曾濤 李丹丹

摘? ?要：通過研究科工整合的理念，梳理、歸納初中化學(xué)教材中科工整合內(nèi)容的類型、整合方式和呈現(xiàn)方式上的新特點，并對新教材中科工整合的內(nèi)容設(shè)計進行特征研究，由此了解教材設(shè)計的情況，進而為優(yōu)化教材設(shè)計和教學(xué)應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)教材;工程實踐;科工整合;特征

中圖分類號：G633.8? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1009-010X（2020）11-0012-06

一、科學(xué)課程整合工程實踐的背景

近年來，學(xué)?？茖W(xué)教育與數(shù)學(xué)、技術(shù)、工程的“聯(lián)姻”或互相滲透（STEM）成為國際科學(xué)教育的新態(tài)勢。在科學(xué)教育以及化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)等分科科學(xué)教育中整合工程實踐，并把發(fā)展學(xué)生的工程實踐能力和對工程設(shè)計的理解力作為科學(xué)教育的主要目標(biāo)，是國際上正在發(fā)生的基礎(chǔ)科學(xué)教育和工程教育的革命性變化。在諸多國際科學(xué)教育改革文本中也指出，這是提高學(xué)生科學(xué)成就和科學(xué)興趣最富有成效的改革方向。

在初中化學(xué)教學(xué)中實施科工整合教育主要有兩個目的：第一，讓工程實踐支持化學(xué)教育。即在工程實踐過程中學(xué)習(xí)、應(yīng)用化學(xué)知識，由此使學(xué)生更好地掌握化學(xué)知識并獲得應(yīng)用知識解決復(fù)雜問題的能力，如此可培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維與批判性思維。第二，在初中化學(xué)教育階段，通過科工整合教育，可使學(xué)生初步體驗工程實踐，如此可培養(yǎng)學(xué)生的工程思維能力、工程實踐能力、對工程職業(yè)的興趣以及工程意識?？梢哉f，化學(xué)教育是工程實踐的載體，通過化學(xué)教育將工程實踐在基礎(chǔ)教育階段展開，可深化學(xué)生對化學(xué)知識的理解，進而可促進化學(xué)知識在實踐中的應(yīng)用。

在工程教育長期缺失的背景下，科工整合教育為工程教育融入我國基礎(chǔ)教育階段提供了良好的契機，并體現(xiàn)出巨大的潛在價值。近年來，河北省基礎(chǔ)教育階段學(xué)校STEM教育逐步興起，并以校本課程或在現(xiàn)行生物、物理、化學(xué)等科學(xué)分科課程中融入的方式實施，這是“科工整合實踐”的初期實踐基礎(chǔ)。

化學(xué)工程與工藝是初中化學(xué)課程重要的有機組成部分。在初中化學(xué)中，科工整合教育存在巨大的教育價值。教材是教學(xué)內(nèi)容的載體，因此應(yīng)關(guān)注并增加有關(guān)科工整合的內(nèi)容設(shè)計，以此為學(xué)生學(xué)科綜合問題解決能力的發(fā)展服務(wù)。新版教材的科工整合內(nèi)容在整合類型、整合方式和呈現(xiàn)方式上表現(xiàn)出新特點，本研究對新教材中的科工整合內(nèi)容設(shè)計進行了特征研究，由此了解了教材的設(shè)計情況，以期為優(yōu)化教材設(shè)計和教材的教學(xué)應(yīng)用提供參考。

二、初中化學(xué)教材中科工整合內(nèi)容的分析

初中化學(xué)教材中的科工整合內(nèi)容被喻為理科中的跨學(xué)科內(nèi)容，它指的是為了加深和拓展學(xué)生對化學(xué)知識的理解和運用，在化學(xué)知識的引入、生成和結(jié)束等任一階段，將化學(xué)知識和化學(xué)工程與工藝相結(jié)合的教材內(nèi)容。

