我国香港地区STEM教育：现状、举措及启示

许海莹

STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)的简称，最早是由美国政府提出的一项面向未来的教育发展战略，最初只有科学、技术、工程和数学四门，后来逐步强调加入艺术成为STEAM，加入阅读成为STERM，甚至演变成STEM+，成为包容性更强的跨学科综合教育。STEM教育旨在打破学科领域的界限，倡导基于项目的学习方式，强调实践性。[1]近年来我国以及韩国、英国、日本、澳大利亚和德国等国家也相继颁布相关政策法案与研究项目，致力于推进STEM教育。[2]

我国香港特区是较早开展STEM教育的地区之一，香港特区政府高度重视STEM教育，站在让学生能够应对未来经济、科学和技术的高速发展挑战，促进学生全人发展和终身学习，保持地区经济社会发展的创新力和引领力的高度来推动STEM教育。[3]在2015年的施政报告中，特区政府首次提出推动STEM教育，并在2016年施政报告中获得进一步的支持。[4]提出希望通过在学校推动STEM教育，培育更多高科技人才，增强香港的竞争力。这对于我国全面推进STEM教育，落实立德树人根本任务，促进学生发展核心素养落地，提高学生创新能力和实践能力，为社会主义现代化建设培养优秀的人才具有借鉴和参照意义。

一、香港地区STEM教育实施现状

香港特区政府提出，通过推动STEM教育，旨在进一步培养学生成为终身学习者，帮助他们应对21世纪的挑战，培育具备创新能力和实践能力的多元人才，可以提升香港地区国际竞争力，并有助于国家发展。[5]在科学、技术、工程和数学范畴让学生建立稳固的知识基础和提升学习兴趣，增强学生综合应用知识和技能的能力，培养学生的创造、协作和解决问题的能力，培养与STEM相关的人才，加强与社区利益相关者的伙伴协作关系，促进香港地区发展。

(一)宏观环境

当今世界是开放包容的，也是竞争多元的，香港特区实施STEM教育也正是基于世界经济、社会、科学和技术等急速发展以及全球教育发展的趋势和动态，为维持香港的国际竞争力，同时为国家的发展作出香港的贡献。基于一直以来积极推广创新和科技，香港地区公众对于实施STEM教育有关的项目与政策有比较好的认同性和支持性，宏观社会环境有助于学校系统推动STEM教育。

(二)优势与经验

由于香港本地学校课程的科学、技术和数学教育教学领域均包含STEM教育相关的元素，推行STEM教育具备一定基础。同时，香港地区学生在有关科学、技术、工程和数学的国际性测验或调查和国际性比赛方面，成绩均有良好表现。比如学生能力国际评估计划、国际数学和科学教育成就趋势调查，国际初中科学奥林匹克、英特尔国际科学和工程大奖赛等。[6]此外，各个专业团体、大专院校、政府机构等为推动 STEM 相关的学生学习活动提供了支持。

香港地区提出了STEM学习活动的两种模式，基于这两种模式来规划和实施课程。模式一是基于STEM教育一个学习领域课题的学习活动，让学生综合STEM教育其他学习领域相关的学习元素。比如基于科学主题，融合数学、工程、技术等领域学科知识和元素来实现基于STEM教育的科学课程学习和问题探究。

图1 香港STEM教育推进的两种模式之一[7]

模式二是通过专题研习，让学生综合STEM教育不同学习领域的相关学习元素。即综合运用STEM教育不同学科的知识和技能去开展融合性的专题学习和问题解决，培养跨学科意识和综合性思维。

图2 香港STEM教育推进的两种模式之二[8]

