STEM Inc至今協助65所中學推展STEM(科技工數)應用學習項目,歸納爲12個主題,包括“工程設計與模型”“飛行與宇航學”“機器人課程”“食品科學與科技”“電玩設計”等。它們的共同點,是讓學生“自己動手”,邊實踐邊學習。
許翔宇 報道
在一些年輕學生眼裏,科學、技術、工程和數學,仿佛“互不相關”,但對聖伯特理中學學生來說,通過應用學習項目,學習操作機械手臂,以及設計可應用在體育或保健領域的機器人産品,讓他們領略到,各種學科知識必須綜合,並且融會貫通,才能解決現實生活的問題。
至今,有70所中學選擇推展以“科技工數”(Science, Technology, Engineering and Mathematics,簡稱STEM)爲主題的應用學習項目(Applied Learning Programme),占全國中學近一半。2014年起推行的應用學習項目已在所有中學實施。除了STEM,其他主題包括商業技巧等。本地目前有143所中學。
教育部長(學校)黃志明日前接受本報訪問時強調在學府開拓“孵育空間”(incubating space),讓學生在不計分的情況下,培養勇于探索、勇闖敢拼的精神,而發展應用學習項目爲其中一個方式。
國際勞工組織雇主活動局(International Labour Organization Bureau for Employers’ Activities)去年7月公布一項調查顯示,科技發展將導致許多現有工作被自動化,意味著STEM方面的人才將更吃香,而新加坡修讀STEM學科的學生占52%,超越其余亞細安國家的平均35.8%。
然而,盡管不少本地學生升上大專學府後修讀STEM學科,他們對這方面的興趣似乎不持久,許多畢業後並沒有投入相關行業。單以工程領域來說,據人力部公布的數據,去年10個有最多空缺的專業人士職位中,三個屬于和工程領域有關的職位。
爲了讓STEM科目的學習更有趣且實用,科學館于2014年設立STEM Inc,協助校方規劃課程與教學資源,其中一個目的是凸顯如何將STEM知識,應用來解決生活中的挑戰,啓發學生考慮將STEM領域的工作,作爲未來職業選項。
STEM Inc至今協助65所中學推展STEM應用學習項目;自行推出這個項目的中學,也受益于單位提供的咨詢。這些學習項目可歸納爲12個主題,包括“工程設計與模型”“飛行與宇航學”“機器人課程”“食品科學與科技”“電玩設計”等。它們的共同點,是讓學生“自己動手”,邊實踐邊學習。應用學習項目不設考試。
STEM Inc主管戈帕爾(Saminathan Gopal)說,好多學校對開展STEM應用學習項目的興趣高,單位也配合各方需求,量身定制學習內容和教材。
STEM Inc屬下有五名課程編寫員,以及60多名派駐各中學長達三年的STEM教員;各校的STEM應用學習項目,內容缤紛多元,他們可謂“幕後推手”。
這些STEM教員和課程編寫員,大多是非教育界出身的專業人士,背景多元化,其中有前工程師、科研人員、飛機師等,一些甚至有博士學位;另一些則是前教師、補習教師或大學畢業生。他們獲聘後都得進行三個月至半年的培訓,掌握可應用于教學的三維打印技術、編碼及設計思維等技能。
戈帕爾說:“他們的共同點是喜歡引導學生動手實踐。有些不介意接受比過去較低的薪金,憑一股熱忱要以自己的知識與工作經驗,啓發新生代對STEM學科及行業的興趣,以及推動他們學以致用。學生目前接觸的一些知識未必與課本內容有直接關聯,但升上高年級或大專學府,就有機會銜接有關知識,觸類旁通。”
從事科研工作長達10年的龍仕永(36歲),曾在諾華熱帶疾病研究所任職。爲嘗試新的挑戰,他兩年前選擇當一名STEM教員,目前在聖伯特理中學(St Patrick’s School),指導“體育與保健科學”應用學習項目。
“學生對學科常有一種既定想法,認爲物理學就是物理學、生物學就是生物學……我希望改變這樣的思維框框,讓學生意識到,不同學科知識應用在現實生活中,都是必須互相聯系的。”
龍仕永說,學校的學習項目要求中一生運用設計思維,設計可提高跑步健兒鍛煉效果的“陪跑”機械車,或可協助年長者提重物的機器人等産品原型(prototype),目的是鼓勵學生探索如何將電子學及機械原理,應用來解決體育、醫療領域面對的挑戰。
另一方面,中二生學習組裝和移動機械手臂(robotic arm)的過程中,可了解有關感應器探測肌肉收縮所産生的電力信號,以及編碼和電路的操作原理,進而領略這類科技在體育、護理醫療領域所能發揮的作用。
STEM Inc將轉爲教學資源庫
STEM教員每周四天在學校教學,其中一天回科學館與其他教員分享經驗或進行課程檢討。學校教師第二年起從輔助的角色轉爲共同教導;第三年接手教學工作,STEM教員從旁輔助。三年結束後,學校將獨立推行項目,STEM Inc在幕後提供咨詢。Stem Inc也同企業合作,爲學生推出學習之旅,讓他們有機會同工程師等專業人士交流,了解STEM領域的工作性質和發展潛能。
教育部受詢時說,隨著各中學的STEM應用學習項目的基礎和模式日趨穩定,STEM Inc將調整角色,成爲一個教學資源庫,協助學校在設計學習項目時,跟上各領域的科技發展步伐。
巴特禮中學生親手設計調配個性香水
對香水調配感興趣的本地學生,一般要升上大專學府,才能報讀相關課程,但巴特禮中學學生通過應用學習項目,不僅學習香水調配技術,還能親手設計和調配可反映自己個性的香水。
巴特禮中學(Bartley Secondary)去年中剛推展“香水調配”STEM應用學習項目,目前也是首個選擇這個學習主題的學校。
謝佩珊(29歲)身兼兩職,負責教導和編寫這個學習項目的課程。她在約三年前加入Stem Inc,曾是一名新加坡科技研究局(ASTAR)科研人員,從事化學工程方面的研究。
在她的指導下,中一生先學習香水調配的化學理論,以及如何從花卉、柑橘和香料中抽取香精。爲了灌輸科技方面的技能,她讓學生設計自己的香水罐,利用三維打印機印制出來。中二生將學習如何調配香水。
謝佩珊指出,香水調配術廣泛應用在洗發水等日常生活用品中,項目將要求學生應用設計思維,利用所學的知識,設計出可迎合市場需求的産品,並有望在校內活動售賣。
“學習過程不會提供現成的答案。學生必須動腦筋思考和動手實踐,掌握解決問題的技巧。我希望以生動、趣味的教學方式,鼓勵學生探索STEM領域的行業,但即使沒有投入這些行業,希望課程教導的實用技能,能讓他們受益。”