​什麼是STEM教育?

Stem是科學 (Science) 、科技 (Technology) 、工程(Engineering)及數學(Mathematics)的綜合代表,取各詞的英文譯寫首字母。Stem的教育理念早於二十世紀在美國出現, 為提升國民的科學質素,並維持科技及經濟在全球領先的優勢。 Stem著重應用、分析、評估及創造, 有別於傳統的科目重於跨學科知識外、特別重視培訓學生的邏輯思維、解難能力、創新技能的應用、協作及創意等能力。令學生能靈活應對未來社會,因經濟、科學及社會帶來的轉變及挑戰。

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STEM的歷史?

從歷史上看,美國一直是 STEM 學科的領導者-但我們很難保持優勢。 支持和促進 STEM 教育的非營利組織國家 STEM 基金會表示,我們國家的技術創新處於危險之中。 我們面臨所有 STEM 學科的工人短缺,尤其是先進/高科技製造業。

人造衛星時代

使美國走上技術和創新之路的火花是俄羅斯衛星 Sputnik 進入太空。 那一年是 1957 年,美國人將他們的競爭精神付諸實踐。 在德懷特·D·艾森豪威爾和約翰·肯尼迪總統的領導下,美國人面臨挑戰,要站出來成為科學、技術、工程和數學領域的領導者。

1990年代

在 1990 年代,許多教育委員會,如國家科學教育標準和國家數學教師委員會,幫助指導美國教育工作者的課堂制定標準和指導方針,塑造他們的課程,以更好地為 K-12 學生準備 STEM。 1990 年代也是第一次使用首字母縮略詞來定義 STEM 主題。美國國家科學基金會最初將其稱為 SMET,但後來在 2001 年將其更改為 STEM。

美國宇航局

1958 年,艾森豪威爾總統提議成立美國國家航空航天局(NASA)。簽署了立法以創建新的政府機構,一個太空計劃誕生了。當艾森豪威爾於 1961 年卸任時,肯尼迪總統繼續推動 STEM 領域的創新——將第一個美國人送上月球,以及其他成就。

2000年代

2000 年代初發表的幾份報告引起了人們對美國學生提高 STEM 學科熟練程度的迫切需求的關注。美國國家科學、工程和醫學科學院 2005 年的一份名為“在聚集風暴之上崛起”的報告指出,美國學生在 STEM 方面的熟練程度落後於其他國家。如果我們要成功成為全球領導者,我們未來的員工就需要在 STEM 學科方面做好更好的準備。

1970 年代至1980 年代

1970 年代和 80 年代繼續看到鼓勵科學教育的推動,並且建立了許多國家科學計劃以進一步推進該主題。 1980 年代也帶來了科技上的巨大成就-第一部手機、第一顆永久性人造心臟、第一架航天飛機發射和第一台個人電腦(你還記得蘋果公司為發布 Macintosh 發布的著名廣告“1984”嗎?計算機?)

2009 年

奧巴馬總統宣布了教育創新計劃。該計劃的目標是在未來 10 年內讓美國學生在科學和數學成績方面名列前茅。該計劃的一些關鍵里程碑包括增加聯邦對 STEM 的投資,並在 2021 年之前為 100,000 名新 STEM 教師做好準備。 4 月 13 日白宮關於 2016 年白宮科學博覽會和其他奧巴馬政府 STEM 計劃的新聞稿指出,美國已經通過了實現培養 100,000 名新 STEM 教師的目標的一半。

STEM教育是一種結合科學、技術、工程和數學的教學方法。

根據 Stem Education Guide 的說法,它最近的繼任者 STEAM 也融合了藝術,這些藝術具有“擴大 STEM 教育和應用範圍的能力”。

根據藝術整合機構和 STEAM 的說法,STEAM 旨在鼓勵學生之間的討論和解決問題,培養實踐技能和對合作的欣賞。

STEAM 不是將這五個學科作為獨立的學科來教授,而是將它們整合到一個基於現實世界應用的有凝聚力的學習範式中。

根據美國教育部的說法,“在一個不斷變化、日益複雜的世界中,我們國家的年輕人準備好帶來知識和技能來解決問題、理解信息並知道如何收集和評估信息,這一點比以往任何時候都更加重要。做出決定的證據。”

電腦處理器

2009 年,奧巴馬政府宣布了“教育創新”運動,以激勵和激勵學生在 STEAM 科目中表現出色。這場運動還解決了能夠接受這些科目教育的教師人數不足的問題。 教育部現在提供許多基於 STEM 的計劃,包括以 STEAM 為重點的研究計劃、STEAM 資助選擇計劃和支持 STEAM 教育的一般計劃。 2020 年,美國教育部授予 1.41 億美元的新贈款和 4.37 億美元用於繼續現有的 STEAM 項目,可以在他們的投資報告中看到贈款的細目。

