問題定義清晰是成功STEM方案的關鍵因素

教育局局長蔡若蓮博士於上兩個星期中學文憑試（DSE）放榜之際發起「一人一字勉考生」行動。筆者認為此舉很有意義，對應屆DSE考生不論得失都具勉勵作用，也跟風獻上「活」字給參與STEM課程的學生，鼓勵他們活學STEM知識及活用STEM工具，學會在日常生活中靈活地排難解紛。

活學問題

時逢香港書展，筆者於7月24日參加了由新閲會在書展舉辦的「悦讀·閲創STEM」講座，作為發言嘉賓，分享了活化STEM教育的理念：首先「活學」是以課堂學習為主。現時本地學校仍然存在背書形式的科學（S）與數學（M）之教學方法。儘管此類教育出來的學生，少數在DSE中可以取得不錯成績，但讀書不是求分數，他們對科學和數學背後的基本理論卻只是知之甚少，因此很難對這些科目產生興趣，導致在大學選科時對它們避之則吉。即使他們最後遵從長輩的意願選讀了科學或數學科，學習起來也只會事倍功半，非常吃力。

況且長遠而言，這現象對香港創新科技人才發展，百害而無一利。針對這一點，其中一個有效的教學方法是把科學和數學與其他科目融合，例如教導學生如何科學化地分析中國的迅速發展。正值教育局推行以《公民與社會發展科》取代以前的通識科，筆者建議老師可以在課程設計中注入以STEM為基礎的跨學科元素，例如STEM加國情教育。

活用問題

在「活用」方面，STEM教學的主要目標是教導學生學而致用，教導他們適當地使用其科學（S）和數學（M）知識去理解和分析現實問題，然後靈活地利用工程（E）和科技（T）技能去設計和落實解決問題的方案。近期，在政府的資助之下，本地中小學紛紛增設先進的STEM設施，例如開設創客空間（Maker Space），添置3D打印機、激光切割機等工具。

與此同時，學校亦會推出包括設計、機器人及編程等相關的技術課程，培訓學生相關的操作技能。儘管科技設施及工程技術皆就位，由於不少學校在教學方面缺乏具相關經驗的老師，導致未能全面發揮那些設施及技術的優點。這現象反映出學生未能將科學、科技、工程及數學4大知識範疇融會貫通，對STEM教學目標而言仍有距離。

事實上，不少本地學校在增設STEM硬件設施和提供其操作課程時，過分着重於科技及工程教育，而忽略了它們在跨學科情景中的靈活應用。以新冠肺炎病毒為例，科學教導學生去理解大自然（如病菌的生物學原理），而數學教他們分析病菌擴散的方式及途徑。有了這些基本資訊，學生便可以利用他們所學的工程知識去設計不同控制疫情的方案，然後發揮他們科技的動手能力去實踐方案。

4大範疇的互動問題

上述觀點同時反映出科學和數學（S&M）及工程和科技（E&T）教育之間在互動上出現的問題。筆者認為學校需要培養學生分析及解難能力，而數學建模及計算思維均是有效的教學模式。這些能力能幫助學生在面對異常事情時，通過科學化思維和手段，清晰地闡述問題（Problem Definition），這是方案設計的關鍵步驟。若然學生連問題的定義也只是一知半解，他所設計的方案必然也難以有效。香港中、小學校在這方面的教學普遍較弱，政府值得關注。

常言「開卷有益」，筆者在討論會完結之前推介自己的新書《科技發展與資訊素養》，書中介紹當前創新科技（如元宇宙、虛擬貨幣、區塊鏈等）、其應用場景（如疫情控制、再工業化、金融投資等），以及其背後潛在的問題（如私隱、教育、倫理等）。教育局正忙着審批公社科教材，筆者認為在局方未有定案之前，此書可為相關科目教師提供部分參考。