摩爾定律(Moore's law)說,積體電路上可容納的電晶體數目,約每隔兩年便會增加一倍。簡單地說,晶片效能約每18個月,就會成長一倍,接近指數型的成長。例如最近引起注意的「量子電腦」,以不同的邏輯運算,則可能更以雙指數(指數的指數)的倍數成長。屆時,量子電腦應用在各生活層面時,人工智慧(AI)將造就更不同以往的生活形式。跟上科學科技的腳步,發展AI時代的關鍵能力與跨域能力,便成為重要的課題。在尖端科技發展下,STEAM跨域的科學科技教學,成為國際矚目的教育趨勢。就如Georgette Yakman和史丹佛大學所強調,透過STEAM設計思考來引發探究和創新,在設計創新中應用知識,也在設計創新的需求下,探究新的知識,又應用回到設計任務中,STEAM知識在探究求知和設計應用中,相生相長,如同太極一般,如下圖。
圖一.STEAM知識的太極理念
因應科技發展的趨勢,本期聚焦在科技普及、科學探根的核心。本期從專題到教學現場,一脈相承,從AI影像辨識的技術與自駕車上面的應用,深入淺出地介紹AI影像模型的建立與演算法的發展。再把科技發展與科技實作(Maker),進行教學觀點的解析,告訴科學與科技教師,如何將科技實體引介到課堂中,讓科學與科技教師掌握住科技,並且介紹給學生。然後是以高中的「高壓空氣競速車專題製作的STEAM融入教學」,介紹跨領域的STEAM科技教學實例。在教學現場,「遙控水下載具設計與製作」的教學實務整合工程設計與跨領域的知識,為新課綱科技領綱的工程設計教學提供很具體的實例。接下來在小學階段的結合POE教學與跨領域美感教育,以及跨領域STEAM創意實作的教學現場,透過教學實例的分享,呈現科學探究、科技創新設計、以及人文與美感的整合教學,讓有助於學生建立核心素養。
特約專欄中的繪本跨科以及扭蛋機兩篇文章,延伸STEAM跨科教學的推動經驗,讓科學科技更具人文的關懷。極端天氣的加州大火與森棚教官數學題,提醒我們對環境的關注,也動動數學腦。最後的太空人營隊、科學女力、和能源教育的科普素養扎根,讓我們看到了卓越的未來科學菁英與幼苗。
代理總召編輯委員 - 張玉山