（一）科工整合的類型

想梳理科工整合的類型就必須要先解決“科工整合是什么”的問題，即哪些類別的化學(xué)知識與哪些類別的工程內(nèi)容結(jié)合。初中化學(xué)可分為元素及其化合物化學(xué)、理論化學(xué)、實驗化學(xué)、計算化學(xué)四類。初中化學(xué)教育階段的“科工整合”指的是將上述四類化學(xué)知識與工程實踐相融合，而此處的工程在化學(xué)學(xué)科中，通常指的是化學(xué)工程與工藝，簡稱化工?；ぜ戎高\用化學(xué)方法制備的化學(xué)品，又包括改變物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)或合成新物質(zhì)的技術(shù)，比如單質(zhì)鋁的制備;同時還包括應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)的實驗手段，如水的工業(yè)凈化、工業(yè)制取硝酸等。

化工產(chǎn)品多達25個門類，且每個門類中又各有二級分類。但就本文而言其分類方式過于繁雜，概括性不夠，因此舍棄化工產(chǎn)品的分類方式，選用化工行業(yè)的分類方式。根據(jù)初中化學(xué)教材中的實質(zhì)性內(nèi)容，對化工行業(yè)進行篩選，最終可將中學(xué)化學(xué)中的化工內(nèi)容分成9類，分別為：冶金、醫(yī)藥、能源及動力、輕工業(yè)、農(nóng)藥、環(huán)境與環(huán)保、石油化工、軍工、精細化學(xué)品。為了使輕工業(yè)與精細化學(xué)品不產(chǎn)生交叉，本研究中的精細化學(xué)品特指具有特定的應(yīng)用功能、技術(shù)密集、商品性強、產(chǎn)品附加值較高的化工產(chǎn)品，包括信息用化學(xué)品（磁性、感光材料）、食品和飼料添加劑、粘合劑、催化劑、功能高分子材料、顏料、涂料和燃料等。輕工業(yè)是指除精細化學(xué)品之外的，與日常生活息息相關(guān)的工業(yè)部門，如食品、煙酒、陶瓷、紡織、造紙、印刷等。

為增強研究信度，本研究在細化各維度操作方案的基礎(chǔ)上，邀請了兩位具有豐富教材研究經(jīng)驗的評定者利用文本分析的方法獨立開展分析。對于一致同意的評定結(jié)果，可直接用于進一步的分析;對于不一致同意的評定結(jié)果，則通過協(xié)商達成一致后再用于分析。然后將編碼結(jié)果以及各行各列出現(xiàn)的總頻次填入表中，以方便統(tǒng)計和分析。

表中的編碼方式是將元素及其化合物化學(xué)、理論化學(xué)、實驗化學(xué)和計算化學(xué)分別標(biāo)為1、2、3、4，并放在編碼首位;然后各化工行業(yè)以中文拼音首字母表示，放在化學(xué)分類數(shù)字的后面，如冶金為YJ，圖片則在首字母后加T;編碼中最后的阿拉伯?dāng)?shù)字為該內(nèi)容在教材中出現(xiàn)的頻次。

需要指出的是：1.化工分類中的“其他”指的是與化工相關(guān)，但并未指明具體知識及其領(lǐng)域的教材內(nèi)容，如“中和反應(yīng)在日常生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用”，中和反應(yīng)是理論化學(xué)，但“日常生活”“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)”沒有特指哪個化工領(lǐng)域;2.一句話包括多個化工領(lǐng)域的按多次計數(shù);3.將多張圖片合成一個圖片編碼，如果多張圖片指多個化工領(lǐng)域的按多次計數(shù)，反之則按1次計數(shù)。

表中顯示教材中的化學(xué)內(nèi)容與工程整合共出現(xiàn)432次，其中元素及其化合物化學(xué)與工程整合的最多，共出現(xiàn)213次，其中包含75幅圖片;理論化學(xué)與工程整合共出現(xiàn)174次，其中包含圖片98幅;實驗化學(xué)與工程整合共出現(xiàn)35次，其中包含圖片17幅;與計算化學(xué)整合的最少，為10次。這說明教材對元素及其化合物化學(xué)、理論化學(xué)與工程整合的關(guān)注度較高。從橫向看，能源與動力、冶金、輕工業(yè)、精細化學(xué)品、環(huán)境與環(huán)保是與化學(xué)結(jié)合度較高的化工行業(yè)。

