深化普及STEM教育 培養科創人才缩略图

深化普及STEM教育 培養科創人才

香港特區政府在《2015年施政報告》(第154段)及《2016年施政報告》(第89段)連續兩年把STEM教育列為香港發展的重點政策之一,由此可見政府銳意推動STEM教育的決心。緊接《2015年施政報告》,政府又於同年11月公布《推動STEM教育——發揮創意潛能》概覽(以下簡稱《概覽》)。《概覽》提及有關香港推動STEM教育的建議和策略。這些建議與本地學校未來十年的校本課程發展息息相關,為未來的學校課程持續更新擬定方向。這些舉措反映政府旨在深化及推動STEM教育普及化,以應付未來全球因創新及科技推動的新經濟而產生的龐大人才需求問題。

 

推行STEM教育 香港起步較遲


STEM教育是科學(Science)、科技(Technology)、工程(Engineering)及數學(Mathematics)的綜合教育。英、美等先進國家早於上世紀90年代已開始推行STEM教育,其他國家和地區也不敢怠慢,努力追趕。香港起步較遲,相比之下較為落後。自STEM教育概念面世以來,與此相關的學術文章、研究論文及政策報告等如雨後春筍,多不勝數。雖然這些文獻在不同地方及時間發表,它們對STEM教育目標的看法卻大同小異,普遍認為STEM教育的焦點主要是兩項目標:目標一是培養及提高學生在科學、科技、工程及數學方面的整體「素養」(STEM Literacy),目標二是提升學生的科學、科技、工程及數學的綜合「勝任能力」(STEM Competence)。

 

深化普及STEM教育 培養科創人才

   筆者呼籲教育局可鼓勵中小學在STEM教育中加入更多「動手」元素。圖為科學節學生工作室


報考相關科目學生數慘不忍睹


  根據考評局最近公布的《2016年香港中學文憑考試報考統計資料》,在云云選修科目中以「經濟」(Econ)科最熱門,報考人數多達16,937人,而「企業、會計與財務概念」(BAFS)科的報考人數也不少,有12,565人之多。純理科目也亳不遜色,「生物」、「化學」及「物理」等科目的報考人數分別為16,07215,43712,763人,媲美商經科科目。而與純理科目息息相關的「數學科延伸部分單元一」(M1)及「單元二」(M2)分別有3,6145,433人報考,與商經科及純理科目相比較為落後。較令人失望的是科技科目,「資訊及通訊科技」科只有6,408人報考,而「設計與應用科技」科的報考情況更是慘不忍睹,只有寥寥的703人。筆者認為對提升STEM的綜合「勝任能力」而言,這些數字背後隱藏着一番啟示。

  首先,報考商經及純理科目的人數相比其他科目較高,此現象反映一般中學生對未來就業的傾向不是選擇從醫就是從商,有意當工程師或科技專才的青年人比較少。再仔細查看數據,發現報考「經濟」科的人數分別是「設計與應用科技」科的24倍及「資訊及通訊科技」科的2.6倍。若把「設計與應用科技」和「資訊及通訊科技」兩科與「生物」科比較,結果相約。情況如此繼續下去,未來香港有可能出現醫學及商業人才過剩,本地創新及科技產業便再難有太大的發展機會。

  第二,在未來職場上估計大多數非技術性的人士在邏輯及推理思維上恐怕不會太強,原因是他們在微積分、統計、代數等數學理論基礎並不深厚,這種情况從報考「數學科延伸部分」(單元一及單元二)的人數便可見一斑。

  第三,今年「資訊及通訊科技」科的報考人數是「設計與應用科技」科的9倍,情況反映了對科技或工程課程感興趣的學生較喜歡「軟」工程(例如電腦、互聯網、移動裝備等軟件科技),相反對製造、生產、電機、水利等「硬」工程卻不太熱衷。雖說這趨勢有助「創科局」推動「創科初創企業」,但對另一目標「再工業化」來看,則會構成嚴重的負面影響。

  事實上,政府對學生多年來屢屢避開選修科技相關科目的不健康「常態」是了如指掌的,因此在近兩年的《施政報告》中,政府都強調推動中小學STEM教育的決心。教育局更於201512月公布《推動STEM教育—發揮創意潛能》概覽,介紹政府推動STEM教育的建議及策略。然而,不管概覽如何建議改善STEM,「教育局」及「創科局」若然一日未能解決學生在中學文憑試(DSE)選修科的失衡問題,STEM恐怕也是徒然,香港便難有足夠本地人才滿足未來創新及科技發展的需求。

 

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香港學生的創新發明備受關注。圖為香港學生參加科技展


相關科目應改為理工生必修


  教育局在《推動STEM教育—發揮創意潛能》概覽中提出不少具方向性的建議,並且在中小學STEM課程設計上加以落墨。這些建議及意見對學校落實「目標一:提高學生STEM整體『素養』(STEM Literacy)」絕對有幫助。然而,《概覽》在STEM教育在小學升中學、中學升大學及大學就業等銜接點上關注較少。這些銜接點與「目標二:提升學生STEM的綜合『勝任能力』(STEM Competence)」息息相關,就此筆者建議如下:

