教育
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學
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第九十二期 Issue No. 92 2016年7月至10月H o n g K o n g T e a c h e r s ' C e n t r e B u l l e t i n
網上版 香港教師中心 地址 : 九龍九龍塘沙福道 19 號教育局九龍塘教育服務中心西座 1 樓 W106 室 電話 : 3698 3698 傳真 : 2565 0741 網址 : www.edb.gov.hk/hktc 電郵 : [email protected]第九十二期 Issue No. 92
STEM 教育
STEM 教育的發展 洪潔雯 1 淺談 STEM 教育 馬凱雄 2 香港 STEM 教育短評 陳俊鵬 4 「汪阿姐的啟示」：教育科技的迷思 歐海健 5 STEM 與香港基礎教育課程相遇 曾偉漢 6 利用通識科活動實踐 STEM 教學的嘗試 伍岳偉 8 「真．STEM」一切從校本課程發展開始 黃家偉、冼儉偉 10 STEM 與雲端工具學界的實踐 陳俊銘 12 淺談於學校推行 STEM 教育的經驗 簡偉鴻 14 特別的 STEM 給特別的你 程志祥 15 以校本課程推動 STEM 區紹聰、梁俊傑 16 STEM 教育的「活」與「動」 甯幹英 17 讓校園變成學生的小矽谷 鄺立豪 18 當學生在機械奧運會遇上 STEAM 黃康華 19 從紙包飲品尋找 STEM 元素 鄧文瀚 20活動花絮
2016 年度新教師研習課程 22 香港教師中心（2016-18 年度）出版小組 余綺華女士（召集人） 莊聖謙先生 方建欣女士 甘志強先生 關穎斌先生 林伯強先生 賴長山先生 李少鶴先生 梅志文先生 曾偉漢先生 董雅詩女士目錄
編者的話
課程發展議會在去年 12 月草擬了《學校課程持續更新：聚焦、深化、持續——概覽》， 目的旨在闡明學校課程持續更新的背景、理念、主導原則和重點。其中，局方提出學校課程 持續更新發展重點的首項便是「推廣 STEM 教育」。 過去，本地中、小學大多會視數、理、科技及工程 (STEM) 為四個獨立的學習範疇，很 少強調不同範疇之間的綜合與應用。STEM 教育的推展就正好打破這謬誤，並為未來培育一 群具創意並擁有綜合、協作和解難能力的本地人才；同時，亦可以幫助學生學會學習，最終 達至其終身學習的目的。 今期《教師中心傳真》刊登了十多篇與 STEM 相關的文章，涵蓋了 STEM 的發展史、學 校校本課程個案分享、STEM 活動舉隅等，內容非常豐富。惟篇幅所限，難免有遺珠之憾， 敬希見諒。作為前線教育工作者，我了解老師工作的勞累，但同工們踴躍的分享似是對讀者 作出呼籲──鼓勵各位與時並進，讓我們的學生能在國際上保持競爭力，並回應本地及全球 在經濟、科學、科技及社會等層面的變化。 《教師中心傳真》第 92 期主編 梅志文第九十二期 Issue No. 92 1
STEM 教育
洪潔雯 香港才能教育研究會STEM 教育的發展
STEM 近年在本地學界發展迅速，亦有不少學者加入了藝術（A）、環境（E）及社會（S）等元素， 提倡 STEAM 或 STEAMES 等相關概念。追溯西方教育史，我們發現早於二十世紀六十年代，不少國 家已經開始推行 STS（Science, Technology and Society）的研究和教育。它主要探討和揭示科學、 科技與社會之間的關係。本地教育亦受此模式影響，在科學科大量引入 STS 元素、更在高級補充程度 通識教育科中加入「科學、技術與社會」單元。 隨著社會的發展，美國政府於 2009 年啟動一項名為 Educate to Innovate 的創新教育行動，並 率先在教育領域上推動 STEM 政策，鼓勵學生主修相關科目、亦不斷加大投放在數理科工幾個範疇 的教育資源、培養學生的科技理工素養。至 2015 年，中國國家教育部發佈了《關於「十三五」期間 全面深入推進教育資訊化工作的指導意見》，當中提及「有效利用信息技術推進眾創空間建設，探索 STEAM 教育、創客教育等新教育模式」。在香港，同年的施政報告提出了「教育局會更新及強化科學、 科技及數學課程和學習活動，並加強師資培訓，讓中小學生充分發揮創意潛能。」落實本地 STEM 教 育的發展方向。STEM 教育與創客文化
不少文獻在討論數理科工（STEM）教育時都會連繫上創客計劃（MAKE / MAKER），學校經常 藉創客活動推展 STEM 學習。但在本質上，STEM 與 MAKE 是兩個完全不同的概念。STEM 是一個把 各學習領域整合起來的理念、強調綜合各科之間的關聯；相反，MAKE 強調的是某方面的專長、是對 生活和現實世界的認識與改造。因此 STEM 與 MAKE 在現今數理科工教育上的關係是非常微妙的。 建構主義認為，學習是學生利用已有知識和經驗，通過與外界環境的交往，逐步發展或修正其思 維和知識的過程。而創客教育源於對生活和現實世界的認識與改造、強調動手做，方向與教育家杜威 提出的「做中學」一脈相承。不同的是，資訊科技的應用進一步開拓了「動手做」的深度與寬度，同 時亦提升了「做」的速度、使產品更能滿足現實的需要。總結
其實近年的教育改革，目的都希望提升學生的學習動機、促進跨學 科學習，從而讓學生學會學習。這一浪，在課程「聚焦、深化、持續」 的發展亦都是一樣。期望同工們把握這次機會，為學生創造更有利的學 習環境、好好培育香港未來的接班人。STEM 教育的發展
第九十二期 Issue No. 92
STEM 教育
2淺談 STEM 教育
STEM（科學、科技、工程及數學）教育絕對是香港教育界最近兩年的熱 話之一，隨著特首在 2015 及 2016 連續兩年的施政報告中提出把 STEM 教育 視為香港發展的重點政策之一，希望透過推動 STEM 教育，以強化本港科學、 科技及數學教育，並培育相關範疇的多元人才，提升香港的國際競爭力；教 育局課程發展議會則在去年底，以「推動 STEM 教育——發揮創意潛能」為題， 提出 STEM 教育的建議和策略，以及相關的課程更新來諮詢學校；及至本年 3 月，教育局更向各公營小學發放一筆過的 10 萬元津貼。一連串的舉措，令 STEM 教育的推展，成為學界關注的焦點。 在「推動 STEM 教育——發揮創意潛能」文件當中，局方提出了六個建議策略，包括： （1）更新科學、科技及數學教育學習領域的課程；（2）增潤學生學習活動；（3） 提供 學與教資源；（4）加強學校與教師的專業發展；（5）強化與社區夥伴的協作；及（6） 進行檢視及分享良好示例。 作為香港電腦教育學會的成員，我們特別關注，在策略（1）之下，科技教育學習領 域（中一至中三）課程的更新要點中，建議在「資訊和通訊科技」知識範圍安排不少於百 分之三十的課時教授程式編寫的概念（包括編碼），對是項建議，我們是極度支持和贊成 的。程式編寫的能力在未來社會之重要性，已由美國奧巴馬總統以及其他多國元首大力宣 揚及闡明，相信不用再多作解釋；而在學習上，程式編寫更能幫助學生邏輯思維、解難及 創意能力的培訓，這一方面，在學會多年來與教育局所合辦的電腦奧林匹克競賽便能印 證。程式編寫在過往是艱澀乏味的代名詞，但時移世易，今時今日學習編程已轉趨簡單和 有趣，透過如 Scratch 或 App Inventor 的平台，程式編寫只如拼圖般組合程式編碼，著 重邏輯思維而不須死記硬背指令及句法。完成的程序更能下載到智能手機上運行，可與日 常生活的應用相配合。 其 實， 現 時 相 類 近 的 程 式 編 寫 平 台 已 轉 趨 普 遍 而 且 多 元 化， 例 如： 蘋 果 公 司 的 Playgrounds 以 遊 戲 方 式 來 學 習 編 程、Alice 編 程 平 台 以 3D 動 畫 方 式 設 計 程 序、 makeblock 的程式碼可以操控機械人等等，編程成為有趣又有實用的學習活動，因此電 腦科的初中課程亦要適時更新以作配合。 對於策略（2）及（3），現時本港 STEM 教育處於萌芽階段，有關 STEM 的學生 學習活動，以及學與教資源不多。因此藉得在此推介一下，本會與 IBM 合作，提供免費 的課程與本地 20 多所中小學的學校教師，使用網站 TeacherTryScience 上的教案進行 STEM 教學，善用外國已有的資源及經驗。 至於策略（4）至（6）方面，本會作為本地推動科技教育及資訊科技教育的學科團體， 成立至今共三十五載，一直以來以推動及組織教師專業發展為己任。在這個 STEM 教育 馬凱雄 香港電腦教育學會第九十二期 Issue No. 92 3