（二）科工內(nèi)容的整合方式

要想梳理科工內(nèi)容的整合方式就要先闡明科工是如何整合的問題?；瘜W(xué)是科學(xué)，科學(xué)要回答“是什么”和“為什么”的問題;而技術(shù)和工程則是要回答“做什么”和“怎么做”的問題?？茖W(xué)是工程和技術(shù)的基礎(chǔ)，在工程和技術(shù)中一定蘊含著科學(xué)原理，而工程則是在真正意義上，將科學(xué)推向了實踐，因此在真實世界中，科學(xué)、技術(shù)和工程往往密不可分。研究發(fā)現(xiàn)，教材通過以下幾種形式將真實世界中的工程與化學(xué)科學(xué)在初中教材中合二為一。

1.知識介紹+應(yīng)用拓展?！靶螤钣洃浐辖稹背霈F(xiàn)在教材的第八章中，在此章教材首先說明了什么是記憶合金，然后簡單列舉了記憶合金的用途，最后具體舉例記憶合金在宇宙飛船天線中的應(yīng)用，我們將這種整合模式稱為“知識介紹+應(yīng)用拓展”型。它通常以工業(yè)技術(shù)及其進展為載體，在加深學(xué)生對所學(xué)化學(xué)知識了解的同時，拓展學(xué)生的化工視野，打通學(xué)生與工程和科學(xué)知識間的通道。

2.工程情景中的知識引出。教材在科學(xué)知識的引入階段，安排了大量的工程內(nèi)容以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其產(chǎn)生想學(xué)的意向。例如在第八章，教材在起始部分安排了這樣的文字：“鋁能在短短的一百年里產(chǎn)量得到大幅度的提高，并被廣泛地應(yīng)用，除了因為人們改進了鋁的冶煉方法，使其成本大大降低以及鋁的密度較小外，還因為鋁的抗腐蝕性能好，那么為什么鋁具有這么好的抗腐蝕性呢？”這段話的設(shè)計目的是導(dǎo)入金屬化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)。

真實的工程實踐是直接參與到社會之中，并與其他領(lǐng)域發(fā)生相互作用的，同時還需要協(xié)調(diào)諸多現(xiàn)實制約中的矛盾（自然的、社會的、經(jīng)濟的、政治的、文化的、倫理的、法律的等等），然后針對實際問題創(chuàng)設(shè)出符合人類社會需求的人工產(chǎn)物的過程。在教材中雖然安排了大量類似的工程情景，但多數(shù)在后期并沒有進一步呼應(yīng)相應(yīng)的內(nèi)容。

3.工程情景中的知識形成。工程情景中的知識形成最具教育價值，它可在學(xué)習(xí)環(huán)境中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，產(chǎn)生協(xié)作學(xué)習(xí)、共同發(fā)現(xiàn)和實驗學(xué)習(xí)。工程始于某個問題、某種需求或者亟待解決某項工程問題的愿望。教材以解決現(xiàn)實問題為目標(biāo)設(shè)計，為解決現(xiàn)實問題，學(xué)生必須要掌握一些物質(zhì)的性質(zhì)和反應(yīng)原理，當(dāng)學(xué)生探究、學(xué)習(xí)完原理之后，教材又引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識，設(shè)計方案解決之前遇到的現(xiàn)實問題，這需要學(xué)生設(shè)計裝置、制作作品、測試作品、修改完善作品以達最優(yōu)才行。與之相關(guān)的內(nèi)容有燃燒與滅火（滅火器的制作）、水的凈化（凈水器的制作）、酸堿指示劑等。

另一類工程情景中的知識形成是對工業(yè)流程的分析和設(shè)計，比如高爐煉鐵（見下圖）、自來水廠的工業(yè)凈水過程、海水曬鹽的流程等。以示意圖和流程圖出現(xiàn)在教材中的模型和模擬系統(tǒng)在培養(yǎng)學(xué)生的工業(yè)設(shè)計思維上具有重要的價值。學(xué)生像工程師一樣，利用模型和模擬試驗來分析系統(tǒng)，查找哪里有缺陷，或者測試新問題的可能解決方案，以此確認各種設(shè)計的優(yōu)勢和局限。如此一來，學(xué)生的收獲絕不僅僅限于知識的獲取，同時還涉及方法的掌握與觀念的形成。學(xué)生將來未必能接觸到“高爐煉鐵”的化工設(shè)備，但學(xué)生可以根據(jù)模型反復(fù)分析其包含的技術(shù)方法以及技術(shù)觀念，如此可促使他們未來在面對相關(guān)技術(shù)問題時，做出更理性的思考和更合理的決策。由此可見，工業(yè)流程的教學(xué)價值與其說體現(xiàn)在對工業(yè)過程的了解上，不如說體現(xiàn)在對技術(shù)方法的掌握與技術(shù)觀念的形成上。

