我國香港地區STEM教育：現狀、舉措及啟示

許海瑩

STEM是科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)和數學(Mathematics)的簡稱，最早是由美國政府提出的一項面向未來的教育發展戰略，最初只有科學、技術、工程和數學四門，后來逐步強調加入藝術成為STEAM，加入閱讀成為STERM，甚至演變成STEM+，成為包容性更強的跨學科綜合教育。STEM教育旨在打破學科領域的界限，倡導基于項目的學習方式，強調實踐性。[1]近年來我國以及韓國、英國、日本、澳大利亞和德國等國家也相繼頒布相關政策法案與研究項目，致力于推進STEM教育。[2]

我國香港特區是較早開展STEM教育的地區之一，香港特區政府高度重視STEM教育，站在讓學生能夠應對未來經濟、科學和技術的高速發展挑戰，促進學生全人發展和終身學習，保持地區經濟社會發展的創新力和引領力的高度來推動STEM教育。[3]在2015年的施政報告中，特區政府首次提出推動STEM教育，并在2016年施政報告中獲得進一步的支持。[4]提出希望通過在學校推動STEM教育，培育更多高科技人才，增強香港的競爭力。這對于我國全面推進STEM教育，落實立德樹人根本任務，促進學生發展核心素養落地，提高學生創新能力和實踐能力，為社會主義現代化建設培養優秀的人才具有借鑒和參照意義。

一、香港地區STEM教育實施現狀

香港特區政府提出，通過推動STEM教育，旨在進一步培養學生成為終身學習者，幫助他們應對21世紀的挑戰，培育具備創新能力和實踐能力的多元人才，可以提升香港地區國際競爭力，并有助于國家發展。[5]在科學、技術、工程和數學范疇讓學生建立穩固的知識基礎和提升學習興趣，增強學生綜合應用知識和技能的能力，培養學生的創造、協作和解決問題的能力，培養與STEM相關的人才，加強與社區利益相關者的伙伴協作關系，促進香港地區發展。

(一)宏觀環境

當今世界是開放包容的，也是競爭多元的，香港特區實施STEM教育也正是基于世界經濟、社會、科學和技術等急速發展以及全球教育發展的趨勢和動態，為維持香港的國際競爭力，同時為國家的發展作出香港的貢獻。基于一直以來積極推廣創新和科技，香港地區公眾對于實施STEM教育有關的項目與政策有比較好的認同性和支持性，宏觀社會環境有助于學校系統推動STEM教育。

(二)優勢與經驗

由于香港本地學校課程的科學、技術和數學教育教學領域均包含STEM教育相關的元素，推行STEM教育具備一定基礎。同時，香港地區學生在有關科學、技術、工程和數學的國際性測驗或調查和國際性比賽方面，成績均有良好表現。比如學生能力國際評估計劃、國際數學和科學教育成就趨勢調查，國際初中科學奧林匹克、英特爾國際科學和工程大獎賽等。[6]此外，各個專業團體、大專院校、政府機構等為推動 STEM 相關的學生學習活動提供了支持。

香港地區提出了STEM學習活動的兩種模式，基于這兩種模式來規劃和實施課程。模式一是基于STEM教育一個學習領域課題的學習活動，讓學生綜合STEM教育其他學習領域相關的學習元素。比如基于科學主題，融合數學、工程、技術等領域學科知識和元素來實現基于STEM教育的科學課程學習和問題探究。

圖1 香港STEM教育推進的兩種模式之一[7]

模式二是通過專題研習，讓學生綜合STEM教育不同學習領域的相關學習元素。即綜合運用STEM教育不同學科的知識和技能去開展融合性的專題學習和問題解決，培養跨學科意識和綜合性思維。

圖2 香港STEM教育推進的兩種模式之二[8]