STEM 教育
大勢下，學會更特成立「STEM 教育協作計劃」，邀請全港中小學教師共同參與，一起探 討在校內推行 STEM 教育的方法，加強教師間的協作，提供更多教學範例給教師參考，並 加強與各專業團體和機構的合作，舉辦更多推廣 STEM 教育的活動讓學生參與，營造良好 的 STEM 學習氛圍，以推動 STEM 教育的發展。 值得高興的是，香港教師們對 STEM 教育都有一夥熾熱好學的心，我們在過去一年， 先後舉辦多次的工作坊、境外交流、STEM 方案展覽、教師 STEM 分享會等等，每次活動 推出後都迅速爆滿，可見教師對 STEM 教育的熱情。以香港現時的起動發展狀況，情況是 令人欣慰及鼓舞的。有關學會的各項活動詳情，可參閱學會專頁 http://www.hkace.org.hk 在國家十三五規劃中，實施創新驅動發展戰略放在開首第二篇重要的位置，反映出強 化科技創新將是國家發展的重中之重；同時，由李克強總理於去年五月提出的《中國製造 2025》，亦強調以創新驅動、質量為先、綠色發展、結構優化、人才為本作為基本方針。 因此，本港推動 STEM 教育，培育相關範疇的多元人才，為學生生涯規劃提供多元出路， 提升香港的國際競爭力，為國家發展貢獻出力，必然成為我們今後發展的路向。參考文獻
香 港 特 別 行 政 區 政 府（2015）。《2015 年 施 政 報 告 》。2015 年 1 月 14 日， 取 自 http://www. policyaddress.gov.hk/2015/ 香 港 特 別 行 政 區 政 府（2016）。《2016 年 施 政 報 告 》。2016 年 1 月 13 日， 取 自 http://www. policyaddress.gov.hk/2016/ 教育局課程發展處（2015）。《「推動 STEM 教育——發揮創意潛能」概覽》，取自 http://www.edb. gov.hk/attachment/tc/curriculum-development/renewal/Brief%20on%20STEM%20(Overview)_ chi_20151105.pdf 新華社（2016）。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年規劃綱要》，2016 年 3 月 17 日， 取自 http://news.xinhuanet.com/politics/2016lh/2016-03/17/c_1118366322.htm第九十二期 Issue No. 92
STEM 教育
4香港 STEM 教育短評
陳俊鵬 沙田崇真學校 在香港，STEM 教育的施行只屬於初步，絕大部份中小學校都是在近一兩年內透過科學、科技及 數學教育推行有關 STEM 教育。近年，施政報告內亦有提及政府將會積極推動 STEM 教育，並鼓勵更 多學生選修有關科學、科技、工程和數學的學科。教育局亦都向全港中小學提出推行 STEM 教育的建 議和策略，同時向全港小學資助十萬元 STEM 教育津貼，讓小學能夠推行 STEM 教育。不過，由於不 少的教師對 STEM 教育的認識尚淺，對於此教育的推行和策略感到困擾。香港 STEM 教育規劃不足
現時，STEM 不是獨立成科，教師在教授 STEM 時，只是將其學習元素滲入在常識、科學、電腦 及數學科內，教師難以將 STEM 的精華完整地灌輸給學生，使 STEM 教育的發展情況未如理想。教育 局只提供參考建議及策略，並沒有一個實質的 STEM 教育課程，亦缺乏監管及評核制度，令到不少教 師在推行 STEM 教育時，只能夠在原有的繁忙課程中尋找合適的 STEM 教學方法，添加了老師不少的 教學壓力，導致老師沒有足夠的信心引領學生學習。 再者，香港沒有足夠的師資及空間推行 STEM 教育。教師對於 STEM 教育知識尚淺，而且教師普 遍在大學時期畢業於中、英、數或其他術科學系，甚少是畢業於 STEM 教育有關的資訊科技、電子工 程學系等，需要付出大量的課餘時間進修相關知識，增加了教師的工作負擔。同時，在現有的教育體 系下，課程已被安排得緊迫，例如 TSA、升中考試、DSE 課程等，就算教師已外出進修 STEM 知識， 都難以騰出空間推行 STEM 教育，需要額外聘請私人機構教授 STEM 教育，成效成疑。香港 STEM 教育建議
首先，教育局需盡快制定 STEM 教育的建議課程，甚至獨立成科。一個實質的 STEM 教育課程是 有助於教師推行 STEM 教育。教師可以根據學生的能力和差異，修定建議課程，同時配合教育局的津 貼資助，購買合適的設備套件，讓師生能夠在有限資源下發揮最大的教學和學習效能，令到 STEM 教 育得以長遠發展，不造成浪費。 另外，教育局應多安排本地師生進行 STEM 教育的交流活動。基於本地教師缺乏推行 STEM 教育 經驗，要求教師在有限時間內發展 STEM 教育確實是一件難事。 教育局可為各區較為資訊科技突出的學校設立 STEM 教育示範中心，向教師展示各學校的 STEM 教材，互相參考。與此同時，教育局亦可資助本地師生到海外，與其他地區的師生交流，透過交流活 動了解到其他地區的發展情況，甚至向本地師生安排一些獨有課程學習，使本地教師可以參考其他地 區的教材，達致優化教案的效能。 目前尚難評價香港 STEM 教育的成效。若然教育局能規劃出一個 STEM 建議課程及安排更多的本 地及海外交流活動，相信在將來日子裡，STEM 教育能為香港成就不少具天賦的學童，推動社會的進 步，帶來具世界性的競爭力。第九十二期 Issue No. 92 5
STEM 教育
「汪阿姐都可以學會編程！」這樣說 絕非貶意，而是真有其事。可是，筆者早前 於一個外間會議上仍然聽到一位資深電腦科 老師說：「要學生學編程太難吧！」，他校 的高中電腦科選修單元不可能轉為編程，因 為他認為學生掌握不到。究竟是他仍活於深 山，不知現時教育科技的轉變，還是現實與 他的想法有根本性的落差呢？如果學習編程 （coding）只是花上數星期、數日、甚至是 一小時的時間，你願意學嗎？ 現時不難看到有初中學生，甚至是小學 生都開始學習 coding，究其原因，或許是 早年奧巴馬不斷提出 coding 的重要性，也 可能是「一小時編程」鋪天蓋地的宣傳，當 中資深藝人汪明荃女士也是參加者之一，可 見越來越多人關注編程這一回事。同時，網上亦越來越多這一方面的配套，計有不同的網站協助初學 者學習編程，亦有 IT 界巨擘設計不同的軟件協助，當然，本校的學生亦是當中的受惠者。筆者有幸於今年一月到過倫敦參加 BETT SHOW（British Educational Training and Technology Show），這是一個教育技術博覽會，會上有不同的最新教育科技，為每一位與會人士帶來更多不同 的想法及衝擊，當中最令筆者難忘的是英國廣播公司（BBC）會於今年九月向全英國的 11 歲孩子贈 送一百萬塊微型電腦（Microbit），目的顯然而見，就是希望提高年輕人的編程技能，並填補英國於 這方面人才的空缺。回想到香港，政府決心發展香港為知識型經濟，在科技及其應用上成為區內的創 新樞紐，那我們是否更應該讓學生及早學會什麼是創新科技呢？ 我校本學年為每位中一學生提供一塊微型電腦（Microbit），配合學校的課程及 STEM 數理科 技教育的方向，讓學生真真正正掌握如何利用科技改善生活。同學除了學習編程外，更會嘗試利用 Microbit 配合其他工具以解決生活上的問題。 去年，本校獲政府資訊科技總監辦公室選為全港八間夥伴中 學之一，獲撥款 600 萬元在 2015/16 學年至 2022/23 學年開辦 四屆資訊科技增潤班，為中二至中六學生提供深入的資訊科技培 訓。過去一年，同學們的投入令大家都非常振奮，期望未來的日 子，同學能繼續學習科技教育，未來成為資訊科技專才甚至企業 家，以滿足數碼社會的發展需求，回饋社會，為香港的創新科技 出一分力。
