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STEM教育:香港人才培养的创新课堂

发布时间:2019-09-20      作者:编辑部  
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香港教育大学数学与资讯科技学系助理教授孙丹儿、 教育政策与领导学系讲师何振声,为您分析香港STEM 教育与创业教育的成就与挑战,并探讨今后融入粤港 澳大湾区的发展前景。

    发展是第一要务,创新是第一动力,人才是第一资源。”习近平总书记深刻揭示了创新与人才对国家发展乃至全球竞争的重要意义。正是意识到人才对国家竞争力的关键作用,美国率先提出STEM教育的发展理念,意在培养学生科学、技术、工程和数学领域的综合素养和创新能力,为未来国家竞争做好储备。

    从西方到中国,STEM教育如今也在香港逐步发展,并正一步步加速推进。这其中,香港教育界建议应积极融入创业教育,培养兼具创新能力和创意意识的新世纪人才,才能真正体现STEM教育的现实意义和价值,也才能真正让STEM教育成为香港人才培养的创新课堂,并在粤港澳大湾区的框架内促进两地的交流与合作,为大湾区的未来发展提供助力。



探索:STEM教育在香港的发展


    随着当前全球化进程的加快,世界各国在经济、科技、文化、教育等方面的融合和竞争愈演愈烈,科学及信息科技也逐渐成为占领世界主导地位的重要元素。而在这背后不可忽略的一大核心,就是人才的竞争。在对具有全球竞争力的创新人才培养方面,美国率先提出STEM教育,鼓励学生主修科学(S)、技术(T)、工程(E)和数学(M),培养其科技理工素养和创新能力,并在政策及财政上着力支持STEM教育在中小学全面推展,以培养国家专业人才;英国政府亦大力在国内发展STEM教育,英国广播公司BBC与微软、ARM等公司合作,制作了可编写程序的口袋微型计算机BBC Microbit,免费发放给英国一百多万名学生,让他们学习一些基本的程序设计技能。


    STEM教育,一个来自于西方的教育理念,在英美等国家已开展十余年,也形成了相对成熟的实施体系。如今,STEM教育在进入中国的过程中也不断寻找着适合本土的发展策略。香港有着无缝链接西方文化的天然适应性,香港学校推动STEM教育旨在强化科学、科技及数学教育,以培育相关范畴的多元人才,提升香港的国际竞争力。自2015年香港特区政府宣布推动STEM教育开始,STEM教育在近几年成为香港教育改革的一大热点,并成为施政报告的重点政策之一,也在相关文件中给出了具体的策略建议。

    2015和2016年,香港连续两年在施政报告中提出把STEM教育视为香港发展的重点政策,并明确“教育局会更新及强化科学、科技及数学课程和学习活动,并加强师资培训,让中小学生充分发挥创意潜能。”随即,香港教育局陆续出台专项文件,落实本地STEM教育的发展方向。

    2015年发布了《推动STEM教育——发挥创意潜能》,提出STEM教育的六项具体建议和策略;2016年底发布《推动STEM教育,发挥创意潜能》报告,提出更新课程、加强教师培训、增加学生活动等多项推动STEM教育的建议策略,更向各公营小学发放10万元津贴,鼓励学校购买资源和设备,助推STEM教育在学校的落地。

    2018年11月,香港还特别成立了香港STEM教育联盟成立,旨在促进香港科普教育的领头羊角色,培养学生的科学素养,为香港未来发展成国际创科中心积累具创意并拥有综合、协作和解难能力的科技人才。在成立仪式上,香港特区行政长官林郑月娥特别强调,香港应把握这个充满机遇的时机,积极培育对创科有兴趣和具创新思维的青年人,特区政府一直大力支持科研发展,并向研究基金注资200亿港元、推出三年共30亿港元的研究配对补助金及杰出学者计划,为高教界的研究工作打造更好的基础,吸引青年人投身科研行业,挽留科研专才。

