過去二十年是全球科技猛迅成長的時期，互聯網及智能手機的普及，大數據、人工智能、物聯網（Internet of Things）、生物科技及新材料等科技的突破，為世界帶來就業、財富與希望。為確保國家持續及長遠的發展，多國相繼推出政策，推動及支援創新與科技的發展，「STEM 教育」（Science, Technology, Engineering and Mathematics Education）正是在這樣的背景中孕育出來的。這概念沿自美國，爲了培育更多科技人才，政府提出要提升科學教育的素質。因此， STEM 教育是創新與科技政策中不可缺少的一環。
什麼是 STEM 教育？這是一個到現在為止仍沒有既定定義的概念。有些人強調 STEM 教育是把科學、科技、工程和數學等領域混合一起教學，即所謂「綜合教學模式」 。另一些人卻把 STEM 教育等同於動手作業（hands-on work），強調要設立制作室（fab lab）。還有人認為 STEM 教育是要把科技及工程注入現有的數理科上，眾說紛云。值得欣慰的是很多不同的教育專家正努力研究，嘗試以創新的方式教授科學，目的是提高一般學生對自然科學的興趣及了解（STEM literacy），以及提升學生修讀科學和數學的比率及成效，為社會創新與科技發展培養高質素的生力軍。
香港正處於經濟發展的分叉路上，舊有的經濟模式高度倚靠金融、房產、貿易和旅遊等支柱行業，已遇上瓶頸。要維持可觀的成長，香港需要多元的發展，創新與科技發展是發達國家提高經濟質量、增強附加值的唯一途徑。經過多年的蹉跎，香港在創新科技上仍然裹足不前，雖然2016年成立了創新科技局（創科局），惟時間尚短，難評成效。
在 STEM 教育上，香港近年也有不少動作。繼2016年教育局向各小學發放10萬元一次性STEM 教育推廣津貼後，2017年《施政報告》也公布將向全港中學發放類似的經費，金額是20萬元。民間方面，STEM 教育活動更是多姿多彩，百花齊放。根據「裘槎基金會」的一項研究，過往一年在香港共有超過100個團體，舉辦超過1000個不同形式的 STEM 課外活動（註一），包括各類科學比賽、展覽，以及交流活動。
科學及高等數學修讀率低
然而，香港的 STEM 教育卻碰上一個嚴峻的壁壘──高中文憑考試。筆者走訪了數間活躍舉辦 STEM 活動的學校及民間機構，發現雖然有很多學生踴躍參與，但大部分皆是高小或初中學生，中四後學生的參與率大幅下降。有校長無奈地對筆者苦笑說：「有些家長表示，兒子已中四了，要收心準備考試，這些活動要中止了。」這就造成了一個斷層。另一邊廂，一些沒有弄那麼多 STEM 活動的校長們卻坦然地說：「不是不想搞，而是在現在的高中課程中，根本就沒有空間弄任何的 STEM 教育。」
其實，這斷層不單表現在高中 STEM 活動的參與率上，更表現在學生在科學及高等數學科目的修讀率上。雖然我們的初中生在 TIMSS 及 PISA（註二）等科學及數學國際評核測試中，成績與鄰近經濟體的學生相約，皆名列前茅，而且比他們擁有更正面的學習態度，但到高中選科時，我們的學生卻不大會選讀該等科目。
最明顯的例子是高等數學，修讀率由新高中第一年（2012）的23%，一直下降至2016的14%（圖一），與我們周邊的新加坡、紐西蘭、台灣、南韓及日本的40至80%相比，實在遜色（圖二）。更重要的是，以前的會考制度有大概25%的學生修讀附加數，現在只剩下14%。要知道，高等數學是很多門科學及科技教育的基石，試問若根基打不穩，如何談論創意創新，提升教育質素呢？
與此相關，現今社會的科技創新和重大科學及社會難題的解決方法，都需要有跨學科的知識，以利不同學術或專業領域的人才有效合作。有些人倡議用綜合科學（integrated science）跨學科方式教授 STEM，這理念可能不錯，特別是爲提高一般學生的科學素養。然而，對那些醉心於科學、將來打算在科學上深造的年輕人來說，需要的是建立一個更穩固的科學學識基礎。假如能夠在高中時修讀多些科學學科，擴闊知識面，當他們面對難題、需要運用明辨的思考把所學的各類知識融匯貫通時，是非常有利的。
然而， 在新高中制度下，大部分學生只修讀兩個選修科（註三）。在2016年度，有54%的學生修讀一科或以上的理科，但當中大部分只修讀一科理科，修讀兩科理科的學生只有22%，而修讀三科的只有4%（圖三）。這裏不是想說讀三科或更多的理科才是好，而是想指出，只讀一科理科的學生，將来如果想在科學學術上深造或工作，可能會碰上阻力或需要花很多努力去追趕。在334學制下，雖然大學多了一年學期，但基本上不可能在一年的時間内彌補以往用三年時間浸淫出来的成果。以前的會考制度，除了中英數三科外，一般學生需要修讀四科；在新高中學制下， 學生的知識面狹窄了，這不但影響一般中學生的科學素養，也大大影響了大學對科研人才的培訓。
教育改革執行過程的異化
前面提到，STEM 教育到目前爲止還沒有一個既定的模型，但一些重要的目標卻逐漸得到持份者的認同，包括：一、培養學生的探究精神；二、協助學生從課堂内與外獲得多元的學習；三、訓練學生明辨的思維；四、通過論證推理與着手操作，把理論實踐。要達到這些目標，教育制度需具備幾個有利的條件，除了老師的素質、課程及評核機制的配合以外，更重要的是必須給予老師與同學們充足的教學與成長空間。
可是，在新高中制度下，學校與學生都是爲完成課程與準備考試被逼得透不過氣，而且大部分都把精力花在四個核心科目（中國語文，英文，通識與數學）上。導致這情況的因素很複雜，包括新高中課程的設計、大學收生政策、香港的應試文化，以及整個創新與科技發展的生態鏈不配對的問題，這些都在筆者與徐立之教授們團隊在港科院的《科學，科技和數學教育與香港創新科技的發展》報告內有詳述。
在香港經濟轉型進入困境之際，創新科技是重新振興這小城的難得機會，如何培訓相關人才是個刻不容緩的挑戰。教改的原意是好的，但執行中卻產生異化，在教改十週年之際，是時候讓我們再審視高中教育及大學收生制度，以作出適當的調整。
（倫嘉欣，港科院的《科學，科技和數學教育與香港創新科技的發展》報告首席研究員）
註一：Lee & Foster, (2017), The Out-of-School STEM Ecosystem in Hong Kong – An exploratory and investigative study 2015/16”, Croucher Foundation
註二： Programme for International Student Assessment (PISA) 是爲全球參與國家的15歲學生作的數學或科學測試，當中包括部分中三及部分中四的學生。
註三： 2016年文憑試中，報考4個核心科目加2個選修科目的日校學生比例爲69.5%。