(三)局限與不足

香港特區發布的STEM教育相關報告指出，盡管學生在STEM教育相關學科的知識學習成效卓著，但是在嘗試解決日常生活問題，思考解決方案和創新設計等方面還需要加強綜合應用跨學科知識和技術的能力。同時，需要進一步加強STEM教育領域的教與學的效能。STEM教育的課程規劃和建設、師資隊伍專業發展和教學資源的支持體系也需要健全。同時還需要加強大、中、小學STEM教育的協同銜接，比如要完善大學對STEM學科招生和專業設置，以推動STEM教育。社會和家長對STEM教育的了解和支持力度也需要進一步加強。[9]

二、香港STEM教育推進舉措

總體而言，香港地區在進一步推進STEM教育時主要從課程規劃與實施、學生學習活動的豐富、教與學的資源建設、學校和教師的專業發展、社會社區的參與和支持系統以及STEM教育監測與反饋等六大方面展開。在區域系統和學校層面上，以整體的模式推行STEM教育。

(一)更新STEM相關學科課程

通過更新學習領域課程和推廣學生為本的教學法，為STEM教育提供適當的機會，培養學生開拓與創新精神。在課程中提供情境讓學生透過 STEM 相關課題和學習活動，培養開拓與創新精神。在過程中，學生構想創新的意念并將之化為行動，在面對不確定的情況時學習保持正面的態度，為將來的發展而努力。

一方面，更新課程框架和內容。更新科學、科技、工程及數學教育各學習領域的課程架構，強調學生綜合和應用跨學科知識與技能的重要性，并更新課程內容，讓學生緊貼科學與科技范疇的最新發展。 充分考慮加強課程的縱向連貫和橫向聯系，科學課程(中一至中三年級)更新讓學生緊貼科學與技術的急速發展，尤其在有關生命科學范疇方面，并于2018—2019學年在全港實施此課程。對數學(小一至中六)以及小學常識進行全面檢視評估，并全面進行更新，注重將學科課程與科學技術和日常生活進行聯系，并且對更新的課程進行試教。高中資訊及通訊科技的課程加強必修部分中基本程式編寫概念單元的“算法測試”課題。修訂課程已從2016—2017學年的中四級開始實施，等等。[10]

圖3 香港小學常識課STEM教育與其他范疇關聯[11]

以常識科課程為例，香港小學常識科的學習范疇綜合涵蓋健康與生活、人與環境、科學與技術、個人與社會、國民身份認同與中華文化、認識世界等領域，蘊含STEM教育相關的基礎知識，在課程規劃和教學中以日常生活中的科學與技術為切入點，讓學生通過手腦并用的項目活動開展STEM教育學習，也可以設計與生活和環境相關聯的真實情景并與課題相關的STEM學習活動，讓學生有機會綜合運用STEM知識和技能。

另一方面，推廣以學生為本的教學法。推廣能促進學生綜合和應用知識與技能的教學法，包括科學探究、專題研習、問題為本的學習、含有設計與制造元素的學習活動和數學建模。推介可以促進綜合和應用知識與技能的教學法，讓學生運用創意解決問題和 透過“動手”與“動腦”的活動創作發明品。在過程中，學生將有機會與其他同學協作。將涵蓋“工程設計”概念的“設計與制造”元素加入這些學習活動之中。提供相關的學與教示例，供教師參考。在學校推動有關STEM教育的學生為本教學法時，緊跟世界STEM教育最新發展趨勢和動態，提供最新資料，選擇最合適的教學方法，促進STEM有效學習。