(三)局限与不足

香港特区发布的STEM教育相关报告指出，尽管学生在STEM教育相关学科的知识学习成效卓著，但是在尝试解决日常生活问题，思考解决方案和创新设计等方面还需要加强综合应用跨学科知识和技术的能力。同时，需要进一步加强STEM教育领域的教与学的效能。STEM教育的课程规划和建设、师资队伍专业发展和教学资源的支持体系也需要健全。同时还需要加强大、中、小学STEM教育的协同衔接，比如要完善大学对STEM学科招生和专业设置，以推动STEM教育。社会和家长对STEM教育的了解和支持力度也需要进一步加强。[9]

二、香港STEM教育推进举措

总体而言，香港地区在进一步推进STEM教育时主要从课程规划与实施、学生学习活动的丰富、教与学的资源建设、学校和教师的专业发展、社会社区的参与和支持系统以及STEM教育监测与反馈等六大方面展开。在区域系统和学校层面上，以整体的模式推行STEM教育。

(一)更新STEM相关学科课程

通过更新学习领域课程和推广学生为本的教学法，为STEM教育提供适当的机会，培养学生开拓与创新精神。在课程中提供情境让学生透过 STEM 相关课题和学习活动，培养开拓与创新精神。在过程中，学生构想创新的意念并将之化为行动，在面对不确定的情况时学习保持正面的态度，为将来的发展而努力。

一方面，更新课程框架和内容。更新科学、科技、工程及数学教育各学习领域的课程架构，强调学生综合和应用跨学科知识与技能的重要性，并更新课程内容，让学生紧贴科学与科技范畴的最新发展。 充分考虑加强课程的纵向连贯和横向联系，科学课程(中一至中三年级)更新让学生紧贴科学与技术的急速发展，尤其在有关生命科学范畴方面，并于2018—2019学年在全港实施此课程。对数学(小一至中六)以及小学常识进行全面检视评估，并全面进行更新，注重将学科课程与科学技术和日常生活进行联系，并且对更新的课程进行试教。高中资讯及通讯科技的课程加强必修部分中基本程式编写概念单元的“算法测试”课题。修订课程已从2016—2017学年的中四级开始实施，等等。[10]

图3 香港小学常识课STEM教育与其他范畴关联[11]

以常识科课程为例，香港小学常识科的学习范畴综合涵盖健康与生活、人与环境、科学与技术、个人与社会、国民身份认同与中华文化、认识世界等领域，蕴含STEM教育相关的基础知识，在课程规划和教学中以日常生活中的科学与技术为切入点，让学生通过手脑并用的项目活动开展STEM教育学习，也可以设计与生活和环境相关联的真实情景并与课题相关的STEM学习活动，让学生有机会综合运用STEM知识和技能。

另一方面，推广以学生为本的教学法。推广能促进学生综合和应用知识与技能的教学法，包括科学探究、专题研习、问题为本的学习、含有设计与制造元素的学习活动和数学建模。推介可以促进综合和应用知识与技能的教学法，让学生运用创意解决问题和 透过“动手”与“动脑”的活动创作发明品。在过程中，学生将有机会与其他同学协作。将涵盖“工程设计”概念的“设计与制造”元素加入这些学习活动之中。提供相关的学与教示例，供教师参考。在学校推动有关STEM教育的学生为本教学法时，紧跟世界STEM教育最新发展趋势和动态，提供最新资料，选择最合适的教学方法，促进STEM有效学习。

(二)丰富STEM教育学习活动

从校内校外和课堂内外的多个角度多个方面丰富学生在STEM教育领域的学习活动和机会，搭建更多的学习和展示平台。

校外方面，举行与STEM教育相关的各类比赛、展览和研讨。比如举行香港青年技能大赛嘉年华，举行与STEM相关的比赛和示范活动，让学校展示他们的学习成果，并及早发展他们的职业兴趣。参与的学生，包括参赛者和到场参观者，都可以得到优质的学习经历。举办“科学、技术和数学教育学生博览会”(由教育局与香港科技园公司合办)及“科创展览”(由团结香港基金主办，教育局为支持机构)等活动，[12]提升学生对STEM教育的学习兴趣、创造力和综合应用STEM教育所学知识解决真实情景中的问题的能力。加强与不同的STEM机构(例如港科院和香港科技园公司)的协作，[13]为学生提供可增润学习经历的 STEM相关活动。对于资优生，与香港资优教育学苑合作 ，为资优学生提供具挑战性的校外增润和延伸学习机会，以及探讨开办新的课程，以发挥他们的潜能。提名在STEM范畴具备特别才能的学生申请本地及海外奖学金，以扩阔他们的视野，促使他们日后修读STEM相关专业范畴的课程。

