台灣原住民族有十六族之多，擁有獨特、多元的原住民族文化，然而不少原住民特有的文化卻也隨著時代改變逐漸消失，新一代的原住民對自身文化也不甚熟悉，故原住民文化保存與教育成為當今社會倍加重視的議題，為使其傳統文化得以傳承延續，可從原住民學童教育扎根起。然而原住民學校常地處偏遠，在學習資源取得不如都會區學校，另一方面，原住民族與漢族的文化與生活情境有所相異，應從課程教材與教學方式等面向加以著手（陳伯璋，1998），進一步探討適合原住民學童的學習模式，以原住民文化為本，設計更貼近原民文化與生活情境的課程教材，同時培育具有原住民文化素養的專業師資，以促使原住民教育更能反映原民文化與原住民學童需求。有鑑於此，本計畫團隊自2009 年起便致力於原住民國小數理教育，陸續參與第一~三期的原住民科學教育計畫，投入至少12年心力。並於2022年參與「族群研究與原住民族研究」整合型計畫，持續推動原住民國小數理教育研究。

(一)第一期成果奠定穩固基礎(2009~2013)

研究者主持2009 至2013 年的第一期原住民科學教育整合型計畫「融合原住民文化與CPS之科學課程發展與評鑑—以能源、機器人為例」，融合原住民文化與生活情境，並搭配能源、機器人課程編撰適合原住民學童的創造力課程等，共計36 單元，並出版創造力好好玩之課本習作及教學指引(請參考圖一)。 並前往宜蘭縣南澳國小進行教學活動與師資培訓活動共計120次，除加深原住民學童自身傳統文化外，更授予重要的學科知識，並採大量「動手實作」與「協作式問題解決」教學策略，不僅讓學童習得知識概念，也學習小組團隊合作。計畫辦理科學展、冬令營與夏令營等活動，又帶領原住民學童參與國際性機器人大賽，屢獲佳績。第一期執行時發現雖然有助原住民學童的數理與創造力學習，但計畫執行中亦發現，原住民學童在操作機械人的空間定位不夠精準，推論可能因空間表達能力不足而影響科學學習。

(二)第二期成果建立原住民互動式數位教材(2013~2017)

有鑑於第一期成果發現需要加強原住民空間能力及邁向資訊科技融入教學世代，第二期原住民科學教育整合型計畫「原住民學童CPS 空間概念課程與評量之教學平台發展與建置研究」，便以空間概念為主軸，開發與推廣原住民學童數理領域之多媒體互動教材，計有空間概念21 個、基礎機械10 個、能源概念12 個、數學五感24 個。同時建置原住民科學教育計畫CPS 網路學習平台以利推廣學習，該平台彙整各子計畫開發之互動教材，教師可配合授課需求彈性運用自組，可透過平台的九步驟協作式問題解決教案設計系統製作教學範本。

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第二期計畫所開發之數位教材與CPS 網路教學平台，不僅可供南澳地區，亦可推廣至鄰近地區乃至全國原住民部落，藉由網際網路使學習不受地域時間限制，原住民師生可持續進行教學與學習活動。

(三)第三期成果建立原住民行動學習教材(2017~2021)

基於上述背景與原住民學童教育之豐富經驗，除了空間概念外，研究團隊基於第一、二期研究成果，認為應該全方面的強化原住民學童的幾何概念，以提升其數理發展能力。本期加入了「行動學習」，鑑於行動裝置的普及化，課程中使用平板輔助學習，教學活動也更加多樣有趣。此外，有鑑於PISA（the Programme for International Student Assessment）國際學生能力評量計畫於2015 年新納入合作式問題解決能力評量，可見在教學中，讓學生學習以團隊合作的方式共事，培養其批判思考、人際互動及問題解決之能力，也是當今國際教育所重視的能力。故第三期整合型計畫仍繼續採用CPS 教學策略，持續開發一套測驗CPS 能力的線上評量系統，希望提供給全國各地老師與學生使用，藉以培養學生的CPS 能力。最後，資訊科技快速發展，行動學習翻轉了教學的方式，研究團隊希望原住民三至六年級學童雖在偏鄉，亦能不受時空限制，能有隨時隨地學習機會，並培養主動學習的精神，因此採用行動學習方式，以原住民文化情境為本，開發符合原住民學童之幾何、能源與機械人、程式設計與運算思維與科普閱讀等數理領域CPS 行動學習課程，並發展具備原住民文化元素APP 遊戲與PISA生活情境試題，從小培訓原住民學童生活應用與問題解決之能力。

第三期分別在幾何領域、能源與機器人領域、程式設計與運算思維、以及科普閱讀等四大領域，各開發了6款融合原住民文化情境之APP。這三期除了著重在教材開發與課程推廣，本期更著重在培育具原民素養與數理專業能力的師資，使其了解CPS 行動學習與PISA 內涵，開發具原民情境元素的PISA 測驗題組，幫助原民學童從小建立科學、數學、閱讀相關素養及協作式問題解決能力。

(四)建立原住民族文化與新興科技融合之跨領域課程(2022~2024)

本期研究仍維持以原住民文化為本，並嘗試在數理領域裡帶入新興科技以提升原住民族兒童科學素養。本整合型計畫重點在數學、資訊及自然科學領域裡，融入機器人、AIoT、混合實境等新興科技，進行原民國小中高年級的STEM跨域課程設計與教學。教學設計融入原住民文化情境，三年的原民主題分別是種小米、狩獵及風味餐，並延續採用CPS教學策略進行STEM教學活動。並運用第三期所開發之CPS線上評量系統及開發的題組，進行原住民國小協作式問題解決能力指標分析。