(二)豐富STEM教育學習活動

從校內校外和課堂內外的多個角度多個方面豐富學生在STEM教育領域的學習活動和機會，搭建更多的學習和展示平臺。

校外方面，舉行與STEM教育相關的各類比賽、展覽和研討。比如舉行香港青年技能大賽嘉年華，舉行與STEM相關的比賽和示范活動，讓學校展示他們的學習成果，并及早發展他們的職業興趣。參與的學生，包括參賽者和到場參觀者，都可以得到優質的學習經歷。舉辦“科學、技術和數學教育學生博覽會”(由教育局與香港科技園公司合辦)及“科創展覽”(由團結香港基金主辦，教育局為支持機構)等活動，[12]提升學生對STEM教育的學習興趣、創造力和綜合應用STEM教育所學知識解決真實情景中的問題的能力。加強與不同的STEM機構(例如港科院和香港科技園公司)的協作，[13]為學生提供可增潤學習經歷的 STEM相關活動。對于資優生，與香港資優教育學苑合作 ，為資優學生提供具挑戰性的校外增潤和延伸學習機會，以及探討開辦新的課程，以發揮他們的潛能。提名在STEM范疇具備特別才能的學生申請本地及海外獎學金，以擴闊他們的視野，促使他們日后修讀STEM相關專業范疇的課程。

校內方面，利用課堂內外學習場域，增潤STEM學習機會。學校整體規劃全校課程，靈活運用課時，通過時間表劃定的課堂及課堂以外的全方位學習活動，將STEM教育的元素納入學校課程，以拓寬學生的學習經歷。同時，注意為不同能力的學生提供STEM相關的學習機會。學校靈活推行校本的STEM相關學習活動。不同學校可因應其學生的興趣、學校環境、教師的專長以及發展STEM教育的階段，舉辦不同主題的學習活動。提供機會讓學生積極參加本地、國家和國際性與STEM相關的比賽，拓寬他們的學習經歷。

表1 香港STEM教育大學學校支援計劃[14]

(三) 提供STEM教育學與教的資源

向學校和教師提供學習領域為本和跨學科領域的資源，以加強STEM相關范疇的學與教，并提供額外資源支持，以照顧各級各類不同學校的需要。

1.向學校發放一次性津貼

為促進香港地區小學STEM教育，香港特區教育局于2016年和2017年，每年發放推動STEM教育的專門津貼給予所有官立、資助及直資小學，包括設有小學班級的特殊學校，每所學校獲得港幣10萬元，專門用于STEM教育教學工作。這項津貼旨在提高學校規劃和組織與STEM 相關學習活動的能力，以培養學生探究思維及提升他們學習科學與技術的興趣。學校可根據實際情況需要，靈活運用津貼購置設備或資源，以及舉辦與 STEM 相關的學習活動等。同時，香港特區教育局2017年度向中學發放過類似性質的一筆津貼20萬元港幣。[15]

2.為更新的課程發展資源

為STEM教育領域的學科課程更新做好教材、教輔和電子資源的支持工作。比如針對更新好的科學(中一至中三)課程，啟動香港的課程發展項目，開發研制學與教資源提供給學校和教師作為參考，在課堂試行這些學教資源，并整合成教材。向教師提供包括教學示范案例、跨學科活動和STEM比賽的相關資料。小學常識科課程方面，制作并向學校派發與STEM相關的主題資源包，如“光、聲、電”、“力與簡單機械”、“生物世界”和“物料科學”等，并將制作更多的主題資源包。評審由出版商提交有關更新課程的印刷和電子課本，以確保當建議學校實施更新課程時，會有優質的課本供學與教之用。制作有關推動 STEM 教育的教育電視節目，以支援STEM學習領域及小學常識科更新課程的學與教。[16]

圖4 香港科學教育學習領域課程架構圖[17]

3.發展跨學科資源

香港特區政府教育局專門成立了一個用以發放有關推動STEM教育資訊的網站，發放資料包括將會舉辦的專業發展課程、相關的學生活動、STEM相關的資源和其他社區資源，以供學校參考，及時更新網站的內容。利用現有的設施和中心，支援 STEM 教育的不同推動策略。比如香港藝術與科技教育中心，將加強用作舉辦學生活動，以及為教師舉辦例如3D打印、微控制器、激光切割技術等專業發展課程。此外，香港教育服務中心的薈萃館已經翻新及重開，用作展覽校本的STEM計劃。推廣使用由香港教育城有限公司負責管理的“教育局一站式學與教資源平臺”中與STEM教育相關的學與教資源。加強教育局與不同團體的合作關系，例如香港科技園公司和香港科學館，更有效地推廣有關的學與教資源和全方位學習活動。