校内方面，利用课堂内外学习场域，增润STEM学习机会。学校整体规划全校课程，灵活运用课时，通过时间表划定的课堂及课堂以外的全方位学习活动，将STEM教育的元素纳入学校课程，以拓宽学生的学习经历。同时，注意为不同能力的学生提供STEM相关的学习机会。学校灵活推行校本的STEM相关学习活动。不同学校可因应其学生的兴趣、学校环境、教师的专长以及发展STEM教育的阶段，举办不同主题的学习活动。提供机会让学生积极参加本地、国家和国际性与STEM相关的比赛，拓宽他们的学习经历。

表1 香港STEM教育大学学校支援计划[14]

(三) 提供STEM教育学与教的资源

向学校和教师提供学习领域为本和跨学科领域的资源，以加强STEM相关范畴的学与教，并提供额外资源支持，以照顾各级各类不同学校的需要。

1.向学校发放一次性津贴

为促进香港地区小学STEM教育，香港特区教育局于2016年和2017年，每年发放推动STEM教育的专门津贴给予所有官立、资助及直资小学，包括设有小学班级的特殊学校，每所学校获得港币10万元，专门用于STEM教育教学工作。这项津贴旨在提高学校规划和组织与STEM 相关学习活动的能力，以培养学生探究思维及提升他们学习科学与技术的兴趣。学校可根据实际情况需要，灵活运用津贴购置设备或资源，以及举办与 STEM 相关的学习活动等。同时，香港特区教育局2017年度向中学发放过类似性质的一笔津贴20万元港币。[15]

2.为更新的课程发展资源

为STEM教育领域的学科课程更新做好教材、教辅和电子资源的支持工作。比如针对更新好的科学(中一至中三)课程，启动香港的课程发展项目，开发研制学与教资源提供给学校和教师作为参考，在课堂试行这些学教资源，并整合成教材。向教师提供包括教学示范案例、跨学科活动和STEM比赛的相关资料。小学常识科课程方面，制作并向学校派发与STEM相关的主题资源包，如“光、声、电”、“力与简单机械”、“生物世界”和“物料科学”等，并将制作更多的主题资源包。评审由出版商提交有关更新课程的印刷和电子课本，以确保当建议学校实施更新课程时，会有优质的课本供学与教之用。制作有关推动 STEM 教育的教育电视节目，以支援STEM学习领域及小学常识科更新课程的学与教。[16]

图4 香港科学教育学习领域课程架构图[17]

3.发展跨学科资源

香港特区政府教育局专门成立了一个用以发放有关推动STEM教育资讯的网站，发放资料包括将会举办的专业发展课程、相关的学生活动、STEM相关的资源和其他社区资源，以供学校参考，及时更新网站的内容。利用现有的设施和中心，支援 STEM 教育的不同推动策略。比如香港艺术与科技教育中心，将加强用作举办学生活动，以及为教师举办例如3D打印、微控制器、激光切割技术等专业发展课程。此外，香港教育服务中心的荟萃馆已经翻新及重开，用作展览校本的STEM计划。推广使用由香港教育城有限公司负责管理的“教育局一站式学与教资源平台”中与STEM教育相关的学与教资源。加强教育局与不同团体的合作关系，例如香港科技园公司和香港科学馆，更有效地推广有关的学与教资源和全方位学习活动。

