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

面对未来的STEM技术人才缺口,英国教育界正在采取多种措施培养年轻一代对工程产业的兴趣,弥合学校教学与产业实际之间的差距。

位于英国威尔士的拉迪尔中学(Radyr Comprehensive School)近日便与知名工程技术公司雷尼绍(Renishaw)实践了一种新型合作模式,即让中学生在产品设计课程期间定期走入这家企业的制造发展中心,亲身使用工厂的制造设备实践各种产业技能,收获了良好效果。

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双方一致认为,这一合作可以让学生理解学校课程和行业之间的联系,通过参加具有激励作用的工作坊活动来作为对考试要求的补充,并让他们提高对未来就业机遇的认识。

到生产车间授课

拉迪尔中学是一所位于威尔士首府卡迪夫附近的公立高中。学校离雷尼绍的Miskin工厂只有15分钟车程,并提供GCSE和A-level的产品设计课程。

而位于Miskin工厂中的制造发展中心于2016年5月揭幕,也是未来工程师动手学习设计、制造生产和工程知识的教育资源中心。

该校此前曾组织过学生访问工厂工程开放日的活动,然而这一新的中心却可以让校方实现于生产场所中的设计和技术课程授课。

在制造发展中心的建设阶段,雷尼绍就曾与该校的助理校长简金思(Richard Jenkins)取得联系,咨询如何设计配套设备的问题。在这一过程中,学校也看到中心有着为学生服务的潜力。

简金思表示,自己一开始就对Renishaw的愿景印象颇深。设立该中心背后的理由本身就是为了向普通民众推广工程和工业设计,帮助解决英国的“技能短缺”问题,而这一点也是学校所支持的,因此他对于该中心为学生带来的机遇很感兴趣。

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大环境下的“挑战”

来自Engineering UK的数据显示,英国工程企业到2022年时将需要256万人才,但有44%的工程、科学和高科技公司表示“很难招到符合要求的STEM领域申请者”。

与此同时,来自巴斯大学的麦康比(Paul McCombie)的一项分析认为,A-level的设计和科技(Design and Technology,D&T)科目是引领毕业生走向成功的三个关键因素之一。

虽然在工程学领域学习设计的作用显著,但选择该科目的学生人数却在不断减少。数据显示2016年GCSE学习D&T的学生人数减少了9.5%。

因此在企业已难以招聘符合条件的申请者的情况下,让年轻人于GCSE和A-level课程中保持对理工科的兴趣就显得十分重要——为年幼学生创造出有足够吸引力的教育体验会对他们之后的学科选择起到关键作用。

除了创造引人入胜的课程,改变青少年对于工程职业的认识也同样是成功的关键之一。在这方面,企业能通过向学校提供参与机会来展示STEM领域的创造性,打破关于工程是“又脏又无聊”的职业迷思。

拉迪尔的教师发现,他们其实很难将A-level的教学资源与真正的工业流程联系起来,而后者是培养未来工程师中的重要一环。

该校的目标是增加学校中学习D&T课程的学生数量。学校也投资购买了包括激光切割机和3D打印机在内的一系列设备,但这仅仅是在课堂中有效利用科技的第一步。

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具体的实践模式

因此从2016年9月开始,拉迪尔中学会定期让3个9年级的GCSE班级和1个12年级A-level班级在产品设计课程中访问这个新建的中心。学生可以在车间中设计自己的工作坊,同时培养设计和技术技能。

简金思表示,在雷尼绍授课可以让教学内容在涵盖教学大纲的情况下更加深入,形成互相补充并增进理解,这对于学生来说大有裨益。

例如学生们已经通过免费CAD软件进行了3D打印项目,大大开阔了师生们对于3D打印和其可及性的认识。

相比之下,虽然此前学生在学校中也能接触到3D打印,但之前大家并不能理解这一科技背后的潜能,如今师生们已不会再对这一科技“望而生畏”。

雷尼绍的教育联络官比格斯(Simon Biggs)认为,访问Miskin工厂可以在两方面对学生起到积极作用。其一是参加具有课程补充作用的动手工作坊活动能激励学生,并培养他们的技能。

其二就是访问工厂能让学生看到真实的生产过程,了解工场的清洁环境,以及工程为何是一项具有创造性和挑战性的职业。

目前拉迪尔的12年级学生已经在开展一项关于雷尼绍格罗斯特工厂的大型添加剂生产机项目。该任务的内容是重新设计添加剂生产机的一部分,这类项目可以让学生有机会应用他们在课堂中学到的技能。

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学校师生收获了什么?

简金思表示,学生们已经能了解自己的设想会如何影响到最终的项目。例如使用3D建模意味着他们必须批判性地思考最终产品会如何被制造。

而这和学校中传统的设计方法存在显著不同,后者只是简单地手绘设计,然后再手工做出物品。新方法则让学生能更好地了解工业中的设计如何运作。

此外他表示,这也能让学生不再错误地认为“具有绘画天赋对产品设计必不可少”。

“虽然目前学校只使用了这些设备几个月,但学生的积极性已经增加不少。他们已经于雷尼绍的工作坊和所学课程之间建立起明确联系。他们积累的实际工作经验可以在理论考试中成为答题基础。”

简金思还提到说,“学生们也提出了很多问题,比如成为工程师需要什么样的资质,以及如何才能找到工程方面的就业机会等等。”

他认为雷尼绍所提供的支持工作令人惊叹。另一方面,学生的参与度更是难以置信——自项目启动以来没有一个12年级的学生缺席过。

为了培养兴趣、增加设计学科的学生人数,以及提高学生的实践技能,拉迪尔中学计划将参与此活动的范围扩大至该校GCSE的所有3个年级,从而迈出解决工程人才短缺问题的坚实一步。

背景资料

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雷尼绍是世界领先的工程科技公司之一,在精密测量和医疗保健领域拥有专业技术。公司向众多行业和领域提供产品和服务 — 从飞机引擎、风力涡轮发电机制造,到口腔和脑外科医疗设备等。此外,它还在全球增材制造(也称金属3D打印)领域居领导地位,是英国唯一一家设计和制造工业用增材制造设备(通过金属粉末“打印”零件)的公司。

雷尼绍集团目前在35个国家/地区设有70多个分支机构,员工约4,000人。其中,约有2,600名员工在英国本土工作,参与并完成其大部分研发和制造。

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