(四)加強學校和教師的專業發展

首先，學校層面，開展專業化的STEM教育教研和會議。為學校課程領導舉辦大型研討會，為學校中層管理人員和教師舉辦專業發展課程，推介適切的教學策略，以提升學生綜合和應用跨學科的知識與技能。邀請STEM教育學與教實踐示例和良好分享文化的學校，成為“專業發展學校”，每個“專業發展學校”為三所“伙伴學校”提供緊密的到校支持服務，建立互動協作文化，通過各種交流合作，提升STEM教育的學與教的效能。

其次，教師層面，舉辦研討會和工作坊，以豐富教師在STEM相關范疇的知識。讓教師與本地、內地及海外學者交流，了解STEM教育最新發展，拓寬視野。同時，促進不同學校和教師間的交流，以建立STEM 教育的實踐社群。從2016年起，舉辦推動STEM教育的教師專業發展課程培訓，內容涵蓋課程規劃、教學法、評估和知識增益等；課程培訓的形式包括大型研討會、講座、工作坊、經驗分享活動和網絡活動。主要參加對象為校長、STEM教育統籌主任、中層管理人員、STEM教育學科教師等。此外，為協助實施STEM相關活動的中學實驗室技術員提供 STEM 教育相關培訓課程。

最后，社區和機構合作方面。通過搭建不同平臺，例如香港加油發展基金的“專業發展學校計劃”和“優質教育基金主題網絡計劃”，建立跨校及校內的學習社群，舉辦促進STEM教育發展的網絡研討交流平臺。加強與STEM相關專業機構協作，例如港科院、香港科技園公司，為課程領導和教師舉辦專業發展課程，讓他們在不同層面進一步認識如何有效提升學生在STEM領域方面的興趣。

圖5 學校最需要STEM教育相關支援的范疇 [18]

(五)加強與社區伙伴的協作

在學校教育系統持續推動STEM教育的同時，充分發揮社區社群協同效應，充分依托智庫和專門機構，充分依靠政府和家長，形成全社會共同關注和促進STEM教育發展的良好格局。

一方面加強與專業機構的協作。比如加強與各地課程咨詢委員會和學界的溝通，加強與STEM教育領域的學者和業界人士的聯系，并探討與大專院校和專家合作舉辦教師培訓課程和學生學習活動的可能性。同時，注重與相關商業機構和企業主就有關STEM發展相關領域的最新資訊，例如STEM相關行業就業和職位需求等方面，進行溝通，保持聯系，以便及時改進和完善STEM教育政策。另一方面加強與家長組織(例如家庭與學校合作事宜委員會) 的聯系，提高家長對 STEM 教育的了解，提高家長對STEM教與學活動的參與度和支持度。

(六)進行監測及分享良好示例

及時對STEM教與學進行監測和評估，以檢視推動STEM教育的成效，并及時更新和完善STEM教育相關課程和教學。

一方面注重監測評估。為監測實施STEM教育的進度，收集STEM教育推動政策舉措和STEM教育成效的回饋，并進行評估。邀請不同群體和專業機構，包括課程咨詢委員會、學校、大專院校、專業團體、家長和企業主，一起參與。

另一方面強化案例示范。積極匯總創新的教學法和良好的學生專題研習，以作分享，促進知識轉移。持續搜集學校推行校本STEM教育的良好示例，并總結學校舉辦跨學科學與教活動的經驗。通過專業培訓和卓越中心，例如教育發展基金的“專業發展學校計劃”，分享實際的示例。

三、啟示和政策建議

近年來國內學者對STEM教育的關注度不斷提高，研究主要圍繞以美國為主的西方國家STEM教育戰略的歷史和現狀以及戰略意義，[19，20]STEM教育的相關報告、法案、最新動態。[21]有的關注K-12階段STEM教育的發展脈絡、現狀及進展(主要是課程現狀)，STEM教育師資的現狀及改進，STEM領域內的課程教學和教師教育等方面。[22]還有的研究聚焦于STEM的區域推進模式相關學科的發展路徑。[23]已有的研究大部分主要聚焦宏觀方面歐美國家的STEM教育戰略政策、課程推進和師資進展等方面，微觀層面主要聚焦國內區域和學校STEM教育的課堂教學、學生活動和項目實施等。香港地區與內地有著共通的文化血脈，教育傳統相連，香港地區的STEM教育發展國際化、專業化、科學化和體系化程度較高，對于國家全面推進STEM教育具有重要的啟示意義。

