探討香港STEM教育現況、不足、方向、重點及願景

相比歐美多國,香港推動STEM教育起步不算晚。但歷經多年,香港學生的數理表現仍未有顯著成果,部分成績優異的理科生也捨棄報讀大學的STEM相關學系。到底當中出了什麼問題?有了願景,又如何啟動發展?

STEM作為科學(Science)、科技(Technology)、工程(Engineering)及數學(Mathematics)的通稱,在這6、7年間漸漸為人所熟悉,亦成為香港教育最常用到的教學主題。經歷了長達多年的發展,在特區政府即將換屆之時,正好探討香港STEM教育現況、不足、方向、重點及願景,好讓科學普及教育(下稱科普)議題能步入新一屆政府的眼簾,獲得更好的發展。

香港STEM教育現況

相比某些國家如新加坡、歐洲多國、澳洲、美國等,約於2010至2014年起推動STEM教育,成為現時STEM教育先驅者,香港起步不算太晚。自2015年《施政報告》起,STEM成為香港教育重點推動的項目,投放逾億元推動公營和直資小學以校本方式教授STEM內容。當中例子包括2017/18學年開展為期約3個月,並提供海外駐校體驗學習的「在職中學教師帶薪境外進修計劃」,以及讓學生於中學階段開始培養對資訊科技的興趣和認識的「中學資訊科技增潤計劃」。

為作示範用途,政府於2016年設立4間「STEM專業發展學校」(分別為嗇色園主辦可譽中學暨可譽小學、香港仔工業學校、樂善堂余近卿中學及瑪利諾神父教會學校)。政府亦同時撥款推倡多項公共資源分享及展覽,例子包括創新科技署舉辦的「創新科技月」、生產力促進局聯同科技教育界舉辦「TechEd科技教學展」,以及2018年開發有關Micro:bit的教材套等,以及推動協辦本港及全國STEM比賽,例子包括「香港青少年科技創新大賽」、「STEM-Up香港創新科技大賽」、「2022年大灣區STEM卓越奬」等等,作多方位的配套支持STEM教育發展。

然而,歷經多年, 香港STEM教育發展未有在香港學生數理表現上有顯著成果。在最新的2018年的「學生能力國際評估計劃」(PISA)及2019年的「國際數學與科學趨勢研究」(TIMSS),香港學生的科學排名均有顯著下跌。以PISA為例,由2012年第2名跌至現時第9名;TIMSS方面則跌出前10名。上述兩項數據均反映香港一直以來的數理優勢漸漸消失。反之,外國STEM教學得宜,評核排名不斷上升。此消彼長下,更見香港STEM教育發展裹足不前。

雖然政府撥款推倡多項公共資源分享及展覽,但本港學生的數理能力並未顯著上升。圖為「創新科技嘉年華」活動。(創新科技署圖片)
雖然政府撥款推倡多項公共資源分享及展覽,但本港學生的數理能力並未顯著上升。圖為「創新科技嘉年華」活動。(創新科技署圖片)

STEM教育不足及其原因

STEM教育發展腳步蹣跚,多少和現時香港的STEM教育發展方向有關。在「學校為本」政策下,學校有充份的教學彈性選用不同的學習元素、教育重點及方案。然而,這模式在2019年立法會秘書處資料研究組研究簡報中,被評為「過於鬆散」。於自2018年香港青年協會調查中,不少受訪老師均表示「不滿有關STEM教育的指引欠清晰」。而2017年教育工作者聯會,則顯示STEM教育「內容缺乏明確指引」,亦「欠參考示例」,校方亦「難以為教學設施、教材等軟硬件」。

在一次於香港亞太研究所舉辦的STEM研討會中,有在席老師反映,很多STEM科目老師本着「瞎子摸象」的方式,花費大量工餘時間,自行探索某一STEM項目。教師缺乏培訓機會,亦因而缺乏教授STEM科目的信心。同場,有老師表示過去才剛熟習某一學科的STEM教育操作,偏又要因職務調遷或各校STEM教育主題改變,需要重新學習新的STEM科目知識。這令老師(尤其是非理科自身的老師)無所適從,亦同時難以進行跨學科發展STEM教育。

另一問題是學校工作繁重,難以投放更多時間推動STEM教學。根據「安進亞洲及全球STEM聯盟」於2017年的問卷調查,44%受訪者認為STEM作為非重點評核科目,其教學內容常「不受學校重視」,學校多以「學生學業繁重」為由帶過,反對在非常緊湊的教學時間表中,擠出課堂時間進行STEM教育,只以課外活動時間進行STEM活動。