  在具体实践中,香港重视将STEM教育与学校现有的基础教育相融合,记者在采访中了解到,香港的STEM教育目前主要是通过Scratch、App Inventor、Microbit等编程软件,培养学生的运算思维,而各中小学也在积极探索不同教育的改革方式。以其中的汇知中学为例,他们在初中的计算机科中删除了部份过时的内容,加入大量编程及STEM元素,令课程更多元化,并为每位学生提供一块Arduino开发板,学生利用Arduino学习基本程序编写及电路设计概念。同时,在考核方法上,学校摒弃了从前的笔试考核,以计划形式(Maker Project)作评估。每个学期均有一份学期计划(Term Project),该计划需配合主题利用Arduino设计及创建一件兼具创意和可行性的作品,期间他们就会接触到其他创新技术,像3D打印等。这项计划为的是培养学生创意思维及解难能力,而实际上也取得了不错的效果,学生比从前更加投入课堂,无论男女生都喜欢拿着不同传感器或组件拼拼凑凑,积极讨论研究,形成良好的学习气氛。

    香港教育大学数学与资讯科技学系助理教授孙丹儿认为,香港一直在探索各种形式推进STEM教育的铺开,她表示,香港还开展了STEM教育的家校合作,以学校为主体举办STEM嘉年华活动,让家长和学生共同参加,而且整个活动是免费的,目前这种形式在香港的普及程度还比较高,家长和学生都非常乐意参加。

    值得关注的是,香港推行STEM教育不仅仅关注学校的学生,也同时重视对于STEM教师的培养。香港教育局为中小学的领导和中层管理人员提供技能的提升培训,加强他们课程总体规划和跨学科领域、跨科目的协作能力。

    在一线教师培养方面,他们与原本专科教师不同,具备STEM教育能力的教师需要通识多科知识且灵活运用,而这一点不管是内地或香港在此前都还几乎是空白。

    目前,香港教育大学已经开展了针对STEM教育的教师培养课程,“学校已经专门开设了一门培养STEM教师的硕士专业,同时也针对大学生和在职教师推出了一些选修课程,这些选修课程也将于2020年上半学期正式开课。”孙丹儿告诉记者,这是由香港的教育局统筹做规划,并在大学进行的一项关于STEM的重要实践,相比于内地,这个动作还是比较快的。

孙丹儿   香港教育大学数学与资讯科技学系助理教授




核心:倡导创新的企业家精神


    虽然STEM教育在中国越来越受到重视,但必须承认的是,在中国“初来乍到”的STEM教育仍旧存在诸多问题。中国教育科学研究院2017年发布的《中国STEM教育白皮书》指出,中国在STEM教育上面临很多困难,例如缺少国家战略高度的顶层设计、社会联动机制不健全、缺少打通学段的整体设计、STEM师资队伍整体水平不高,以及缺乏国家级项目的示范引领等,这些问题反映出中国的STEM教育仍在起步阶段,而在香港,这种现象同样存在。

    在香港教育界,普遍认可STEM教育的作用和意义,但在具体推行过程中还是遇到诸多困惑。香港教育大学教育政策与领导学系讲师何振声表示,香港的教育系统已经对STEM教育的推广给予了足够的重视和实实在在的支持,但大多是方向上的,在具体的实施方案上还是不够,所以至今香港还未能有比较成熟的教学案例。与此同时,香港的STEM教育还缺少相关的评价制度,导致无法衡量其实施效果。孙丹儿认为,目前教育局给的指引都是一些导向性的,具体如何开展具有很大的开放性,没有给出标准的评价制度,使得学校的推行有很大的自主性,且各学段间也没有形成统一的衔接标准和要求,中小学间的STEM教学如何衔接和过渡也是一个难题,这样的问题也会影响STEM教育的连贯性和实施效果。

    正因为此,目前的STEM教育仍旧难以进入香港学校教育的核心部分,学校通常都将STEM教育视作课外活动的其中一个选项。


何振声  香港教育大学教育政策与领导学系讲师



    “虽然现在很多学校都在进行改革,但大部分的改革都是在现有的分科教育的基础上,单独的单项学科仍是他们教学及考核的重点,学校都只是把STEM作为一个项目或者课外活动来开展,而并非独立的必修学科,这会给推行STEM教育造成困难。”何振声告诉记者。