4.工程情景中的問題解決。工程情景中的問題解決有三種整合形式：第一種，以泛化的工業(yè)場景為背景，單純考查化學(xué)學(xué)科知識。例如教材中“求某工廠化驗室用15%的氫氧化鈉溶液洗滌一定量石油產(chǎn)品中殘余的硫酸”一題，該題以化工廠為背景，考查了酸堿反應(yīng)和百分含量的計算。第二種，以特定的具體工業(yè)生產(chǎn)為背景，考查多個化學(xué)學(xué)科知識，且問題的設(shè)定涉及到工業(yè)設(shè)計思想，如“海水提取粗鹽的流程”習(xí)題，該題以海水曬鹽為背景，給出了海水提取粗鹽的流程圖。學(xué)生要解決這個問題，需要運用溶液、飽和溶液、蒸發(fā)、結(jié)晶、母液、粗鹽等知識，還要能讀懂流程圖，因為從設(shè)計到工業(yè)流程，問題解決的真實度和難度都有所增加。第三種，涉及到工業(yè)設(shè)計層面問題的解決，答案具有開放性，如“某小型造紙廠向河中非法排放了大量堿性廢液，請你根據(jù)所學(xué)知識，設(shè)計出兩種檢測堿性廢液和受污染河水的方法，并試著提出治理的措施”。

（三）呈現(xiàn)的方式和位置

教材對其的呈現(xiàn)方式可分為欄目、正文、圖片（包括流程圖）、習(xí)題等。在教材中設(shè)計了一個供閱讀的直接與科工整合相關(guān)的欄目“化學(xué)·技術(shù)·社會”，該欄目常用于陳述說明事實類知識，如“形狀記憶合金”。另一個欄目“資料”也涉及部分工程內(nèi)容，如“工業(yè)上如何大量制取氧氣”。這些內(nèi)容不僅起到知識延續(xù)、擴展工程視野的作用，更重要的是其選取了最前沿的工程問題，為學(xué)生提出用跨學(xué)科的方法解決“重大挑戰(zhàn)”的教育問題提供了幫助，如節(jié)約用水和改善水質(zhì)，讓太陽能的使用成本更具競爭力以及制造價格更實惠的電動汽車等。

在正文中的科工整合內(nèi)容常出現(xiàn)在章節(jié)的開頭，用于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生思考。例如在教材的起始：“你或許常常在思索怎樣才能使天空變得更藍？河水變得更清澈？你或許想…發(fā)明新的藥品…你或許想讓那些廢塑料變成燃料”。安排在正文中間的科工整合內(nèi)容，多以文字+圖片（流程圖）的形式出現(xiàn)，用以探究物質(zhì)的性質(zhì)，介紹其工業(yè)用途和制取流程等。流程圖是特殊的圖片，它以工業(yè)特有形式，幫助學(xué)生梳理并建構(gòu)工程知識，發(fā)展工程思維，是非常寶貴的工程教學(xué)材料?！肮に嚵鞒虉D”在教材中有6個，分別是“工業(yè)用水重復(fù)利用示意圖”“水體污染來源示意圖”“污水處理流程示意圖”“自來水廠凈水過程示意圖”“高爐煉鐵反應(yīng)過程示意圖”“海水曬鹽流程圖”。值得特別指出的是，由于工程內(nèi)容的復(fù)雜性，教材應(yīng)用了大量的圖片（280幅，見表）對文字進行了補充說明。在正文的結(jié)束部分，物質(zhì)的用途常以工程中的應(yīng)用形式出現(xiàn)，例如教材181個習(xí)題中體現(xiàn)“科工整合”的習(xí)題有19個，占比約10%。

