本校學位論文庫
CITYU Theses & Dissertations
論文詳情
陳競榮
馬早明
教育學院
教育學博士學位課程(中文學制)
博士
2020
澳門初中生STEAM教育科學素養測評標準的構建與應用 : 以澳門某初中學生為例
The Construction and Application of STEAM Educational Scientific Literacy Evaluation Criterion : A Case study of Junior High School Students in Macau
科學素養 ; 科學素養測評標準 ; STEAM教育 ; STEAM課程統整
Scientific Literacy ; Scientific Literacy Evaluation Standards ; STEAM Education ; STEAM curriculum integration
STEAM教育是培養學生科學素養的跨學科知識整合的教育，旨在培養學生綜合實踐能力和問題解決能力，在幫助學生掌握科學、科技、工程、藝術和數學等學科知識的基礎上，通過培養學生的動手實踐能力、問題解決能力、合作能力和創新能力，進而提升學生在新科技時代的綜合實踐能力和創新創造能力。
STEAM教育有別於傳統教育的分科教學方式，是教育改革中的重要一環。為檢視學校在實施STEAM教育後，學生的學習是否達到“有效學習”以及教師的教學是否達到“有效教學”，制定中學生STEAM教育及科學素養測評標準就顯得尤為必要。作為測評STEAM教育實效的重要工具，測評標準是教師明確STEAM教學方向的重要指南，也是中學生科學素養及教師實施教育的規範參考工具。
本研究在著重分析本土科學文化教育背景、本土STEAM教育社團發展狀況、澳門學校STEAM教育背景等的基礎上，進一步藉鑒文獻資歷從理論層面分析STEAM教育科學素養的組成與結構，以制定STEAM教育科學素養測評標準，為後續評量學生科學素養的發展做出進一步貢獻。本研究在文獻研究的基礎上，運用德菲爾(Delphi)法，多輪諮詢專家群，探討科學素養評測標準，以確立學生STEAM學習的重要方向及依據。此外，通過運用“測評標準”設計並實施STEAM統整課程，並在STEAM課程教學前後發放科學素養調查問卷，觀察學生在課程前後的表現，探討“測評標準”與學生科學素養的關係及其學習成效。
本研究的理論基礎為建構主義學習理論和體驗式學習理論，採用了定性和定量相結合的研究方法。首先利用文獻研究法，制定STEAM各跨學科素養的組成；其次，利用德爾菲(Delphi)專家調查法，分別向6名社團行業的教育專家討論並收集評測意見，完善測評標準的各級指標項目，並結合教學實際需要，再向16名不同中小學校STEAM教學教師專家進行各級指標項目的添加或刪減，通過多輪的諮詢及分析篩選，最後創建出初中學生STEAM教育及科學素養測評標準。最後，研究者根據樣本學生的基本情況和已有資料並利用定性研究方法，設計出了STEAM統整課程，並對澳門某初中二年級學生進行現場教學。在課堂教學以後，設計出初中學生STEAM科學素養調查問卷，並通過課堂師生互動，檢測了學生STEAM教育及科學素養測評標準之間的關係，以求證「測評標準」能評估學生科學素養。
研究結果顯示，STEAM課程測評標準能實際運用于課程內容編排上，並可作為課後考核學生學習成效的依據。本研究確定了STEAM測評標準的有效性和可信性，特別是對課前課程內容的製作及課後學生表現的考核運用上有所助益。STEAM測評標準可成為充實STEAM教育的依據，有效培養學生的學科綜合能力及創新能力。
STEAM教育有別於傳統教育的分科教學方式，是教育改革中的重要一環。為檢視學校在實施STEAM教育後，學生的學習是否達到“有效學習”以及教師的教學是否達到“有效教學”，制定中學生STEAM教育及科學素養測評標準就顯得尤為必要。作為測評STEAM教育實效的重要工具，測評標準是教師明確STEAM教學方向的重要指南，也是中學生科學素養及教師實施教育的規範參考工具。
本研究在著重分析本土科學文化教育背景、本土STEAM教育社團發展狀況、澳門學校STEAM教育背景等的基礎上，進一步藉鑒文獻資歷從理論層面分析STEAM教育科學素養的組成與結構，以制定STEAM教育科學素養測評標準，為後續評量學生科學素養的發展做出進一步貢獻。本研究在文獻研究的基礎上，運用德菲爾(Delphi)法，多輪諮詢專家群，探討科學素養評測標準，以確立學生STEAM學習的重要方向及依據。此外，通過運用“測評標準”設計並實施STEAM統整課程，並在STEAM課程教學前後發放科學素養調查問卷，觀察學生在課程前後的表現，探討“測評標準”與學生科學素養的關係及其學習成效。
本研究的理論基礎為建構主義學習理論和體驗式學習理論，採用了定性和定量相結合的研究方法。首先利用文獻研究法，制定STEAM各跨學科素養的組成；其次，利用德爾菲(Delphi)專家調查法，分別向6名社團行業的教育專家討論並收集評測意見，完善測評標準的各級指標項目，並結合教學實際需要，再向16名不同中小學校STEAM教學教師專家進行各級指標項目的添加或刪減，通過多輪的諮詢及分析篩選，最後創建出初中學生STEAM教育及科學素養測評標準。最後，研究者根據樣本學生的基本情況和已有資料並利用定性研究方法，設計出了STEAM統整課程，並對澳門某初中二年級學生進行現場教學。在課堂教學以後，設計出初中學生STEAM科學素養調查問卷，並通過課堂師生互動，檢測了學生STEAM教育及科學素養測評標準之間的關係，以求證「測評標準」能評估學生科學素養。