(一)做好STEM教育課程規劃與建設

近年來，如果說學生發展核心素養提出了新時代基礎教育的培養目標和課程目標，那么STEM教育則帶來了基礎教育新的課程樣態。基于學科融合和統整并指向創新人才培養的STEM教育課程從歐美到中國都越來越受到廣泛重視。課程的構建與實施永遠是教育思想、理念和目標落地的載體與平臺。更好地推進STEM教育以及課程的規劃與實施就顯得非常重要而有意義。

首先，STEM課程最重要的目標就是要基于真實情境和問題解決。STEM教育的使命和目標就是培養學生綜合運用所學，立足于當下和未來真實生活情境，去發現問題、創設問題、解決問題的關鍵能力和核心素養。所以STEM教育課程的重要內容就是要提供面向未來社會及生活情境的課題與問題研究及解決的土壤與平臺。其次，STEM課程最主要的特質就是要實現課程統整和學科融合。STEM教育課程構建與實施是一個持續動態的過程，區域或者學校可從小規模的課程發展計劃開始，把推動STEM教育列為學校科學、數學、綜合實踐活動和研究性學習等課程的主要課程重點。結合基礎教育課程改革，開展項目學習，學科統一整合，在學科課程必修課中滲透STEM理念及學科知識，開發拓展課程(比如STEAM相關的選修課)，在STEM相關的學科課程(比如科學課和綜合實踐課程)中重點開展。再次，STEM課程最有效的實施途徑就是采用項目學習和合作探究。很多時候STEM教育課程與活動的開展需要跨學科和多學科知識，不同學生在STEM學科知識和能力上各有優勢和各有創意。此外，面向未來社會的真實情景，很多問題需要團隊和社群廣泛合作去解決。因此，STEM課程教學要注重項目學習、小組合作開展，將教學重心下移。比如，可以依托科技創新和社會實踐類學生社團實施STEM創新課程，與校外科技場館合作等開展STEM項目等。最后，STEM課程最科學的評價就是要實施過程性和表現性評價。其實，在基礎教育階段開展STEM教育，最根本的目的不是說讓學生能夠掌握很高深的知識或者取得很大的成果，關鍵是為學生在高等教育和今后的工作和生活中能夠綜合運用多學科跨學科的知識去解決問題、去創新創造打下良好基礎，孕育夢想種子。所以說對于基礎教育階段STEM教育課程的評價應該注重學生在課程教學和活動展開過程中的動力、興趣、投入、情感、合作、溝通、展示、表達等方面的表現。

(二)豐富STEM 教育教與學的資源

STEM課程是基于學科融合、課程統整、學教合作、注重過程與實踐評價的新型課程樣態，面臨新興事物，對于相對穩定的學校教育體系而言，要去作出改變，需要很多方面的支持和引領。在教育生態系統中，人、教育、環境彼此相聯，共同構成一個不斷矛盾運動的生態系統，教育生態學的重要觀點就是系統的共生與和諧，系統各要素要實現相互依存、相互影響、相互促進，不斷更新和創生，形成統一方向的可持續發展。[24]因此，STEM教育的推進就需要依托豐富的教與學資源，構建良好的生態系統。