「汪阿姐的啟示」：教育科技的迷思
歐海健 伯裘書院第九十二期 Issue No. 92
STEM 教育
6 去年，教育局發佈了「推動 STEM 教育——發揮創意潛能」概覽，部分學校隨即計劃成立聚焦小 組，尋找相關材料，以便推展。 有一句頗為流行於老師團隊的戲言：「講還講，做還做！」用來形容有些說來動聽、實際卻難以 在教育現場推行的教育理論。不能否認，「理論」與「實踐」彼此的距離並不相近。是推行？是擱置？ 又是否只能以二分法來回應呢？今天香港基礎教育課程與 STEM 已相遇，我們不如嘗試先行了解，看 看兩者是要分開，還是能夠作適度的結合。 上世紀末，美國從統計數據看到在科研領域上的人材，數量將會落後於世界其他國家，因而計劃 加強有關範疇的發展。基於研究結果及文獻的支持，教育界以推行 STEM 來回應國家的需要。STEM 教育包含四個範疇，包含科學（S）、科技（T）、工程（E）及數學（M）的知識教育，重視打破領 域之間的阻隔，提倡融會貫通，鼓勵突破創新；強調學生整合所學，擁有善用知識以解決疑難和落實 及執行方案的能力。質性相近
焦點回歸香港，不難發現，STEM 教育的本質與十多年來香港課程改革所提倡的教學策略路線不 謀而合，強調以學生為主的學習模式（student-centered learning strategy）。在課程的相關文本中 顯示，課改目標總括有三，第一、 引發學生主動學習，把知識及技能融會貫通；第二、鼓勵學生發揮 創意，提升協作及解難能力；第三、推動學生善用 ICT 工具找尋資料及進行匯報。另外，課程統整（curriculum integration）也是香港課程改革其中的一項焦點。根據學科融合 的程度，課程統整可分為不同的遞進階段，例如：科內整合（intradisciplinary integration），多學 科整合（multidisciplinary integration），科際整合（interdisciplinary integration）以至超學科整合 （transdisciplinary integration），而這個層次，亦正是 STEM 教育的發展目標。
由此可見，STEM 與現行香港基礎教育課程發展方向存有類同之處，原則上，教育理論層面是互 為相容。當然，要進一步落實在學校的層面上，總有不能避開的難點。
課程發展能力的參差
要成功推行 STEM，對學校的校本課程設計、規劃及推展能力，是有相當程度的要求。過往，香 港官津中小學的課程，皆以中央課程指引為藍本，倚重由中央帶領邊陲的課程發展模式，無論在課程 目標、課程內容及學習評估三個範疇，中央課程綱要都有頗為清晰及詳細的描述，以支援學校和老師 執行與推展。故此，學校在課程發展的自主性實在不大，經驗相對有限。 直至 2000 年初課程改革開始，重整了課程發展的模式，由中央移向邊陲，學校開 始探索課程發展，嘗試打造具有校本特色的課程。經過了十多年發展至今，部份學校在 課程設計、規劃及實施上，已有相當的成功經驗。可是，仍有不少學校在這方面的發展， 顯著落後於形勢。故此，在推展新課程，例如 STEM 教育時，極需要為部份學校提供 到位的強力支援。 曾偉漢 慈幼學校STEM 與香港基礎教育課程相遇
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STEM 教育
先天不足的小學師資配套
另一方面，STEM 課程在小學階段的實踐，因先天不足的師資組合，可能是一塊阻礙發展的絆腳石。 看文科「出身」的小學教師任教高年級的常識科時，當內容牽涉到「科學教育」知識範疇，例如 力學原理、光合作用等課題時，就算早有準備，熟讀教師用書的資料，在課堂講解時，也常有捉襟見 肘的情況。學歷背景與任教科目的配搭，小學明顯較中學來得不夠對焦。 嘗試分析，原因可能關乎於小學招聘老師時的一些客觀限制。例如，體育老師需要修畢認可課程， 才能任教，算是小學老師團隊中的首個「專科專教」科目。其後，提倡在小學中、英文推行「專科專 教」，經過了十多年的實踐，現在任教的老師都是本科學位持有者或基準試合格者。其餘科目如數學 和常識，就沒有類似的強制規定。故此，學校並沒有足夠誘因，聘用修讀數理科的老師，更遑論有足 夠師資團隊來應付 STEM 教育的發展。 基於以上分析，要在現行基礎教育課程上有效推展 STEM 教育，可嘗試考慮以下建議。啟動課程的方案
推行新課程，先要分析及了解學校本身現存的資源、能力和限制，以確保課程變革過程中能為學 生帶來最小的衝擊、最大的得益，以及變革能持續推展。因此，建議課程閞展之初，應利用試行階段 試試「水溫」，蒐集相關資料數據，作為課程評鑑及改善之用。其一提議，可選擇先實施於非正規課 程中，好讓學校各方面作出適應，減少對正規課程的衝擊，或產生震盪而牽引出不良的後果，也可獲 得寶貴的經驗，備作檢討參考。 小學方面，如以正規課程開展 STEM，首選應是屬於唯一跨學習領域科目的常識科。它不單包含 了「科學教育」和「科技教育」兩個學習領域，當中的教學和評估策略與 STEM 質性相近，是一個合 適的切入點。軟技巧與硬知識
承文章開初所述，STEM 教育除了著重四大屬性數理範疇的知識領域外，更強調很多現今 教育相對重視的軟技巧（soft skill），包括：學生的社交溝通能力、領導協作能力、思辨能力、 創造力、執行力等，以上都是有利學生日後面對社會的技能。鑒於香港社會現況，未必與美 國或其他國家那樣對科研人材有殷切的需求，又基於不同教育現場在客觀環境上的局限情況， 學校或可稍作避重就輕，選擇著重軟技巧的推行方向，這未嘗不是一項踏實而折衷的方法。 總括而言，要回應 STEM 教育的推行，學校需要適切檢視及評估本身的課程發展狀況 及能力，並且在課程發展範疇上作出具前瞻性的規劃，進而積極組織具效能的 STEM 老師 團隊，才能把握改變，提升學校的教育效能。第九十二期 Issue No. 92
STEM 教育
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「STEM」教育的主旨在提供結合科學（Science）、科技（Technology and Engineering）、數 學（Mathematics）等知識的學習活動，培養學生的探究、協作、解難等能力和正面價值觀，為香港 及國家未來的創新和科研發展培訓人才。
設計理念：
驟眼看，STEM 與通識科似乎有點風馬牛不相及。不少學校推動 STEM 是分工予數理科老師進行， 受眾則多數是有數理潛質的學生，學生進行科學科技研習和探究時所牽涉的知識和技能，亦與通識科 課程內容和教學目標關係不大。然而，這並不代表通識老師不能在 STEM 教育上有所貢獻。經過多次 科組會議的討論後，我們教學團隊決定揉合通識科的研習活動和 STEM 教育，作一個「STEM 普及教 育版」的新嘗試，希望讓不同能力的學生感受和欣賞科學科技研發的微妙。考察研習活動 – 將軍澳單車政策實地考察：