三、科工整合內(nèi)容教材設(shè)計的特點

（一）充分重視化學(xué)科學(xué)與工程之間跨學(xué)科的聯(lián)系

跨學(xué)科教育是一種新的教育嘗試，其目的是倡導(dǎo)由問題解決驅(qū)動的跨學(xué)科理科教育，促使未來人才適應(yīng)當(dāng)今知識經(jīng)濟全球化的水平以及復(fù)雜性和合作性不斷增強的大趨勢。因此教材十分關(guān)注化學(xué)與工程跨學(xué)科的聯(lián)系，在全書中共出現(xiàn)科工整合內(nèi)容432次，分布于全部12個章節(jié)中，貫穿整個化學(xué)學(xué)科知識的引發(fā)、形成和問題解決環(huán)節(jié)，并出現(xiàn)了多種整合方式。

（二）運用多種呈現(xiàn)方式設(shè)計科工整合內(nèi)容

作為平面媒體的教材要展現(xiàn)工程這種復(fù)雜的活動，無疑是非常困難的。因此教材應(yīng)用了大量的圖片如流程圖、示意圖等來輔助文字，這些圖片將成為學(xué)生學(xué)習(xí)科工整合內(nèi)容良好的載體。欄目中的科工整合內(nèi)容應(yīng)突出前沿性、人文性、現(xiàn)實性和復(fù)雜性，如此可幫助學(xué)生通過跨學(xué)科教育來理解和塑造世界。

（三）體現(xiàn)了工程實踐的核心——設(shè)計和實踐的迭代

工程的關(guān)鍵是設(shè)計，設(shè)計是產(chǎn)品開發(fā)過程的核心要素。設(shè)計的一般過程通常包括（1）發(fā)現(xiàn)與明確問題;（2）制定方案;（3）制作模型或原型;（4）測試、評估或優(yōu)化;（5）產(chǎn)品的使用和維護。工程設(shè)計需要考慮可利用的條件和制約因素，并不斷地改進和完善。迭代是一個不斷重復(fù)的過程，其目的是為了逐步逼近目標(biāo)或結(jié)果。每一次對過程的重復(fù)就是一次迭代，每一次迭代得到的結(jié)果會作為下一次迭代的初始值。在初中化學(xué)有限的內(nèi)容中，教材多次設(shè)置了相應(yīng)的內(nèi)容，讓學(xué)生有機會像工程師那樣，從事工程構(gòu)想、設(shè)計、實現(xiàn)和運行工作。

四、科工整合內(nèi)容的問題與建議

（一）關(guān)于科工整合內(nèi)容地位的再思考

教材雖然設(shè)置了眾多科工整合內(nèi)容，但絕大多數(shù)出現(xiàn)在課題的起始和結(jié)束部分，如“多種化工原料都要用到催化劑，請敘述其原理和用途”。教師在教學(xué)中對這些往往一語帶過，所以其起到的工程教育價值值得商榷。

跨學(xué)科教育被視為促使未來人才適應(yīng)當(dāng)今知識經(jīng)濟全球化水平以及復(fù)雜性和合作性不斷增強的大趨勢的利器。但因受制于傳統(tǒng)的課程思路，人們并未深刻理解教材中跨學(xué)科內(nèi)容的真正意蘊。目前，基于系統(tǒng)知識的教材設(shè)計占據(jù)主流地位，但在面對經(jīng)濟全球化的趨勢時，我們應(yīng)該思考如何讓教材中的科工整合內(nèi)容走出邊緣化的境遇，并把它視為當(dāng)前的需要和目的的有機組成部分來吸收，以實現(xiàn)其特殊的教育功能。

因此本研究呼吁與科工整合相關(guān)的教材內(nèi)容的地位應(yīng)該得到加強，應(yīng)該更加顯性化。顯性化是指科工整合內(nèi)容不是教材中可有可無、學(xué)生學(xué)與不學(xué)、教師教與不教均可的內(nèi)容，而是應(yīng)該在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，花更多地筆墨于工程實踐，同時在科學(xué)探究的基礎(chǔ)上，將個別學(xué)習(xí)材料延伸至工程設(shè)計領(lǐng)域的內(nèi)容。

（二）對科工整合內(nèi)容設(shè)計的再思考

研究發(fā)現(xiàn)，教材中有些內(nèi)容反復(fù)出現(xiàn)，如鋁的冶煉和產(chǎn)量。且教材第八章的“課題一”和“課題二”使用了幾乎完全相同的科工整合素材，這使教材的設(shè)計顯得不夠精細化。此外，科工整合內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化和針對性也明顯不足，操作化也有待加強。

