兩名中學生站在教室工作台前協作,面前是一部筆記型電腦,用來編寫連線的 Arduino 裝置。

STEM 教育中的技術

透過融入技術的 STEM 課程以及使用功能強大的裝置,學生可以培養在校園和未來職場上脫穎而出所需的技能組合與思維方式。

STEM 教育重點精華:

  • STEM 教育並不是一個新穎的概念,只是現今的教學方式有所不同。教育工作者不再只關注技術成果,而是關注學生可透過 STEM 活動學到的技能和思維方式。

  • 學校系統投資技術,也等同於投資新一代的創新者,讓學生做足準備迎接未來的職場。

  • Intel 提供各種 STEM 資源、計畫與機會,協助教育工作者和學術領導者打造具有影響力的 STEM 學習環境。

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作者

什麼是 STEM 教育?

自 1990 年代以來,科學、技術、工程與數學(STEM)教育(加上藝術,又稱為 STEAM)已成為學生致勝的關鍵基石。STEM 教育已經證明能提供各種教育優勢,例如改善批判性思考、學生參與度、解決問題的能力,以及協作。STEM 教育也有助於學生學以致用,在未來的職場中成長茁壯。

雖然 STEM 教育不是一個新的概念,但學校正在改變將其融入數位策略與課程的方式。由於學生每天都和技術朝夕相處,教育工作者致力將 STEM 原則整合至各種動手實作、引人入勝的學生活動,將學習成果發揮到極致。

透過 STEM 開發創新的技能組合與思維方式

技術支援的技能型課程可協助學生培養分析技能組合與思維方式,以做好準備,迎接瞬息萬變的世界接二連三的挑戰,並承擔未來的工作。

  • 技能組合是指學生如何執行任務,解決特定問題。模擬、資料科學與程式設計都是 STEM 技能組合的範例。
  • 思維方式是指學生藉以探索世界和解決問題的獨特視角。社交情感能力、設計思維與運算思維是常見的思維方式。

學生可以透過 STEM 程式設計培養寶貴的技能組合與思維方式。舉例來說,假設學生的任務是測量風和土壤侵蝕對農田的影響。在這種情況下,他們可能會利用設計思維方式決定如何識別天氣與土地特徵之間的相關性,然後利用資料科學與模擬技能完成評估。

STEM 教育對未來勞動力的重要性

過去,STEM 教育旨在為學生準備科學和技術工作。如今,我們的工作和生活正處於第四次工業革命當中,革命融合了實體和數位系統,增加了人機互動,STEM 教育可為學生在各行各業做好準備,而不侷限於科技領域。
隨著生成式 AI 解決方案的興起,行銷、設計、開發與客戶服務工作正在迅速演變,整合 AI 工具。每年各行各業都使用互聯、AI 支援的物聯網(IoT)裝置產生大量資料,因此人們對專用資料分析師和資料科學家,以及傳統工作職能中強大的分析技能的需求與日俱增。電子郵戲產業的成長對程式設計師、3D 藝術家和視覺效果製作人產生了更多的需求,他們能將技術技能與創意故事敘述相結合。

隨著學生準備進入職場,無論選擇哪一條職業道路,STEM 教育都前所未有地重要。

讓弱勢參與 STEM

堅實的 STEM 基礎可讓年輕人獲得翻轉世界所需的技能和信心。推動 STEM 的性別與種族平等,是釋放每個社群之人類潛力與創新的關鍵。
Intel 支援各種不同的計畫與組織,為欠缺服務之社群的青年提供參與 STEM 程式設計的機會、探索他們的潛力、取得 STEM 學習的其他結構與支援,以及與來自相似背景的 STEM 導師和榜樣接觸。

STEM 教育的數位策略

成功的 STEM 教育計畫始於周全的數位策略。由於學術領導者與教育工作者和 IT 管理員合作,制定及完善其數位策略時需要考量以下問題:

  • 相較於課外活動,可以透過必修課程實現哪些教育目標?
  • 需要哪些專業開發投資,才能讓教育工作者掌握技能和策略,將 STEM 融入課堂?
  • 支援今後的 STEM 教育目標需要哪些技術投資?
  • 如何將技術整合至學生活動,培養 STEM 技能,協助學生為瞬息萬變的勞動力做好準備?

