文|陳晨博士(Logan Chen CHEN)

近年來,全球科技迅猛發展。香港作為國際都會並逐漸邁向打造國際高端人才集聚高地的目標,必須吸引及培育具備STEM(科學、科技、工程與數學)素養的新一代,以應對科技驅動的未來,保持競爭優勢。為了助力本地人才發展,香港STEM教育應具備明確的表現期望框架,使各校發展方向一致,並確保學生具備統一且充足的能力。

就此,筆者與研究團隊透過特首政策組「公共政策研究資助計劃」的支持,進行了一項為期15個月的研究項目,期望建立一套切合香港中小學情境的STEM教育表現期望框架,為政策制定者、學校及教師提供實務指引,促進STEM教育持續發展。

建立STEM教育期望表現框架:七大核心能力

研究團隊透過德爾菲法(Delphi study),邀請32位來自不同教學階段的STEM教育專家,包括中小學教師、校長、大學學者和教育機構代表,經過三輪深入討論與分析,最終確立了七個核心的學習維度,分別為知識整合與實際應用; 溝通與表達; 設計與解難能力; 成長型思維模式與毅力; 面向未來的科創與信息素養; 文化與社會能力; 及善用本地資源。研究發現,每個維度再具體細分為不同的學習表現與教學考量,並以三個發展階段(起始探索、拓展聯結、深化探究)呈現,讓教師能清楚掌握學生能力的發展軌跡,並以此設計合適的教學活動與評估方法。

從真實案例洞悉STEM教育最佳實踐

本研究同時收集了香港不同學校與教育機構的成功經驗,展示STEM教育如何於真實情境中有效實踐。例如,港島區一所表現卓越的津貼女校透過製作「投影機」,讓學生將數學中圓形概念、科學中的視覺暫留現象,以及藝術設計結合起來,充分體現了跨學科知識整合與真實應用的能力。另一所九龍區Band 3A中學的學生則透過設計石墨電子鍵盤,學習工程原理與設計思維,培養創新解難能力。此外,新界區一所雙語中學則將STEM結合社會服務,學生運用所學知識,為弱勢群體設計實用產品,培養學生的同理心與社會責任感。

培育具備全球視野及了解本地文化的STEM人才

研究結果顯示建立教師專業發展的網上平台將有助促進教師之間及與專家之間的交流分享。與教育局舉行的經驗分享會相似,透過網上平台,教師可分享教學經驗、教材設計及學生作品,同時向專業人士諮詢最新的STEM知識和趨勢,提升教學專業能力。

另外,除了推動以校本、社區及全球視野為基礎的STEM課程設計,將本地文化元素、社會議題與全球趨勢融入學習內容,亦應該鼓勵學生以人為本的科技創新,發展同理心與社會責任感。透過設計思維及社會創新專題研習,引導學生發展有社會價值的創造力,避免技術至上主義。

政府早於2020年推出了「創科實習計劃」,資助修讀全日制STEM相關課程的本科及研究生進行短期實習,以體驗與創科相關的工作。截至 2024 年 9 月底,計劃累計為約 15 500 個實習崗位提供資助。研究結果顯示,建立師友計劃(mentorship scheme)可讓學生透過實習與專業人士交流,及早了解實際工作情境,啟發創業精神及實踐能力,並有助持續鼓勵學校與業界的合作。

近年,政府積極推動中小學 STEAM(科學、 科技、工程、藝術和數學)教育。2024年施政報告提出多項相關措施,包括更新科學科的課程、推動人工智能輔助教學讓教師參與專業培訓和進行課堂實踐,並推出有關學習人工智能和運算思維相關知識技能的網上學習平台等。值得注意的是,研究結果與政府「數字教育策略發展督導委員會」的重點工作方向一致,包括提升學生數字素養與技能、加強數字教育相關的教師專業培訓、優化數字教育基建的配套,以及加強與本地、內地或國際創科機構、專上院校及相關界別聯繫,增強協同效應,推動數字教育高質量發展。筆者認為,是次研究結果可為政府發展STEAM教育提供參考。

透過STEM教育培養面對未來的能力與態度

總括而言,STEM教育不僅是學科知識,更是一種面對未來的能力與態度的培養。具備STEM素養的學生,不僅能更好地適應快速變化的科技環境,亦能主動發現和解決身邊的問題,提升生活質素。例如,研究中一個非牟利機構便帶領學生走入米埔濕地及大埔等地,透過實地考察、數據收集,提出改善本地環境的方案,真正做到學以致用,服務社區。面向未來,要確保STEM教育穩健發展,筆者認為必須確保學校師資培訓充足、資源分配平均以確保每位學生皆能公平獲得優質的STEM教育資源,避免貧富差距造成的教育不平等。

筆者相信,落實本研究所提出的STEM教育表現期望框架,能夠為香港培養更具競爭力、更富創意與社會責任感的新一代。要達成此目標,政府、學校、教師、家長及社區必須秉承人本精神,扎根校本建設,整合當地的環境、科技與文化資源,鼓勵跨界合作,讓STEM融入學生日常生活,且讓學生通過創新實踐參與城市與社會建設。

(作者為香港大學教育學院助理教授、香港大學教育學院STEM教育研究生項目負責人)

責任編輯: 梁存希