體驗以進行設計，包含日常生活的衣服、使用 的物品、居住的環境、以及我們所仰賴的機器人和人 工智慧等
59. 產學合作規劃跨領域學習經驗
60. 中學的STEM專題長怎麼樣？ • 分析35篇國際論文 • STEM僅著重在工程或科學（物理） • 缺乏說明師生之間如何互動？以及教師如何引 導學生在STEM專題中整合STEM知能？
61. STEM評量的現況 • STEM評量現況 • Gao、Li、Shen和Sun（2020）指出跨領域學習 評量是推動STEM教育的重大挑戰 • 針對49篇研究的結果，提出近二十年STEM教育 評量的形式。  研究缺口：多數研究聚焦在單一領域、超學科領 域的情意面向評量，以及單一學科領域的知識評 量為主
62. STEM整合型無法透過規範形塑 • 全國科技競賽（各縣市傑出的學生） • 態度、知覺行為控制是關鍵、主觀規範負向效果
63. STEM4: The power of collaboration for change Source: Edward Reeve, 2021.
64. Source: Edward Reeve, 2021. Source: Edward Reeve, 2021.
66. STEM只是風潮、轉瞬即逝～？ 做得多不如學得深－反覆建模更有助於提升學生的 STEM職業興趣
67. • 讓學生多做一點實作活動，學生就會有興趣？ 理所當然未必是真理
68. 理所當然未必是真理
69. • 讓學生透過反覆建模、深入探究，反而會對科技 與工程更有興趣 • 想像力的培養不僅侷限在初始想像力，構思想像 力才是影響學生科技能力的關鍵 理所當然未必是真理
70. Exploring Renewable Energy and Hydrogen Fuel Cells with Project-Based Learning
71. 太陽能追蹤系統
73. 學習評量的工具
74. 心中沒有方向、去到哪裡都是在流浪
75. 高職生節能減碳素養測驗
76. 高職生節能減碳素養測驗
77. 高職生節能減碳素養測驗
78. 以情境式試題評量中學生能源素養
80. 中學生能源素養問卷之設計
81. 中學生能源素養問卷之設計
82. 情境式STEM轉化能力線上評量系統 管理者介面 資源連結設置
83. 情境式STEM轉化能力線上評量系統 https://reurl.cc/Njk1jk
84. 情境式STEM轉化能力線上評量系統
85. 情境式STEM轉化能力線上評量系統
86. SECTION IV 11:50-12:00 結論
87. • 改變是為了培育更多以能源為主的跨領域創新人 才，以使其能夠因應未來的社會改變 • 保持宏觀的視野、找對方向才能持續累積把事情 做好（培養跨領域人才也一樣） • 透過和優秀同儕（含跨領域）的協作來強化自己 的教學能力（透過專業社群合作來改變與提升教 學） 結論
88. 國立臺灣師範大學 科技應用與人力資源發展學系 林坤誼 謝謝聆聽、 敬請指教。 https://reurl.cc/XXV4WR