該活動由三位老師帶領 10 多位學生到將軍澳單車徑考察並收集數據，從而評論政府在將軍澳一 帶建立單車友善城市的政策成效。學生預先在流動電話上預載兩個電子教學用軟件，一個為香港中文 大學學習科學與科技中心所開發的 EduVenture® 戶外教學軟件，另一個為 Panobike 單車運動軟件。 學生在開始活動前分別被安排擔任不同持分者角色，分別為政府官員，將軍澳區市民及顧問公司。三 個不同的持分者均要在考察中收集不同面向的資料以及完成特定的任務，每組在考察完畢後需要回到 學校匯報所收集的數據、進行小組討論及以該持分者的身分評論政府在將軍澳的單車政策，詳見下圖： 政府官員 市民 顧問公司 • 交通規則 • 公共衛生考量 • 分析：政府在施政時傾向單車代 步還是單車康樂用途？ • 價錢 • 方便 • 時間成本 • 舒適度 • 分析：有什麼因素令你使用 / 不 使用單車在區內代步？ • 體能訓練 • 安全性 • 碳排放 • 分析：單車代步是否一個健康生 活模式？有什麼公共衛生風險， 是否一個更環保的選擇？ 我們教學團隊先利用 EduVenture® 規劃路線，在不同的學習關注點上設置由 GPS 定位的關卡， 學生要親身到達該關卡才能解鎖進行特定的學習任務。 以下圖為例，我們在將軍澳單車館，地鐵站附近的 泊車設施以及日出康城等地方設置關卡，當學生騎車到 達關卡時即利用手上的平板電腦進行任務，例如進行訪 問、回答問題、拍攝短片及收集數據等，教師能夠實時 監察其作答情況並作出指導。 學生在實地考察完畢後回到學校匯報數據和洞察，並 進行深入討論。過程中，學生需要對單車運動軟件的研發 和改進，作出分析評價，進而提出改善的意見和方法。 伍岳偉 將軍澳香島中學利用通識科研習活動實踐 STEM 教學的嘗試
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STEM 教育
有關 STEM 教育的經驗與反思：
學生投入地了解運動軟件估算卡路里消耗的原理 首先，學生能對相關的科技原理作出探問和深入的了解。在小組討論中，扮演不同持分者角色的 同學都不約而同地提出相同的關鍵問題——「運動軟件的估算原理是什麼？是否真的可信？」他們的 投入探問不無原因，因為學生在研習過程中 親身踏單車，並利用運動軟件估算自己的運動 量，從而評估現行將軍澳單車友善設施規劃是 否有助居民的健康。如此的教學設計實能成功 提升學生研習的投入感，不論他們本身是否對 數理科技等感到強烈興趣。及後他們發現運動 軟件是藉用家輸入的參數來運算能量消耗的， 因此他們便更有系統地的在互聯網上搜尋相關 資料，希望了解相關的計算。利用體重（質量 mass）、速度（velocity）、爬升（垂直位移 vertical displacement）等參數估算能量輸出 功率，對不擅長數理科目的同學來說，或許有 點太困難，但從科普推廣的層面來說，同學能 了解和體會一下相關的計算的嚴謹、所作假設 （assumption）的局限，已經很不錯。 學生認真研究舊技術的優點與不足 此外，我們發現研習活動能給予學生認真地使用和反思地圖和運動訓練手機軟件的機會。活動後， 不少學生向我們抒發後感，說原來他們在使用手機軟件時，「只會用，很少想」，甚少深入分析該技 術的優勢侷限，更遑論啟發他們設計改良方案。例如他們在某段平坦的單車徑上馳騁，軟件竟然顯示 他們正在攀上斜波，他們便猛然醒悟原來自己從無深究定位功能的準確度的侷限。而在小組討論的過 程中，他們亦分享了自己對「認真剖析舊技術對新技術的研發和設計有莫大裨益」的深刻體會。雖然， 學生最後只是對軟件的開發改良有初步的創意構思，對詳細的程式編寫一竅不通，但最少，我們認為 活動成功讓學生了解和體會一些創新科技開發的歷程，鼓勵和肯定了他們的創意，亦使他們更欣賞科 技研發人員的工作和貢獻。結語
STEM 教育對所有學生都有不同面向不同程度的裨益，不論他們是否有數理科研天份。結合通識 研習項目的 STEM 教育能提升學生研習的興趣，成功為不同興趣和能力的學生作適當調適，讓 STEM 教育變得更普及，一般學生也能在研習活動中結合各範疇的知識解難和協作，進而欣賞研發人員的努 力和貢獻。由於篇幅所限，研習活動在通識方面的學與教經驗反思未能詳談，但作為「STEM 普及教 育版」的新嘗試，教育成效確為不俗，我們真誠鼓勵同工們進一步優化、嘗試。 學生考察區內停泊單車設施，發現部分單車被破壞或盜竊第九十二期 Issue No. 92
STEM 教育
10「真．STEM」一切從校本課程發展開始
黃家偉 香港大學教育學院 冼儉偉 保良局田家炳千禧小學 香港教育局課程發展議會就 2015 年的政府施政報告，發表了一份概念書名為「推動 STEM 教 育：發揮創意潛能」，並提到「香港學校推動 STEM 教育旨在強化科學、科技及數學教育，以培育相 關範疇的多元人才，提升香港的國際競爭力」（CDC2015）。這份概念書確實為教育界帶來了一個 STEM 教育的狂熱，教育界同工紛紛積極地討論及分享如何有效地推動 STEM ﹝科學（Science）、 科技（Technology）、工程（Engineering）及數學（Mathematics）﹞教育課程。過去一年多，因為 大家都想抓緊這道新浪潮，不同界別組織亦紛紛推出一系列 STEM 活動來吸引教師來參與，當中包括 講座、展覽、比賽以及課程簡介會等。有同工曾提過：「如果希望舉辦一個座無虛席的講座，只要活 動主題上掛著『STEM』便可！」而活動後大多數出席者的感受皆可用四字作總結：嘆為觀止──讚 嘆那些學校和機構的團隊精神及學生們的表現等。不過事後老師們都是毫無頭緒，不知如何在其學校 裡推行一個能訓練和發展學生綜合解難能力的「真·STEM」課程！這樣我們不如先透過以下的四大 迷思來探討怎樣建構 STEM 課程基礎，並從淺談學校如何開展 STEM 教育的初步經驗，嘗試尋找一 個清晰的 STEM 解讀。疑問一：究竟 STEM 課程和「科探」有什麼分別？
首先，我們要區分何謂「科學」和「工程」的分別，而事實上「工程」很多時候被歸納為「科 技」的一部分。跟據文獻的定義，「科學」着重測試並發展出一系列的模型來解釋和預測自然生態 的現象（Boesdorfer & Greenhalgh, 2014; Harkema, Jadrich, & Bruxvoort, 2009; Seok Oh & Jin Oh, 2011）。而「工程」就是要按照預設的目標和需要來製造出一些方案來解決生活上的問題（Boesdorfer & Greenhalgh, 2014; Harkema, Jadrich, & Bruxvoort, 2009; Landis, 2007）。所以透過 STEM 便可 從科學探究來找出大自然的規律，例如：如何透過電路的原理來解釋電池能使燈泡發光。而 STEM 並 非只可由「科探」作主導，因為現今的「科技」工具可以讓學生透過「工程」來設計出一些方案去解 決問題，例如先利用「試錯法」讓學生裝配出一個完整的電路，透過嘗試與不斷改進，務求成功通電 令燈泡發光，從而探究出一套科學模型來解釋一般性的情況。疑問二：STEM 課程𥚃是否規定要綜合四個範疇：科學（Science）、科技
（Technology）、工程（Engineering）及數學（Mathematics），甚至
STEAM 中的 Arts「藝術」第五個範疇，來解決問題嗎？
不一定。因為這五個範疇本身的學術深度及廣度已足以被獨立區分出來，而並不只是當作個別學 科中所包含的一些元素，例如：電腦科學的前身就是由數學演變出來的學科（Denning, 2005）。所 以在課程發展上擁護各科的獨立性是十分重要的。換言之，我們未必可能或需要同一時間完整地呈現 各個範疇於單一綜合解難活動中。因此可以有先後的次序和「混合模式」的 STEM 出現，例如只著重 「S+T」的科探活動，讓學生慢慢掌握跨學科的新學習設計（Wong & Fung, 2016）。當學生已有穩 固的 STEM 基礎，我們便可以加入藝術創作的元素和 STEM 相關的語文能力訓練在課程裡，從而提 升跨科學習的規模。第九十二期 Issue No. 92 11
STEM 教育
參考資料
Boesdorfer, S., & S. Greenhalgh. (2014) Make room for engineering. The Science Teacher, 81(9): 51-55. Curriculum Development Council (CDC). (2015). Promotion of STEM education - Unleashing potential in
innovation. Hong Kong
Denning, P. J. (2005). Is computer science science?. Communications of the ACM, 48(4), 27-31.