開發技術支援的技能型課程

我們深信,年輕人是解決全球挑戰的關鍵,堅實的 STEM 基礎是他們取得成功的原動力。除了全方位的教育技術解決方案產品組合,我們也提供各種中小學教育資源,支援教育工作者及啟發學生。

Intel® Skills for Innovation

Intel® Skills for Innovation(SFI)計畫為學術領導者與教育工作者提供規劃架構、超過 60小時的專業開發資源,以及具前瞻性的課程計畫和活動,利用技術支援的技能型課程將學習成果最大化。此外,使用 Intel® SFI 架構的教育工作者可獲得特定計畫的協作社群存取權限。

Intel® AI for Youth

新一代的創新者將需要合適的技能與資源,以便瞭解什麼是 AI、AI 是如何設計,以及 AI 在現今的數位世界為何佔有舉足輕重的地位。Intel® AI for Youth Program 是多個 Intel® Digital Readiness Program 之一,包含超過 200 小時引人入勝的實作教學與學習內容,協助學生深入瞭解 AI 並學習技能組合與思維方式,以便負責任地設計有意義的 AI 解決方案。

教育中的電子競技

電競(又稱電子競技)是中小學教育中蓬勃發展的一種課外活動,不僅是培養 STEAM 與社交情感技能的途徑,同時也能提高學生參與度和融入的機會。無論是準備參加競賽、積極參與遊戲,或是支援其他遊戲日活動,學生都能獲得策略、分析和解決問題的技能,瞭解新角色或未來的職涯選擇,並培養團隊合作、溝通與領導技能。學校贊助的電競聯盟也可以培養積極的學生互動與友誼,創造歸屬感。對於希望透過引人入勝的課外活動培養 STEM 技能的學術領導與教育工作者,請在我們的教育中的電競白皮書進一步瞭解入門步驟。

選擇 STEM 教育的技術

透過融入技術的技能型課程,教學與學習所需的技術與STEM 教育所需的技術相同。

根據學生年齡、活動與學習環境需求選擇耐用且高效能的裝置,可協助教育工作者和學生維持生產力與參與度。速度更快、回應能力更強的技術可節省師生的時間,支援更身歷其境的協作學習體驗。

舉例來說,對用於 Intel® SFI 活動、搭載 Intel 技術之裝置的評估表明,學生使用這些裝置可節省不同應用程式(例如 CoSpaces Edu、Blender、Tinkercad 等)執行任務的時間。

  • 在 Windows 裝置上,相較於其他處理器,使用搭載 Intel® Core™ 處理器之筆電的學生,在 Labster 中載入模組的時間減少 60%,在 Blender 渲染 3D 影像的時間減少 77%。
  • 相較於其他處理器,對於使用搭載 Intel® Core™ 處理器之 Chromebook 的學生,在 CoSpaces Edu 中載入模組的時間減少 60%,開啟及編輯檔案的時間減少 67%。

此外,選擇能和學生與時俱進、共同成長,同時符合學校數位策略的裝置,不僅能最大限度地為學生帶來好處,還能協助 IT 管理員避免不必要的裝置更新。
在混合式學習環境中選擇支援中小學生與教育工作者之裝置時,請考量以下因素:

  • 學習環境需求
  • 學生年齡
  • 所需的軟體應用程式
  • 運算效能
  • 影音與繪圖效能
  • 連線能力與管理能力
  • 安全性和保密控管
  • 取決於未來技術需求的裝置長久壽命
  • 永續目標與需求

進一步探索 Intel STEM 教育資源

技術在教育與 STEM 學習方面扮演著至關重要的角色,可協助學生培養終身技能,以便在未來想要從事的任何工作中學以致用。規劃及投資符合新技能型、主動學習課程需求的電腦、筆電和其他技術裝置,是成功的教學與學習環境的關鍵。進一步探索我們的教育與教育技術規劃資源,深入瞭解並尋找符合您學校系統需求的解決方案。

常見問題集

STEM 教育的初衷是增加科學和技術相關領域的參與度。透過將 STEM 整合至課程,不分學科,教育工作者都可以教授分析技能組合與思維方式,為學生踏入未來職場做好準備,無論他們選擇從事哪一行。

STEM 不僅著重於教授科學、技術、工程與數學的硬技能,更能協助學生學習如何運用知識和技能解決問題、學以致用,並與他人有效協作。舉例來說,以數學為導向的 STEM 教育活動可能涉及設計電腦程式,以解決複雜的數學問題,而以歷史為導向的 STEM 專案則可能涉及利用自然語言處理,判定不同的研究來源是否準確且信譽良好。

雖然 STEM 教育不是一個新的概念,但學校正在改變其教學方式。由於學生每天都和技術朝夕相處,現在的重點是整合跨課程的 STEM 概念,進而改善學習成果。技術支援的技能型課程可協助學生培養分析技能組合與思維方式,具備所需的一切,迎接瞬息萬變的世界接二連三的挑戰,並承擔未來的工作。