波波教授演講廳:STEM 教育的願景

最近,我幸運地以家長身份出席了本港學界STEM教育盛事「全國青少年科學及科技比賽香港區頒獎典禮」,喜見本港學生在全國各項重點賽事中勇奪多項殊榮,是本港參賽以來最豐收的一年!當中不少創科項目的意念如付諸實行,確能惠澤社群。 本港學生在全國各項重點賽事中勇奪多項殊榮。(梁美儀提供圖片) 美國前總統奧巴馬十分重視STEM教育…… STEM教育不但可讓學生把跨學科知識應用於生活解難和創新科技之上,亦裝備學生為未來在知識型經濟社會發揮潛能作出貢獻。美國前總統奧巴馬十分重視STEM教育,他卸任前委託了美國硏究院及20多位專家,制定了STEM教育未來10年的發展方向。該計劃書於2016年9月發表,名為《STEM 2026: STEM 教育創新的願景》 (深度閲讀:按此進入)。當中提及的STEM教育發展方向非常值得參考: 1. 建立「STEM實踐社群」,發揮協同效應: 《STEM 2026》強調學校必須與其他機構建立「STEM實踐社群」,包括博物館、圖書館、大專院校、創科商業機構、工程及科技學會等。「STEM實踐社群」為STEM教育提供學習資源和實踐機會,亦為教育工作者提供專業的建議和指導,發揮協同效應。在美國,很多不同機構為STEM教育出力,如《孩子的科學期刋》是由一個位於德薩斯州的志願機構所製作和出版。美國電子工程學會更特別為STEM教育建設了一個網站,為老師提供了超過兩百萬個STEM教學活動的教案,適合不同階段的學生使用。網站對象包括學生、老師和家長,提供了最新的STEM資訊和STEM教育電子遊戲。 由此可見,要落實推動香港的STEM教育,必須動員各持分者集思廣益及作出貢獻。爸媽們也可家校合作,協助老師發掘有趣的STEM資訊,建立相關的資訊平台。 2. 走出課室實地學習: STEM教育可在戶外或不同機構內進行,這不但提升學習動機,也可引發創新思維。例如:可到海洋公園進行,那裡是探索生物保育和機械物理相關議題的好地方。 3. 嘗試解決世界問題: 用STEM和MAKER的教育模式,培養孩子成為富責任感的「世界公民」。 STEM探究議題應多環繞世界各地所面對的重大挑戰,如:「水源及能源短缺」、「糧食短缺及飢荒」、「海洋污染」、「人口老化」、「氣候變化」等跟聯合國的可持續發展目標相關的議題(深度閱讀:按此進入)。老師和爸媽可以多和孩子一起探討這些重大挑戰的議題,探索不同的解決方法,嘗試運用STEM和MAKER的教育模式,培養孩子成為富責任感的「世界公民」。 4. 共融團隊、各展潛能: 每人也是獨特的,老師應設計多元化的STEM 教學活動,照顧學習者的多樣性,讓同學各展所長。亦可運用合作學習,鼓勵學生擔任不同角色,了解自己的潛能。 5. 活動有趣、富挑戰性: 有趣味又富挑戰性的教學活動,一方面能讓學生安全地冒著失敗的風險,鍛鍊其堅毅精神。另一方面,又能讓學生愉快學習和創意解難。老師在設計活動時須在挑戰性和趣味性中掌握平衡。 6. 全方位評估學習成果: 透過STEM教育,除了建構學生跨學科的知識之外,亦發展學生明辯思維、解難能力和協作溝通能力等不同共通能力。在設計循環的過程中培養學生反覆測試及獨立思考的能力,磨練出堅毅不屈的科研精神。要有效地評估如此多元的學習成果絕不簡單。老師們可參考《STEM 2026》,創新評估必須Smart 及Simple,減少考試。看來,老師們要再花點心思了!