研究結果顯示，STEAM課程測評標準能實際運用于課程內容編排上，並可作為課後考核學生學習成效的依據。本研究確定了STEAM測評標準的有效性和可信性，特別是對課前課程內容的製作及課後學生表現的考核運用上有所助益。STEAM測評標準可成為充實STEAM教育的依據，有效培養學生的學科綜合能力及創新能力。
STEAM education mainly integrates interdisciplinary knowledge and cultivates students' scientific literacy. The purpose of those interdisciplinary knowledge is to cultivate students' comprehensive practical ability and problem-solving ability, integrate students’ knowledge of science, technology, engineering, arts and mathematics, and cultivate students’ practical ability, problem-solving ability, cooperation ability and innovation ability. Those abilities aim to help cultivate student’ comprehensive practical ability of STEAM scientific literacy in the new technology era.
STEAM education is different from the traditional teaching method and it is an important part of education reform. In order to examine whether the student’s learning has achieved "effective learning" and the authenticity of teacher’s implementation of STEAM teaching. It is necessary to formulate a STEAM scientific literacy evaluation standard to examine STEAM scientific literacy of students and this evaluation standard can become a standardized reference tool for teachers to implement it in the STEAM education.
This study begins with an analysis of the cultural background of local science education, the development of local STEAM education communities, and the background of school education, and then the reviews prior studies on the composition and structure of students' STEAM literacy in order to make further contributions. This research mainly used the Delphi method, multiple rounds of consulting expert groups, discusses scientific literacy evaluation standards, and further develops the STEAM education science literacy evaluation standard system. The purpose of establishing this STEAM education scientific literacy evaluation standard system are twofold: one is for evaluating students’ scientific literacy; the other is for designing the courses of STEAM education based on this standard system. In addition, this study also designed a course to implement into the class as classroom experiments and developed a questionnaire to examine students' scientific literacy and their learning outcomes. In addition, Classroom observation was also applied in to this study to support the relationship between scientific literacy and evaluation standard system.
