此刻是為了未來 STEM教育的探索與實踐
發布時間： 2023/12/20 10:00
最後更新： 2023/12/20 10:11
科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）4個學科的英文單字的首字母湊在一起，就成了一個新的單詞——STEM。STEM是來自美國的教育概念，是科學、技術、工程、數學多學科融合的綜合教育。 STEM課程在國際上一般稱為「綜合課程」。
跨學科學習 培養解難分析力
STEM課程最主要的特點就是跨學科、多學科的融合，也就是說，這個課程涉及的問題，往往需要綜合兩個以上學科方能解決。
STEM教育主要透過項目驅動的教學方式，讓學生在解決問題的過程中學習。通常的方式是，先給學生創造一個現實情境下的主題，透過教師、學生交流討論，明確問題，設定項目內容及項目具體的任務。學生根據項目的任務進行規劃，調研相關領域的進展，分析項目的可行性，訂定研究計劃，建立理論模型並經過程式模擬、數值計算、原型設計、測試回饋、分享交流討論等流程後完成項目。項目最終的產出是多樣化的，可以是一篇論文，也可以是一個作品，這主要依據項目的領域而定。
STEM教育主要的教學目的不僅是為了更好地理解和應用學科知識， 同時也是為了提升學生分析問題、解決問題的能力，為應對未來挑戰做準備。學科教育一般是縱向的教育，如數學、物理、化學、地理、生物，都是縱向的，而培養人同時還需要橫向的教育，需要各個學科融會貫通，需要綜合各方面的知識、能力。如果一個人擁有駕馭縱橫交錯的知識網絡的能力，他未來能應付更嚴峻的挑戰，承擔更大的責任。人們常認為中國人的創新能力較弱，天才教室主席、總校長馬驫（Kenneth）認為有一個可能原因可能，是中國的學生從小學到大學接受的都是孤立的單一學科的知識和技能，缺乏跨學科的融會貫通的教育，缺少舉一反三、創新的能力，所以導致路越走越窄。
STEM這樣一種教育方式和課程，毫無疑問，對於培養學生的科研創新能力、動手實踐能力是非常有利的。從培養分析能力的角度來看，STEM是一種非常好的學習方式和教育方式。這也是世界各國都在進行STEM教育並一抓到底的原因。 有些國家甚至把STEM教育上升到國家戰略的層面，把這種能夠培養具有未來競爭力人才的教育方式放在第一位。
STEM教育同樣可以激發學生的學習動機。所有參與這個項目的學生，帶着問題和任務調動各學科的知識，多感官參與，既動腦又動手，深入挖掘潛力，促進思維發展。STEM學習，透過挑戰性的激勵，激發學生的學習動力，能提升學生的學習能力及綜合素養。除此之外，它還能培養學生的團隊合作意識。一個STEM專題或項目，往往涉及多個環節，需要分析、設計、實驗、完善，甚至是將結果（產品）包裝。這不是一個或者兩個人能完成的，需要多個人共同研究，密切配合，合作攻關。在這個過程中需要合理分工、共同參與，這是對合作意識和團體協作能力的鍛煉。
STEM的核心在於綜合能力
幾年前，有人提出加上A（Art，藝術），STEM發展成STEAM。馬校長覺得藝術的重要性是顯而易見的，因為科學和藝術本來就不分家。在培養學生的過程中，藝術教育有兩點非常重要而且是其他學科不可取代的作用。其一是學生美感能力的培養，學生藝術修養與美感能力的提高，對於未來的人生、科學研究都是非常重要的。其二是藝術教育能夠讓孩子們「打開」自己，展現想像力，培養表現力，這是藝術教育特有的價值。
現在甚至有人認為應該強調學生的閱讀能力，於是又在STEAM加入了R（Reading），變成了STREAM。其實這類課程叫什麼名字並不重要，重要的是掌握課程的核心理念，那就是培養學生以綜合視角解決真實世界中問題的能力。而作為學校，應積極為學生建構一個多元學科、多元觀點、以解決實際問題為取向的綜合發展平台。
開辦優秀STEM課程的條件
STEM課程現在很熱門，各地許多學校都在爭相開設STEM課程。是不是每個學校都適合、都有能力進行STEM教育？馬校長深切地感受到，要大力發展STEM教育，最大的限制因素是沒有足夠的優秀教師。長期以來，分科教育越分越細，教師的專業越來越窄，而綜合是STEM教育的根本特性。目前解決的辦法只有團隊合作。在美國一個老師可以處理一個項目，在中國可能就需要5、6個老師，多學科老師聯合在一起完成這個項目。
在中小學進行STEM教育，除了要解決師資這個瓶頸，馬校長認為還需要處理好下面幾個關係：
第一，要清楚STEM課程與常規課程的關係，了解STEM課程所處位置。目前STEM課程的唯一合法地位，就是學校的選修課，不能用STEM課取代某門常規課程，因為它的知識和系統性還要差一些。人們不是為了知識而開設這個課程，而是為了培養孩子的綜合素養和創造能力。
第二，要處理好單一學科的學習和STEM教育之間的關係。STEM課程與單一學科課程所學的知識需要相符。如果這個項目所用的數學知識，學生要一年之後才可以用到的話，那麼學生學習的效果肯定不盡如人意，因此需要對相關STEM課程進行重新設計。也就是說，STEM課程要和學生的知識結構、能力結構、認知能力匹配，要分年級、分階段設置不同的STEM課程。
第三，要考慮升學考試與STEM教育的關係。大家當然希望未來STEM課程能夠育人有效，但是首先要做到的是選人有用，否則，STEM教育是不可能得到持續發展的。在中國的教育領域裏，光靠情懷和理念很難通達天下的，如果說發展STEM教育的結果是中高考成績很差，那STEM教育還會有生存空間嗎？還有機會發展嗎？既然這個東西好，就要顯示它的作用。學校不能告訴孩子的父母說現在孩子中高考成績差點沒關係，等到20年、30年以後效果就顯現出來了，他們能相信嗎？等得起嗎？不過，現在很多專業STEM機構的實踐證明，參與這些項目的學生，文化課考試的成績不僅沒有受到負面影響，反而有所提升。
第四，要考慮國際水準與本土特色的關係。STEM想要在中國推廣開來，發展好，首先需要有頂層設計，國家層級應有相關標準與評估、管理制度；其次，要有彈性的機制，因為STEM教育是高理念、高投入的教育，所以需要有一個好的機制維繫好整個STEM系統在中國基礎教育中的發展，這需要多方合作，方能達到共贏效果。
這是一個知識革新和教育變革快速推進的新時代，家長要想在未來給孩子策劃一個可靠的前程，盡快清掉自己以往那些過時的教育理念，盡快理清人工智慧新時代的教育思路，把孩子送進那些真正懂科學教育、懂孩子天性、懂跨學科前沿教育的STEM學校，讓孩子在那裏培育屬於自己的「創動力」，為迎接未來科技革命新時代的挑戰做好準備。
香港天才教室是一家致力於培養兒童和青少年STEM（科學、技術、工程和數學）能力的機構。他們認為，兒童天生是科學家、創意家和問題解決者，他們對探索世界充滿好奇心。資優教室的課程設計基於STEAM（科學、技術、工程、藝術和數學）教育理念，旨在透過實踐性和創新性的學習方式，激發學生對科學的興趣與熱情，培養他們的創新思維與實踐能力。為孩子找到科學的學習方法，為孩子提供滿足好奇心和探索慾望的學習場所，為孩子連結未來教育的學習寶典，快來天才教室吧！
(特約)