結(jié)構(gòu)化指的是教材應(yīng)該分階段、有目的地呈現(xiàn)科工整合內(nèi)容，如此可使學(xué)生的工程能力在化學(xué)學(xué)科中得到逐步發(fā)展。教材的設(shè)計可以模仿科學(xué)探究的設(shè)計，即在某些內(nèi)容上出現(xiàn)：提出和確定問題、建立和使用模型、設(shè)計和實施調(diào)查、分析和解釋數(shù)據(jù)、利用技術(shù)思維、形成解釋和設(shè)計解決方案、參與基于證據(jù)的討論、評價和交流信息的整個過程，如此可使學(xué)生具有超出單學(xué)科研究的視野，進而可培養(yǎng)學(xué)生全面認識和解決復(fù)雜問題的能力。

在初中化學(xué)階段，哪些工程能力能夠被承載于現(xiàn)有的初中化學(xué)知識中呢？教材應(yīng)該思考并精心設(shè)計哪些內(nèi)容來解決針對性不足的問題呢？如凈水器的設(shè)計和組裝，可以重點培養(yǎng)學(xué)生迭代的工程思維和實踐能力;再比如將“如何防止家里的刀、剪和農(nóng)具等鐵制品生銹”作為一個工程設(shè)計來處理，可使學(xué)生親身經(jīng)歷解決工程問題的系統(tǒng)過程。在大部分情況下沒有唯一的最佳方案，而是有一套解決方案，哪個方案屬于最佳選擇取決于評估的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)結(jié)構(gòu)化和針對性得到增加時，教材的內(nèi)容將更具操作性。

五、教學(xué)建議

（一）重視科工整合的理念

科工整合教育順應(yīng)科學(xué)教育的發(fā)展趨勢，其無論是對化學(xué)教育的優(yōu)化發(fā)展還是對培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)都有著極其重要的作用。因此教師和學(xué)生都應(yīng)該摒棄傳統(tǒng)的教學(xué)思想，積極接納和學(xué)習(xí)科工整合內(nèi)容。

（二）積極挖掘工程教育的價值

科工整合教學(xué)的理念在實現(xiàn)過程中，需要教師合理設(shè)置教學(xué)情景，并巧妙地將工程方案和化學(xué)知識相結(jié)合，這對于教師來說有一定的難度。因此教師在把握教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，要將知識賦于工業(yè)情景之中，使學(xué)生在工業(yè)情景中構(gòu)建知識，加深對化學(xué)知識的理解和掌握，并運用相關(guān)原理動手制作工業(yè)產(chǎn)品，檢驗產(chǎn)品的實用性，如此可使學(xué)生有充足的時間測試、修改和完善作品，體會完整的工程實踐過程，這體現(xiàn)出工程迭代思想和科學(xué)探究思想的融合。

（三）不斷積累科工整合教學(xué)的案例

對于大多數(shù)化學(xué)教師而言，實施科工整合教育有很大難度。但隨著STEM教育在我國的發(fā)展，許多學(xué)校和機構(gòu)開始創(chuàng)新性地開展STEM教育設(shè)計，一些教師也開始注意積累這方面的素材，并應(yīng)用到化學(xué)學(xué)科的科工整合教育中。比如在“節(jié)約水資源”一課中，教師可以使用項目化教學(xué)設(shè)計，將學(xué)科知識整合于項目中，由此可引導(dǎo)學(xué)生運用多學(xué)科知識設(shè)計制作節(jié)水水龍頭。

科工整合教育在我國剛剛得到關(guān)注，未來還有很長的路要走，但我們對 《K-12年級科學(xué)教育框架：實踐、跨學(xué)科概念和核心觀念》中所展望的愿景：“到高中畢業(yè)時，所有學(xué)生都能欣賞科學(xué)的美麗和奇跡;掌握足夠的科學(xué)和工程知識去參與相關(guān)議題的公開討論;成為日常生活中關(guān)注科學(xué)技術(shù)信息的細心消費者;能夠在學(xué)校之外繼續(xù)學(xué)習(xí)科學(xué);擁有能夠進入自己所選職業(yè)的技能，包括（但不限于）科學(xué)、工程和技術(shù)領(lǐng)域的職業(yè)”充滿希望。