The constructivist learning theory and experiential learning theory were included to discuss and qualitative and quantitative research methods are adopted in this study. First of all, the literature research method is used to formulate the composition of STEAM's interdisciplinary literacy. Secondly, this study used the Delphi method of expert surveys to discuss and collect the index items all levels in the system with 6 education experts in the community industry. After the combination of the actual evaluation standard as the needs of teaching, 16 STEAM teacher experts from different middle schools were invited to assess those criteria of STEAM scientific literacy such as addition or deletion of index items, screening through multiple rounds of consultation and analysis. Finally, the STEAM education scientific literacy evaluation standard system for junior high school students was constructed. Followed by qualitative research methods, this study used empirical research methods through designing STEAM course in STEAM classrooms, and teaching students at Junior grade 2. After teaching this course, the survey was designed and distributed to students. During the class, this researcher also conducted classroom observation. It is essential to examine the relationship between students’ scientific literacy and the STEAM standard system in order to understand if students’ scientific literacy really evaluate students’ scientific literacy.
The research results are that the STEAM evaluation standard can be actually used in the arrangement of course content and can be used as a basis for evaluating students' learning effectiveness after class. This research confirms the validity and credibility of the STEAM evaluation standard, especially helpful for the production of pre-class content and the evaluation of student performance after class. STEAM evaluation standards can become the basis for enriching STEAM education, effectively training students' comprehensive abilities and innovation abilities.
STEAM education is different from the traditional teaching method and it is an important part of education reform. In order to examine whether the student’s learning has achieved "effective learning" and the authenticity of teacher’s implementation of STEAM teaching. It is necessary to formulate a STEAM scientific literacy evaluation standard to examine STEAM scientific literacy of students and this evaluation standard can become a standardized reference tool for teachers to implement it in the STEAM education.
This study begins with an analysis of the cultural background of local science education, the development of local STEAM education communities, and the background of school education, and then the reviews prior studies on the composition and structure of students' STEAM literacy in order to make further contributions. This research mainly used the Delphi method, multiple rounds of consulting expert groups, discusses scientific literacy evaluation standards, and further develops the STEAM education science literacy evaluation standard system. The purpose of establishing this STEAM education scientific literacy evaluation standard system are twofold: one is for evaluating students’ scientific literacy; the other is for designing the courses of STEAM education based on this standard system. In addition, this study also designed a course to implement into the class as classroom experiments and developed a questionnaire to examine students' scientific literacy and their learning outcomes. In addition, Classroom observation was also applied in to this study to support the relationship between scientific literacy and evaluation standard system.
The constructivist learning theory and experiential learning theory were included to discuss and qualitative and quantitative research methods are adopted in this study. First of all, the literature research method is used to formulate the composition of STEAM's interdisciplinary literacy. Secondly, this study used the Delphi method of expert surveys to discuss and collect the index items all levels in the system with 6 education experts in the community industry. After the combination of the actual evaluation standard as the needs of teaching, 16 STEAM teacher experts from different middle schools were invited to assess those criteria of STEAM scientific literacy such as addition or deletion of index items, screening through multiple rounds of consultation and analysis. Finally, the STEAM education scientific literacy evaluation standard system for junior high school students was constructed. Followed by qualitative research methods, this study used empirical research methods through designing STEAM course in STEAM classrooms, and teaching students at Junior grade 2. After teaching this course, the survey was designed and distributed to students. During the class, this researcher also conducted classroom observation. It is essential to examine the relationship between students’ scientific literacy and the STEAM standard system in order to understand if students’ scientific literacy really evaluate students’ scientific literacy.
The research results are that the STEAM evaluation standard can be actually used in the arrangement of course content and can be used as a basis for evaluating students' learning effectiveness after class. This research confirms the validity and credibility of the STEAM evaluation standard, especially helpful for the production of pre-class content and the evaluation of student performance after class. STEAM evaluation standards can become the basis for enriching STEAM education, effectively training students' comprehensive abilities and innovation abilities.
