政府推行STEM課程,到底是怎樣的一回事?

(photo via cc Flickr user Yuvi Panda)

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政府提倡STEM課程,許多人均知道STEM是指科學、科技、工程及數學,而我們亦已經從小在學校學習科學及數學,那麼STEM是否把科技元素如程式編寫(coding)及機械人(robotics)加入課程?到底甚麼是STEM呢?

 

從Multi-disciplinary 到 Inter-disciplinary

如果我們只在歷史書學習二次世界大戰,我們會忽視了地理及經濟等元素,是以現在有人提倡綜合人文(Integrated humanity),以多角度探討同一問題。同樣地,在現有的課程中,我們分別學習數學、科學、科技或工程,而忽略了各者之間的關係。STEM提倡把四者放入一把大的雨傘下,從多學科(multi-disciplinary)改變到跨學科(inter-disciplinary)的學習形式。

 

S、T、E及M的關係

數學為科學、科技及工程的基礎,相信很難有人反對。我們以數學方程去認識這個自然世界,例如牛頓定律描述了閣下眼前的電腦為什麼不會飄浮,反而平穩的坐在桌子上;又如穿梭機想逃出地球,最少的速度每秒為11.2公里。我們日用的潤膚霜、食品、藥物,全都可以以化學元素表達,亦可以判斷其毒性,不懂數學,就不會明白三聚青胺如何可以冒充奶粉中的蛋白質而瞞過他人。我們的身體亦是由數學所組成,如果只是知道「我們的身體需要氧氣」而不是「我們的身體最少需要多少氧氣」,那麼急救的時候,我們就不能判斷供氣的速度。科學與數學之間關係的例子就如恆河沙數,數學實為描述科學最佳及最準確的工具。

 

沒有工程(E)的世界

沒有工程的世界,會沒有抽水馬桶,沒有清潔的自來水。晚上沒有萬家燈火,漆黑一片。沒有過海的隧道、行車的天橋,甚至沒有道路系統。沒有工程,這個世界缺少公共衛生、沒有秩序,亦不再便利。而工程亦是建基於科學及數學,工程師必須計劃多種方式建設隧道、天橋、排污系統,以數學找出最化算又最方便使用的方式,再以科學及科技幫助建設不同的措施,供人使用。

 

科學(S)為科技(T)之基礎

科學為本,科技為用。當我們認為科技一日千里,其實背後的科學理論功不可沒。例如相機推陳出新,但要製作最佳的相機,亦是建基於光學。又如醫院使用的磁力共振掃瞄器(MRI),發明者或生產商必須知道電磁波、幫助顯影或成象的化合物、人體的結構等等,基本上就是物理、化學及生物的知識,再加上把這些知識與機械製作的結合,才能產生對醫學有重大貢獻的科技。

 

科技(T)不一定是coding

從以上可見,科技不一定是coding,而編寫程式是科技的一部份。學習真正的程式編寫,對邏輯思考有絕對的幫助。例如如何把物件分類排列,又如何以最快捷及簡便的方式完成任務,從而了解一個系統的運作,而系統正正是各行各業如銀行及醫院均需要的設施。學習科技必須懂得數學,google就是世上最大的矩陣(matrix)。簡單來說,以上四者互相緊扣,如果只學習其中一兩門,就會看不見全圖。

 

STEM課程的不足之處

過去數年,筆者曾舉辦多次科學及藝術的科普活動,讓學生及大眾認識兩者之間的關係。兩者的關係可分狹義及廣義,狹義的層面包括科學在藝術上的應用,咖啡拉花是一門新興的藝術,但為何泡沫可以站在咖啡上?分子料理到底是甚麼?科技如何幫助名畫的分辨及修補?這些筆者均在過去的科普活動詳細闡述。

然而,筆者相信,科學與藝術有更深層次的意義。藝術不只是一種形式,亦不泛指特定的文學、詩歌及書畫,而是對人文的理解及探索,是通往人文的道路。如果科學家不懂人文,就如發展核能而不懂其可能的災禍、改變基因而不懂其宗教或道德意義。藥廠只會買斷專利,牟取暴利,而政府亦沒有監管的法律及人才。另外,了解人類的需要,才可以寫出對人類有幫助的應用程式,例如衣食住行、FinTech以及矽谷流行的醫療應用程式,均是緊扣我們的生活。故此,筆者認為STEAM (Science, Technology, Engineering, Art and Mathematics)比STEM更重要,藝術不只是心靈滿足,學習當中真善美才是作為人類的意義。

 

 

作者:吳俊熙

吳俊熙
吳俊熙博士曾於加州的州立大學及香港大學教授化學,現於洛杉磯任助理教授。為四個大型科學普及活動的計劃總監,致力於推動本地科普:曾為無線電視時事節目《新聞透視》的訪問對象,講解食物安全;亦為有線電視節目《腦作怪》的嘉賓主持,從科學角度分析人類感知。曾到訪超過三十所本地及外國中學講授科學。網站:http://www.drbennyng.net/

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文章資訊

ID: 142035
Date: 2016-09-09 17:48:45
Generated at: 2020-09-19 10:28:45
Permalink: https://www.vjmedia.com.hk/articles/2016/09/09/142035/政府推行stem課程,到底是怎樣的一回事?