Harlema, J., J. Jadrich, & C. Bruxvoort. (2012). Science and engineering: Two models of laboratory investigation. The Science Teacher, 76(9): 27-31.
Landis, R. B. (2007). Studying engineering: A road map to a rewarding career (3rd ed.). Los Angeles: Discovery Press.
Seok Oh, P., & S. Jin Oh. (2011). What teachers of science need to know about models: An overview. International Journal of Science Education, 13(8): 1109-1130.
Wong, G. K. W. & Fung, C. (2016). Handbook for flipped classroom in primary school.（小學翻轉教室實用手 冊）. Hong Kong: Quality Education Fund. Retrieved from: https://sites.google.com/site/projectflipped/ xiao-xue-fan-zhuan-jiao-shi-shi-yong-shou-ce
疑問三：學校如何籌備和實踐 STEM 的校本課程？
以保良局田家炳千禧小學為例，學校一向重視發展校本多元學習課程，因此學校在常規課程外設 有通識課，而通識課其中的一個學習範疇為科學與環境，藉着此增潤課程讓學生有更多機會來培養九 種共通能力，同時實踐數學、常識及電腦科所學的知識。學校於早年開始發展電子學習，而就現在教 育局推動 STEM 教育，便將之前的經驗及資源來協助開展一個更全面及切合校本需要的 STEM 課程。 學校有幸與香港大學合作，計劃本學年於小四及小五的通識課加入 STEM 課程。課程會以環保與生活 為題，包含前測、科探解難及後測的過程，香港大學的支援組與學校一起探究如何發展 STEM。 我們 相信理論結合實踐經驗定必對日後校本課程發展有莫大的幫助。疑問四：發展 STEM 的校本課程是否需要依靠某些坊間的教學工具呢？
儘管在坊間有很多不同的教學工具可供選擇，但我們需注意的是 STEM 課程教學是不一定要表現 「高科技」。其實，早在遠古時代人類文明已經存在 STEM ！我們若能實踐「學習為本，教具為用」 的大原則，才可真正體會到 STEM 的精神。假如學生能自己找合適的工具及方法，以科學探究的形式 與精神來進行實驗，這已經是一個很好的學習過程。 最後，筆者建議教師盡量避免過份依賴某一間生產商或出版社的教材內容來推行 STEM，因為我 們要明白解難方式並不是千篇一律，往往透過互動交流才能建構出一套屬於校本的「真．STEM」。第九十二期 Issue No. 92
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12STEM 與雲端工具學界的實踐
陳俊銘 聖公會李福慶中學前言
現時正值學界大力關注推動 STEM 教育，教育局更已發放一筆過津貼，給所有官立、資助和直資 小學用作推廣 STEM 教育。但推動 STEM 教育方面，香港仍屬於萌芽階段，要作持久長遠的發展，必 須靠前線教師的支持和努力。不少國家已把 STEM 整合貫通，積極發展 STEM 教育。各國均意識到 STEM 教育將能帶來創新科技知識，是培訓人材、提升競爭力的關鍵，繼而投放不少資源以優化這四 個科目的協作。香港亦由過去的學習科學、實踐科學、學習科技，到現在掌握及實踐科技；冀望培育 更多專業科技人才，提升香港的競爭力。因為這正是國際公認的未來競爭力指標。 近年談論 STEM 的理論及文章著實不少，作為前線工作者，探討及分享其實踐的例子更重要。 記得有同工一聽到 STEM 一詞時，直覺認為只是舊酒新瓶、只是綽頭。我個人認為 STEM 是一個契 機，一個學習模式的轉變，更是一個新的模範。STEM 教育是一種跨理科的專題應用學習，訓練學生 的探究、協作和解難能力，發揮創意及創新潛能，這也正是未來社會所需要的。對學校管理層來看， STEM 是很昂貴的，但科學就是生活，生活就在科學，現今學生最常「掌控」是哪一個工具呢？是遊 戲機、玩具，還是一些學習工具？以往用作量度的工具是直尺甚至是手掌，但在現今新世代最有用的 工具可能是一部智能手機。試想想，手機可作為學習工具或量度工具嗎？其實它是一個萬用工具，只 視乎是否懂得如何運用。課程規劃
STEM 教育對中小學而言，皆是一個課程統整的契機，故學校的學務或課程統籌主任是必須作出 變革，以追上這個大趨勢。小學方面，應聚焦在高年級學生身上，而中學方面，應投放到初中課程， 最後兩者如能互相銜接，更能相得益彰。這相信是繼人文學科及通識教育科後，另一項的課程整理。 學界亦較常稱 STEM 為理科的「通識科」透過融合及實踐為跨科的學習課程。 作為一位資訊科技科的本科教師，我認為應該以科技（Technology）及工程（Engineering）作為 起步及切入點，以貫通科學及數學的理論及概念，從而有效加強學校推展 STEM 教育的進程，一方面 因為科技發展的迅速及生活化的滲透性，另一方面，新世代在學習上的需求的協作及體驗等核心特徵 全由科技作為載體去展現其無限的可能性。教育局的課程指引上所關注的培養學生共通能力上，絕大 部份皆可透過 STEM 教育展現及深化。至於 STEM 教育的學習模式是由知識帶動應用，還是由應用引 導知識的學習，只是形式及技巧的問題，重點絕非只得單一答案能解決問題，這才是非填鴨式的教育。第九十二期 Issue No. 92 13
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實踐
記得較早前閱讀過報章上的一篇專欄， 當中撰寫到如何推動 STEM 教育，其中必備 元素的第一點便是「現今學生追求知識的方 法與以往大大不同，他們只要懂以下 6 個字 母『G、O、O、G、L、E』」， 我 個 人 而 言 Google 不止於知識探究，更能作為啟動 STEM 整合的工具和平台。 Google 科學日誌Google 在 Making & Science 官網上指 出：「每一個人生來都是創造者和科學家」。 科學日誌（Science Journal）App 透過手機 內 建 的 加 速 度 計（accelerometer）、 光 線 和聲音感測器以及麥克風，即可測量移動、 光線和聲音等數據，記錄實驗數據，還可將 數據轉換為易讀的圖表。學生可依據不同的實驗主題儲存不同專案來管理實驗記錄，還可加入文字、 照片或聲音（語音筆記）形式，深入分析實驗結果並加上註解，讓手機化身口袋大小的科學實驗筆記 本。它還支援可感測環境的開源硬體 Arduino，以獲得更豐富細緻的感測數據，如燈光、聲音、溫度、 紅外線等，以滿足學生的實驗精神。雖然測量值都是藉由手機內建的設備測出來的，準確性並不高， 與實驗室內專用的數據記錄儀明顯有差距，但這正正是學習及實驗過程的核心原素。
Google Cardboard App
