中小学工程启蒙教育的浙江路径

首页 > 教育新闻 > 教育新闻阅读/2022-11-04 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

□省教育厅教研室 管光海

科技、创新是党的二十大报告中的关键词。党的二十大报告提出,完善科技创新体系,坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位。2021年9月,习近平总书记在中央人才工作会议上指出,“要探索形成中国特色、世界水平的工程师培养体系,努力建设一支爱党报国、敬业奉献、具有突出技术创新能力、善于解决复杂工程问题的工程师队伍”。

加强中小学技术与工程教育具有重要的意义

一是加强技术与工程教育是提高国民科技实践与创新能力,促进社会经济发展的重要途径。科学、技术、工程三者既密切联系,又有明显差别。科学是对自然界客观规律的探索,科学知识的基本形式是科学概念、科学假说和科学定律,科学活动的典型形式是科学实验和理论研究等基础科学研究。技术是改造世界的手段、方法和过程,技术知识的基本形式是技术原理和操作方法,技术活动的典型方式是发明、创新和转移等技术开发。工程是实际的改造世界的物质实践活动和改造实施过程。技术与工程教育和科学教育有着不同的使命。目前中国是世界上最大的制造国,在基础教育阶段加强以培养学生创新精神和实践能力为目标的技术与工程教育,是中国走向设计强国之路的重要一步。

二是加强技术与工程教育是丰富基础教育课程内涵,转变育人模式的重要抓手。工程教育所培养的工程思维是一种筹划、设计、建造以满足人的需要为目的的实践理性思维,包括系统思考能力、创造力、乐观、合作、沟通能力。工程教育中的创意、设计、实践、产品等重要属性和要素可以极大地丰富基础教育课程的内涵和育人价值,使包括科学(综合或分科)在内的相关课程在培养学生创新、实践和问题解决能力上有最直接的支撑点,为培养创新人才提供更为真切的途径。技术与工程教育的重要意义在于强调应用型课程与跨学科课程,有助于弥补以往基础性课程中学术性课程比例过高、分科过于严重的缺陷。

我们还要体会超越工程学科价值的教育学意义。加强技术与工程教育的意义,并不完全在于培养工程师,而是探索教育教学的变革与寻衡,从偏重“学术取向”的学习向兼顾“应用取向”的学习发展,从“知识积累”的学习向同时注重“素养发展”“思维发展”的学习发展,逐步将理论性的科学思维、试错性的工程思维和现实性的设计思维相结合,使学生真正实现“认知学习”和“人的社会性成长”的平衡。

三是加强技术与工程教育是帮助学生进行职业规划的重要手段。在技术与工程教育中融入职业教育,可以帮助学生了解技术与工程领域的职业,培养学生对技术与工程领域职业的兴趣。

浙江探索中小学工程启蒙教育的四大路径

近年来,浙江省除了在科学课程中积极实施工程内容之外,还积极探索多路径实施中小学工程启蒙教育来推动基础教育科技创新教育,培养学生的综合科技素养和创新能力。

路径一:依托普通高中通用技术课程,探索工程思维的有效教学。普通高中通用技术课程是落实工程启蒙教育的重要阵地。浙江省高度重视通用技术课程,将其纳入高考科目。在通用技术教学实践中,通过项目化学习、关注工程思维培养推动课程从常态化实施走向有质量实施,形成了以工程思维培养为目标的“问题嵌入式”实践教学模式。该模式以本质问题为引领、基本问题为脚手架,让学生在真实情境中围绕真实问题和任务展开技术实践活动,培养学生像工程师那样思考和解决问题,促进学科的深度学习。2019年对浙江省2017—2019届选考技术的学生进行了问卷调查,在收到的11640份网络问卷中,有55%的学生认为技术课程提高了自身的工程思维和实践能力,72%的学生认为工程思维有助于大学相关专业的学习。

路径二:在STEAM教育实施中普及工程教育,强化技术与工程实践。浙江省于2017年提出探索以STEAM教育为切入点的科技创新教育。为了推动实践,浙江省通过研修活动,培养了600多名掌握工程设计教学的种子教师,并在学校进行教学实践。随后通过网络公开课、项目化学习慕课、教师挑战赛与资源众筹建设等活动,形成一批工程特色鲜明的学习项目,普及了工程设计、系统分析、优化迭代等工程教育的核心内容。例如,杭州市卖鱼桥小学的“交通工具狂想曲”项目,以生活中的交通污染和交通拥堵两大交通问题为背景,以“如何设计一款经济环保的有利于低碳出行、减少拥堵的未来交通工具”为驱动性问题,引发学生探究并开展工程设计;杭州市文海实验学校的“未来太空基地建设”项目,基于太空探索背景,以“如何在月球表面建造一座符合项目要求的具有科学性、永久性的太空科研基地”为驱动性问题,让学生设计方案,获取并分析、处理数据,建立模型进行迭代优化。

路径三:探索设计教育,降低工程教育的门槛。要从根本上解决创新人才匮乏的问题,在基础教育阶段提升青少年的设计能力逐渐凸显出其必要性和紧迫性。浙江省于2018年启动设计课程实验,开发了聚焦设计思维的中小学设计课程,确定“感知与设计”“技术与设计”“系统与设计”三个方向为课程主轴,形成从启蒙体验到应用实践贯穿小学到高中的系列设计项目。设计课程让学生体会身边的工程实践。不同年龄的学生都可以在经历同理心思考、问题定义、方案设计、制作测试的过程中,理解基本的工程思维,体验开放性解决问题的挑战,提升思维与实践能力。引入设计思维,降低了工程教育的门槛,受到了学校的广泛欢迎。2020年5月,浙江省召开设计课程成果推广会,共有10万多人次教师在线观看一天的活动。一些学校进行深入的设计思维探索,开发并实施设计思维教育项目。

路径四:深化劳动教育,嵌入工程启蒙教育。近年来,党中央、国务院高度重视大中小学劳动教育。劳动不只是简单劳动,还包括创造性劳动,还需紧跟科技发展和产业变革,彰显时代特征。对于浙江这一以先进制造业与现代服务业为发展重点的省份,其中小学劳动教育也要体现“浙江服务+浙江制造”模式下的劳动新形态。技术与工程领域中的劳动是有组织、有规划、知识密集型的创造性劳动。技术与工程教育中的创意、设计、实践、产品等重要属性和要素可以成为劳动教育课程的主要内容。2012年以来,浙江省探索将技术与设计作为劳动教育的主要线索之一,2020年进一步提出“以亲历劳动实践与工程启蒙教育共同推动新时代劳动教育实施”。在劳动教育中嵌入工程启蒙教育,在普及技术与工程实践的同时,也深化了学校劳动教育的实施。

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