2021
中文
290
致 謝 III
摘 要 V
Abstract VII
目 錄 X
圖目錄 XIII
表目錄 XIV
第一章 緒論 2
1.1 研究背景 3
1.1.1 澳門社會與文化背景 5
1.1.2 科學素養教育的背景 22
1.2 研究動機 25
1.2.1 澳門實施STEAM教育，培育科學素養 26
1.3 研究問題及意義 32
1.3.1 研究問題 32
1.3.2 研究創新與意義 33
1.4 研究目的與限制 34
1.4.1 研究目的 34
1.4.2 研究限制 34
1.5 概念界定 38
1.5.1 澳門中學生 38
1.5.2 澳門STEAM教育 39
1.5.3 科學素養 39
1.5.4 發展至今的STEAM教育 40
1.5.5 科學素養測評標準 41
1.5.6 STEAM課程 41
1.5.7 STEAM成果 42
第二章 文獻綜述 44
2.1 STEAM教育理論基礎 44
2.1.1 建構主義學習理論 45
2.1.2 體驗式學習理論 54
2.2 STEAM教育的內涵的相關研究 56
2.2.1 STEAM教育的內涵 56
2.2.2 科學素養的培養 59
2.2.3 小結 61
2.3 STEM課程統整的設置：獨立與融合兼具 61
2.3.1 STEAM課程模式 63
2.3.2 STEAM課程教育目標 65
2.3.3 小結 66
2.4 STEAM課程的教學設計與應用 66
2.4.1 STEAM課程對多學科素養的培養和統整 67
2.4.2 STEAM課程的教學設計 71
2.4.3 STEAM課程的教學應用 75
2.4.4 國內外STEAM課程教學的現狀 78
2.4.5 目前澳門STEAM教育課程發展 96
2.4.6 小結 99
2.5 澳門中小學生科學素養培養的現況 100
2.5.1 科學知識為本，教學模式多樣化 101
2.5.2 有效教學模式，培養科學素養 101
2.5.3 注重實驗動手，用“體驗”培養科學素養 102
2.5.4 以“習題”訓練作總結，培養科學素養 104
2.5.5 小結 106
2.6 STEAM課程的評測標準 107
2.6.1 STEAM教育與解決問題創新思維能力 108
2.6.2 STEAM教育與創客實踐 113
2.6.3 STEAM教育的評測：STEAM成果 114
2.6.4 澳門STEAM教育科學素養標準測評依據 115
第三章 研究設計與實施 118
3.1 研究設計及研究架構 118
3.1.1 研究流程 118
3.1.2 問卷數據分析方法與工具 119
3.1.3 課堂觀察 122
3.2 文獻研究法 123
3.3 德爾菲(Delphi)法 126
3.3.1 研究對象：德爾菲學者專家小組 128
3.3.2 德爾菲法的實施 132
3.3.3 德爾菲法資料的處理 134
3.3.4 德爾菲法調查過程 136
第四章 測評標準的建構與應用 147
4.1 “機械運動”STEAM統整課程設計 148
4.1.1 STEAM統整課程設計流程 148
4.1.2 STEAM課程—“機械運動”的內涵 158
4.2 STEAM課程實施應用 164
4.2.1 “機械運動”STEAM統整課程 166
4.2.2 “機械運動”STEAM課程實施 168
4.2.3 “機械運動”STEAM統整課程的測評 169
4.3 STEAM科學素養調查問卷設計 170
4.3.1 問卷分析 166
4.3.2 信度及效度分析 173
4.3.3 描述性分析及結論 175
4.3.4 相關分析及結論 184
第五章 研究結論、討論與建議 192
5.1 研究結論 192
5.2 運用測評標準進行課堂觀察學生的科學素養 193
5.2.1科學素養與成果本質 194
5.2.2科學素養與成果創作理念 208
5.3 研究建議 218
參考文獻 226
作者簡歷 275
附錄一 STEAM教育科學素養測評指標問卷(德爾菲法第一輪諮詢問卷) 277
