以艺术为核心的STEAM教学

说起STEAM很多人会立即联想到机器人、3D打印和程序设计，但这三者严格说来应该归属于STEM，因为它们一来偏向传统学科分类的理工科，二来则是与课堂的连结度不高，大部分学校都是利用放学后社团时间，或是兴趣小组方式来组织少部分学生学习，只有编程可能在计算机课里由计算机老师来单科教学，谈不上跨学科融合。

从STEM兴趣学习到STEAM课堂教学

以理工为主轴的教育就是未来的正确发展方向吗？《信息爆炸时代的简单思考》(The Organized Mind : Thinking Straight in the Age of Information Overload)作者丹尼尔．列维廷(Daniel Levitin)就说：「单单艺术、科技或科学无法解决问题，三者的结合可能才是当中最具威力的。」再去翻开人类历史看看，改变世界的都是理工与艺术跨界整合的人，像达芬奇不仅是科学家、医学家，他的艺术成就更是冠绝古今，《蒙娜丽莎的微笑》黄金比例构图，完美诠释了数学与绘画融合带来的美感；提出《相对论》的爱因斯坦，不仅是杰出的物理学家，也是演奏家级的小提琴手，他曾表示拉小提琴有助于他的理论思考；设计出第一台个人计算机的乔布斯则是从学生时代就醉心于艺术领域，使苹果产品充满人性化与美感。

因此在STEM教育推行几年之后，包括罗得岛设计学院校长约翰．前田(John Maeda)和乔治特．亚克曼(Georgette Yakman)等人认为学习不能偏重理工学科，主张在STEM中加入艺术(Arts)，STEAM教育思潮因而慢慢形成，而其跨学科融合的项目式学习(Project-Based Learning, PBL)特性，更使教育朝向现代化发展成为可能。

相较传统教师中心教学法以发展智力为主，STEAM教育则是以学习者为中心，学生组成学习小组，基于杜威『做中学』(learning by doing)教育理念，学生围绕一个融合多个学科的项目(project)来进行学习，能够达到培养学生多元智能的目标。

正因为将音乐、绘画等艺术元素融入到STEAM教育中，便使STEAM更轻松地能以跨学科融合的特性进入传统课堂，而因为跨进了课堂教学这个教育的主战场，以STEAM来改变教育有了实现的可能。

也许有人会认为即使在STEAM教育中，音乐、绘画等艺术领域仍只是陪衬，教学还是要以STEM等四个学科为主，但下面这一堂课却颠覆了多数人的主观印象。

一堂以艺术为核心的STEAM创客动画教学

创客动画是一种逐格拍摄相片，再以视频方式展现动态效果的软件技术，利用乐高积木所完成的蝙蝠侠系列电影就是以类似技术来拍摄。摄影时由人来改变积木排列制造动作效果，或变化道具位置、背景灯光等，再一格一格拍下微小改变的画面，快速连续播放便成了动画电影。

在一堂由台湾音乐专业与信息技术融合教学专家吴慧琳博士主教，针对香港学生辅助会小学五年级学生所进行的〈在那灿烂的星空下〉创客动画教学，就呈现了如何以艺术为核心来开展STEAM教育的多学科融合教学。在这个单元中，学生融合了音乐、美术、数学、计算机科技等不同领域的知识和技能，以小组合作学习形式，完成一个动画制作项目，过程中还培养了计算思维。

〈在那灿烂的星空下〉单元由学生的生活经验出发，几乎每一个香港孩子都去过迪士尼乐园，共同经验就是游园尾声的花车游行和夜间施放的烟花。吴博士将柴可夫斯基作曲的《俄罗斯舞曲》开头分成三小段，分别要学生根据音乐旋律变化来设计烟花绽放和花车游行动画。

1. 身体律动

课堂以身体律动展开，教师让学生循序渐进地从配合鼓声开始，到搭配音乐旋律，让学生跟着节奏伸展身体，配合身旁同学一同探索周遭空间，或个人、或三四人一组，在音乐节奏点上排列空间图案。这一段教学既学习音乐旋律与节奏，也让学生透过体感为动画创作中烟花于夜空绽放的空间安排打好基础。

搭配音乐节奏的身体律动与空间探索

2. 音乐节奏

以身体律动衔接课堂学习，立刻就能吸引学生专注地投入课堂活动，接下来学生要在学习单上为A段音乐的每一个拍点，依照声音力度涂上深浅不同的颜色。当学生画好之后，他们就能从颜色分布中找出节奏力度，而且还会发现旋律的规律性。