首先，在教學資源方面。香港開發STEM教育課程資源包和電子資源值得借鑒，同時，我們還需要在硬件和軟件等方面加強資源建設。比如在STEM教育學科教室和裝備信息方面提供保障，提供課程及教學的成功和有效案例范式的電子資源，構建STEM主題網絡研修工作坊等。比如在區域內成立研究中心和指導團隊，加強教研和科研，為教師提供STEM教育領域培訓提升等。其次，在學習資源和平臺方面。在校內外舉行STEM相關的比賽和項目展示活動。我國有很多競賽和比賽，比如奧林匹克大賽、機器人創新大賽、科技創新賽等，很多學校也有校內科技節、學科競賽等活動。可以建立專門針對STEM教育教學成果和學習研究成果的校級、區域級和國家級比賽和展示平臺，同時，可以依托著名高校和重點實驗室，積極為有良好表現和扎實基礎的STEM學習者提供國家級和國際間的交流平臺。再次，在學校辦學推進支持方面。美國STEM教育很多項目都是通過撥款法案推進，香港地區也為學校開展STEM教育提供專項經費撥款。因此，可以在政府層面嘗試設立STEM教育專項基金和經費，或者可以依托自然科學基金和社會科學基金以及其他企業社團基金設立項目申報制STEM教育專項，專門用于STEM教育教學工作和項目推進。最后，在專業機構與社區支持方面。要充分吸納專業機構、智庫集團和社區家長等方面的資源和支持，在專業支撐、研究支持、活動開展、平臺構筑、家校合作等方面豐富資源，營造良好的STEM教育生態。

(三)加強STEM教育監測與評估

香港STEM教育通過對諸如STEM教育專業學校發展計劃和優質教育基金STEM教育計劃等項目的監測和評估，對優質的學校及項目案例進行反饋和推廣。基于對香港STEM教育監測和評估并結合國際發達經濟體諸如美國的STEM教育監測，我們可以得到的政策建議是STEM教育監測與評估應該以構建指標體系為載體，同時要注重指標相關數據和信息的收集與分析。[25]

一是要構建監測指標體系。嘗試從區域、學校、教師、學生和社區五個維度進行監測，同時在監測指標體系構建中強調微觀與宏觀的結合，既要重視宏觀方面STEM教育的投入和學校建設，社區和利益相關者對STEM教育的支持，更要特別重視反映STEM教學和學習相關的細節的監測，比如對教與學的時間投入、課程教材的編排使用、學生學習的動力與興趣、學生STEM教育學業成績與成果等方面的監測。二是要基于大數據信息。要構建多層級寬領域的STEM教育監測評估數據庫平臺，及時將STEM教育教學和學習活動的各方面進展進行跟進更新。比如學校層面的STEM教育數據庫平臺，可以納入學生STEM學習活動的過程記錄、興趣動力指數、投入時間、合作交流、學習成績成果等。同時還可以將比較好的STEM教育項目和活動案例、優秀的STEM教育教學課堂示例、教師的教研與科研、研討成果等構筑數據信息平臺。三是要注重反饋和改進。監測評估是為了更好地改進和完善，因此要及時將監測的優秀范例進行展示推廣，對于薄弱學校和區域則需要進行及時診斷和改進，充分發揮監測評估的改進提升效應。

近年來我們逐步重視STEM教育的政策引領和實踐探索。政策層面，教育部《教育信息化“十三五”規劃》(教技〔2016〕2號)指出：“要積極探索信息技術在眾創空間、跨學科學習、STEAM教育和創客教育等新的教育模式中的應用。”[26]2017年教育部印發《義務教育小學科學課程標準》，倡導跨學科學習方式，建議教師可以在教學實踐中嘗試STEM教育。從實踐層面來看，很多地區特別是沿海省份近年來已經嘗試實行中小學STEM教育試點，確定了一批種子學校和培育學校。但是，應該指出，在內地很多中小學如火如荼開展STEM教育，很多地方和學校的課程改革都冠以STEM教育的當下，我們應該更加冷靜而清醒地去研究去學習，多從國際基礎教育發展趨勢和STEM教育發達先行地區的實踐做法，以及本地區本學校的實際情況去綜合思考和科學實踐，真正將STEM教育開展好，讓STEM教育成為落實立德樹人根本任務和學生發展核心素養落地的重要路徑和有效載體。