曹霽

當今世界局勢變幻莫測，科技日新月異。面對不穩(wěn)定、不確定、復雜和模糊的“烏卡”時代，我們需要培養(yǎng)什么樣的人才？對于這個問題的答案，教育工作者們有著共同的期盼：培養(yǎng)能夠依靠智慧和創(chuàng)造力解決問題，應對未來挑戰(zhàn)的人。與此同時，伴隨著新一輪課程改革，學校課程被賦予了重要使命：更好地滿足社會變革的需求，使課程內容更加符合時代發(fā)展的要求，促進學生的個性化發(fā)展。結合新時代教育改革的新要求，無錫市圍繞構建現(xiàn)代化產業(yè)體系需要，以工程教育課程體系建設解鎖“未來人才”培育的密碼。

區(qū)域推進的先行實踐

建造出一個像《流浪地球2》中太空電梯那樣的“3D天梯”模型，通過AI掃描識別“非遺手藝人”和非遺作品，制作能互動的“電子寵物”，針對江陰大橋擁堵問題提供可行的解決方案并設計橋梁模型……這些豐富多彩的課程實踐來自無錫市各中小學對工程教育的校本化探索。

在剛剛落幕的全國兩會上，“發(fā)展新質生產力”無疑是熱詞之一，這讓無錫市教育局局長宋新春激動不已：“無錫的芯片制造、集成電路、生物醫(yī)藥、合成生物等產業(yè)都是高科技、高效率、高質量的新質生產力，因地制宜推進工程教育，適逢其時。”早在2009年，無錫就率先開啟對STEM教育的系統(tǒng)化區(qū)域性探索，為工程教育的開展打下堅實基礎。2023年，無錫市委、市政府印發(fā)《無錫市關于推進中小學工程教育的指導意見》，提出“構建中小學工程教育體系，大力培養(yǎng)‘未來科學家‘未來工程師，激發(fā)學生工程技術興趣，增強工程素養(yǎng)，推進拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)”，從區(qū)域層面為教育改革提供了嶄新路徑。

對于“中小學工程教育”，國內教育界尚未形成系統(tǒng)化的、成熟的理論和實踐。無錫作為“先行者”，如何在“做好科學教育加法”中蹚出一條新路子？答案就是“課程”。在對工程教育體系進行頂層設計之前，無錫市教育局對各校的特色課程資源進行了系統(tǒng)化梳理。其中，江蘇省錫山高級中學（以下簡稱錫山高中）“想象·創(chuàng)造”課程群為工程教育課程改革提供了有益參考——學校將藝術、通用技術、信息技術等課程和校本課程進行整合，從中提煉出與工程教育相關的元素，開發(fā)了一系列指向學生工程實踐能力的課程，以培養(yǎng)學生的想象力、創(chuàng)造力、動手實踐能力和問題解決能力。

錫山高中的經(jīng)驗為工程教育課程體系的規(guī)范化建設提供了思路。2023年，在現(xiàn)行普通高中、義務教育課程方案框架內，無錫重點圍繞本市“465”現(xiàn)代產業(yè)集群，積極構建人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字經(jīng)濟、生物醫(yī)藥、新能源、量子科技、航天航空、深海裝備、節(jié)能環(huán)保、高端裝備十大課程群，除此之外，也支持、鼓勵學校守正創(chuàng)新，在延續(xù)學校文化和課程特色的基礎上，將工程教育滲透到課堂教學和課程建設中，形成工程教育“百花齊放”的良好局面。

以培育“未來卓越工程師”核心素養(yǎng)為引領，以工程教育課程建設為抓手，無錫市進一步完善了“培養(yǎng)目標—課程體系—教學方式—評價方式”的系統(tǒng)化育人機制，持續(xù)深化基礎教育課程教學改革，打開創(chuàng)新人才培養(yǎng)新局面。

在課程中看見未來

在區(qū)域性推進工程教育之初，無錫市教育局和無錫市教育科學研究院參照相關學科課程標準，分學段、分領域提出了工程教育課程安排與實施路徑——小學階段在科學、信息科技等國家課程中滲透工程教育，在社團課程、延時服務中加入工程教育相關內容；初中階段在數(shù)學、物理、化學、生物、信息科技等學科教學中融入工程教育特色內容，開發(fā)相關選修課；高中階段則融合相關學科選修內容開設工程教育課程，著重培養(yǎng)學生在某一特定工程領域的知識技能，借助高校教育資源開發(fā)大學先修課程。與此同時，堅持一體推進、協(xié)同發(fā)展，鼓勵科研院所、高等學校、產業(yè)界等多方協(xié)同，構建一體化中小學教育體系。

“我們利用AI識別技術，建立數(shù)據(jù)庫，再編入相應的識別程序，就可以讓人們通過手機掃描看到非遺傳承人和非遺手工技藝及作品的介紹?！鄙匈t萬科小學的學生周梓洋正在參加一個與非遺文化傳承相關的科技素養(yǎng)比賽項目，提到自己的作品，他侃侃而談。依托坐落于學校的“人工智能教育基地”，尚賢萬科小學結合AI賦能數(shù)智化轉型的發(fā)展趨勢，將工程教育理念滲透到學校課程體系建設當中，構建了“校本—基地—社團—競賽”四級金字塔課程體系，培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)和科創(chuàng)興趣。

