导 读
近年来为增进国家竞争力与因应人工智能新纪元的到来，推行 STEM教育已成为全球各国的教育趋势，美国、英国、德国、中国等都陆续发布相关法令、政策与不遗余力地投入经费推动STEM发展。
然而STEM教育究竟是什么？与传统的教育有何不同？在当代与可见的未来有什么重要性？根据STEM字面含义，它涉及科学、技术、工程与数学，可以在幼儿园阶段实施吗？若可，要如何具体实施，都是非常值得探讨的问题。
6月16日-17日，CESEC·2019中国学前STEM教育大会在成都321创意园WPEF总部基地∙元迪儿童教育创新园盛大举办。在大会上，台湾清华大学幼儿教育系教授、美国麻州大学教育博士周淑惠，分享主题报告《学前STEM教育的课程构建与实践》。
STEM 教育的由来与意涵
/STEM的起源
STEM教育起源于美国，美国科学教育学者最早于20世纪50年代提出科学素养的概念，认为提高国民的科学素养是提升国家综合实力的关键，在20世纪前半叶，科学迅猛发展，随着科学知识体系的相对稳定，以及技术和工程给生活带来的变化，技术素养进入人们公众视野。
2001年后，STEM逐渐取代SMET，成为四门学科的统称。在小布什两届任期内，STEM作为新概念不断出现在美国各种改革政策和项目甚至法律中。 2009年奥巴马总统执政之后，对STEM教育的重视提升到新的层次，奥巴马政府公布《教育创新计划》即编列数亿美元以培训数万STEM教师。2014年，白宫和美国教育部提出STEM国家人才培育策略，针对中小学STEM教育提出实现各州STEM创新网络合作、培训优秀STEM教师、建立STEM专家教师团、资助STEM重点学校和增加STEM科研投入等切实、具体的规划，受到世界的广泛关注。
自美国大力推动 STEM 教育后，世界各国也急起直追。以中国为例2016年教育部在《教育信息化十三五规划》中明确提出 STEM；2017年又印发《义务教育小学科学课程标准》，倡导跨学科学习方式，建议在教学实践中尝试 STEM 教育。2017年6月教育科学研究院在成立STEM教育研究中心的基础上，召开第一届中国 STEM教育发展大会，并发表了中国 STEM教育白皮书及启动了中国 STEM 教育2029创新行动计划（中国教育科学研究院，2017）。总而言之，STEM 教育已经成为面对新时代、强化国家竞争力的教育改革与创新政策。
/STEM的意涵
STEM代表四个英文字母——科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）。其中科学在于认识世界、解释自然界的客观规律；技术和工程则是在尊重自然规律的基础上改造世界、实现对自然界的控制和利用、解决社会发展过程中遇到的难题；数学则作为技术与工程学科的基础工具。
现实生活显示，科学、技术、工程、数学已经渗透、充斥于人类生活的各层面，所有人类欲加解决的生活问题与整部历史文明的进步都无法脱离这四领域的运用：可以说STEM这四领域的整合可以行得通，是因为所有的这四科都涉及相同的程序，即解决问题的过程，虽然解决的问题可能不尽相同。尤其在未来人工智能驾驭的社会，更需依赖这四领域，个体具备STEM素养，将更形重要。
根据Becker和Park（2011）检视28个研究的后设分析发现，整合性 STEM 教育对于学生的学习，确实具有正向效果。STEM教育旨在增加学生的 STEM 素养，以利未来个体生存与国家竞争；它乃强调综合运用科学、工程、技术与数学等知能，解决日常生活中的问题，在学习上具有探究性与统整性，而正因为它涉及生活中现实的问题，所以也具有趣味性与挑战性。
STEM主题探究课程实例与经验分析
近年来，STEM教育传入中国，在中小学得到推广和普及，在学前教育领域也逐步掀起了热潮。STEM教育如何与幼儿园接轨，如何融入幼儿园课程、融入幼儿一日生活？周教授通过主题课程实例进行STEM幼儿教育的经验分析。
/主题课程《木头真神奇‧看我变魔术》
主题萌发于角落中老师加入的一箱木头与木工基本工具，孩子兴起做木凳的念头，从画设计图开始，经测量、裁锯、拼装木条，到黏合完成可坐的凳子，充满成就感，因此对木头还可以做什么？跃跃欲试。过程中孩子为了要有树皮黏着的木头，于是想出亲自锯切园里枯死的盆栽木头，并用学习单与父母一起查询锯木工具名称——线锯、板锯、折叠锯等。
除了木工创作外，教师与幼儿共同规画了几次的木工相关场所的参观如坊间木工厂、亲子DIY木工园区与学校实习工厂等，参观场所得自于访谈园内其他教师、询问父母、或在老师鹰架下上网找寻。每次参观前，幼儿都先准备所欲询问的问题，分组提问并记录所获答案，回教室后教师帮忙统整，幼儿制作成表征探究结果的参观小书并投票命名如《木头工厂的秘密》。从参观中，幼儿了解木头从哪里来、种类等，了解木制成品需经电脑设计，并认识许多大型机具与其功能，如线锯机、刨木机、磨砂机等。在历程中，孩子们个别制作的物品有简单的木槌（用手摇钻将圆柱体钻洞并塞入木条），也有较困难的海马（用线锯裁切出九片圆形木片再加组合）；其后又制作了幼幼班要求的三层柜、个人吊饰、立体注音符号，也分组决定雕刻物并合力制作。所运用的工具愈来愈多样如线锯机、电烙笔、热熔枪等，在尝试错误与修正过程中，建构出对工具、材料、技法的认识。最后在统整整学期所学中，将其设计成关卡活动，并制作木制邀请卡与杯垫送给来参加的父母（亲仁幼儿园彩虹花朵班，2016-2017）。
