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首頁 教育 曾建勳:STEM教育的迷思

曾建勳:STEM教育的迷思

STEM教育百花齊放,本是一件大家樂見的。但欠缺課程定位,給人雜亂無章的印象。到底科學素養如何培養?數學和科學有什麼分別、兩者如何定位?是否忽視了中英文的訓練?

編輯精選 作者: 編輯精選
2022-05-11
灼見來論

撰文:曾建勳(民生書院小學課程發展主任)

標籤: STEM教育探究精神數學曾建勳民生書院小學灼見原創灼見獨家編程教育語文教育運算思維邏輯
在推展STEM課程時,我們應該為學生部署一個縱性維度訓練。(創新科技嘉年華圖片)
在推展STEM課程時,我們應該為學生部署一個縱性維度訓練。(創新科技嘉年華圖片)

「STEM」一詞自2015年底已經在本港落地生根,不知不覺有6年多。不論中、小學、甚至大學課程均相應調整,希望可以在這個新時代作出貢獻,以及為本港和國家培養高科技、高增值的人材。這本是一件大家樂見的局面,不過百花齊放的現象,倒給人感覺欠缺課程定位,以及一點雜亂無章的印象。

今天不時在一些大型商場看到科技比賽,如機械人比賽,場地兩則是售賣宣稱是STEM「玩具」的不同攤位。究竟這是一個生意綽頭,還是反映香港未能拿捏STEM課程的精髓呢?筆者絕對不是反對這類機械人比賽。事實上,有好多相關的比賽是富有學術味道,但是,我們應該重新調整並完善課程規劃,以至課室以外,能夠發掘在不同範疇具潛能的尖子,並提升本港的STEM教育。

培養科學素養  從好奇心出發

STEM涵蓋科學、科技、工程、數學四大範疇,所以教育重心應該從這四大範疇的基礎課程出發。學生的科學素養可以從探究路上培訓出來,尤其是從小朋友對周遭的自然現象產生的好奇心出發,透過以問題為本的方向引導小朋友,如何從日常生活中遇到的困難,找出箇中的問題和原因,繼而發揮他們的小宇宙想出不同的解決方案。這個經歷正是科學探究技能,從中利用這些技能正是科學方法。

在推展STEM課程時,我們應該為學生部署一個縱性維度訓練,訓練他們的觀察、度量、分類、推論(臆測)、假設,以及分析的科學技能。通過這個系統的技能訓練後,下一步我們要將這些技能變成思考工具和流程︰由觀察/感覺,到進行假設、建立科學實驗、有系統的分析、得出及歸納結論,甚至利用是次實驗成果,作為下一次實驗的另一新假設。

數學和科學有什麼分別、兩者如何定位?(Shutterstock)

數學在STEM教育的角色

另一方面,過去幾年,數學在STEM教育發展中好像被人忽略了,最多只放在製作及閲讀統計圖表。數學在STEM教育中應該扮演什麼角色呢?數學與生俱來已經在科學世界之中,更可謂「科學之母」。它的本質是一個嚴謹的邏輯思維訓練,過程中如何進行數學思維、數學臆測、數學證明、反覆論證等技能,更可謂整個STEM教育之本。

讀者可能會問,數學和科學有什麼分別、兩者如何定位?簡言之,數學是一種演繹推理(deductive reasoning)過程,主要由兩個前提推論至某一特定的現象,作出必然的結論;相反,科學是歸納推理(inductive reasoning)的方法,先從假設的形成過程,再從一些已知的事件或結果,推演出一個通用法則或模式,再而解釋相關觀察的結果,再進行預測。兩者絕對沒有矛盾的,更應該從跨課程設計中互相合作、互相支撐。

編程教育、運算思維的目標

上述機械人等比賽,筆者從來沒有反對,更深明編程教育和運算思維的培訓,在21世紀的教育是十分重要的一環。在《計算思維──編程教育:小學課程補充文件(擬訂稿)》文件清楚指出,「編程教育是培養學生必要的知識、技能和態度,以面對未來日益增長的數碼經濟時代」。

編程教育的目的,並不是否定或取代數學或科學的培訓,編程技巧是讓學生在掌握之後,應用在不同的情境,配合數學嚴謹的邏輯精神,以及科學探究精神完成任務,解決問題。筆者認為,學生需要明白計算思維的基本概念,以及如何應用和實踐,當中包括抽象化、算法和自動化,以及具備開發程序及數據處理的能力去解決問題。

大家應該將編程視作為一種語文教育,這種語文是將數學、科學、科技的溝通工具,讓學生如何在課堂學習後,在老師設計的情境上應用,甚至解決自己發現的問題,從而達至培育科技人材。

編程技巧需要配合數學嚴謹的邏輯精神,以及科學探究精神幫助學生解決問題。(香港科技園圖片)

語文訓練對STEM教育的影響

最後,針對STEM教育諸多疑問中,有人質疑在推動STEM教育過程中,是否忽視了中英文的訓練?答案是絕對沒有。

推展STEM教育的模式中,大多學校都會以問題為本作為框架。其實學生要解決一個問題,除了有數學、科學的訓練,以及應用編程的技能,學生也需要閱讀一系列資訊,包括來自書本或網絡上的資源,語文老師的工作正正是豐富學生的識字量和寫作技巧,訓練學生如何組織自己的表達,是一個十分全面的設計。

此外,過程中更可以建立學生的資訊素養,善用互聯網上的豐富蘊藏,體驗學習。

作者簡介:

曾建勳,民生書院小學課程發展主任,課程發展議會資優教育委員會委員、檢視小學數學課程專責委員會委員。

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