附錄一A STEAM教育科學素養測評指標問卷(德爾菲法第一輪專家修正說明) 279
附錄二 STEAM教育科學素養測評指標問卷(德爾菲法第二輪諮詢問卷) 280
附錄二A STEAM教育科學素養測評指標問卷(德爾菲法第二輪專家修正說明) 281
附錄三 STEAM教育科學素養測評指標問卷(德爾菲法第三輪諮詢問卷) 282
附錄四 德爾菲第一輪問卷資料處理與分析 283
附錄五 德爾菲第二輪問卷資料處理與分析 284
附錄六 德爾菲法總結性(第三輪)問卷資料處理與分析 285
附錄七 中學生STEAM科學素養調查問卷 286
附錄八 中學生STEAM工程過程備忘單張 287
附錄九 STEAM課堂簡報(活動一：生活中的飛機) 288
附錄十 STEAM課堂簡報(活動二：生活中的量度工具) 289
附錄十一 STEAM課堂簡報(活動三：我的冠軍飛機) 290
圖目錄
圖1-1-1 歷屆澳門PISA科學素養成績 23
圖1-1-2 PISA2015科學素養排行榜 23
圖1-1-3 PISA2018科學素養排行榜 24
圖2-1-1 體驗式學習模式 55
圖2-2-1 STEAM金字塔圖 58
圖2-2-2 STEAM素養金字塔 60
圖2-3-1 Fogarty的10種課程統整模式 63
圖2-3-2 STEAM課程模式 64
圖2-3-3 STEAM整合式課程模式 65
圖2-4-1 STEM取向的課程架構 92
圖2-4-2 “珠一線”課程模型 93
圖2-4-3 課堂時間構成圖 94
圖2-6-1 PISA2015科學素養測評框架 112
圖2-6-2 中小學生科學素養測評框架 113
圖3-1-1 研究流程設計 119
圖4-1-1 STEAM課程主題分析 149
圖4-1-2 STEAM課程問題設計流程 154
圖4-1-3 STEAM統整課程架構 155
圖4-1-4 “機械運動”探索流程與重點 157
圖4-1-5 STEAM課程制作與創新工程流程圖 165
圖4-1-6 STEAM紙飛機課程作品展 164
圖4-2-1 STEAM課程實施架構 169
圖5-2-1 由學習到創新，從玩耍到科學知識探究 195
圖5-2-2 測試紙飛機的工具：卷尺和秒錶 197
圖5-2-3 機翼寬大，增大空氣浮力 198
圖5-2-4 飛機形態與飛行相關 199
圖5-2-5 紙飛機工程設計圖 200
圖5-2-6 學生的飛機美態 204
圖5-2-7 測量與數據處理 208
圖5-2-8 自制高度測量器具 212
圖5-2-9 小組同學互相學習與討論 213
圖5-2-10 紙飛機作品的各種美態 216
表目錄
表1-1-1 2002年-2017年澳門行業就業情況 10
表1-1-2 2002年-2017年澳門行業之每月平均工資 11
表1-1-3 2002年-2017年澳門勞動參與就業率 12
表1-1-4 2002年-2017年澳門勞動人口教育狀況 13
表1-1-5 澳門地區中小學辦學實體數量統計 15
表1-1-6 1984年以後澳門基礎教育改革法令 21
表1-1-7 澳門2003-2018年PISA科學素養成績 22
表1-4-1 澳門地區中小學辦學實體數量統計 38
表2-4-1 STEAM多學科素養 68
表2-4-2 STEAM素養整合 70
表2-4-3 國內學校每周STEAM課程課時安排 84
表2-4-4 國內實施STEAM課程形式學校比例 84
表2-4-5 國內STEAM課開發形式 85
表2-4-6 國內及台灣STEAM課程案例 86
表2-4-7 STEM教育課程設計簡表 88
表2-4-8 「設計導向工程計劃」初中階段課程架構表 92
表2-4-9 德國、日本、韓國、澳大利亞STEAM課程教學現狀 95
表2-6-1 PISA2015科學素養測評框架 112
表3-3-1 德爾菲(Delphi)法的缺點與難點 127
表3-3-2 專家顧問小組專家簡介 129
