STEM教育熱潮席捲全球,有關概念亦不斷演化,如加入「A」(藝術)、「R」(閱讀)等元素,延伸成STEAM、STREAM等。本港教育界近年陸續把STEM元素納入常規課程及學習活動中,面對跨科協作、強調「動手做」的教學模式,無疑為教育工作者帶來不少挑戰;早前《施政報告》更公布了多項STEAM教育措施,當中包括在兩個學年內,至少四分之三公帑資助中小學需安排教師參與STEAM的專業培訓,可見教師增值STEM技能勢在必行!
文:麥懷欣 圖︰受訪者提供、www.freepik.com
源於美國的STEM(科學、科技、工程及數學)教育概念,近10年愈趨盛行,且被視為多個國家推動教育改革的重要方向。香港自2015年提出推動STEM教育及進行諮詢,近年政府增撥更多資源,加大力度積極推動STEAM教育,以配合未來創科產業的發展藍圖。
任教中學數學科30多年,現職迦密愛禮信中學副校長、STEAM教育統籌組主席的黃偉強不諱言,STEM教育有別於一般傳統學科,着重跨學科的元素及應用綜合的知識來解決問題;加上面對教與學方法的不同,如強調「動手做」的教學模式、鼓勵學生從錯誤中學習等;以及當局對學校推動STEM教育方面沒有提供明確的指引作依循,各校課程設計各師各法,尤其為起步階段的推行工作增添困難。
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STEAM教育統籌角色不易為 藉碩士課程提升專業能力
為增強對STEM教育的認識,他於2017/18學年參加了教育局舉辦的「在職中學教師帶薪境外進修計劃」,接受STEM教育相關培訓,當中包括到英國參與系統學習課程及駐校體驗學習,令他眼界大開,亦深感香港值得發展STEM教育。
他及後修畢香港教育大學(下稱「教大」)的「STEM教育文學碩士」課程。「無論是STEM、STEAM,抑或是STREAM,教育界、政府及坊間也有不同的定義,透過修讀此碩士課程,最大的得着是學懂如何把不同元素互相配合,應用於不同的學科上。」
他指,課程涉獵與知識建構、教學法和思維方式的教育理論,並有大量的手作活動,讓他有機會嘗試不同的STEM技術,例如:3D打印、使用 python 編碼和 micro:bit 驅動設備等,對提升其STEM教學專業能力、從設計和製作活動中獲得靈感均不無幫助,亦讓他更有信心做好帶領STEAM教育統籌組的工作。
他補充,同學來自不同背景,包括:中小學教師及管理層、初創企業老闆等,有助互相學習及交流教學心得,特別是僱用外間服務及購買科技器材等意見。
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不同學科靈活應用STEM元素 讓學生發揮創意
黃偉強認為,不同學科也能滲入STEM的學習元素,他以中一學生為例,可透過利用水喉通製作笛子,過程中讓音樂科、設計與科技(D&T)、視覺科跨科協作,利用D&T大型儀器鑽出笛子的音孔、3D打印技術來打印笛咀,繼而以點線面來裝飾笛子,最後吹奏一首樂曲。
推動STEM教育 師生同行
透過經驗的累積,教學團隊的不斷摸索及努力嘗試,融入於不同學科的常規課程、學習活動及讓學生參加不同類型的STEM比賽等,這些都有助推動STEM教育的文化氛圍。黃偉強說,該校於數年間發展出STEAM教學模型;而STEAM教育統籌組團隊亦擴展至6、7名成員,包括來自數學、D&T、化學學科的教師。
科技發展日新月異,他認為,要迎合STEM教育發展的趨勢,教師務必與時並進,如近期興起人工智能、深度學習、機器學習熱潮,便應一起學習。作為學校管理層,面對求職者若曾接受STEM的專業培訓或有STEM的比賽經驗等,他認為會具備一定優勢,因能帶領學校發展不同的方向。
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STEM教育求才若渴 專修碩士課程培訓知識技能兼備人才
本港STEM教育起步了數年,教大科學與環境學系副系主任(研究及研究課程)、副教授楊志豪博士表示,本地中小學由起初的摸索階段,到現時已訂立宏觀的學習計劃,更長遠是轉化為深層次的推動,從課程設計、學習目標,以至如何與常規課程緊扣等不同方面,讓STEM教育得以縱向發展。
STEM教育熱潮席捲全球,他寄語,教育工作者應抱持開放心態、樂於不斷嘗試,以及提升STEM技能裝備,才能因應學生的能力及興趣,設計合適的課程和學習活動,以達到教學目標。
為讓有志在不同領域推動STEM教育的從業者及具備STEM教育相關背景者接受相關專業培訓,教大於2019/20學年首辦「STEM教育文學碩士」課程,旨在探討如何在教育中結合STEM的4大元素。
上述課程更納入教資會第四屆「指定研究院修課課程獎學金計劃」的合資格課程,提供10個名額,會為獲選的2023/24學年入學本地學生提供獎學金;課程同時列入教育局「教師獎學金(進修碩士學位課程)」(2022/23)獲資助課程名單。
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示例分享+手作活動+實習 多元學習體驗
擔任課程主任的楊博士稱,學生需完成6個必修科及2個選修科,當中包括STEM教育理論和課程觀點、科學探究及工程設計、培養創意及創新思維、編程及電腦運算、教育科技、STEM教育研究,以及小學/中學STEM課程、教學及評估等相關科目。
他續稱,課堂講授理論知識以外,老師亦會透過分享示例及大量的手作活動,讓學生親身體驗,以掌握具創造性的解難方案及領導STEM教育的校本發展能力。
學生更可從實習或研究項目選擇其一作為選修科。楊博士說:「我們會安排學生到本地中小學或STEM相關機構(如科學園、科學館)實習,活用課程所學於真實的工作環境中,也能從中了解STEM教育的文化。」
STEM/STEAM教育2示例
.宗教科(小學):以教授聖經故事「挪亞方舟」為例,可融入視覺藝術元素,讓學生製作船隻及不同動物。
.科學科(中二):以教授「光合作用」為例,可配合設計裝置(如不同的燈光)來測試對植物光合作用的影響。
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