Halftone Image of Crowd

根據美國國家科學基金會的數據,1960 年有 110 萬美國人在科學和工程領域工作,而今天這一數字接近 600 萬。

2014 年,美國勞工統計局宣布,從 2012 年到 2022 年,STEM 相關職業的就業人數預計將增加到 900 萬以上。

2005 年,美國國家科學基金會報告稱,30.9% 的大學新生打算主修科學或工程,但今天這個數字已經超過 40%——男性的 47%。

STEM 工作報酬豐厚。 “2012 年,S&E 職業(不論教育水平或領域)的工人收入中位數為 78,270 美元,是所有美國工人中位數(34,750 美元)的兩倍多,”美國國家科學基金會稱。

更不用說,在最近的美國 PISA 排名中,美國在 71 個國家中的數學排名第 38 位,科學排名第 24 位。

要了解 STEM 的推動力,讓我們看一下數字:

Stem News

STEM 的相關職業

STEM 是一個快速發展的領域,但面臨嚴重人手短缺;僅是英國的 STEM 行業就面臨逾 2 百萬人手短缺。與此同時,商界每天都為創造科技革新而創造多種多樣的工作崗位。

全球對 STEM 職業的需求分佈如下:

  • 美國目前就業最好的10類STEM工作

  • 電腦系統分析員

  • 軟體開發員

  • 統計學家

  • 網站開發員

  • 會計

  • 生物醫藥工程師

  • IT管理者

  • 理財顧問

我們日常生活都被電腦程式包圍,背後自然需要大量電腦學家編寫程式,開發軟件。所有 STEM 工作都一樣重要 – 他們同樣創造提高生活質量的創新技術。無論是編寫電話程式,研發電動車、解決氣候變化、或是預防流行病毒,STEM 在生活各方面都發揮著至關重要的作用。

Stem 的好處

培養創造力

鼓勵實驗、

從錯誤中學習

鼓勵團隊合作

學以致用

代碼

STEAM 教育對於滿足不斷變化的世界的需求至關重要。根據 iD Tech 的一篇文章,美國仍有數百萬個 STEAM 職位空缺,因此努力填補這一技能缺口非常重要。根據美國勞工統計局的一份報告,預計 2020 年至 2030 年間與 STEAM 相關的職業將增長 10.5%,而與非 STEAM 相關的職業則為 7.5%。與非 STEAM 職業(40,020 美元)相比,STEAM 職業的工資中位數(89,780 美元)也更高。 根據 STEAM 職業報告,2014 年至 2024 年期間,計算機職業的就業人數預計將在 2014 年至 2024 年間增加 12.5%。隨著 STEAM 相關職業的預計增加,需要同等增加 STEAM 教育工作以鼓勵學生進入這些領域,否則技能差距將繼續擴大。 STEAM 工作並不都需要高等教育甚至大學學位。根據技能差距網站 Burning Glass Technologies 的數據,不到一半的入門級 STEAM 工作需要學士學位或更高學位。然而,四年制學位對工資的幫助非常大——具有學士學位要求的入門級 STEAM 工作的平均起薪比非 STEAM 領域的工作高出 26%。在非 STEAM 領域的收件人中,STEAM 領域的學士學位獲得者有 2.5 個入門級職位發布。

STEM 行業的優勢

STEM 工作比其他職業有莫大優勢。由於需求龐大,僱主願意以更高的薪金聘請 STEM 人材。就讀 STEM 科目的大學生職業前景更大有裨益,擁有 STEM 學士學位的人會得到:

  • 比正常入門級薪金高 26% 

  • 比正常工作多 2.5 倍的招聘機會

隨著時間過去,STEM 在社會的角色只會越長越大。STEM 工作能夠迎接未來,不會被機械人取代。

儘管世界各國政府大力為推動 STEM 教育,實際上還是只有很少學生在大學修讀 STEM 科目。

只有 18% 的美國中學生對 STEM 感興趣,而只有 16% 的學生具備修讀 STEM 的學業資格。在香港,大部分中學生對 STEM 相關科目不感興趣,甚少學生在大學修讀 STEM 科目。

教師經常在課堂上教授 STEM 時遇到多從困難,例如:

  1. 課堂上沒有足夠時間教授 STEM 

  2. 教師對 STEM 認識尚淺

大部分學生在學校少接觸 STEM 或接受 STEM 教育,因此對追求 STEM 學業和職業並不感興趣。

STEM 在學校的限制

STEM 在學校的限制

​Stem教育中的不平等

根據英國皇家學會的一份報告,在種族上,與其他種族相比,在英國接受 STEAM 教育的黑人背景的人的學位成績較差,學術職業發展率較低。儘管在過去十年中,接受 STEAM 高等教育的黑人學生比例有所增加,但與其他種族群體相比,他們離開 STEAM 職業的比例更高。 “這些報告強調了黑人研究人員面臨的挑戰,但我們還需要解決我們社會中存在的更廣泛的不平等問題,並阻止有才華的人從事科學事業。”英國皇家學會主席阿德里安·史密斯爵士說。 亞洲學生通常對 STEAM 的興趣最高。根據英國皇家學會 2018/19 年的報告,STEAM 的學術人員中有 18.7% 來自少數族裔群體,其中 13.2% 是亞洲人,而黑人則為 1.7%。