圖:STEMLab採用大量微型化和智能化的實驗室儀器,讓學生進行個別不同的實驗及研究\網上圖片
STEM(科學、科技、工程及數學)是近年學界熱門議題。裝嵌機械人、編寫程式、虛擬實景(VR)、航拍、3D打印等科技,但凡與STEM有關的,都很快被吸納於學校的活動或課程中。其實成功的STEM教學,除了添置儀器,亦需全面課程配合。STEM本身具有跨學科的特性,培養學生把STEM的知識和技能應用在生活上,並嘗試解決真實世界面對的問題。正正如此,STEM非常倚賴適當的實驗設施,世界各地已有不少學校開設專為STEM而設的實驗室──STEMLab,設施及理念均有別於傳統實驗室。
STEM包括工程,而中小學並沒有工程科目,那豈不是要在中小學教授一些大學課程?其實在科技界,大學課程小學化已愈來愈普遍,加上科技迅速發展,能把一些先進科技平民化。想像十年前,如果有小學老師想教授衛星定位技術、飛機的流體力學、無線影像串流技術等,大家一定覺得沒可能。但今天數千元的航拍機,已具備這些科技,學生亦不難掌握基本原理,甚至改良設計。再舉一個例子,以傳統學習模式,學生如要蒐集資料分析過往十年氣候變化情況及影響,難度好比科研項目,但透過免費開放予學校使用的專業電子地圖工具如ArcGIS系統,學生就可以從全球地圖數據庫進行研究。
筆者在學生時期最喜歡的課堂就是實驗課。相比在教室坐定定教學,實驗課可更具主動性及創意。STEM亦非常倚賴適當的實驗設施,促使學校實驗室大改變。傳統的實驗室,所有學生都是根據課程進行同一項實驗,但專為STEM而設的STEMLab則大大不同。STEMLab講求靈活空間運用,應具多種設施讓學生進行個別不同的實驗及研究,並採用大量微型化和智能化的實驗室儀器。例如一個多用途探測器可取代數十個傳統的儀器,進行溫度、濕度、氣壓、氣體濃度、音量、光度等數十種數據的量度,並透過WiFi或藍牙連接電腦。只要配合編程,就可以進行全自動化的數據收集、測量和分析工作。
一些需要大型機械和設施的實驗,當然不可能在每所學校設立。這方面就有賴社會提供一定的支援,例如圖書館及博物館等公共學習設施,可加入STEMLab的元素,為學校提供一些共享設施。不論公私營的科研中心或生產工場,都可與學校成立夥伴計劃,讓學生有機會接觸真正的科研設施,鼓勵他們進行研究。此外,一些本地缺乏的設備,例如天文望遠鏡,香港也可與外地學校及機構成立交流及協作組織,分享一些世界級的設備。美國的非牟利組織Global STEM Education Centre,便有一個很好的國際交流及協作的模式,值得我們參考,有機會再跟大家分享。
香港教育城行政總監 鄭弼亮