同時,據了解目前大部分校方或因資源所限,只能針對特別具天份的學生進行STEM重點培育。其他學生沒有機會參與,亦偏離教育局希望推動科普、訓練莘莘學子21世紀所提倡的4項能力──思辨及問題解決能力(critical thinking)、創造能力(creativity)、協作能力(collaboration),以及溝通能力(communication)──的目標。

最後,STEM教學得以成功,除了校方及局方的配合外,大眾的理解及接受亦同樣重要。現時,STEM教學並未能有效啟發學生投入科研工作。這可以從香港考評局近年的應考報告中,高等數學科的修讀率不足15%、大學工程學及理學收生成績中位數比其他學科偏低等情況反映出來。學院收生門檻分數較低,表示部分應考生並非有意於工程學/科學上發展,同時一部分成績優異的理科生捨棄報讀大學的STEM相關學系,而轉向報讀較受社會認同、出路較吸引的學系,如醫科、商科和法律。

另外,有見STEM教育熱潮,大量STEM教育中心湧現,在香港缺乏STEM教育標準化或專業評核的情況下,部分教育中心難免令人擔心其質量參差不齊,教育效益難以量度及計算。相比新加坡以國家組織(STEM Inc.)統一處理並監察全國中學的STEM教育,香港STEM教育明顯缺乏妥善監管。

時任新加坡教育部長王瑞杰到訪一個STEM應用學習課程,為新加坡科學館轄下單位推廣STEM的活動之一。(新加坡科學館圖片)
時任新加坡教育部長王瑞杰到訪一個STEM應用學習課程,為新加坡科學館轄下單位推廣STEM的活動之一。(新加坡科學館圖片)

三大方向及一個重點

從上述有關香港STEM教育不足之處的討論,我們可以得到三大方向及一個重點。三大方向如下:

一、確實推動科普教育,為課程建立標準化內容

隨着社會不斷轉變,STEM衍生不同的教育方向(STEM+),當中包括加入藝術(Arts)成為”STEAM”,甚至加入機器人(Robotics)、閱讀(Reading)或研究(Research)組成各種不同類型的”STREAM”。加入”A”(Arts/Creative)元素,除了鼓勵及發揮學生的創意,以及提升將科學化為文字的表達力之外,亦可以讓在”A”方面有天分的學生,以一個較熟識及感興趣的角度,切入STEM方面的學習。這個做法與近來政府推行”ART.TECH”的概念相似。

至於為課程建立標準,我們可以新加坡為例,尋求有學術權威的第三方透過研究STEM教育實踐及成果。新加坡的STEM Inc.便是從學校以外,聘請專家設計他們國家的STEM課程,其中成員包括退休教授、工程師和具有多年研發經驗的年輕專家。

香港亦需建立一套本地具質量及實踐性的STEM課程,讓學生可以系統性地學習不同程度的STEM知識,達到可預期的結果。而教材方面亦可以透過各校的聯網,甚至網上共享及學習平台等進行交流及分享(例如將部分教材、工作紙數碼化)。這種方法能令教師得到充足的教材示範、參考資料,以及其他前線老師的心得分享。對教學素質,以及信心方面理應有所提升。

二、以現有校本大綱及教學模式嵌合香港STEM教育內容

科普教育模式五花八門,內容及資源豐富,宜集思廣益,確立重點發展方向。其中一個方向便是響應香港近年同樣推行的「專題研習」(Project-based learning)及自主學習(Individual self-learning)。這方向代表香港STEAM教育需要為各年級找一個STEM專題研習項目,並且確保內容能和該年級學科課程內容環環相扣。

這種做法能確保學校願意提供充足時間予STEM教育(因為其內容與校本科目有關),亦減少學生需要額外在非課堂時間上課,改為自行學習及在網上找資訊。這種方向若能成功,可以進而推廣科普教育為高小至初中的常規課程或校本跨學科課程,提高整體STEM教與學效率。

香港需要建立一套本地、具質量及實踐性的STEM課程,讓學生可以系統性地學習不同知識。(創新科技署圖片)
香港需要建立一套本地、具質量及實踐性的STEM課程,讓學生可以系統性地學習不同知識。(創新科技署圖片)