  首先應加強大學理工生TM基礎。筆者認為中學文憑試(DSE)選修科目與大學銜接是成功推動STEM教育的關鍵。如果所有大學都要求M1M2及「資訊及通訊科技」或「設計與應用科技」為報讀理工學科的必修科目的話,修讀這些科目的人數必然會順理成章地提升,提升整體本地學生的STEM「素養」。

   第二,理工生必修MM1M2。筆者進一步建議教育局可考慮把MM1M2三科數學科綑綁在一起,學生在必修科可任選其一。欲選讀大學非理工科的學生可以依舊修讀M,而欲選讀理工科的學生可以修讀M1M2,此做法一方面可以有助他們建立適當的數學基礎,另一方面他們在選修科目中仍然可以有更多選擇。

 

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筆者認為學校應多鼓勵學生參加校外STEM相關比賽。圖為中學科學比賽,學生正在介紹參賽作品


加強學生動手及創新實踐能力


  第三,以建設香港為主題加強學生的動手及創新能力。政府目前大力發展創新及科技產業,創造及推動新經濟。成功推動產業發展的關鍵在於人才,因此推動創新及科技教育不容再拖,適宜從小學開始,及早啟發學生的創新潛能。有見及此,筆者建議政府考慮在落實STEM教育時加入更多創新元素。配合政府《數碼21》的發展藍圖,教育局可鼓勵中小學加入更多「動手」元素,主動探索如何運用「大數據」及「物聯網」來實踐「智慧校園」,提升學生STEM的「素養」及「能力」。目前外國學校已經開始積極推行類似活動,本港學界不妨借鏡。比如美國史丹福大學在初級軟件程序編寫班中,利用「大數據」技術去分析學生在哪類程式上出錯最多,並同時分析同學們的學習習慣,使老師對症下藥,因材施教。《資訊科技策略》建議在學校開辦程式編寫課程,培養學生的「運算思維」,以幫助他們以邏輯思考方法去分析、設計、創作及排難。因此,史丹福大學的經驗很值得本地學界參考。當然,分析學生學習的能力和習慣並不是程式班的專利,針對未來越來越多學生利用「自攜裝置」學習,以及「教育雲」的普及化,「大數據」技術將會在其他學科中大派用場。再比如,簡單而言,在「物聯網」的環境中,每件物件都會裝備微型電腦,使物與物或人與物之間都能透過互聯網交換信息。最近英國政府透過「科技策略委員會」(Technology Strategy Board)投資了800萬英鎊(約合港幣9,020萬元),資助8間中學在校內裝置「物聯網」設備,鼓勵老師及學生活用設備來發揮創意。例如老師在生物學實驗室內安裝温度感應器(temperature sensor),使學生能了解到不同種類植物對温度變化的不同反應。同樣的設置也可應用在其他體驗型式的課程上。

 

深化普及STEM教育 培養科創人才

香港專業教育學院學生研發的太陽車「Sophie V


加深產學合作 提供更多實習機會


  第四,加重STEM其他學習經歷在中學文憑試中評分的份額。縱使STEM教育在培養小學及初中學生對科技科目產生興趣上收到預期之效,可是到了高中時期,學生或會在家長的規劃之下先行放下對科技的興趣,然後專心讀書以應付(商經或純理科目)考試,屆時推動科技創新的努力又再次付諸流水。這種現象在體育(例如足球)界已發生多年,具有潛質的運動員往往從小便要作出放棄學業或放棄運動的人生抉擇,導致體育界中經常出現人才大量流失的問題,多年來嚴重影響香港的體壇發展。前車可鑒,在推動STEM教育的目標之下,政府及教育界不容重蹈覆轍。學校必須多鼓勵高中學生參加校外STEM相關比賽。學生可以從比賽中發揮創意及把理論投入應用,再者比賽也可以讓老師更有效地評估學生的創新及動手能力。筆者建議教育局可以考慮把學生在認可的比賽中,例如香港電腦教育學會舉辦的香港電腦奧林匹克競賽 Hong Kong Olympiad in Informatics,簡稱HKOI)、香港科技教育學會舉辦的香港工程挑戰賽等,把同學累積的成績納入中學文憑試(DSE)的評分準則中。令中學文憑試(DSE)的STEM評分能「剛柔兼備」。

  第五,加強與業界合作使學生獲得更多與STEM教育相關的其他學習經歷。目前在大學選讀理工學科的同學的平均入學成績遠遜於15年前。缺乏高質素的STEM專才,難免導致本地的國際資訊科技公司及工程企業在香港招聘合適的人才時處處碰壁。間接令學生及家長誤以為讀理工科沒有出路,結果造成惡性遁環,越來越少學生以當科學及工程師為他們的夢想職業,繼而越來越少學生在高中修讀理工科。

更甚者,大學的理工科被標籤化為「水泡科」,也就是出路少、無前途。筆者認為這種不良現象必須盡快矯正過來,建議政府在推動STEM教育中,以「其他學習經驗」形式,擴大及加深產、學合作,例如鼓勵業界為高中學生創造更多暑期企業實習機會,與他們「Fun享」STEM應用之樂及STEM行業的前途。再者,與上述建議四一樣,把實習的表現及累積時數納入中學文憑試(DSE)的評分準則中。


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科技創新未來將成為香港經濟新的增長點。圖為「智慧生活@科學園」展覽

                                                                          

                                                                         作者係香港中文大學工程學院副院長


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