國立東華大學通識教育中心通識教育大師典範講座課程於11月29日邀請國立臺北教育大學自然科學教育學系何慧瑩教授來和同學們談談主題「『力與運動』的STEM實驗設計」。何教授以STEM科學實驗設計與實作為主軸，並以物理學領域常見的兩個概念「力」與「運動」為具體例子，一步步引導同學們透過有趣且容易操作的力量量測實驗來瞭解可如何規劃科學實驗並應用數位軟體來完成實驗。

講座開始之前，劉明洲教授介紹嘉賓並致詞表示：「今天很榮幸邀請到何慧瑩教授從臺北過來演講有關STEM科學實驗教育的主題。何教授原係物理學博士畢業，但多年來高度關注如何將科學和教育做結合，對於科學教育相關議題展開很多研究。相信可讓同學們體驗到STEM科學教育的趣味性和實用性，尤其在STEM科學教育已逐漸成為很重要的教育發展趨勢。」

何教授首先介紹STEM教育的定義、STEM對於職場的重要性及STEM教育能夠培養的關鍵能力。STEM是科學（Science）、科技（Technology）、工程（Engineering）及數學（Mathematics）四個領域的合稱，STEM+（STEMplus）則表示其他不同領域都可融入STEM。何教授指出，2020年見證人類第四次工業革命的來臨，且在不斷的快速進展，如人工智能、物聯網、基因工程、量子技術等等各種新興科技皆獲得突破性發展，這也意味著STEM所包含的四個領域與人類生活的連結變得更加緊密，科學不再僅僅是學校裡的一門課程而已，確確實實隱含在人類日常生活中的不同面向。

何教授引用西澳大利亞政府於2018年公佈的資料，數據顯示職場對於STEM領域專業人才的需求在未來五至十年內將增加49% - 53%左右，可見具備STEM專業技能在未來職場上變得非常重要，可成為關鍵的競爭優勢。何教授接著表示：「STEM教育越來越被看重，和它能夠培養出的能力有關。透過STEM教育，學生能培養出問創造力、團隊合作、獨立思考、主動性、問題解決能力、批判性思考、數位素養等，其中我想特別強調後三者，也是今天演講想要示範給各位同學的。」

接下來則是講座最有趣部分：何教授帶同學們進入設計並完成科學實驗的過程。首先請在場的同學用手機下載phyphox軟體，並介紹這是免費多功能物理實驗軟體，懂得應用數位工具來設計一項簡單、容易操作且不需要太多經費的科學實驗正是STEM教育所強調的「數位素養」（digital literacy）。接著，何教授進行兩個小實驗，當作「暖身活動」，第一個實驗是用phyphox量測你的左右手能產生的最大頻率，第二個則是量測你的左右手搖動時的不含重力之加速度。何教授很詳細的說明實驗所需的各個步驟並做示範，同學們很快完成這兩項既簡單又有趣的實驗，並把量測結果上傳到Google表單。這是何教授在課堂上常用的科學實驗流程：先示範，請同學們各自完成實驗，再把結果上傳，最後老師會和學生一起討論實驗結果。

何教授繼續第三項實驗設計，希望透過科學實驗來體驗STEM教育所要培養的「問題解決能力」和「批判性思考」。何教授表示：「批判性思考指的是一種理性的、保持懷疑的及無偏見的思考，強調人須對於事實證據保持理性的判斷，這些證據可能正確，也可能不正確，如果無法判斷就要設計實驗去做驗證，把懷疑放到實驗設計裡，才能找到正確答案。」而如何做實驗設計，這就涉及到如何解決問題，因為每一項實驗設計在規劃過程中都會遇到不同難題需要被解決，例如要如何規劃讓一班共有200多位同學輪流做測驗、需不需要分組合作及在哪裡做實驗比較合適等。

第三個實驗就順著這一脈絡展開：何慧瑩教授讓同學觀看保健網站上的一份報導資料，以及一份科學研究分析，這兩份資料對於人運動時膝關節承受的力量測量所得數據不一致，到底是哪一個數據才是正確的呢？何教授帶同學們根據基本的物理學概念去做判斷，會發現可以提出合理的懷疑，接下來就是要設計實驗來做驗證。何教授讓同學們在有限的時間內兩人一組完成站立、平走及上下樓梯含重力之加速度量測實驗，實驗結束後大家回到教室，何教授引導我們應用批判性思考來判斷實驗結果是否合理。

講座尾聲，劉明洲教授表示：「非常感謝何慧瑩教授帶來一場有趣、活潑且實用性非常高的演講，相信同學們對於科學實驗有進一步瞭解，其實並沒有想像那麼難，也相信透過小科學實驗都體會到STEM教育的精神。」最後，劉明洲教授和張伯浩教授頒發感謝狀給何慧瑩教授，圓滿結束講座。

《English Version》