(四)加强学校和教师的专业发展

首先，学校层面，开展专业化的STEM教育教研和会议。为学校课程领导举办大型研讨会，为学校中层管理人员和教师举办专业发展课程，推介适切的教学策略，以提升学生综合和应用跨学科的知识与技能。邀请STEM教育学与教实践示例和良好分享文化的学校，成为“专业发展学校”，每个“专业发展学校”为三所“伙伴学校”提供紧密的到校支持服务，建立互动协作文化，通过各种交流合作，提升STEM教育的学与教的效能。

其次，教师层面，举办研讨会和工作坊，以丰富教师在STEM相关范畴的知识。让教师与本地、内地及海外学者交流，了解STEM教育最新发展，拓宽视野。同时，促进不同学校和教师间的交流，以建立STEM 教育的实践社群。从2016年起，举办推动STEM教育的教师专业发展课程培训，内容涵盖课程规划、教学法、评估和知识增益等；课程培训的形式包括大型研讨会、讲座、工作坊、经验分享活动和网络活动。主要参加对象为校长、STEM教育统筹主任、中层管理人员、STEM教育学科教师等。此外，为协助实施STEM相关活动的中学实验室技术员提供 STEM 教育相关培训课程。

最后，社区和机构合作方面。通过搭建不同平台，例如香港加油发展基金的“专业发展学校计划”和“优质教育基金主题网络计划”，建立跨校及校内的学习社群，举办促进STEM教育发展的网络研讨交流平台。加强与STEM相关专业机构协作，例如港科院、香港科技园公司，为课程领导和教师举办专业发展课程，让他们在不同层面进一步认识如何有效提升学生在STEM领域方面的兴趣。

图5 学校最需要STEM教育相关支援的范畴 [18]

(五)加强与社区伙伴的协作

在学校教育系统持续推动STEM教育的同时，充分发挥社区社群协同效应，充分依托智库和专门机构，充分依靠政府和家长，形成全社会共同关注和促进STEM教育发展的良好格局。

一方面加强与专业机构的协作。比如加强与各地课程咨询委员会和学界的沟通，加强与STEM教育领域的学者和业界人士的联系，并探讨与大专院校和专家合作举办教师培训课程和学生学习活动的可能性。同时，注重与相关商业机构和企业主就有关STEM发展相关领域的最新资讯，例如STEM相关行业就业和职位需求等方面，进行沟通，保持联系，以便及时改进和完善STEM教育政策。另一方面加强与家长组织(例如家庭与学校合作事宜委员会) 的联系，提高家长对 STEM 教育的了解，提高家长对STEM教与学活动的参与度和支持度。

(六)进行监测及分享良好示例

及时对STEM教与学进行监测和评估，以检视推动STEM教育的成效，并及时更新和完善STEM教育相关课程和教学。

一方面注重监测评估。为监测实施STEM教育的进度，收集STEM教育推动政策举措和STEM教育成效的回馈，并进行评估。邀请不同群体和专业机构，包括课程咨询委员会、学校、大专院校、专业团体、家长和企业主，一起参与。

另一方面强化案例示范。积极汇总创新的教学法和良好的学生专题研习，以作分享，促进知识转移。持续搜集学校推行校本STEM教育的良好示例，并总结学校举办跨学科学与教活动的经验。通过专业培训和卓越中心，例如教育发展基金的“专业发展学校计划”，分享实际的示例。

三、启示和政策建议

近年来国内学者对STEM教育的关注度不断提高，研究主要围绕以美国为主的西方国家STEM教育战略的历史和现状以及战略意义，[19，20]STEM教育的相关报告、法案、最新动态。[21]有的关注K-12阶段STEM教育的发展脉络、现状及进展(主要是课程现状)，STEM教育师资的现状及改进，STEM领域内的课程教学和教师教育等方面。[22]还有的研究聚焦于STEM的区域推进模式相关学科的发展路径。[23]已有的研究大部分主要聚焦宏观方面欧美国家的STEM教育战略政策、课程推进和师资进展等方面，微观层面主要聚焦国内区域和学校STEM教育的课堂教学、学生活动和项目实施等。香港地区与内地有着共通的文化血脉，教育传统相连，香港地区的STEM教育发展国际化、专业化、科学化和体系化程度较高，对于国家全面推进STEM教育具有重要的启示意义。

