STEM是科學(Science),技術(Technology),工程(Engineering),數學(Mathematics)四門學科英文首字母的縮寫,其中科學在于認識世界、解釋自然界的客觀規律;技術和工程則是在尊重自然規律的基礎上改造世界、實現對自然界的控制和利用、解決社會發展過程中遇到的難題;數學則作為技術與工程學科的基礎工具。由此可見,生活中發生的大多數問題需要應用多種學科的知識來共同解決。
STEM課程重點是加強對學生四個方面的教育:一是科學素養,即運用科學知識(如物理、化學、生物科學和地球空間科學)理解自然界并參與影響自然界的過程;二是技術素養,也就是使用、管理、理解和評價技術的能力;三是工程素養,即對技術工程設計與開發過程的理解;四是數學素養,也就是學生發現、表達、解釋和解決多種情境下的數學問題的能力。
STEM教育
▷ 依據現在的時代大背景:
其一,是我們中國經常說到的“工業4.0”以及實際上也在不斷推進的一個“工業4.0”的概念:它本身象征着工業的發展,它是一個更高階段的智能生産過程;
其二,在全球整個制造行業裡,對于STEM的需求也是越來越強烈的,無論是從民生、重工業還是從其他方面,像我們會稱呼2015年為“機器人元年”,這是現在很多人會提出的一個概念。不管是機器人也好、人工智能也好、無人車也好,它們不斷地在改變着我們的生活,也側面表明了在這個領域STEM教育的重要性;
其三,對于STEM教育,不同國家的政府有着不同投入。比如美國政府直接投入2.4億美元來扶持STEM計劃。
以上是從宏觀角度,從諸如國家、經濟等方面對STEM需求的一個闡述。從我個人方面說起也是有很多切身體會:
▷在這裡,我要給大家将兩個故事:
第一個故事是關于Tesla,大家都知道特斯拉電動車,它本身号稱是汽車界的APPLE,以純電動車的姿态進入汽車領域,颠覆我們對傳統汽車的認識。
我于2012年進入Tesla工作,其實那個時候我還在Stanford讀書,所以這三個月的經曆更應該說是一次實習。我記得當時Tesla隻在Stanford招收了5名實習生,而我非常榮幸的成為了其中之一。
大家都知道Tesla公司在2012年左右其實是瀕臨破産的這樣一個狀況,從2007、2008年開始就幾乎是年年虧損,一直到2013年年初的時候才開始盈利。
為了縮減支出,它在2012年的時候不斷在裁員,而我作為一名實習生在2012年進入Tesla,這其中的原因我自己也是後來才想明白:我在Stanford讀書的時候拿過一個機器人比賽的冠軍。
在進入這家公司以後參與制作了幾個大的project,其中一個是關于Tesla model x這款車型。它本身的電池底座在組裝好了之後是要經過高電壓的檢測的,當時是有29個pair配對并且需要施加4000伏的檢測,又因為這個位置非常奇特,而這個過程又十分複雜,所以使用了人工檢測的方式,整個流程差不多在1個小時左右,所以這個環節嚴重制約了他們是否可以量産這款車型的發展前景。
當時我去實習的時候,我的經理直接問我,既然我在Stanford獲得過機器人比賽的冠軍,那我是否有能力把這樣一個流程變得自動化?那之後我便花了一段時間交出了這個自動化産品,把一個小時的檢測過程簡化至3分鐘,同時對人身安全的保障上也更進了一步。
其實在我一開始去Tesla的時候,它每周隻産出5輛車,而我離開Tesla的時候,它每周可以産出100輛車。在2013年年初,它開始實現正盈利、股價開始飛漲的時候,達到了每周500輛車的産量。
我其實很奇怪,他們究竟是怎麼做到從每周100輛到500輛的?後來去了工廠才發現,他們就是複制了5條我當初做的生産線,所以這可以說是我當初在Tesla做的一個很有意思的項目。
當然,後來我也做過很多别的項目,包括重新設計整個電池串聯方案使得每一塊電池造價從2000美元降低至800美元。做這件事的時候也是在2012年,到了2015年的時候,我當時的同事和我說,你的這個設計已經被用到第三代車型上去了。
在今年前一段時間發布的第三代車型也是非常巧地用到了當初的這項技術。以上就是我在Tesla工作的經曆。
▷第二個故事是我在APPLE工作的一段經曆:
我2013年進入APPLE公司,作為一家“土豪公司”,自然有它獨到的“範兒”。比如我一開始進去的時候,我的manager就和我說——隻要這件事可以從技術上解決,就不要去管會花多少錢。所以當時我們不管在做生産還是在做設計的時候,還是以一種較為揮霍的姿态去做的。
但是當時最難的一點在于iPhone6推出以前,大家都在猜測大屏手機銷量會十分好,而iPhone5、5s的攝像頭都是由人工手動裝配起來的,但是手工裝配存在問題:生産穩定性很弱。
比如說,蘋果在馬來西亞的工廠,正在進行手工裝配的一位女工,她有可能今天心情不好,那就有可能影響到整個裝配的優良率,可能會下降幾個百分點。所以既然當時大家都會預測6會大賣,我的manager就告訴我們在設計6的camera時,一定要把它設計成全自動裝配的。
當時我也花了80%的時間用來處理這樣一個問題,大家手裡的這個camera是iPhone唯一一個會動的東西,而且在移動的同時需要很高的精準度——其中的每一個部件所要求的精準度都是十分高的。
再加上每一個部件都十分微小,所以我們在使用機器人組裝全自動化裝配線的時候遇到了很多困難。比如說如何抓起部件,可能你用來抓的機器手本身就比部件要大很多了,再加上精準定位本身會産生很大難度,包括抓取力量,所以當時花費了很多時間在打磨這條生産線上。
其實我講這以上兩個故事的原因,就是側面印證,不管是在當時的Tesla——即使它是一家處于垂死掙紮、瀕臨破産的公司,還是APPLE這樣一家已經聲名遠播卻依然要更上一層樓的公司,他們都願意花費很多的成本和資源去培養具有科學背景或者說STEM背景的人來幫助公司度過難關,他們非常重視這類人才。
所以就我個人當時的經驗來看,STEM人才的稀缺和高需求量已經顯現出來了。擁有STEM背景将成為你在人才市場的一大優勢。
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