三、商教合作

現時,大多數提供STEM教育服務的企業多傾向以銷售器材及技巧為主。而提供師資的STEM教育中心,和學校方面的合作亦往往涉及報價、招標等複雜文書往來。令每一間學校的工作量大增。然而,若各學校使用相同的教案教材,組成學校聯盟,和本地各商業或非政府機構組成的「STEM供應聯盟」合作,建立義助式的商教合作鏈,便能在減少大量文書工作的情況下,解決一直以來老師為教材及物資苦惱的困境。

假設有一個STEM教育專題為「寵物科學」,透過商教合作,學校及老師便可能得到由「STEM供應聯盟」中非牟利動物組織人士、專業獸醫或訓練員,針對照顧寵物方面的義助培訓,而被領養的寵物亦會得到聯盟在糧食免費試用裝及身體檢查資助。這方面的商教合作,不單止提升供應聯盟組織方面的知名度、STEAM教學的軟硬件,當中的培訓亦令教師在教STEM內容上更自信心,令師生同樣得益。

香港STEM教育並非未曾出現上述商教合作的情況。過去的商校合作,多為學生及家長舉辦職業資訊講座及職場參觀,目標主要是讓家長了解創新科技行業的資訊及機遇。此處提出的商教合作,主張更多涉及「教」方面的推動,達至雙方互助互惠。

提供師資的STEM教育中心,和學校方面的合作亦往往涉及報價、招標等複雜文書往來。(Shutterstock)
提供師資的STEM教育中心,和學校方面的合作亦往往涉及報價、招標等複雜文書往來。(Shutterstock)

一個重點:啟動STEM教育發展

一個重點則為啟動STEM教育發展,邁向上述3個方向的引火器。這個教育發展方向涉及3個持份者(stakeholders),包括政府(教育局)、學校及商會。

政府訂立政策,往往需要數據及實際例子作論據基礎,當中涉及情況研判和數據分析,過程漫長,亦因此傾向以不同方式資助(如優質教育基金,QEF)學校或科研機構演示不同教學方向的可能性。學校作為教育工作最前線,有着最豐富的數據,卻未能在繁忙的教學工作中,調撥統籌科研的時間和心力,更遑論聯繫處於不同圈子的商會或非政府組織進行合作。商界有資源和技術,但礙於公平競爭條款,每次學校只可以透過招標方式和單一機構合作,文書往來複雜,亦欠缺統籌。

所以,一個有力連結教育界、政府和商界的教育組織,其存在便顯得極為重要。作為三方之間的橋樑,這個教育組織需要有商業及學校方面的人際網絡,促進商校協作、與商界策劃及舉辦教師專業發展課程。與此同時,該教育組織亦要有資源及能力建構平台促進教育資源共享化,形成創科生態圈,向其他學校提供到校支援服務。

該教育組織亦需要和第三方(如大學研究中心等學術機構)就STEM教育的課程及教與學作研究及評估,為成果注入權威性之餘,亦可向政府展演成果,令政府有理據可依,把成果發展成政策方向,更大規模地推出。這個重點機構,我們認為是突破香港STEM教育泥濘的推進器。

香港需要一個作為橋樑的教育組織,有資源及能力建構平台,促進教育資源共享化,形成創科生態圈。(Shutterstock)
香港需要一個作為橋樑的教育組織,有資源及能力建構平台,促進教育資源共享化,形成創科生態圈。(Shutterstock)

願景

現時,創科機遇處處。中央政府早已將STEM教育應該納入國家創新人才培養戰略項目,於2017年中國教育科學研究院發表的《中國STEM教育白皮書 》便提及「STEM教育是一場國家終身學習活動…..吸引青少年熱愛科學、參與STEM實踐活動,了解STEM職業,提高全民科學素養,提高公眾理解科學的能力。」

同時,中央政府《十三五(科技應用與發展)規劃》及《十四五(科技應用與發展)規劃》中,多次提及對創科人材培養的需求,以及發展與港相鄰的深圳及大灣區,為創科人材提供充足的機遇及發展空間。若新一屆政府繼續推動北部都會區的創科產業,香港周邊的創科機遇將會達至新高。

跟隨國家大力推行科普教育的腳步,藉計劃培養學生對科普的興趣,培育具民族自豪感的科技人才,以支持香港在不久的將來成為國際創新科技中心。為此,我們需要完善現有的STEM教育方向,讓香港的莘莘學子學有所成,在周邊地方得到創科機遇,發展事業,跟上國家發展的步伐。實現這個願景的藍圖,將會是新一屆政府教育方面的重中之重。

馮應謙