理工科 - Wikiwand
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理工科

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理工科泛指与数学、自然科学(即“理科”)以及工程学(即“工科”)相关的学科,与英文的STEM一词基本上相同。STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)及数学(Math)四类学科首字母缩略字[1]。在文理分科的教育系统中,理工科与文科相对。

起源

中文

“理工”二字不曾出现于西方世界里。其最初为中国留学生于晚清时期,从英文中的“Science科学)”及“Technology技术)”[注 1]两词翻译而来(合称“科技”)。不过,“科技”一词本身的定义较广:“科学”不只指自然科学,而可以包括社会科学等学术领域;同样地,“技术”亦不只限于工程学的运用,亦可以为科学研究的产物。除此,“Technology”一字有时会被直接翻译成“科技”;而当此字用于高校名称中时,则会被译为“理工”(如:麻省理工学院 Massachusetts Institute of Technology加州理工学院 California Institute of Technology 等)[注 2]

英文

STEM一词出现在二十世纪九十年代的美国。美国国家科学基金会瑞塔·柯威尔英语Rita Colwell主责时曾执行一次跨领域科学教育会议,之后不久就出现了此缩写[3]。教师和科学家劳动力发展科学办公室的主任Faletra建议将缩写由以往的METS改为STEM。 柯威尔表达了一些对原有简称的不满,建议国科会着手修改。STEMTEC(科学、技术、工程和数学教师教育合作组织)是使用此一缩写的第一批计划之一,在1998年成立于马萨诸塞大学阿默斯特分校[4]

发展

STEM教育有时强调将四大领域专业知识结合,补强不同学科之间的隔阂,并将课程与真实生活中的情境做结合以激发学生最原始对于新奇事物与知识的好奇心与求知的渴望。此外,这种跨科结合的方式主要能训练学生不受单一学科局限思考,而能用不同观点切入做更全面性的思考,运用“多重”管道的知识来源去解决问题,在这样的多元发展学习下亦能使学生提早培养出跨界沟通、组织架构、灵活运用知识的能力。政府从利益、安全出发,借由STEM教育培育人才,促进经济以及科技的发展,同时提高人民的科学素养,这词语常常用于学校为提升科技发展的竞争力,有出现的教育政策及课程规划。这会影响劳动力发展、国家安全以及移民政策[1]

 中国

中国推动科创教育以为将来科创经济发展储备人才的世界教育趋势。 2017年八月,国务院颁布《新一代人工智能发展规划》,里面就明确提出:要在中小学阶段设置人工智能相关课程。2018年一月,教育部印发《普通高中课程方案和语文等学科课程标准(2017 年版)》,当中增加了资料与计算等必修课,还加入了数据结构、人工智能、开源硬件设计等 AI 相关的选修课程。

深圳市龙岗区教育局颁布了《深圳市龙岗区A-STEM课程建设的指导意见》,提出了STEM的新变式A-STEM,旨在强调人文引领,STEM要为人类福祉服务。

 香港

政策

2015 年的《施政报告》 首次提出 STEM 教育,2016 年《施政报告》进一步肯定对 STEM 教育的支持, 当中承诺更新及丰富科学、科技和数学的课程和学习活动、加强师资培训、 并将更积极推动 STEM教育,以鼓励更多学生修读科学、科技、 工程和数学或与之相关的学科。并且支持推动 STEM 教育达至可培养学生的学习兴趣、提升学生的协作和创新能力、培育他们的创意和解难能力;学生在学习上取得更大的满足感,令香港的竞争力因此得以提升。

教育局于 2016 年 12 月公布《推动 STEM 教育‧发挥创意潜能》报告,提出在中、小 学推动 STEM教育的初步建议。 STEM 教育旨在促进学生成为科学、科技及数学的终身学习者,使学生能够应对二十一世纪的挑战,同时有助培养与 STEM 相关范畴的多元人才,促进香港的发展。[5] 2016年由时任教育局局长吴克俭于由政务司领导政府教育工作小组提出,多间中小学积极推动。[6]

教学工具及活动

3D设计软件和3D打印激发学生的创意,学生自行设计不同的3D模型,从中学体会失败及尝试,及学习创意的过程,然后把自己的创作3D打印出来。

虚拟现实(VR)和扩增实境(AR)技术增强感官体验,促进老师和同学在教室中的教与学。

学生透过设计和组织智能积木机器人(Makeblock, mBot,Micro:bit,乐高Mindstorms),控制核心与感测器,搭配图形化程式环境,从而解决复杂的问题。

学生把各种可视化编程语言当成拼图,学生只需拖拉拼图便能令程式顺利运作,掌握基本的编写程式概念,并透过设计和编码,培养解难、创意、创新及计算思维

香港城市大学应用程序实验室推广“编程一小时”香港区活动 (The Hour of Code HK),与各中小学联合推广编程教育。 “编程一小时”源自美国,并由Code.org筹办。Code.org是一间推广计算机科学教育的非牟利组织。 编程是学生于21世纪需要学习的实用技能。编程教育目的都是启发学生创意,提供自主学习的机会,制造难点让学生学会解难(Problem Solving),并希望学生能将这些技能应用在日常生活当中。 学习编程能培养学生的创新及逻辑思维,以寻求解决问题的方法。学生即使未必会选择投身电脑编程行业,在编程课堂中亦获益良多。[7]

学生了解及操控无人机,四轴机飞行原理及结构。

香港部分教育机构以迷你四驱作为其中一个切入点,举办《全港学界迷你四驱车大赛》,向全港学生推广STEM教育,当中包括科学工程为主的迷你四驱竞速赛、接力赛、解难、到艺术美学为主的车身设计及摄影等多个不同类型的比赛。

负责老师STEM概念结合至迷你四驱上,他认为目前主流以平板电子学习为局面,学生少了接触实物机会;加上香港教育背诵主导,让学习的意义变得模糊。为弥补教学的不足,遂参考欧美等地,以实务为主的STEM教学模式,并配合迷你四驱为基础,最终希望学生能所将学习知识,可随时应用及连结于日常生活上。 迷你四驱涉及各种科学工程原理,只要有适当的引导,学生就能于生活上应用。他强调更重要的是学习过程中,培养学生不同方面的兴趣。[8]

各界 STEM教育报告
  • 《推动STEM教育‧发挥创意潜能概览》[9]
  • 《从科学教育到STEM教育》[10]
  • 《教师中心传真.STEM教育》[11]
  • 《推动 STEM 教育 — 发挥创意潜能》 [12]
  • 《推动 STEM+ 教育 》[13]
  • 《香港教育工作者联会 STEM教育》 [14]
  • 《在香港幼稚园推行 STEM (科学、 科技、工程及数学)教育的挑战之初探》[15]
  • 《STEM与资优教育》[16]
媒体报导
  • 《实践STEM教学 为未来谋出路》,Recruit,2017年9月15日[17]
  • 《STEM教育触及日常生活问题》大公报, 2017年7月4日[18]
争议

STEAM教育

由STEM教育衍生新的“STEAM”框架,在原本的“STEM”加入艺术(Art)的意涵,强调未来的学生应培养跨领域素养和能力。

台湾的亲子天下杂志便在2017年4月针对 STEAM 做了一个专题报导 [19]

注释

  1. ^ 当时学生误认为工程学技术。虽两者息息相关,但不能划上等号。[2]
  2. ^ 早期的翻译亦将 ScienceTechnology 合称为“理工”。全名“帝国理工医科学院 The Imperial College of Science, Technology and Medicine”的伦敦帝国学院便为一例。

参考文献

参见

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理工科
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