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香港 EdTech SWEETIE – 賦能教師輕鬆挑戰跨學科,香港 STEM 課堂「螺旋」進化

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SWEETIE(思維奇)是一套專為跨學科 STEM 課程設計的嶄新教育理念與框架,結合硬體教具與線上平台的教育方案。創辦人萬志宏博士(Dr. Peter Wan)以工業革命四個階段為藍本,設計出具有「螺旋架構」的課程框架,確保學生的學習過程循序漸進並具備延伸性。更關鍵的是,它讓大多數未有接受真正跨學科教學訓練的 STEM 老師能夠快速起步,輕鬆駕馭課堂,甚至有空間回歸教育家作為引導者的最佳角色,專注於引導和啟發,發揮教育真諦。

“我們全面賦能 STEM 老師
讓他們成為更自信的未來教育啟發者”

萬博士強調,真正有效的課程需具備「螺旋式結構」,內容環環相扣並可延伸。而協助教師快速掌握跨學科教學,就是創辦 SWEETIE 的初衷。

源起與推動力

香港政府自2015年起將 STEM 教育定為重點推廣領域。在2022年開始,政府進一步將 STEM 擴展為 STEAM,融入藝術(Arts)元素,旨在培養更多具備解難能力的未來人才。萬博士認為政策目標正確且具遠見,然而從推行至今的效果看來,許多教師尚未準備好應對跨學科的 STEM 教學。他指出:「STEM 的核心是跨學科,但大部分現職教師的教育與培訓背景,仍以單一學科為主。」從單一學科的線性教學,轉向跨學科的整合教學,對現行教師無疑是巨大的挑戰。

 

萬博士認為當前香港 STEM 教育最缺乏的,是具備螺旋式結構、內容環環相扣且可延伸的教育課程。另外,就是一個能協助現職教師在短時間起步跨學科教育的培訓方案。「中國有句老話『師傅帶進門,修行考個人』,如何協助老師起步教授 STEM,是推行和普及 STEM 教育的難點。」萬博士在疫情期間對此進行了深刻反思,希望通過系統的課程設計,科學的方法,和創新的教具來推動 STEM 教育的普及,SWEETIE 因而誕生。

 

SWEETIE 提供完備實體及線上配套,全面賦能 STEM老師,降低帶領跨學科課堂的起步難度。

願景與目標

SWEETIE 的願景是創建一個切合香港教育局的校本需求、實現真正 STEM 教育精髓的系統與平台,賦能教師,讓他們更有信心並更有效地進行 STEM 教學;藉此點燃學生解難的熱情,建立工程思維,釋放創意潛能。方案目標可分為三大層面:

  • 建構螺旋式 STEM 教育框架:以工業革命的四個階段為藍本,建構一個環環相扣、層層遞進的知識體系,確保學生的學習具進階及拓展的方向與空間。
  • 賦能老師,降低帶領 STEM 課堂的起步難度:全面支援教師,讓他們在面對跨學科的 STEM 教學時不再感到無從入手。平台亦支援學生進行基礎自學,讓教師回歸教育家角色,專注於引導學生。
  • 啓發學生內在學習動力與熱情:透過六面可延伸的專利教學配件,配合精心設計的「留白」課程,引導學生親身體驗「發現問題、找出痛點、尋求方案」的完整過程,體驗「Aha!」的頓悟時刻,激發學生最珍貴、最持久且有效的內在學習動機。

1) 以工業革命為藍本,汲取人類科技演進智慧

SWEETIE 課程具螺旋式結構,其活動及課程設計以工業革命至今的四大科技突破 — 手動、電動、程式控制、人工智慧 — 作為延伸與拓展的軌道。

「人類文明之所以能持續進步,是因為無論在哪個年代,我們的科技發展目標始終清晰,就是不斷解放人力,讓我們擺脫例行、重複、無需智慧投入的工作。科技的偉大,從滿足人類的生存需求、帶來物質豐盛,演變為今天提升人類協作效能,讓我們有餘裕追尋精神層面的滿足。在這演化過程中,擁有一套完整的知識創新系統,讓知識能夠不斷累積、演變、再發現至關重要,特別是其中的『延伸性』,而大部分現行的 STEM 教育,正是缺乏這種延伸性。」

