STEM學校

近幾年來，家長都應該聽過不少和STEM或者STE(A)M有關的產品和服務，但究竟有多少家長了解STEM是什麼呢？是不是買套機器人玩具給孩子就是STEM教育呢？ 其實，STEM曾經叫作SMET，是美國的 National Science Foundation(NSF) 提出來代表由 Science、Math、Engineering和Technology等學科或相關課程衍生出來的工作職位類型，像機械工程師、化學家、電腦程序員等等，都屬於STEM相關的工種。SMET則在2001年重新排列成STEM，至於STE(A)M, ST(R)E(A)M等等，則可視為STEM的變化版本。 STEM School的8個元素 至於STEM教育，其實現時還未有一個非常統一的定義，不少人誤將STEM教育理解為四個科目，這顯然是錯的。實行STEM教育的時候，該四個科目的知識當然不可或缺，但若以為像從前硬背死記四個科目的知識便等於實行了STEM教育，卻明顯不足。 由芝加哥大學的 Dr.Jeanne Century 所帶領的團隊進行了一項調查，調查目標是看看標榜自己為STEM School的學校究竟和傳統學校有什麼不同。團隊發現不少STEM School都指出STEM並不是四個科目，而這些學校通常擁有8個元素，分別為： Problem-Based Learning Rigorous Learning Personalization of Learning Career, Technology & Life Skills School Community and Belonging External Community Staff Foundations Essentials Factors 從筆者來看，STEM學校並不是刻意授予科學、數學、工程和科技等知識，而是去創造出一個優質教育的環境，讓學生有更多機會接觸和體驗STEM相關的事物。以STEM作解難既然STEM教育並未有很清楚的定義，那麼作為今天的師長和家長，又應如何理解STEM呢？筆者綜合不同學者的見解，認為STEM指的是四個不同概念： Science discovery (科學探索) – 例：發現水受熱後變成蒸氣，蒸氣是高温的。 Technology application (科技應用) – 例：既然蒸氣是高温的，可以用來煮食。 Engineering process (工序)| – 例：用什麼工具、跟從什麼步驟來安全運用蒸氣，作為煮食用途。 Mathematical analysis (數學分析) – 例：收集數據，以統計學分析如何更有效運用蒸氣，以煮出更美味的食物。 再運用以上四個概念去處理問題、解決疑難，就是STEM。簡而言之，孩子要學的是一套「以邏輯基礎運用科學知識去解決問題」的解難技巧(Problem solving skill)。 Photo by Markus Spiske temporausch.com 在STEM教育上，我們應該為孩子準備什麼？ 筆者認為，作為老師和家長首先要拋開高科技玩具即等同STEM學習的誤解。讓孩子擁有一台昂貴的機械人，並不等同你給予了他高質的STEM教育。 筆者相信，你讓孩子以買機械人時附送的流動電話程式來控制機械人移動，從當中所學到的，並不會比買一輛便宜的遙控車多，更加比你容許孩子把遙控車和遙控器解體再組裝來得少。一些學校會購買3D打印機，但其實最終和讓孩子學了小畫家，再用打印機將圖像打印出來沒有太大分別。以3D打印來學習STEM的精髓，在於讓學生自行設計一件需要由多個配件組裝而成的物件，再由學生將所有配件以3D打印技術製造出來後組裝。然而，香港有多少間學校的老師有如此能力指導學生，同時又非常熟識3D打印機的應用程式呢？筆者對此表示質疑，需知這種設計技術連對畫圖程式的認知，即使在大學，也需教授好幾個學期才達至初階，而且還未計及提升畫圖程式熟練度的練習。所以在當前香港的教育環境下，老師和學生是否有足夠時間，可以好好運用3D打印機來實現STEM教育呢？ 筆者看過不少學校有關3D打印的展品，即使是中學，一般也只能做到整件打印。說白了，即使是能繪畫出較複雜的作品，也只是該學生對應用程式上較熟練而已，對STEM學習幫助不大。其實多年來教育界在3D打印上的誤點還有很多，筆者有機會再另行撰文詳述，但肯定的是，若學校或家長希望運用3D打印技術來進行STEM教育，請勿低估其時間投放。 Photo by mintchipdesigns 切忌填鴨，開心學習至上 學校和家長可按照孩子的不同年紀，因材施教。像小學生，應該先集中在以輕鬆愉快的方法去吸收更多和科學有關的知識，先以科學探索(Science Discovery)為目標。多參與跟科學相關的活動，培養其對科學的興趣，切忌以填鴨式進行，避免孩子對科學失去興趣。 待孩子大一點，基本的數理知識鞏固了，就應該進行更多具解難的活動，例如拯救枯萎植物、如何讓紙飛機飛得遠一點等等。這些活動在擁有基礎數理知識後會好玩得多、學得更多，再加上在小學年代培養出來的探索精神和觀察力，自然可以提升其科學解難的能力。 至於給予小學生的玩具和服務，筆者建議不用花太多，一些遊戲軟件、積木、四驅車、磁石指南針組合、摺紙、滑翔機、桌上遊戲、參觀科學館、參觀污水處理廠等等，按照使用方式和講解方式已經有不俗的效果。家長付款的時候可要多考慮「孩子如何玩」、「孩子會否感到好玩」（請緊記，不是作為家長的你認為好玩），而非單單看上去高科技。那麼，大家就不會再浪費金錢在高科技但無效果的產品上了。 內容提供：STEM City 刊載於︰GRWTH app