(一)做好STEM教育课程规划与建设

近年来，如果说学生发展核心素养提出了新时代基础教育的培养目标和课程目标，那么STEM教育则带来了基础教育新的课程样态。基于学科融合和统整并指向创新人才培养的STEM教育课程从欧美到中国都越来越受到广泛重视。课程的构建与实施永远是教育思想、理念和目标落地的载体与平台。更好地推进STEM教育以及课程的规划与实施就显得非常重要而有意义。

首先，STEM课程最重要的目标就是要基于真实情境和问题解决。STEM教育的使命和目标就是培养学生综合运用所学，立足于当下和未来真实生活情境，去发现问题、创设问题、解决问题的关键能力和核心素养。所以STEM教育课程的重要内容就是要提供面向未来社会及生活情境的课题与问题研究及解决的土壤与平台。其次，STEM课程最主要的特质就是要实现课程统整和学科融合。STEM教育课程构建与实施是一个持续动态的过程，区域或者学校可从小规模的课程发展计划开始，把推动STEM教育列为学校科学、数学、综合实践活动和研究性学习等课程的主要课程重点。结合基础教育课程改革，开展项目学习，学科统一整合，在学科课程必修课中渗透STEM理念及学科知识，开发拓展课程(比如STEAM相关的选修课)，在STEM相关的学科课程(比如科学课和综合实践课程)中重点开展。再次，STEM课程最有效的实施途径就是采用项目学习和合作探究。很多时候STEM教育课程与活动的开展需要跨学科和多学科知识，不同学生在STEM学科知识和能力上各有优势和各有创意。此外，面向未来社会的真实情景，很多问题需要团队和社群广泛合作去解决。因此，STEM课程教学要注重项目学习、小组合作开展，将教学重心下移。比如，可以依托科技创新和社会实践类学生社团实施STEM创新课程，与校外科技场馆合作等开展STEM项目等。最后，STEM课程最科学的评价就是要实施过程性和表现性评价。其实，在基础教育阶段开展STEM教育，最根本的目的不是说让学生能够掌握很高深的知识或者取得很大的成果，关键是为学生在高等教育和今后的工作和生活中能够综合运用多学科跨学科的知识去解决问题、去创新创造打下良好基础，孕育梦想种子。所以说对于基础教育阶段STEM教育课程的评价应该注重学生在课程教学和活动展开过程中的动力、兴趣、投入、情感、合作、沟通、展示、表达等方面的表现。

(二)丰富STEM 教育教与学的资源

STEM课程是基于学科融合、课程统整、学教合作、注重过程与实践评价的新型课程样态，面临新兴事物，对于相对稳定的学校教育体系而言，要去作出改变，需要很多方面的支持和引领。在教育生态系统中，人、教育、环境彼此相联，共同构成一个不断矛盾运动的生态系统，教育生态学的重要观点就是系统的共生与和谐，系统各要素要实现相互依存、相互影响、相互促进，不断更新和创生，形成统一方向的可持续发展。[24]因此，STEM教育的推进就需要依托丰富的教与学资源，构建良好的生态系统。