虛擬實境 Virtual Reality （VR） 配合 Google CardBoard 在娛樂消閒上已經十分普及。但以我學 校為例，已透過 Google CardBoard 的 VR 技術去演繹當中的科學及數學理論，讓學生學習當中的立 體與距離的視覺關係（Science），及凸透鏡折射下影像的放大率（Maths）；再配合以課外活動及工 作坊的形式，讓學生自己親自動手去組裝製作一個紙皮的 CardBoard（Engineering），最後配置上 個人的智能手機（Technology），參與 Google Expeditions 的虛擬考察（virtual field trip）。整個學 習活動已完全把 STEM 教育展示出來，本年度我校的開放日也會安排這個工作坊的實例分享。這個體 驗 STEM 課程的實例，亦將會進一步推展至其他學校，期望能看到更多校本的 STEM 課程，可突破傳 統的教學模式。教師透過 VR 模擬不同環境，讓學生進行經歷為本的學習模式，促進互動，啟發創意 潛能，提升專注力及課堂參與度：足不出校便能體驗探究地理科上不同國家的地理景觀；生物科的野 生動植物及人體的不同器官，增進人類生物學知識等等。
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14 為何在此淺談？教育局課程發展議會已於 2015 年底發佈 -「推動 STEM 教育」概覽的詳 細文件，內容已函蓋各個範疇及配套行動，正因如此，筆者亦不用詳加解釋如何推動 STEM 教育，只想在這短短的篇幅中，分享過往推動 STEM 教育的經驗。動手學習
一般學校而言，科學、科技及數學領域學科元素已完善規劃在課程之內，在優化過程中， 筆者認為應著重注入動手學習部份，容讓學生將學習理論應用到實際環境，藉此提昇學生解決 問題的能力，啟發創意思維。須知道「發明」是不能單靠理論而產生出來，而是利用實際動手創立， 故此動手學習乃成為教育內容與學習過程中的關鍵元素。 透過動手學習，課堂學習的常態將會重新定義，教師和學生的角色亦有所改變：學生由知識的接 收者，變為學習的主導者，更有助發揮個人創意；老師的角色由主導角色演化為協作者，負責引導及 鼓勵學生進行思考。正因學習模式演變為互動交流，學生之間將會進行熱烈的討論，課室的秩序和氣 氛亦會與以往有所不同，教師須自我調整教學心態，進入多變的課堂。教件選擇
在過去一年多，學界致力推動 STEM 教育，供應商提供的教育套件（如 : 立體打印機、魚菜共生 系統或電子感應器），猶如雨後春筍般湧現，當中不乏與 STEM 教育有關的。在選擇教件過程中，筆 者認為教件只是元件，乃學習的一部份，如何利用教件進行教學才是重點。我們須注意教件能否協助 學生創作出變化多端的作品，而非製作出千篇一律的成品。 STEM 教育的精神理念，在於學生能夠發揮創意及解決日常生活問題，體會自己創造的成功感。 所以在選擇教件時，我們應留意教件和教學方法能否啟發學生創意。當然，筆者亦不否定規律式教材 套，因它能增強同學在綜合和應用跨學科知識與技能的能力，建立良好的基礎。跨科協調
學生有效學習到不同領域的知識在於課程規劃，而有效推動課程者則為教師。筆者明白到教師要 改變以往採取傳統、高效的教學策略，會令教師有所憂慮；此外，教師要協調各個學科的教學進程， 亦見困難重重，如不能疏理以上問題，STEM 教育亦難以成功。 進行跨科合作之際，教師必先有明確的共同發展目標及了解當中的價值，鼓勵教師之間相互討論， 並強調教師無論在策劃和推動發展項目上的自主性，讓教師強化自我的擁有感，一同積極推動課堂研 究。此外，讓教師透過協作教材和實踐教學，體驗到學生能「投入學習」和「學得更深入」最為重要， 這也令教師更能扮演主導跨科合作的角色。除利用共同備課節進行教學討論外，教師互相支持和鼓勵， 亦會帶來正面果效，在推行課程期間，定時展現教學過程，讓學校每一位教師都清楚了解校本 STEM 課程的發展進度，有助引發教師團隊的好奇心，促進更多教師參與和嘗試，這種做法既能凝聚教師的 合作精神，又能提升團隊之間和諧氣氛，鼓勵教師持續進步，破舊立新。 總括而言，STEM 教育能培育學生作多角度思考和解決問題的技巧，讓他們具備應有的知識和共 通能力，在未來的日子，教師仍須不斷探索更多有效的實踐方法，持續提升學與教的效能。淺談於學校推行 STEM 教育的經驗
簡偉鴻 香港道教聯合會圓玄學院第一中學第九十二期 Issue No. 92 15
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特別的「STEM」給特別的你
STEM 於近年發展迅速，香港教育界也全力趕上。究竟甚麼是 STEM 教育？筆者曾與多名香港及 國內學者討論，我們認為 STEM 教育是指綜合科學、技術、工 程與數學的特點，將知識獲取與工程設計，數學方法有機統一， 並應用技術手段來解決實際問題，通過做中學，從中培養學生 應用跨學科的知識和方法解決實際問題的知識和能力。養成跨 學科綜合素養的一種教育方式。 香港教育局於上學年發放了一項十萬元的特別撥款給小學， 撥款指明為發展 STEM 教育而設。現在大多數小學也在思考如 何運用這筆撥款來建設學校的 STEM 實驗室。 筆者於兩年前開始發展校本 STEM 課程，當中包括：製作 磁浮列車、氦氣飛船、電子積木等等。 筆者再將這些 STEM 課程融入各科內，以雙周形式實行。 於前年年終作檢討時，多位教師不約而同地指出，STEM 課程能 有效處理一些有特殊學習需要的學生。因此，筆者開始設計及改良現有的 STEM 活動，使能更適切地 配合學生的學習需要。首先，我們需要了解學生的特點。部份學生並不太懂與其他同學協作，有些同 學的手眼協調能力略低，有些學生有專注力不足的問題。 我們於設計時可針對學生需要而特別增強某些元素，使學生進行 STEM 活動時不知不覺間加強了 「另類」訓練。例如，我們設計製作磁浮列車活動時，特別加入一些較細小的組件，目的在於訓練學 生的手眼協調能力和小肌肉的操控能力。我們也刻意要求學生進行活動時使用不同的工具，如：螺絲 批、鉗子、手搖鑽等。讓學生有機會接觸真實的工具之餘，還可以訓練手眼協調能力及操控工具的能 力。 另一方面，我們會將 STEM 解難活動設計為分組活動，再將整個活動分解為不同的小型任務，如 製作磁浮列車活動，會被分解為兩個小型活動，一個是要學生思考如何製作磁浮列車的路軌，另一個 是要他們製作磁浮列車車身，最後合二為一。而每組再分為兩個小組，學生須先於小組合作完成小型 任務，再於大組合作完成整個活動。筆者親證經過這些活動，學生更加懂得如何與人相處及互相包容。 我們更能從活動中發掘一些有領導能力的學生。 全因 STEM 活動的吸引力，學生大多數能專注地投入活動中，我們在設計活動時，加入更多開放 性的問題，讓學生不斷追尋解決困難的方法，這樣更能訓練他們的專注力。其中筆者曾帶領學生製作 磁浮列車的路軌，我以開放式問題讓他們思考可使用甚麼方法及物料來製作路軌，學生透過討論得出 可使用曾學過的立體打印技術來製作路軌，透過這活動，學生專注地搜尋相關知識、討論可行的方案， 並嘗試及改良他們的設計。 STEM 活動旨在訓練學生有能力綜合不同科目所學的知識來解決問題，內容大多是有趣的活動， 如我們能加入更多不同的元素，發揮 STEM 的吸引力，定更能提升學生的潛能，即使是有特殊學習需 要的學生也能獲益。 程志祥 浸信會天虹小學 學生正在製作氦氣飛船第九十二期 Issue No. 92
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16以校本課程推動 STEM
區紹聰、梁俊傑 青年會書院校本創科課 助解難求真
