波波教授演講廳:創科教育:總有嘢啱你玩!

近年政府和商界力推「創新科技」,投入大量資金支持創科公司,創造了不少就業機會。可是,不少爸媽卻開始擔心,唯恐孩子在數理和電腦編程方面較弱,將來會被淘汰,攀不上創科業日新月異的要求。其實,爸媽不用過份擔心。每位孩子擁有獨特的強項和優點,無論是「文科型」、「商科型」或「藝術型」的孩子均可在創科業 發揮所長,擔任不同的崗位。 STEM教育建基於跨學科概念之上 創科業成功背後需要不同元素的支持,缺一不可。創科產品固然重要,但與投資者、未來客戶及生產伙伴的有效溝通和協調亦同樣重要。產品要吸引用家,設計便要既美觀獨特又實用可靠。同時在財務預算上,產品的製造成本和銷售額必須要具經濟效益。為產品申請專利或草議合作合約時,公司亦需要律師的專業參與。所以,創科公司不單會僱用科學家、工程師、電腦程式員等科技人才,還會聘請會計師、產品設計師、項目經理、律師等具不同才華的人員。舉例說,若要吸引投資者和買家支持,項目經理便要是一位口才了得的演講者,講起話來不但有趣動聽, 亦必須對產品背後的科技概念和研發故事瞭如指掌。 其實,STEM教育建基於跨學科概念之上,讓學生透過教學活動和各項挑戰而獲得4C能力,包括:Creativity (創意能力)、Critical thinking (明辨思維能力)、Collaboration (協作能力)及Communication (溝通能力)。這4C正是現今社會「通才」的必備條件,在各行各業也中用。 讓我藉着以下實例闡述STEM教育活動如何讓學生發展這4C能力。 STEM創作意念從關心社會出發 今年初夏,九龍灣聖若翰天主教小學舉行了大型的STEM硏習活動,讓六年級學生設計創科產品「家有一寶」來改善本港長者的生活素質,並走進社區進行服務學習活動。 同學先從互聯網上所得資料去了解本港人口老化的問題,探討長者日常生活面對的困難,初步設計 micro:bit 控制的電子產品來幫長者解決生活上的困難。學校又與「老有所醫」的醫護人員合作, 舉辦長者健康講座,邀請區內長者到校參與,讓長者和學生一起認識家居安全的須知。講座後同學分組與長者交談,運用草圖介紹「家有一寶」產品的設計理念及使用方法,搜集「用家們」的回饋,作改良設計之用。 長者善忘 設計小工具來協助尋找家中物品 獲得用家的寶貴意見後,學生再分組討論改良的方法, 運用「設計循環」 的概念來優化並製作產品。然後,再運用課堂時段,在校內向低年級同學介紹產品,讓他們試用並給予意見,從中練習推介產品的演說技巧。 同學想到長者比較善忘 ,希望設計一些小工具來協助他們尋找家中的物品。 在「老有所醫」的醫生講座中,長者告訴學生他們時常忘記拐杖放了在何處。 於是,學生便發揮創意去發明了一個特製貯存拐杖的箱子, 當長者把拐杖放在其中,箱子便會亮燈提醒長者拐杖就在箱子中啊! 同樣,學生利用 micro:bit 設計了會發光的鎖匙盒和會發光的拖鞋,來協助長者在夜間尋找它們。學生亦利用科技去提升家居安全,學生設計了感應器去提醒長者走火警和預防浴室洗手盆滿溢所引致的水浸及滑到意外等。 讓學生透過教學活動和各項挑戰而獲得4C能力 過程中,每組同學要合作(Collaboration)去建立不同產品意念(Creativity),比較不同設計的優劣(Critical thinking),找出最好方案及動手製作產品。之後,再進入社區和長者溝通(Communication),向長者介紹其產品的理念及用法,並聽取長者意見去進一步改良產品。 這為期約三個月的STEM教育活動,一方面能讓學生實踐關心社群。另一方面,學生能深深體會到與長者有效的溝通乃決定產品的成效之重要因素。各個研究小組成員要擔任不同角色如繪畫產品設計圖、編寫程式、產品硬件製作和美化、撰寫產品簡介和說明書、及推廣產品等,各組員要互相配合才能一起完成產品,惠及長者們。最後,學生的創意作品還吸引生產商把它們轉化成產品呢!可喜可賀! 學生發揮創意去發明了一個特製貯存拐杖的箱子, 當拐杖放在其中,箱子便會亮燈提醒長者它就在箱子裡。生產商亦把這創意作品轉化成產品(最左圖)。(九龍灣聖若翰天主教小學提供圖片) 學生亦利用 micro:bit 設計了感應器去提醒長者預防浴室洗手盆滿溢,避免水浸和滑到意外。學生向長者介紹產品的用法,和聽取他的意見去進一步改良產品。(九龍灣聖若翰天主教小學提供圖片)   延伸閱讀: 《教學有辦法﹕學生貼心小發明 改善長者生活》https://ol.mingpao.com/php/family3.php?nodeid=1529951253541&subcate=parentchild&issue=20180626

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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!

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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。

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