STEAM教學經驗分享
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「優」然東興圳 謝宇姍 老師
學校附近東興圳上游水圳公園的螢光夢幻湖的湖水，已經開始出現水質優養化情形，因此，發展研擬出解決螢光夢幻湖湖水的水質優養化解決方法，期待透過新創建的裝置來改善目前的水汙染現況，產生解決環境問題的負責任行動，身體力行在有助於地球環境永續發展的事務，進而具備了現代優質國民應有的環境素養。
背景脈絡
六家地區自清代林家開墾以來，一直是傳統客家農村聚落，然而配合都市發展需求，在有計劃的發展下，傳統客家聚落空間與文化逐漸被壓縮，面臨保存、修復、永續經營等許多挑戰。在都市化的背景下，六家地區除了傳統客家農業聚落外，更保存了過去農業水利設施「東興圳」的紋理。東興圳 是一條具有 200 多年歷史的水圳，過去作為農業灌溉的水源，有不可或缺的重要性！但隨著都市化及生活型態轉變，東興圳已由「生產」為主的
角色，逐漸成為六家地區的「生活」舞台。
然而，近年來東興圳的生態環境早已不復過往，經由師生共同沿著東興圳溯流而上，觀察後發現學校周邊位在東興圳上游處的水圳公園螢光夢幻湖的湖水，已開始發生水質優養化現象，若持續不改善現象，則湖水一旦發生嚴重優氧化的話，將導致水中各類動植物的衰亡絕跡，甚至造成散發惡臭味的水污染，因此，期望能藉由同學的發想，能提早發展出解決東興圳上游的水圳公園螢光夢幻湖的湖水水質優養化方法，期待能透過這個方法來改善水質優氧化的問題，讓水質能恢復成最清淨的樣貌。
STEAM Idea
S（Science）- 以育之科學知識、水溶液之科學知識 、力學之科學知識等為主。 →課綱：溶氧量(飽和溶氧量)、水汙染(優養化)、浮力(課綱中的字眼)
T（Technology）-如何以 Micro:bit 的元件製作偵測警示器，及如何藉由水質偵測器連 結具警示作用之燈光、蜂鳴器，甚至觸動伺服馬達帶動水車運轉打水等物聯網科 技。 →LED 燈、光敏元件、Micro:bit 程式設計、物聯網之養殖池監控系統
E（Engineering）-如何設計水質偵側器及其相對應的促發元件，如：燈光訊號、蜂鳴 器、伺服馬達等？ → 運用 Micro:bit 程式邏輯達到目的，並利用電學原理，結合溫度感測的水質偵測 器，連接具警示作用之燈光、蜂鳴器，達到提醒水質溶氧量不足的效果，甚而啟動 必要的改善水質處置行動之運思解決過程
A（Art）-如何製作符合環境美觀的偵測裝置外型，可以安置偵測裝置於水圳公園內 湖的哪個位置？如何使其設置的外觀及位置能與當地環境融為一體，，能兼具美感 與實用，而無違合感？ →學習偵測器裝置符合在地環境的外觀設計、設計具備偵測器的成品
M（Mathematics）- ppm 與溶氧量的計算、如何以比例尺的數學概念，去設計最符合 現況的偵測器裝置？進階學習如何監測不同時間下的溶氧量，做出相關的統計圖並 能分析資料後，說明其所代表的意義為何，嘗試去學習大數據分析。 →溶解度、比例尺、統計圖表、統計數據、統計資料分析、數據的分布
STEAM背景知識
S 科學向度：
1.「電路的連接」
學生於國小四上第四單元–「燈泡亮了」中，認識電池正負極、燈泡和電線的構造，並知道電流通路和斷路的原理，且操作串聯和並聯的方式使燈泡發亮的方法。
2.「光的特性」
學生於國小四下第四單元–「光的世界」中，從觀察光的折射、光的顏色與特性，以及光的三原色應用。
學生於國中二上第四單元–「光與色的世界」中，從觀察光的直進性、，以及色光三原色應用。
3.「溫度測量」
學生於國中二上第五單元–「溫度與熱」中，從觀察溫度變化造成
物體受熱膨脹等性質及如何用適當的儀器來正確測量溫度。
4. 「環境汙染」
學生於國中七下第六單元–6-1「人類對環境的衝擊」中，學會優養化是水污染的指標之一，是指湖泊、河流、水庫等水體中，氮、磷等植物營養物質含量過多所引起的污染現象。了解到優養化會造成藻類大量繁殖，遮蔽陽光、消耗，導致魚蝦死亡，微生物分解魚蝦會消耗更多，造成惡性循環。
5. 「生物多樣性」
學生於國中七下第六單元–6-2「生物多樣性」中，了解生物多樣性包含三個層次:遺傳多樣性、物種多樣性、生態系多樣性，也知道生物多樣性所可能面臨到的危機，以及生物多樣性對地球生態以至整個人類所
具有地積極意義。
T 技術向度：
1. 「Micro：bit」
已接觸 JavaScript 積木式程式編輯器（PXT）基本介面，並學習到運用 5*5LED 屏幕顯示的程式設計，以及連接外部水質偵測器的方式，以及溫度度感測器的使用和程式驅動。
2. 「Google 雲端教室」
學生於國中一上資訊教育課，已學習如何進行 Google Classroom 帳號申請及參與雲端課程教室。
E 工程向度：
學生於小學四上第四單元–「燈泡亮了」中的活動三─電池玩具
中，已有利用電學原理設計電池玩具的構思、整合、調整與創作的脈絡經驗。而在四下第四單元–「光的世界」中，透過了解光的特性，在光度感測活動中，將所學達到經驗整合與實際應用。另在國中二上第四單元–「光與色的世界」中，透過光的直進性及色光三原色驗證活動，瞭解光的基本性質。在國中二上第五單元–「溫度與熱」中，藉由自製溫度計及觀察物體受熱所造成之體積變化等實驗，瞭解熱的基本定義。
A 藝術向度：
學生運用先前所使學過的空間美學規畫與媒材創作技巧，利用生活可得的環保素材來進行設計與製作。
M 數學向度：
學生依據國小六下所學得之縮圖比例尺單元依據比例縮小，繪製出符合當地環境尺寸之偵測器裝置。