STEM 是近期教育界的熱話，它是取出四個英文詞組彙的首個字母所組成，分別是科學（S）、 科技（T）、工程（E）及數學（M）。容許我下文以「創科」課來稱呼我校在中三級開展的校本 STEM 課程。創科課有別於一般課程，目標並非應付公開考試為本，講求的是學習的本源：鼓勵創意、 追求知識及傳授技術。授課內容以問題來包裝，設立清晰的目標，在一定的框架下，容許學生以自己 的方法解決問題。 「創科」課有三個層次的目標。學生通過創科課，整合各科目所學，應用在老師所設的難題，從 中再學到新知識及技巧。教師於創科課中擔任指導員的角色，通過師生互動，鞏固學生已有知識，並 時刻保持虛心從學生的作品中學習新方法。學校藉此給予學生更多元化的學習體驗，在學習中發揮創 意，為社會未來發展撒種。讓我在此用兩個教案來闡述。檢測圓周率 探科學本源
其中一個教學體驗是檢測圓周率的值，學生透過運用工具箱內的物 資，嘗試以科學方法求證圓周率的約值。預設的方法是用光碟畫出圓並以 棉繩及間尺求出圓周，另一方法為以圓規畫圓再以棉繩，有學生提出能否 以同心圓去求證答案，學生匯報中老師亦提問到學生如何找出圓形的半 徑。當中涉及的數學理論看似簡單，但卻讓學生以全新的角度審視已有知 識。老師亦提出在求證時反覆收取數據的重要性，這亦是科學之本源。藉網路短片 成創科教材
另一個教案是紙製手槍。我們給予學生的難題是以紙製手槍，擊倒一 定距離外的膠杯。建基於網路上的介紹短片，學生們用工具箱內的物資和 廢紙去製作小手槍。 過程中，你會發現學生們有不同的特質。有人是小組領袖，有人是捲紙能手，有人不甘用指定做 法。當然，為數最多的是在跌跌撞撞中，學會控制熱熔膠槍，學會發現教學短片中不完全之處，學會 互相協作再解決問題。其中有不少組別匆忙製作，到後期才發現紙捲大小不一，組裝有困難。更甚的 是紙捲中空內徑過小，令撞針難以通過。 到製作的中後期，問題的重心便轉移到製作子彈。我們給予學生的提示是用紙捲製作，於是學生們 便從紙彈重量、長度及直徑等方面去研究。最後在試射過程中，學生要在射程、穩定度、力度和準繩度 中找到平衡點，才能達成預設的要求。其中涉及科學和工程等多個範疇，學生體驗到保持紙彈品質的困 難，亦初嘗經典物理學原理的威力。創科解難路 良師成導引
在解難過程中，老師的責任是指導學生如何有效地去解決問題，比如紙捲中空內徑一事，多安排 一個更大內徑紙捲，或改小撞針直徑，總比重新開始簡單。當中有部分組別能力或技巧較弱，我便借 出我示範教材的紙槍供他們參考，讓他們可以集中精神，解決紙彈問題。 接下來的一年，我們會繼續發掘新的課題，讓學生的知識能層遞地發展。如再有機會，定必會和 各位同工分享。 學生們正在思考如何驗證圓周率 學生們在分析數據第九十二期 Issue No. 92 17
STEM 教育
STEM 教育的「活」與「動」
甯幹英 嗇色園主辦可銘學校STEM 的優勢
STEM 教育使全港老師「活」起來，也使全港學生「動」起來。為甚麼？ 「活」潑的老師收到教育局的十萬元，開心得不得了——他可以把課本活起來呢！場景增生也能 把課本活起來，但它給你的是視覺上的快樂或滿足，卻不能給你實實在在的享受。因此，STEM 教育 並不是場景增生所能比擬的。那麼，STEM 教育帶出了甚麼？老師的「活」
STEM 教育帶出了老師的「活」潑理念和教學。老師首先需要消 化 STEM 的教育理念，然後整理為校本的課程，再配合人力和財政資 源的運用，最後期望為學生帶來豐碩的學習成果。在課餘時，為學生 安排 LEGO 機械人或機械套件教學班等，讓學生初嘗當科學家或發明 家的滋味。這亦是學生的一種學習成果。 然而本校深信「師」不動，「生」不動，所以本校設計的 STEM 課程就有點不同了。在老師方面， 本校為他們安排了每年兩次的教師發展日。第一學年課程讓老師學習馬達，老師將會製作電動泡泡機 和吸塵機；第二學年課程讓老師學習集成電路，老師將會製作擴音機和收音機。在常識科老師方面， 本校把教科書內的小實驗項目和大實驗項目同時「活」起來。只要學習上有需要，本校將會為學生設 計小實驗項目，每一個小實驗項目約需 5 至 10 分鐘完成，次數是比較頻密的。本校除了為老師購置 小實驗項目的材料外，還為他們安排共同備課，讓每一位老師明白小實驗項目的教學目的和實驗過程。 至於一個大實驗項目，時間約需 70 分鐘，第一學年本校為一至六年級學生安排一次，第二年則兩次。 大實驗項目包括了七個步驟：情景探索、提出假設、設計測試、分享構思、進行測試、結論及應用和 延展探究。以五年級為例，學生在課堂上學了甚麼是串聯電路和並聯電路，並懂得以萬用錶量度電壓 和架設該兩種電路。這是學生的已有知識。學生的大實驗項目的題目是「串聯和並聯電路各有甚麼特 點？」學生的「動」
「師」動，「生」動。師生互動。學生「動」手做實驗。他們從小實驗項目中感受到學習的樂趣。 學生通過大實驗項目掌握了做實驗的技巧，他們還可以活用到不同的層面呢。此外，本校也為一至六 年級學生設計極具校本特色的 STEM 電子課程。一年級學閉合電路，二年級學串聯和並聯電路、三年 級學 LED 振盪電路，四年級學 AND GATE 集成電路，五年級學 LED 及蜂鳴器並聯振盪電路，六年 級學單按鈕開關電路。這些均是正規課程。在非正規課程方面，本校在午膳後的課餘時間為學生設立 STEM 學習角，當中還包括了閱讀。為使學生能應用所學及深化他們的興趣，本校將舉辦 STEM 親子 工作坊和 STEM 親子比賽。學生透過比賽，自行製作 STEM 作品，解決生活上的難題，培養自己成為 真正的發明家。STEM 教育的持續發展
當然，STEM 教育並不是一兩年就可以做得好，這有賴教育局的持續推動和全校老師及家長的協助。 六年級學生正製作電池車第九十二期 Issue No. 92
STEM 教育
18 「科學、科技、工程和數學（STEM）教育」已成為近年教育界熱話，不少中小學紛紛討論如何 於學校開展及推行 STEM 教育。再者，創科局的成立，令不少科技界人士，以至教育工作者，都預視 到將來的創意科技產業必定大有作為。 先宏觀地看看世界大環境。最早提倡 STEM 教育的美國，相信科學及資訊科技是佔領世界主導地 位的重要元素，因此美國政府於政策及財政上，著力支持 STEM 教育於中小學全面推展，以培養國家 專業人才。另一方面，英國政府亦大力於國內發展 STEM 教育，英國廣播公司 BBC 與微軟、ARM 等 公司合作，製作了一款可編寫程式的口袋微型電腦 BBC Micro:bit，並免費發放給英國一百多萬名學 生，讓他們學習一些基本的程式設計技能。 反觀，香港一直偏重於發展金融及地產業，資訊科技界以至創意產業的發展一直落後其他城市， 無論配套和政策及其他支援都未能說服年輕人投身創科界。香港的創科氣候還有待形成。但這反而令 我有個想法，就是以自己學校為本，於校內積極發展 STEM 教育，當區內有一定數量的學校發展成熟 後，教師之間，學生之間可作緊密交流，形成一個科創生態圈，再慢慢伸延到香港每一區。 以我校為例，我們於本年度重新規劃初中的電腦科，刪除部份過時的課程內容，加入大量編程 及 STEM 元素，令課程更多元化。我們為每位初中學生提供一塊 Arduino 開發板，學生利用 Arduino 學習基本程序編寫及電路設計概念。同時，我們摒棄從前的筆試考核方法，以計劃形式（Maker Project）作評估。每個學期均有一份學期計劃（Term Project），該計劃需配合主題，利用 Arduino 設計及創建一件具創意而可行的作品，期間他們會接觸到其他創新技術，例如：3D 打印等。計劃旨 在培養學生創意思維及解難能力。於課堂觀察所見，學生比從前更加投入課堂，無論男女生都喜歡拿 著不同感應器或組件拼拼湊湊，積極討論研究，學習氣氛相當不俗。學校要發展 STEM 教育，不應把重心放在硬件上，反而應著重於行政配套、課程內容及學生學習 經歷上。無論是 Raspberry Pi、BBC Micro:bit、mBot、littleBits、METAS、LEGO EV3、Dash & Dot 或是 Arduino，只要是適合學生的，都可以考慮使用。作為教育工作者，我們的價值在於我們的教學 法，在於促進學生學習，在於為學生設計有意義學習經歷。 百多年前，我們有馬車代步，現在，我們已經發明出環保的電動車。百多年前，我們以物易物， 現在我們已經習慣了使用電子貨幣。試想想我們 的教育，如果一直一成不變，繼續把學生困在課 室裡，接受單向式的教育，只會苦了自己，害了 我們未來的人才。STEM 教育不是絕對，但不妨 嘗試一下，跟學生一起走著走著，說不定能從學 校找到一個朱克伯格或是馬斯克，改變世界。
