英國教育精選|如何讓理工科學生真正理解工程產業,這所英國中學將產品設計課堂搬入名企車間

面對未來的STEM技術人才缺口,英國教育界正在採取多種措施培養年輕一代對工程產業的興趣,彌合學校教學與產業實際之間的差距。

位於英國威爾士的拉迪爾中學(Radyr Comprehensive School)近日便與知名工程技術公司雷尼紹(Renishaw)實踐了一種新型合作模式,即讓中學生在產品設計課程期間定期走入這家企業的製造發展中心,親身使用工廠的製造設備實踐各種產業技能,收穫了良好效果。

英国教育精选|如何让理工科学生真正理解工程产业,这所英国中学将产品设计课堂搬入名企车间

雙方一致認為,這一合作可以讓學生理解學校課程和行業之間的聯繫,通過參加具有激勵作用的工作坊活動來作為對考試要求的補充,並讓他們提高對未來就業機遇的認識。

到生產車間授課

拉迪爾中學是一所位於威爾士首府卡迪夫附近的公立高中。學校離雷尼紹的Miskin工廠只有15分鐘車程,並提供GCSE和A-level的產品設計課程。

而位於Miskin工廠中的製造發展中心於2016年5月揭幕,也是未來工程師動手學習設計、製造生產和工程知識的教育資源中心。

該校此前曾組織過學生訪問工廠工程開放日的活動,然而這一新的中心卻可以讓校方實現於生產場所中的設計和技術課程授課。

在製造發展中心的建設階段,雷尼紹就曾與該校的助理校長簡金思(Richard Jenkins)取得聯繫,諮詢如何設計配套設備的問題。在這一過程中,學校也看到中心有著為學生服務的潛力。

簡金思表示,自己一開始就對Renishaw的願景印象頗深。設立該中心背後的理由本身就是為了向普通民眾推廣工程和工業設計,幫助解決英國的“技能短缺”問題,而這一點也是學校所支持的,因此他對於該中心為學生帶來的機遇很感興趣。

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大環境下的“挑戰”

來自Engineering UK的數據顯示,英國工程企業到2022年時將需要256萬人才,但有44%的工程、科學和高科技公司表示“很難招到符合要求的STEM領域申請者”。

與此同時,來自巴斯大學的麥康比(Paul McCombie)的一項分析認為,A-level的設計和科技(Design and Technology,D&T)科目是引領畢業生走向成功的三個關鍵因素之一。

雖然在工程學領域學習設計的作用顯著,但選擇該科目的學生人數卻在不斷減少。數據顯示2016年GCSE學習D&T的學生人數減少了9.5%。

因此在企業已難以招聘符合條件的申請者的情況下,讓年輕人於GCSE和A-level課程中保持對理工科的興趣就顯得十分重要——為年幼學生創造出有足夠吸引力的教育體驗會對他們之後的學科選擇起到關鍵作用。

除了創造引人入勝的課程,改變青少年對於工程職業的認識也同樣是成功的關鍵之一。在這方面,企業能通過向學校提供參與機會來展示STEM領域的創造性,打破關於工程是“又髒又無聊”的職業迷思。

拉迪爾的教師發現,他們其實很難將A-level的教學資源與真正的工業流程聯繫起來,而後者是培養未來工程師中的重要一環。

該校的目標是增加學校中學習D&T課程的學生數量。學校也投資購買了包括激光切割機和3D打印機在內的一系列設備,但這僅僅是在課堂中有效利用科技的第一步。

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具體的實踐模式

因此從2016年9月開始,拉迪爾中學會定期讓3個9年級的GCSE班級和1個12年級A-level班級在產品設計課程中訪問這個新建的中心。學生可以在車間中設計自己的工作坊,同時培養設計和技術技能。

簡金思表示,在雷尼紹授課可以讓教學內容在涵蓋教學大綱的情況下更加深入,形成互相補充並增進理解,這對於學生來說大有裨益。

例如學生們已經通過免費CAD軟件進行了3D打印項目,大大開闊了師生們對於3D打印和其可及性的認識。

相比之下,雖然此前學生在學校中也能接觸到3D打印,但之前大家並不能理解這一科技背後的潛能,如今師生們已不會再對這一科技“望而生畏”。

雷尼紹的教育聯絡官比格斯(Simon Biggs)認為,訪問Miskin工廠可以在兩方面對學生起到積極作用。其一是參加具有課程補充作用的動手工作坊活動能激勵學生,並培養他們的技能。

其二就是訪問工廠能讓學生看到真實的生產過程,瞭解工場的清潔環境,以及工程為何是一項具有創造性和挑戰性的職業。

目前拉迪爾的12年級學生已經在開展一項關於雷尼紹格羅斯特工廠的大型添加劑生產機項目。該任務的內容是重新設計添加劑生產機的一部分,這類項目可以讓學生有機會應用他們在課堂中學到的技能。

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學校師生收穫了什麼?

簡金思表示,學生們已經能瞭解自己的設想會如何影響到最終的項目。例如使用3D建模意味著他們必須批判性地思考最終產品會如何被製造。

而這和學校中傳統的設計方法存在顯著不同,後者只是簡單地手繪設計,然後再手工做出物品。新方法則讓學生能更好地瞭解工業中的設計如何運作。

此外他表示,這也能讓學生不再錯誤地認為“具有繪畫天賦對產品設計必不可少”。

“雖然目前學校只使用了這些設備幾個月,但學生的積極性已經增加不少。他們已經於雷尼紹的工作坊和所學課程之間建立起明確聯繫。他們積累的實際工作經驗可以在理論考試中成為答題基礎。”

簡金思還提到說,“學生們也提出了很多問題,比如成為工程師需要什麼樣的資質,以及如何才能找到工程方面的就業機會等等。”

他認為雷尼紹所提供的支持工作令人驚歎。另一方面,學生的參與度更是難以置信——自項目啟動以來沒有一個12年級的學生缺席過。

為了培養興趣、增加設計學科的學生人數,以及提高學生的實踐技能,拉迪爾中學計劃將參與此活動的範圍擴大至該校GCSE的所有3個年級,從而邁出解決工程人才短缺問題的堅實一步。

背景資料

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雷尼紹是世界領先的工程科技公司之一,在精密測量和醫療保健領域擁有專業技術。公司向眾多行業和領域提供產品和服務 — 從飛機引擎、風力渦輪發電機制造,到口腔和腦外科醫療設備等。此外,它還在全球增材製造(也稱金屬3D打印)領域居領導地位,是英國唯一一家設計和製造工業用增材製造設備(通過金屬粉末“打印”零件)的公司。

雷尼紹集團目前在35個國家/地區設有70多個分支機構,員工約4,000人。其中,約有2,600名員工在英國本土工作,參與並完成其大部分研發和製造。

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