表3-3-3 德爾菲(Delphi)法專家小組社團及職務背景 130
表3-3-4 平均數代表重要程度對照表 135
表3-3-5 四分位數判定對照表 136
表3-3-6 STEAM教育科學素養測評標準一級維度 137
表3-3-7 STEAM教育科學素養測評標準二級指標 137
表3-3-8 第一輪德爾菲問卷STEAM教育科學素養測評標準一級維度 138
表3-3-9 第一輪德爾菲問卷STEAM教育科學素養測評標準二級維度 138
表3-3-10 一級指標刪減(操作性)項目意見 139
表3-3-11 第一輪德爾菲問卷STEAM教育科學素養測評標準一級維度 139
表3-3-12 STEAM教育科學素養測評標準 146
表4-1-1 “機械運動”課程和STEAM元素對照表 152
表4-1-2 課程目標與具體教學目標對照表 157
表4-1-3 數學學科教學目標 160
表4-1-4 科學學科教學目標 161
表4-1-5 工程與技術教學目標 162
表4-1-6 人文藝術學科教學目標 163
表4-2-1 教學活動和教學目標對照表 167
表4-2-2 教學目標與科學素養和測評標準目標對照表 167
表4-2-3 STEAM課程模組活動設計 168
表4-2-4 “機械運動”STEAM測評構面次數表 170
表4-3-1 STEAM科學素養調查問卷向度與題號分布 172
表4-3-2 STEAM統整課程研究對象 172
表4-3-3 信度統計 174
表4-3-4 量表的KMO值檢驗與Bartlett球體檢驗 175
表4-3-5 學生科學素養的描述性分析 177
表4-3-6 科學素養測評的描述性分析 180
表4-3-7 科學素養之因素分析 185
表4-3-8 成果作品本質因素分析 186
表4-3-9 成果作品創作理念因素分析 188
表4-3-10 科學素養與科學素養測評標準的相關分析 189
摘 要 V
Abstract VII
目 錄 X
圖目錄 XIII
表目錄 XIV
第一章 緒論 2
1.1 研究背景 3
1.1.1 澳門社會與文化背景 5
1.1.2 科學素養教育的背景 22
1.2 研究動機 25
1.2.1 澳門實施STEAM教育，培育科學素養 26
1.3 研究問題及意義 32
1.3.1 研究問題 32
1.3.2 研究創新與意義 33
1.4 研究目的與限制 34
1.4.1 研究目的 34
1.4.2 研究限制 34
1.5 概念界定 38
1.5.1 澳門中學生 38
1.5.2 澳門STEAM教育 39
1.5.3 科學素養 39
1.5.4 發展至今的STEAM教育 40
1.5.5 科學素養測評標準 41
1.5.6 STEAM課程 41
1.5.7 STEAM成果 42
第二章 文獻綜述 44
2.1 STEAM教育理論基礎 44
2.1.1 建構主義學習理論 45
2.1.2 體驗式學習理論 54
2.2 STEAM教育的內涵的相關研究 56
2.2.1 STEAM教育的內涵 56
2.2.2 科學素養的培養 59
2.2.3 小結 61
2.3 STEM課程統整的設置：獨立與融合兼具 61
2.3.1 STEAM課程模式 63
2.3.2 STEAM課程教育目標 65
2.3.3 小結 66
2.4 STEAM課程的教學設計與應用 66
2.4.1 STEAM課程對多學科素養的培養和統整 67
2.4.2 STEAM課程的教學設計 71
2.4.3 STEAM課程的教學應用 75
2.4.4 國內外STEAM課程教學的現狀 78
2.4.5 目前澳門STEAM教育課程發展 96
2.4.6 小結 99
2.5 澳門中小學生科學素養培養的現況 100
2.5.1 科學知識為本，教學模式多樣化 101
2.5.2 有效教學模式，培養科學素養 101
2.5.3 注重實驗動手，用“體驗”培養科學素養 102
2.5.4 以“習題”訓練作總結，培養科學素養 104