/经验分析
这是个十足的探究取向课程，孩子们数次参观的场所是经由访谈、上网、与父母共构而来，并先询问园长租交通工具的可能性，以规划行程；而且孩子预先思考想要解答的疑惑，记录下来并于参访中提问及纪录，最后并统整其发现制成小书，以沟通探究结果。至于有关木工制品的实作，也是在尝试错误中建构，例如孩子实际锯枯木时，老师让孩子带齐各种工具，最后发现线锯比其他种工具来得好用；在每项工具的使用时，也都是如此。而多样工具的名称与功用，也是透过学习单与父母设法共构而来。
木工主题不仅涉及“科学”探究，也涉及“工程”设计。每一次的木工制作，都是先画设计图于纸张上，并历经测量或比对，然后再锯，如制作三层柜时，长、宽、高都要测量，怎么正确测量？而且一片木板高度要分成三层，如何正确算出？这就涉及“数学”领域；又每次设计前的制作想法投票或是作品命名投票，也涉及“数学”计数 。再且整个探究历程也涉及“技术”领域，例如裁切木头时，必须运用板锯、线锯、折叠锯等并测试、比较这些工具的省力与裁切效果。第二个课程是以发想、制作、解决制作问题为主，是一个十足的解决问题历程，当中孩子运用观察、实验、比较、沟通结果等科学程序能力。以房子组为例，过程中幼儿首先发现砖块大小不一，盖出凹凸不平墙面，于是有幼儿提出全部用一样大小的纸箱砖块；又有幼儿说都用大箱子砖块，盖起来的房子才会大些。在实作尝试后，发现大箱子盖出来的房子，里面空间好小；幼儿产生认知冲突后，经教师以绘图作鹰架引导后，孩子遂选择用小纸箱砖块。又在制作纸箱砖块时，幼儿用剪刀剪得手好酸，如何轻松裁切纸箱成为关注问题，孩子在学习单的家长建议中，找来了美工刀、板锯与裁纸机，亲身试验哪一种比较省力并裁切效果好，结果发现裁纸机效果最好。接下来孩子又发现纸箱砖块一直塌陷扁掉，孩子提出里面塞干掉的黏土、纸团、直接塞纸等方法，在试验后发现揉纸团的方法较佳。最后于砖块制作完成开始黏合时，孩子又试验白胶、双面胶、泡棉胶等哪一种胶黏效果最好
/主题活动《环保小创客》
主题萌发于老师分享《怕浪费的奶奶》绘本故事，引发孩子从家带入许多回收资源的举动。在整理与分类后，发现宝特瓶数量最多，激发幼儿创意思考宝特瓶可以制作什么？于是进入主题发展期。
孩子发表宝特瓶运用的多样想法并投票选出望远镜、盒子两种最想制作的物品后，全班遂分两组分别从绘画设计图开始。制作过程中发现裁切宝特瓶的切割面刺刺的，孩子于是利用各式胶带黏贴保护，比较后发现绝缘胶布效果最佳。其后因节日欲制作手持的旗帜，孩子想到可利用纸箱制作，又开启了纸箱的创意运用。首先老师先分享纸箱王、纸箱车影片，并让幼儿带回学习单与父母共同研究及绘出纸箱可以做什么？在全班分享与投票后，选定制作房子与车子两组，两组均从绘画设计图开始，经过讨论与投票，再分工合作。以房子组为例，孩子投票决定制作长方形的房子，在团讨中决定用“纸箱砖块”一个个堆栈并且在教室地面以胶带贴出房子的基地区域，就开始分工制作。但两组在制作过程中都遭遇无数的问题并运用科学程序能力设法加以解决，最后终于完成作品。整个主题进程中，教师与幼儿曾到低碳环境教育中心参观环保艺术品展示、漂流木再制、资源回收区等，并配合圣诞节庆以尺寸渐小的纸箱层叠而上并装饰成圣诞树。房子组与车子组完工后，在全班回顾主题历程下，将整学期所学统整并设计成关卡活动，于期末历程展中与父母同乐（亲仁幼儿园兔子跳跳班，2016-2017）。
/经验分析
小小创客主题不仅涉及“科学”探究，也涉及“工程”设计，无论是房子或车子都是先画设计图，思考细部并考量实用性，如车子大小尺寸、有几个门、驾驶座等，还有一开始就测量门的宽度作为车身宽度的考量，好让在室内制作的车子能开得出门去户外使用。当然也涉及“数学”领域，如车子组测量门的宽度；房子组决定要盖六层砖块高的房子，孩子数算一层需 11 个砖块，在老师以绘图引导下，得知要制作 66 块砖块；而无论是房子或车子都要考量内部空间大小合宜否；又每次设计或讨论后的投票计数，也涉及数学。当然整个探究历程也涉及“技术”领域，例如裁切纸箱时，运用美工刀、板锯、裁纸机等并测试、比较他们的省力与裁切效果。
面向未来的早期STEM教育，让我们汲取STEM教育的精华，在一日生活、区域活动、主题教学、领域活动中融会贯通，关注幼儿探究能力、解决问题能力的发展，让今天的孩子具备适应未来发展的竞争力。
参考文献
周淑惠。STEM教育自幼开始——幼儿园主题探究课程中的经验。《科学大众·STEM》。
中国教育科学研究院（2017）。中国STEM教育白皮书。
周淑惠（2006）。幼儿园课程与教学：探究取向之主题课程。台北市：心理。
周淑惠（1997）。幼儿科学经验：教材教法。台北市：心理。