 

萬博士巧妙地將此深刻見解融入 SWEETIE 課程活動設計中。課程共 8 個單元、40 項活動,主要分為反向工程(Reverse Engineering)與正向工程(Forward Engineering)兩大類型。學生先透過「反向工程」打好基礎,在半開放環境中學習基礎知識;然後在「正向工程」中盡情發揮,在全開放環境中,以扎實的基礎探索無限創意。學生可在教師引導下進行活動,亦可跟隨 SWEETIE 平台的自學流程,運用專利配件拼砌不同物件,包括鞦韆、搖搖板、時鐘、後驅跑車、投石機等。萬博士表示,初級課程如鞦韆、搖搖板屬於「反向工程」類別,隨後的活動則提供更多創作空間,學生可按指定規格創作,或以指定主題自由創作。萬博士特別強調,課程設計需具備彈性,但絕不能過於跳躍。

 

學生透過 SWEETIE 課程,在「反向工程」打好基礎,再於「正向工程」自由發揮創意,從工業革命至人工智慧的科技脈絡中,探索知識延伸與創作樂趣。

SWEETIE 課程採用六面可延伸的專利教學配件,學生透過「動手砌」實現所學知識,並讓創意盡情發揮。


2)SWEETIE 七步教學法:刻意留白,啟迪思考

萬博士創建的 SWEETIE 七步教學法是專為跨學科 STEM 教育設計的教學流程。這套七步教學法貫穿所有課程活動,從情境引入(Situation)、引發思考(Wondering)、想像構思(Envisioning)、探索實踐(Exploring)、反思總結(Think-back)、創新優化(Innovation)與課堂延展(Extension),確保所有課堂活動都能嵌入其螺旋式教育系統,以實現 SWEETIE 最終希望培養學生解難熱情與創意工程思維的目標。萬博士強調教育家的使命應在於激發孩子內在學習熱情與動機,讓他們親身體驗探索、發現並解決問題的成就感,驅使他們持續解難與創新。課程中的 40 個活動設計,均因此而巧妙地「刻意留白」,旨在為學生創造頓悟的契機。萬博士表示:「這聽起來很玄,但有時一個簡單的『漏洞』,配合上適當的提問技巧,就能為學生創造寶貴的頓悟時刻。」


▲SWEETIE 平台會為專利教學配件作詳細解釋,即使沒有老師在場,學生亦能自行跟隨示範影片學習。

3)線上平台:賦能老師同時促進自學

為增強教師帶領 STEM 跨學科課堂的信心,萬博士將整套 SWEETIE 教材數位化,建構成一個內容完備的線上教學與學習平台。

平台設計依循 SWEETIE 七步教學法,並將其整合為五個部分:情境問題、設計探究、反思鞏固、改進創新、課堂延展。平台內容編排邏輯清晰,配備教學影片、360 度 3D 模型、語音導航等細緻的自學功能,再配合「六面可延伸」專利教學配件,即使沒有教師在場,學生也能跟隨流程自學,至少可達到 SWEETIE 課程約七成的學習效果。要達到最佳學習效果,尤其在後三個目標為鞏固、拓展知識的部分,教師的從旁引領尤為關鍵。他強調:「這套系統是教師的強力助手,但絕不能取代教師。其設計目的是讓教師重回教育家的最佳位置,即學生學習旅程中的引導者與啟發者。」平台亦提供測驗、功課系統及完整的評分標準。

萬博士認為,教師在使用 SWEETIE 平台備課時,也可視自己為學生。有了清晰流程與現成教材的輔助,教師能有更多空間為教案融入自身創意與經驗,各施所長。

 