2.5.5 小結 106
2.6 STEAM課程的評測標準 107
2.6.1 STEAM教育與解決問題創新思維能力 108
2.6.2 STEAM教育與創客實踐 113
2.6.3 STEAM教育的評測：STEAM成果 114
2.6.4 澳門STEAM教育科學素養標準測評依據 115
第三章 研究設計與實施 118
3.1 研究設計及研究架構 118
3.1.1 研究流程 118
3.1.2 問卷數據分析方法與工具 119
3.1.3 課堂觀察 122
3.2 文獻研究法 123
3.3 德爾菲(Delphi)法 126
3.3.1 研究對象：德爾菲學者專家小組 128
3.3.2 德爾菲法的實施 132
3.3.3 德爾菲法資料的處理 134
3.3.4 德爾菲法調查過程 136
第四章 測評標準的建構與應用 147
4.1 “機械運動”STEAM統整課程設計 148
4.1.1 STEAM統整課程設計流程 148
4.1.2 STEAM課程—“機械運動”的內涵 158
4.2 STEAM課程實施應用 164
4.2.1 “機械運動”STEAM統整課程 166
4.2.2 “機械運動”STEAM課程實施 168
4.2.3 “機械運動”STEAM統整課程的測評 169
4.3 STEAM科學素養調查問卷設計 170
4.3.1 問卷分析 166
4.3.2 信度及效度分析 173
4.3.3 描述性分析及結論 175
4.3.4 相關分析及結論 184
第五章 研究結論、討論與建議 192
5.1 研究結論 192
5.2 運用測評標準進行課堂觀察學生的科學素養 193
5.2.1科學素養與成果本質 194
5.2.2科學素養與成果創作理念 208
5.3 研究建議 218
參考文獻 226
作者簡歷 275
附錄一 STEAM教育科學素養測評指標問卷(德爾菲法第一輪諮詢問卷) 277
附錄一A STEAM教育科學素養測評指標問卷(德爾菲法第一輪專家修正說明) 279
附錄二 STEAM教育科學素養測評指標問卷(德爾菲法第二輪諮詢問卷) 280
附錄二A STEAM教育科學素養測評指標問卷(德爾菲法第二輪專家修正說明) 281
附錄三 STEAM教育科學素養測評指標問卷(德爾菲法第三輪諮詢問卷) 282
附錄四 德爾菲第一輪問卷資料處理與分析 283
附錄五 德爾菲第二輪問卷資料處理與分析 284
附錄六 德爾菲法總結性(第三輪)問卷資料處理與分析 285
附錄七 中學生STEAM科學素養調查問卷 286
附錄八 中學生STEAM工程過程備忘單張 287
附錄九 STEAM課堂簡報(活動一：生活中的飛機) 288
附錄十 STEAM課堂簡報(活動二：生活中的量度工具) 289
附錄十一 STEAM課堂簡報(活動三：我的冠軍飛機) 290
圖目錄
圖1-1-1 歷屆澳門PISA科學素養成績 23
圖1-1-2 PISA2015科學素養排行榜 23
圖1-1-3 PISA2018科學素養排行榜 24
圖2-1-1 體驗式學習模式 55
圖2-2-1 STEAM金字塔圖 58
圖2-2-2 STEAM素養金字塔 60
圖2-3-1 Fogarty的10種課程統整模式 63
圖2-3-2 STEAM課程模式 64
圖2-3-3 STEAM整合式課程模式 65
圖2-4-1 STEM取向的課程架構 92
圖2-4-2 “珠一線”課程模型 93
圖2-4-3 課堂時間構成圖 94
圖2-6-1 PISA2015科學素養測評框架 112
圖2-6-2 中小學生科學素養測評框架 113
圖3-1-1 研究流程設計 119
圖4-1-1 STEAM課程主題分析 149
圖4-1-2 STEAM課程問題設計流程 154
圖4-1-3 STEAM統整課程架構 155
圖4-1-4 “機械運動”探索流程與重點 157
圖4-1-5 STEAM課程制作與創新工程流程圖 165
圖4-1-6 STEAM紙飛機課程作品展 164