詳細內容

波波教授演講廳:科學探究——豬會飛嗎?

最近,有幸被邀請到一所小學與三十多位家長和老師分享從STEM教育中的體會。他們反應熱烈,問了一些有趣的問題,十分值得跟大家分享。 家長甲問:「我覺得科學探究呢家嘢真喺好高深難明,我哋大人都唔明,小學生點可能學得識呢?」 我回答:「多謝你的分享!你的想法好可能跟大部分家長的想法相近。」席上不少家長點頭同意。 我繼續說:「其實,基本的科學思維和研究方法並不艱深。只要多訓練和實習,孩子便可掌握。舉例說,大家認為豬會飛嗎 ?」 當中有幾位媽媽在微笑,答道:「若豬真的會飛,牠們該好可愛啊!」 若我直覺認為豬會飛,那麼可怎樣去支持「豬會飛」的假設呢 ? 科學是要透過邏輯推斷及重複驗證來建立理論的。 我繼續說:「若我直覺認為豬會飛,那麼可怎樣去支持『豬會飛』的假設呢 ? 科學是要透過邏輯推斷及重複驗證來建立理論的。換句話說,只要我能透過實驗驗證去推翻『豬不會飛』這個假設(又稱作虛無假設),便能支持『豬會飛』的理論 了!」 看着家長們似懂非懂的眼神,我繼續用這瘋狂的例子來解說:「假如我們到農場買來100隻肥豬,將牠們帶到天台。學效經典電視劇的「丁蟹」先生,一隻一隻把牠們拋擲到大廈外,看看牠們能不能飛。倘若所有豬最終魂歸天國,我便不能推翻『豬不會飛』的假設。反過來說,若100隻中有一隻豬能飛,就能推翻『豬不會飛』的假設, 亦即是支持『豬會飛』的理論了。這便是基本科學探究的邏輯思維。」 家長乙問:「有冇一些實例可作參考呢?」 我隨即介紹了一個關於雄蟹打架的實例。在格拉斯哥大學讀博士時,我的師姐直覺認為雄蟹的體積越大,牠們打贏的機會越高。為了驗證她的想法,她到蘇格蘭西部海邊捉了數十隻雄蟹(Carcinus maenas)回實驗室。過了兩天適應期後,她隨機抽出兩隻蟹,把牠們放到一個圓形的擂台上格鬥,誰先被打下擂台就是輸家。她重複測試了不同的實驗組合,結果卻顯示蟹的體積大小與勝負無關,亦否定了她的假設。 在實驗過程中她觀察到一個現象,亦啟發了另一個探究問題。 然而,在實驗過程中她觀察到一個現象,亦啟發了另一個探究問題。 細蟹憑什麼能夠贏大蟹呢? 她懷疑細蟹能夠打敗大蟹可能因為牠們擁有較大的蟹鉗。於是,她改變實驗假設為「蟹鉗越大,勝算越高」。她重做實驗,結果支持她的新理論。隨後,她以其他品種的蟹來重複驗證,亦得到同樣的結果。最後,她的理論被寫進了教科書內! 家長丙有所領會地說:「波波教授,我都有個憑經驗得出的假設啊!我每次和朋友喝酒後回家,老婆大人都會黑臉及罵我。真係想做個實驗去睇吓其他老公是否都遇到同樣對待?還是……我家的老婆其實屬『 老虎乸』品種?!」他還未講完,身邊的「老虎乸」已經用「死光眼神」射向他。 我打完場地說:「睇嚟!呢位爸爸懂得提出假設、作重複測試及運用數據解說自然現象,絕對有能力帶孩子做有趣的科學探究啊!」 家長丙的太太生氣地說:「 那麼 ,我都有一個科學假設啊!就係:『 老公靠得住….豬乸會上樹!』」她登時狠狠地向丈夫的肥肚腩批了一踭!家長丙發出慘叫聲,弄得大家捧腹大笑。

詳細內容