    STEM教育的推行存在的各种困难相信会在不断的摸索中逐渐完善,但反观STEM教育提出的初衷,在何振声看来,STEM教育发展最核心的问题是缺乏创新,这也是他认为更为重要的。他认为,STEM教育的宗旨是推广创新与企业家精神,应着重培育学生的创新意念及解难能力。然而,现在大部分学校为学生所提供的STEM教育课程都集中在学生的知识或技能层面的培训。例如,大部分学校的STEM教育都集中在机械人展示、VR技术、鱼菜共生、3D打印等方面,而真正缺乏的是对创新意识的唤醒和培养。

    何振声提到曾经遇到过一群香港的中学生,他们发明了一种推门的自动消毒装置,这种装置可以在用手打开门的时刻就自动完成了消毒的过程而无需另外洗手消毒,这在他看来是一项很好的科技发明,但却迟迟未在市场上推出,非常可惜。

    另外一个实践是在香港的一所小学里,小学生们因为澳门的一次台风天气引起的地下停车场水浸从而导致人员伤亡的事件开展研究,针对密闭环境下如何排水的问题,他们想办法改变停车场的设计,并基于各种级别的台风成功完成了地外排水的设计,可以想象的到这已经是一个可以推向市场而且会是很好卖的产品了,但也从未在市场上出现过。

    虽然学生们通过学校的STEM教育得到了专业能力上的极大提升,但在创新创业意识的培养上是缺失的,使得STEM教育仍旧停留在校园内,而消失在社会层面,也在一定程度上是对教育资源和优秀人才资源的浪费。

    因此,何振声认为,香港现行的STEM教育最核心的问题是缺乏创新、解难及制定长远方案的能力,虽然部分学校成功推广了校本STEM课程,但由于欠缺商业教育的参与,导致大部分学校均未能为学生提供有效的STEM课程。

    在创新创业与企业家精神大行其道的当下,商业教育却很明显地被排除在STEM教育的体系之外,虽然部分学校成功推广了校本STEM课程,但由于欠缺对创新创业教育的倡导,绝大多数学校的STEM课程还停留在知识和技能层面。对此,有香港学者提出,创业教育将是未来香港STEM教育的一个新方向。

    “STEM教育的核心理念就是发现身边的问题,进而解决问题。目前香港的学生们似乎做到了发现问题,解决其本身存在的问题,但却未真正做到如何让这些科技发明为社会所用的问题,从现实意义上看,这些发明也可说是‘无用’的,而这其中的根本原因就是创业教育和STEM教育割裂的问题, 所以我们提出要将创业教育真正融入STEM教育中去。”何振声表示。



方向:创新创业教育的融合



    可以预期,STEM教育将会是未来一段时间内香港教育改革的重点方向,并且力度将越来越大。关于如何更加有效地推进STEM教育的落地实施,孙丹儿认为,教育从来都不是某一群人的事,而是各方相互配合的结果,在这个过程中,应该形成一个共同体成为推动这个行业发展的主导力量。从政府层面,教育局需要对相关文件进行细化,推出相关的案例展示,并定期开展师资培训;从学校层面,要将STEM教育真正融入校本课程的教学当中,成为其教学评价体系的一部分;从家庭层面,家长也要有意识地在生活中引导孩子发现问题,解决问题。

    而STEM教育对人才培养的真正意义在于创新,创新创业教育将会成为STEM教育助推器。其实,STEM教育的本质就是提倡创新与企业家精神,它在进入中国时正值“大众创业、万众创新”的发展热潮。自2015年李克强总理考察了深圳柴火空间,从此创客在中国进入爆发式发展,创客教育开始在中小学兴起,也在此后的2016年,STEM和创客教育被正式写入教育部教育信息化文件。而这股“双创”热潮也汹涌地涌进了香港。

    香港在课程文件中提出,STEM教学的目的是强化学生综合能力和应用知识与技能的能力、培养学生21世纪所需要的创造力、协作和解决问题的能力,以及使他们具备创新思维与企业家精神。

    先来看看已推行STEM教育多年的西方发达国家,美国在最新的STEM 教育议题上指出,创业教育已经成为STEM教育不可分割的元素,部分大学将提供创业教育课程,让修读STEM相关学科的学生进修;新加坡除了在STEM课程中加入创业教育元素外,更引入未来基金,推动学生形成创新意念;欧盟国家已早在2006年就把企业家精神(创业教育)加入到了学校的课程之中。