 

『思維奇博士』是 SWEETIE 平台上的 AI 聊天機械人,現時主要功能是回答學生課程相關的內容,未來希望能為學生建議個人化學習內容及路徑。

 

未來步伐及發展方向

香港教育大學(教大)知識轉移辦公室有不同的基金和研究項目,支持大學學術研究人員進行基礎研究、初步原型測試、為其研究成果申請專利、創業和商業化,未來亦將繼續支援 SWEETIE 的發展構思。萬博士稱,探索 SWEETIE 教學法對有特殊學習需要學生的正面影響,是 SWEETIE 未來希望重點投入研究資源的領域之一。他提及:探索 SWEETIE 教學法對有特殊學習需要學生的正面影響,是萬博士未來希望重點投入研究資源的領域之一。萬博士提及:「較早前,我們在國內一所弱勢學校選取了 60 多名四年級學生作為實驗組,進行為期兩週、共 10 個活動的 SWEETIE STEM 訓練;對照組則參與同等時長的 STEM 主題閱讀活動。結果顯示,實驗組學生的執行功能在課程結束後較對照組明顯有更大進步。」這項研究發現促使萬博士持續深入探討此領域。SWEETIE 預計於 2026 年初正式推出,屆時將有更多學生參與該平台的 STEM 課程。萬博士滿懷期待:「若未來的研究數據能進一步證實 SWEETIE 對 SEN 孩子的學習及成長有助益,我們將考慮開發 SWEETIE SEN,為特殊學習需要的學生量身定制 STEM 課程,促進更具包容性與公平性的教育。」

 

另外 SWEETIE 團隊正積極開發「思維奇博士」AI 聊天機械人,以對話形式解答學生疑難,即時解決大部分課堂問題。「思維奇博士」能進一步賦能教師,騰出空間進行更重要、更具教育意義的教學與引導。團隊規劃透過「思維奇博士」收集更多學習數據,一方面優化 AI 演算法及其他功能,另一方面以「提供個人化學習推薦」作為中短期發展重點,逐步實現個人化學習的目標。

 

SWEETIE 是教育局「優質教育基金電子學習撥款計劃」旗下 22 個重點項目之一,目前全港已有約 60 間學校使用 SWEETIE 平台。項目計劃於 2026 年於學界進行全面推廣,預期將有更多學校採納。隨著應用範圍的擴大,研究團隊將能收集更全面的教學數據,為萬博士開發更精準、更具科學依據的教學策略提供關鍵支持。

 

受惠於教大知識轉移辦公室成立的「教大科創匯(ETIC)」協作平台,積極邀請業界夥伴加入,SWEETIE 將有更多機會,連結學術研究與產業發展,促進教育科技及文創科技的跨領域知識交流。

 

萬博士在訪問過程中不斷鼓勵對話,希望大家對教育這個重要課題作深刻思考。

 

編輯感言

在萬博士面前,我感覺特別容易做回一個學生,或許是因為他的話語中,總有一種帶威嚴的幽默。

例如萬博士對從 STEM 過渡到 STEAM 的教育政策並沒有一味附和,他說教育若是太激進,其實會造成反教育的效果,會把孩子創意給消磨。擲地有聲,發人深省。萬博士又說,眼前是 AI 火紅時代,但未來還會出現下一個主題的年代。無論何時的教育,科技都應扮演賦能的角色,最重要的反而是心態與技能。這是因為世界環境充滿不確定性,心態要好,韌性要高,還必須具備技巧與能力,這樣才能透過創新去解決問題,打破困局。在人人都在談論追趕 AI 的步伐以免落後之際,萬博士提醒我們一方面要 back to basics,同時間又要前瞻布局。

萬博士的獨到見解,不僅賦能教師,激發教學動力,同時亦啓發學生,點燃學習熱情。

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