讓校園變成學生尋夢的小矽谷
鄺立豪 匯知中學第九十二期 Issue No. 92 19
STEM 教育
本校的 Robot Kids 會按需要使用一字批、十字批、卜批、電批、令梗、尖咀鉗及平咀鉗等工具收 緊多種螺母與機絲。他們懂得因應不同情況利用水口鉗修膠邊、斜咀剪鉗剪鐵絲網、威也剪鉗斷鋼軸。 他們可以組裝三款田宮曲軸齒輪箱，使用鐵絲網、發泡膠、膠板、膠帶等物料創作機械人。融入課程
數年前，本校設立了機械人教室，開辦了機械人班作為課後活動。同時，本校把常識科分為人文、 科學與科技，並引入機械人課程，讓所有小六學生親手製作機械魚及機械馬。當中，學生須要進行科 學探究，要確定製成品的特性或要求，選用合適的工具和物料，了解所涉及的科學概念，進行設計及 製作，測試及評估作品的效能。他們會根據測試結果，改良設計，優化作品，重複測試。比賽佳績
今年夏天，由香港機械奧委會、香港大學工程學院、IVE 工程 系、科學館和康樂及文化事務署合辦的「第十八屆香港機械奧運會 2016」假科學館舉行，本校榮獲 4 冠、6 亞、6 季和 2 殿的佳績， 勇奪全港小學組總冠軍。而在「2016 機械奧運會國際賽」，本校 獲得香港代表隊的資格，更取得 3 冠、5 亞、1 季及 2 殿成績。遇上 STEAM
「第十八屆香港機械奧運會 2016」分為中學組及小學組。小 學組有 14 項陸上機械人比賽及 13 項海洋探索比賽。有關陸上機 械人比賽，包括機械馬短跑比賽、消防拯救比賽（三項接力賽）、 機械螞蟻障礙賽等。當學生製作一隻機械螞蟻，使用螺絲時，便涉 及斜面原理。學生組裝快速齒輪箱、曲軸及連桿時，也出現了工程 （Engineering）的元素。而螞蟻足底所選用的防滑物料可讓賽道和足 底產生較大的摩擦力，這要應用到科學（Science）的知識。學生在螞蟻頭上利用鐵絲網製作一個捕獵 器，這便是技術（Technology）的運用。至於計算鐵絲網的面積、齒輪比、機械人的速率（賽道的距 離與完成任務的時間）等層面，便是關於數學（Mathematics）的。 藝術（Arts）方面，陸上機械人比賽有四個造型及模型設計項目，分別是蹦跳機械人造型設計、 單馬達機械人造型設計、多馬達機械人造型設計及生命植入創意模型設計。以生命植入創意模型設計 比賽為例，學生可參考法國藝術家 Gilbert Legrand 的作品。把生活中常見的器具，如水龍頭、扳手等， 創新及美化，並賦予生命。本校學生把大象龐大身軀、長鼻、大耳朵及粗腿的特徵植入有手挽的洗衣 液大膠樽、扇形葉片及飲料樽，把翠鳥小身姿、羽毛及尾巴的特徵植入小膠樽與膠匙羹。 至於海洋探索比賽，分別有背式、蛙式、蝶式、自由式機械人比賽、環保清潔海面機械人比賽等。 而製作水面清潔機械人所應用到的中速齒輪箱及曲軸、發泡膠的浮力（Buoyancy）理論、發動機的推 力（Engine thrust）理論、捕撈器的製作、物料的計算、比賽的計分方法等項目，它們又涉及 STEM 內哪一個部分呢？ 黃康華 中華基督教青年會小學當學生在機械奧運會遇上 STEAM
本校 Robot Kids 在香港電台 《Harry 哥哥好鄰居》介紹海洋機械人 本校獲得「第十八屆香港機械奧運會 2016」全港小學組總冠軍第九十二期 Issue No. 92
STEM 教育
20 1. 量度未開過的紙包飲品的 重量約 270 g 2. 量度餘下的紙包飲品的重量 重量約 165 g 3. 計算餘下的飲品重量是未開 過的飲品重量的幾分之幾？ 165 = 33 = 11 270 54 18 4. 利用分數乘法把餘下的飲品佔未開過的飲品 的幾分之幾，再與未開過的飲品的容量相乘， 透過比例的方法計算餘下飲品的容量。 11 x 250ml = 152ml 18 5. 利用量杯度量餘下 的飲品的容量是否 與計算的相近，如 是的話，即代表利 用重量比例計算的 方法正確。從紙包飲品尋找 STEM 元素
鄧文瀚 喇沙小學 紙包飲品包裝物料 從包裝上印有超高溫處理， 可見不用防腐劑都能夠保存 飲品多月 只要細心觀察，不難發現我們身邊其實充滿着 STEM 的元素。本文試談如何從紙包飲品認識科學、 學習計算容量及看工程設計。從紙包飲品認識科學
紙包飲品包裝物料主要是堅固紙皮、鋁、塑膠（防水膠紙薄膜），它運 用了保鮮包裝技術進行包裝，過程中以超高溫處理（UHT）技術進行包裝， 將飲品無菌的包裝在紙包內，確保飲品無須冷藏亦可保存多月。 為什麼包裝上印有「切勿將紙包裝直接放入微波爐」？就是因為紙包飲 品包裝含有金屬「鋁」的成分，若果把金屬放入微波爐進行加熱，有機會產 生火花，造成危險。 紙包飲品盒其實是可以回收的，並可用水進行分解，製成紙漿（再造紙）、 鋁及塑膠，日本更把回收回來的紙包飲品盒製成再生固態燃料 RPF（Refuse Paper and Plastic Fuel），優點是燃燒時所產生的熱能比燒煤高，更能減少 碳排放。同時，產生的灰燼亦比燒煤少，並可用於大型鍋爐或發電。從紙包飲品學習計算容量
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STEM 教育
另一方面，可以從紙包飲品中引證容量與體積的關係（1ml = 1cm3），這要運用到長方體體積計 算的公式：長 × 闊 × 高。 1. 利用間尺量度紙包飲品的長度、闊度及高度 2. 如果 1ml = 1cm3 是正確，一盒 250 毫升紙包 飲品的體積應該是 250 立方厘米。 3. 透過長方體體積計算的公式以驗證結果，紙包飲品的體積是： 6 cm×4 cm×10.4cm = 249.6 cm3 4. 計算結果與紙包飲品的容量 250 ml 相近，所 以 1ml = 1cm3的說法合理。 5. 同樣，利用重量比例，就可以計算以上餘下飲 料在紙包飲品中的高度： 11 x 10.4 cm = 6.4cm 18 剪開長方體紙包飲品，便可以認識長方體摺紙圖樣的展開圖。 同時，更可認識長方體具有六個面、八個頂點及十二個邊。另 外，長方體是由三組大小、形狀相同的長方形所組成、有三組相對 的邊及三組等長的邊。從紙包飲品看工程設計
紙包飲品一般都是以「長方體」設計的，利用長 方體的設計有助密舖空間，方便存放及運輸。除了紙 包飲品外，市面上有很多產品都利用了長方體的包裝 設計，方便把貨品疊起擺放收藏。 長方體的支架是很穩固的，所以有很多家具都運 用了長方體的支架設計，以令家具變得堅固，在建築 學上也有類似的應用。 STEM 在日常生活是無處不在，只要大家多觀察、 多思考、多聯想，就能從生活中尋找出每件物件中藏 有 STEM 的不同元素。 作者現任教於喇沙小學，並擔任「iSTEM Ed Association」 主席，且在 TVB 兒童節目「ThinkBig 天地」擔任嘉賓主持 STEM Sir 及 PCM eKids 「STEM in Life 」的專輯作者。第九十二期 Issue No. 92 22