    因此,在STEM教育成为各国提升未来竞争力的国家战略时,创业教育毫无疑问地增加了其实现其目标的砝码。所谓创业教育,是指学生通过对社会的观察,运用本身的学科知识,配合创新精神,解决社会上的困难。对此,学校应当教导学生认清社会问题,并学会提出解决方案,再设计一个长远可行的商业营运模式,进而推广到市场上。

    “学生在学校接受STEM教育而产生的创新产品或设计,想要推广到市场上,整个流程都需要创业教育的配合,通过市场调查、成本计算、商业模式等一系列环节,才能成功在市场展现。所以,STEM教育的内容是硬知识,创业教育是软知识,两者要互相配合才能真正的做到教育的闭环,才能真正培养出具备综合能力的21世纪人才,也才能真正让我们的教育共享国家, 最终提升国家竞争力。”何振声认为创业教育是STEM教育中重要的一环,也是提升学生就业能力,实现STEM教育真正价值的重要部分。

    在具体操作上,何振声建议,要将创业教育纳入学校的必修科目之中,并将小学、中学、大学通盘考虑,小学阶段主要是知识和技能层面的提升,创业教育是辅助,从中学到大学阶段都要正式纳入创业教育的课程,保持创业教育的连贯性。另一方面,在鼓励创业精神方面,香港政府应该给予有创业想法的年轻人更多政策支持,例如提供初期的办公共享空间,并在税收上进行减免,以推动创业教育的真正落地。

    香港的教育改革发展可看作是一个缩影,而放眼整个中国,也一直将创新人才培养作为提升国家竞争力的核心力量。几乎与香港同步,STEM教育进入内地短短几年时间,正逐渐成为提升国家创新能力和核心竞争力的希望。

    在双创高潮不断涌现的当下,中国即将迎来第一个检验时刻,《国家创新驱动发展战略纲要》的三步走中明确,2020年要进入创新型国家,2030年要跻身创新型国家的前列,2050年要成为世界科技创新强国。这些战略的实现都需要人才的支撑,教育无疑是铺就国家核心人才竞争力的有力基石,把中国的STEM教育纳入国家创新人才培养战略,培养面向未来的创新型人才,提高学生的科学探究能力、创新意识和解决复杂问题的能力逐渐成为撬动科教强国的杠杆。

    如今,粤港澳大湾区正在加速港澳与内地的融合,香港的STEM教育发展经验为我们提供了借鉴,三地也在这个过程中不断开展合作,相互促进。

    2017年10月,中国教育科技研究院STEM教育研究中心特地到访香港向香港的教师介绍《中国STEM教育白皮书》相关内容,加深他们对内地推动STEM教育的认识;另外,双方还定期举行相关活动促进交流,中国教科院就与香港岭南大学共同发起了内地与港澳青少年的STEM教育创客挑战比赛,内地举办中国STEM教育发展大会邀请来自香港的校长、老师、学者及教育局官员参加。

    大学也已经开展了两地间学校的合作。孙丹儿介绍说,香港教育大学会进行一些在STEM领域下的创新科学实验,并将这些实验带到内地的一些学校当中,2019年就已经在江浙地区的两所中学里开展了,这将促进双方在教学实践中的融合和互助。

    “粤港澳大湾区为三地提供了更多机会,而香港和内地也应站在同一立场上为提升粤港澳大湾区的整体竞争力而努力。”孙丹儿认为,香港和内地之间不只有竞争更应该是合作的关系,内地的学生在工程、科学等学科的基础知识上非常扎实,是开展STEM教育的强有力的基础,也是成长为未来竞争力人才的基石。同时,内地也有着非常优越的创新环境和政策支持,而香港则有着开放的国际化视野和先进的教育理念。目前香港已经有多所大学在深圳设立分校,将最新理念带到内地,通过内地的科技研发与创新,让STEM教育跨越地理界限,实现其加速培养创新人才、提升国家综合竞争力的真正意义和价值。  



本文刊登于《科技与金融》20198月刊,如需转载请与编辑部联系。

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