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灼見名家
首頁 科技 問題定義清晰  是成功STEM方案的關鍵因素

問題定義清晰  是成功STEM方案的關鍵因素

若然學生連問題的定義也只是一知半解,他所設計的方案必然也難以有效。香港中、小學校在這方面的教學普遍較弱,政府值得關注。

黃錦輝 作者: 黃錦輝
2022-08-01
創科智慧

標籤: STEM教育硬件解難能力跨學科
學校需要培養學生分析及解難能力。(創新科技嘉年華圖片)
學校需要培養學生分析及解難能力。(創新科技嘉年華圖片)

教育局局長蔡若蓮博士於上兩個星期中學文憑試(DSE)放榜之際發起「一人一字勉考生」行動。筆者認為此舉很有意義,對應屆DSE考生不論得失都具勉勵作用,也跟風獻上「活」字給參與STEM課程的學生,鼓勵他們活學STEM知識及活用STEM工具,學會在日常生活中靈活地排難解紛。

活學問題

時逢香港書展,筆者於7月24日參加了由新閲會在書展舉辦的「悦讀·閲創STEM」講座,作為發言嘉賓,分享了活化STEM教育的理念:首先「活學」是以課堂學習為主。現時本地學校仍然存在背書形式的科學(S)與數學(M)之教學方法。儘管此類教育出來的學生,少數在DSE中可以取得不錯成績,但讀書不是求分數,他們對科學和數學背後的基本理論卻只是知之甚少,因此很難對這些科目產生興趣,導致在大學選科時對它們避之則吉。即使他們最後遵從長輩的意願選讀了科學或數學科,學習起來也只會事倍功半,非常吃力。

況且長遠而言,這現象對香港創新科技人才發展,百害而無一利。針對這一點,其中一個有效的教學方法是把科學和數學與其他科目融合,例如教導學生如何科學化地分析中國的迅速發展。正值教育局推行以《公民與社會發展科》取代以前的通識科,筆者建議老師可以在課程設計中注入以STEM為基礎的跨學科元素,例如STEM加國情教育。

活用問題

在「活用」方面,STEM教學的主要目標是教導學生學而致用,教導他們適當地使用其科學(S)和數學(M)知識去理解和分析現實問題,然後靈活地利用工程(E)和科技(T)技能去設計和落實解決問題的方案。近期,在政府的資助之下,本地中小學紛紛增設先進的STEM設施,例如開設創客空間(Maker Space),添置3D打印機、激光切割機等工具。

與此同時,學校亦會推出包括設計、機器人及編程等相關的技術課程,培訓學生相關的操作技能。儘管科技設施及工程技術皆就位,由於不少學校在教學方面缺乏具相關經驗的老師,導致未能全面發揮那些設施及技術的優點。這現象反映出學生未能將科學、科技、工程及數學4大知識範疇融會貫通,對STEM教學目標而言仍有距離。

事實上,不少本地學校在增設STEM硬件設施和提供其操作課程時,過分着重於科技及工程教育,而忽略了它們在跨學科情景中的靈活應用。以新冠肺炎病毒為例,科學教導學生去理解大自然(如病菌的生物學原理),而數學教他們分析病菌擴散的方式及途徑。有了這些基本資訊,學生便可以利用他們所學的工程知識去設計不同控制疫情的方案,然後發揮他們科技的動手能力去實踐方案。

4大範疇的互動問題

上述觀點同時反映出科學和數學(S&M)及工程和科技(E&T)教育之間在互動上出現的問題。筆者認為學校需要培養學生分析及解難能力,而數學建模及計算思維均是有效的教學模式。這些能力能幫助學生在面對異常事情時,通過科學化思維和手段,清晰地闡述問題(Problem Definition),這是方案設計的關鍵步驟。若然學生連問題的定義也只是一知半解,他所設計的方案必然也難以有效。香港中、小學校在這方面的教學普遍較弱,政府值得關注。

常言「開卷有益」,筆者在討論會完結之前推介自己的新書《科技發展與資訊素養》,書中介紹當前創新科技(如元宇宙、虛擬貨幣、區塊鏈等)、其應用場景(如疫情控制、再工業化、金融投資等),以及其背後潛在的問題(如私隱、教育、倫理等)。教育局正忙着審批公社科教材,筆者認為在局方未有定案之前,此書可為相關科目教師提供部分參考。

新書簡介:

書名:《科技發展與資訊素養》
作者:黃錦輝
出版社:香港教育圖書
出版日期:2022年7月

原刊於《星島日報》,本社獲作者授權轉載。

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黃錦輝

1987年在英國愛丁堡大學取得博士學位,現為選舉委員會界別立法會議員、香港中文大學工程學院副院長(外務)、系統工程與工程管理學系教授及創新科技中心主任,並擔任高可信軟件技術教育部重點實驗室(香港中文大學分實驗室)主任、哈爾濱工業大學(深圳)特聘教授以及北京大學信息科學技術學院客座教授、香港專業及資深行政人員協會副會長。他同時為香港資訊科技聯會、香港工程師學會、英國工程技術學會及英國電腦學會會員。黃教授活躍資訊科技界,曾任香港資訊科技聯會會長,現時是香港童軍總會資訊科技委員會主席、香港消費者委員會委員、香港國際機場科技諮詢委員會成員、香港電台顧問委員會成員、香港耆康老人福利會資訊及通訊科技顧問委員會委員等。2011年獲香港特別行政區政府頒發榮譽勳章,以表揚其對香港資訊科技界發展的貢獻。
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