圖4-2-1 STEAM課程實施架構 169
圖5-2-1 由學習到創新，從玩耍到科學知識探究 195
圖5-2-2 測試紙飛機的工具：卷尺和秒錶 197
圖5-2-3 機翼寬大，增大空氣浮力 198
圖5-2-4 飛機形態與飛行相關 199
圖5-2-5 紙飛機工程設計圖 200
圖5-2-6 學生的飛機美態 204
圖5-2-7 測量與數據處理 208
圖5-2-8 自制高度測量器具 212
圖5-2-9 小組同學互相學習與討論 213
圖5-2-10 紙飛機作品的各種美態 216
表目錄
表1-1-1 2002年-2017年澳門行業就業情況 10
表1-1-2 2002年-2017年澳門行業之每月平均工資 11
表1-1-3 2002年-2017年澳門勞動參與就業率 12
表1-1-4 2002年-2017年澳門勞動人口教育狀況 13
表1-1-5 澳門地區中小學辦學實體數量統計 15
表1-1-6 1984年以後澳門基礎教育改革法令 21
表1-1-7 澳門2003-2018年PISA科學素養成績 22
表1-4-1 澳門地區中小學辦學實體數量統計 38
表2-4-1 STEAM多學科素養 68
表2-4-2 STEAM素養整合 70
表2-4-3 國內學校每周STEAM課程課時安排 84
表2-4-4 國內實施STEAM課程形式學校比例 84
表2-4-5 國內STEAM課開發形式 85
表2-4-6 國內及台灣STEAM課程案例 86
表2-4-7 STEM教育課程設計簡表 88
表2-4-8 「設計導向工程計劃」初中階段課程架構表 92
表2-4-9 德國、日本、韓國、澳大利亞STEAM課程教學現狀 95
表2-6-1 PISA2015科學素養測評框架 112
表3-3-1 德爾菲(Delphi)法的缺點與難點 127
表3-3-2 專家顧問小組專家簡介 129
表3-3-3 德爾菲(Delphi)法專家小組社團及職務背景 130
表3-3-4 平均數代表重要程度對照表 135
表3-3-5 四分位數判定對照表 136
表3-3-6 STEAM教育科學素養測評標準一級維度 137
表3-3-7 STEAM教育科學素養測評標準二級指標 137
表3-3-8 第一輪德爾菲問卷STEAM教育科學素養測評標準一級維度 138
表3-3-9 第一輪德爾菲問卷STEAM教育科學素養測評標準二級維度 138
表3-3-10 一級指標刪減(操作性)項目意見 139
表3-3-11 第一輪德爾菲問卷STEAM教育科學素養測評標準一級維度 139
表3-3-12 STEAM教育科學素養測評標準 146
表4-1-1 “機械運動”課程和STEAM元素對照表 152
表4-1-2 課程目標與具體教學目標對照表 157
表4-1-3 數學學科教學目標 160
表4-1-4 科學學科教學目標 161
表4-1-5 工程與技術教學目標 162
表4-1-6 人文藝術學科教學目標 163
表4-2-1 教學活動和教學目標對照表 167
表4-2-2 教學目標與科學素養和測評標準目標對照表 167
表4-2-3 STEAM課程模組活動設計 168
表4-2-4 “機械運動”STEAM測評構面次數表 170
表4-3-1 STEAM科學素養調查問卷向度與題號分布 172
表4-3-2 STEAM統整課程研究對象 172
表4-3-3 信度統計 174
表4-3-4 量表的KMO值檢驗與Bartlett球體檢驗 175
表4-3-5 學生科學素養的描述性分析 177
表4-3-6 科學素養測評的描述性分析 180
表4-3-7 科學素養之因素分析 185
表4-3-8 成果作品本質因素分析 186
表4-3-9 成果作品創作理念因素分析 188
表4-3-10 科學素養與科學素養測評標準的相關分析 189
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