首先，在教学资源方面。香港开发STEM教育课程资源包和电子资源值得借鉴，同时，我们还需要在硬件和软件等方面加强资源建设。比如在STEM教育学科教室和装备信息方面提供保障，提供课程及教学的成功和有效案例范式的电子资源，构建STEM主题网络研修工作坊等。比如在区域内成立研究中心和指导团队，加强教研和科研，为教师提供STEM教育领域培训提升等。其次，在学习资源和平台方面。在校内外举行STEM相关的比赛和项目展示活动。我国有很多竞赛和比赛，比如奥林匹克大赛、机器人创新大赛、科技创新赛等，很多学校也有校内科技节、学科竞赛等活动。可以建立专门针对STEM教育教学成果和学习研究成果的校级、区域级和国家级比赛和展示平台，同时，可以依托著名高校和重点实验室，积极为有良好表现和扎实基础的STEM学习者提供国家级和国际间的交流平台。再次，在学校办学推进支持方面。美国STEM教育很多项目都是通过拨款法案推进，香港地区也为学校开展STEM教育提供专项经费拨款。因此，可以在政府层面尝试设立STEM教育专项基金和经费，或者可以依托自然科学基金和社会科学基金以及其他企业社团基金设立项目申报制STEM教育专项，专门用于STEM教育教学工作和项目推进。最后，在专业机构与社区支持方面。要充分吸纳专业机构、智库集团和社区家长等方面的资源和支持，在专业支撑、研究支持、活动开展、平台构筑、家校合作等方面丰富资源，营造良好的STEM教育生态。

(三)加强STEM教育监测与评估

香港STEM教育通过对诸如STEM教育专业学校发展计划和优质教育基金STEM教育计划等项目的监测和评估，对优质的学校及项目案例进行反馈和推广。基于对香港STEM教育监测和评估并结合国际发达经济体诸如美国的STEM教育监测，我们可以得到的政策建议是STEM教育监测与评估应该以构建指标体系为载体，同时要注重指标相关数据和信息的收集与分析。[25]

一是要构建监测指标体系。尝试从区域、学校、教师、学生和社区五个维度进行监测，同时在监测指标体系构建中强调微观与宏观的结合，既要重视宏观方面STEM教育的投入和学校建设，社区和利益相关者对STEM教育的支持，更要特别重视反映STEM教学和学习相关的细节的监测，比如对教与学的时间投入、课程教材的编排使用、学生学习的动力与兴趣、学生STEM教育学业成绩与成果等方面的监测。二是要基于大数据信息。要构建多层级宽领域的STEM教育监测评估数据库平台，及时将STEM教育教学和学习活动的各方面进展进行跟进更新。比如学校层面的STEM教育数据库平台，可以纳入学生STEM学习活动的过程记录、兴趣动力指数、投入时间、合作交流、学习成绩成果等。同时还可以将比较好的STEM教育项目和活动案例、优秀的STEM教育教学课堂示例、教师的教研与科研、研讨成果等构筑数据信息平台。三是要注重反馈和改进。监测评估是为了更好地改进和完善，因此要及时将监测的优秀范例进行展示推广，对于薄弱学校和区域则需要进行及时诊断和改进，充分发挥监测评估的改进提升效应。

近年来我们逐步重视STEM教育的政策引领和实践探索。政策层面，教育部《教育信息化“十三五”规划》(教技〔2016〕2号)指出：“要积极探索信息技术在众创空间、跨学科学习、STEAM教育和创客教育等新的教育模式中的应用。”[26]2017年教育部印发《义务教育小学科学课程标准》，倡导跨学科学习方式，建议教师可以在教学实践中尝试STEM教育。从实践层面来看，很多地区特别是沿海省份近年来已经尝试实行中小学STEM教育试点，确定了一批种子学校和培育学校。但是，应该指出，在内地很多中小学如火如荼开展STEM教育，很多地方和学校的课程改革都冠以STEM教育的当下，我们应该更加冷静而清醒地去研究去学习，多从国际基础教育发展趋势和STEM教育发达先行地区的实践做法，以及本地区本学校的实际情况去综合思考和科学实践，真正将STEM教育开展好，让STEM教育成为落实立德树人根本任务和学生发展核心素养落地的重要路径和有效载体。