学生在学习单中以颜色深浅表示音乐的不同力度

3. 数学

在正式上机拍摄A段音乐的烟花动画之前，老师要求学生做好每一个画格的内容规划，学生要算出将近24秒的音乐需要多少画格，也就是要算出帧速率，才知道要拍摄多少张照片。以《俄罗斯舞曲》开头的A段旋律来说，一共有4个乐句，总长大约24秒，每一乐句约长6秒，乐句中有4小节共16拍，学生要从这些数字来推算拍摄时的帧速率和每一拍乐佔几个画格。在这裡学生要利用学过的数学，求6和16两数的最小公倍数，得出一个16拍，播放长度6秒的乐句，一共佔48个画格，也就是拍摄时要拍48张照片，反过来推算出帧速率為8，一拍佔3格画格。

4. 计算思维

音乐和计算思维虽说搭不上边，但在这堂课中，透过分析音乐旋律的重复性，学生学会并不需要一格一格拍摄一百多张动画照片，而是只要做出一个乐句，其余只要复制做好的乐句，然后在适当位置贴上这些完成的动画片段就能快速完成。这就像程序设计中呼叫子程序的概念是一样的。此外，由于音乐是由人来指挥，无法像计算机一样精准，所以做好动画后会发现大烟花和小烟花绽放时间与音乐的搭配上并不精准地在同一个点上，学生就要像编写代码的抓臭虫(debug)一样，找出影音差异点，藉由增添或删除画格内容，产生最好的动画效果。

重复性音乐旋律和影音节奏搭配可以培养学生的计算思维

5. 美术

在花车游行动画环节，学生首先要动手制作花车，结合他们看过花车游行的记忆，利用模型小汽车、超轻黏土、珍珠泥、立体贴纸和花草小道具等不同材质的材料，同学们小组合作发挥创意，做出了各式各样美丽的花车。

学生手制游行花车

6. 计算机操作

创客动画是以逐格拍摄方式进行，学生在星空背景板贴上大大小小彩色贴纸来制造烟花效果。当烟花由小渐大爆破时，在第1、2格时背景板上只贴上一张贴纸（一拍占2格），第3、4格则贴上第二层贴纸后再拍摄，逐步扩大，连续播放时就是烟花绽放的效果。做完第一乐句后，只要复制贴上3次，就可以完成整个A段动画4个乐句的制作。接着导入音乐观看播放效果，透过增删画格来让影像与音乐旋律做完美搭配。

7. 人际与内省

学生是以小组合作形式来进行动画编辑，过程中有些小组制作的动画和音乐旋律一直搭配不起来，组内成员间因此引发争执，此时老师适当介入，引导学生聚焦在问题的解决，而不是彼此的指责。这种人际之间互动所发生的问题是日常皆可见到的景象，学生透过课堂活动可以学习如何妥善处理这类冲突。而作品分享时，学生有了反思自己的机会，看到别人的优点能够学习，缺失则知道如何改善。

这样一个看似轻松简单，以艺术为核心的STEAM创客动画课堂，它却完美实践了霍华德．加德纳(Howard Gardner)所提的语言、数理逻辑、空间、身体律动、音乐、人际、和内省等多元智能的培养。而从脑神经科学角度来看，日本脑科学专家加藤俊德(Kato Toshinori)博士提出包括记忆、视觉、感情、思考、理解、听觉、传达、运动的八大脑区理论，〈在那灿烂的星空下〉这堂课则是在一个单元中开发与活化学生们整个大脑的所有区域。

聚焦于课堂的STEAM教育让学生不再是被动地听讲，也不是只能坐着思考的静态学习者，它是体验的、探索的、主动的、群体的、多维度的、发展学生多元智能的、全脑开发的现代课堂。美国知名创客教师道格．约翰逊(Doug Johnson)在他的著作《从课堂开始的创客教育》(Teaching Outside the Lines)中总结：”那些真正体验过真实的、以项目为基础的学习，并且鼓励过学生的创造力的教师们，随着时间的推移会慢慢变得更加习惯于放弃对学生的掌控，也不再执着于对所谓“标准”答案的追求。”教师们应该勇于在自己的课堂中采用创客教育模式，以艺术为核心的STEAM教学更能体现并彰显现代教育的价值。