如果說小學階段的工程教育重在激發(fā)學生興趣、樹立工程意識，那么對于中學生而言，工程教育則重在培養(yǎng)學生的工程思維、工程習慣和工程理念。在江南中學，初一的學生們在教師的帶領下，從了解橋梁的基本結構“桁架”開始，圍繞基于現(xiàn)實情境的問題，一起討論設計、搭建模型、檢驗效果，直到下課鈴聲響起，仍感到意猶未盡。這是學校工程教育主題課程“橋世界”的生動畫面。每學期，江南中學都會為不同年級的學生開設一項持續(xù)一學期的主題工程課，旨在讓學生像“工程師”一樣思考，從問題出發(fā)，通過設計制作模型解決問題。除了內部積極開發(fā)課程，江南中學還積極向外尋求合作，例如與無錫師范附屬小學、無錫市第一中學合作，開展課程一體化實驗研究；針對初中生思維發(fā)展特點與水平，與東南大學共同研制工程類課程方案，實現(xiàn)工程教育的大中小一體化銜接。

圍繞一體化貫通培養(yǎng)的理念，不少學校都進行了工程教育課程建設的有益探索。在無錫一中，學校以工程創(chuàng)造系列課程的建設為抓手，以“偉長學院”為載體，積極探索初中、高中、高校一體化貫通式的拔尖創(chuàng)新后備人才培養(yǎng)體系，例如：與初中合作研發(fā)銜接課程，與東南大學、江南大學等開展工程教育專項主題的夏（冬）令營等，聯(lián)合本地航空航天、深潛等領域的科研院所及高科技企業(yè)打造專業(yè)化的工程教育學習空間和實踐基地，探索跨學科、跨學段、跨學校、社會化的工程教育模式，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、高階思維和實踐能力，全面提升學生的工程素養(yǎng)。

不只培養(yǎng)“卓越工程師”

“卓越工程師”的培養(yǎng)目標不只帶來了課程建設的變革，更帶來了學習方式的變革，使其直接指向學生的工程素養(yǎng)。工程素養(yǎng)是一種關乎人的生活實踐與全面發(fā)展的素養(yǎng)，針對中小學生的工程教育不只是為了培養(yǎng)未來的卓越工程師，更是為了廣泛培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)，包括問題意識、科學與創(chuàng)新思維、動手實踐能力、開放性問題的解決能力，以及愛國情懷與敬業(yè)精神等。

基于以上對工程素養(yǎng)的深刻理解，無錫各校立足課堂，掀起了教學改革的熱潮，探索出了如跨學科、項目式、創(chuàng)制式學習，突出“做中學、創(chuàng)中悟”的“CDIO”（構思—設計—實施—運行）教學模式等一系列工程教育教學范式，并形成了具有校本特色的評價方案。

錫山高中的校園里，“櫥窗亮化工程”正在緊鑼密鼓地進行。參與課程的學生先是發(fā)起問卷調查，了解廣大師生的需求和建議，然后設計出不同方案并組織投票，選出師生滿意度最高的方案開始實施。工程推進過程中，校內教師和水工、電工、木工，校外工程師、高校教授等共同組建了工程教育專業(yè)社群，引導學生思考、解答學生困惑、指導學生實踐。最終，經(jīng)由學生團隊設計、制作的一套感應燈光系統(tǒng)成功安裝到每個櫥窗，成為校園夜景中的亮麗風景線。這是錫山高中“CDIO”工程教育模式的一個縮影。學校創(chuàng)設情境并建立面向學生的課題庫，學生發(fā)現(xiàn)實際問題、醞釀工程項目，在實踐需求的推動下實現(xiàn)深度學習。過程中，每個學生都可以立足自己的工程項目或任務，在整體知識框架下自主選擇學習內容并開展個性化學習，通過分析、合作、探究設計出解決問題的方案，進而動手實踐、解決問題，提升創(chuàng)造能力、創(chuàng)新意識、工程思維和團隊協(xié)作能力。在評價環(huán)節(jié)，學校結合自身特色形成校本化評價方案。多主體參與的評價量表中包括學生在工程學習中的各項關鍵能力和必備品格，涉及過程性評價、表現(xiàn)性評價、以產品與展示為主的結果性評價等。同時，積極推進以賽促評，為培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才提供有效路徑。

工程教育的探索實踐中，學生的個性化學習需求得以充分滿足。喜歡問問題和動手操作的學生有了自主探究的空間和平臺，一有空就鉆到實驗室里做實驗；傳統(tǒng)評價中成績并不優(yōu)異的學生在動手創(chuàng)造方面展現(xiàn)出驚人天賦……正如無錫市教育科學研究院教科所所長胡曉軍所說：“工程教育為課程和教學改革打開了一個窗口，其根本目的最終要落在高質量育人上。”回應時代的呼喚，培養(yǎng)更多優(yōu)秀“未來人才”，無錫的工程教育課程改革正在進行時。