曹霽

當(dāng)今世界局勢(shì)變幻莫測(cè)，科技日新月異。面對(duì)不穩(wěn)定、不確定、復(fù)雜和模糊的“烏卡”時(shí)代，我們需要培養(yǎng)什么樣的人才？對(duì)于這個(gè)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(yīng)對(duì)未來挑戰(zhàn)的人。與此同時(shí)，伴隨著新一輪課程改革，學(xué)校課程被賦予了重要使命：更好地滿足社會(huì)變革的需求，使課程內(nèi)容更加符合時(shí)代發(fā)展的要求，促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。結(jié)合新時(shí)代教育改革的新要求，無錫市圍繞構(gòu)建現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系需要，以工程教育課程體系建設(shè)解鎖“未來人才”培育的密碼。

區(qū)域推進(jìn)的先行實(shí)踐

建造出一個(gè)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(shí)別“非遺手藝人”和非遺作品，制作能互動(dòng)的“電子寵物”，針對(duì)江陰大橋擁堵問題提供可行的解決方案并設(shè)計(jì)橋梁模型……這些豐富多彩的課程實(shí)踐來自無錫市各中小學(xué)對(duì)工程教育的校本化探索。

在剛剛落幕的全國(guó)兩會(huì)上，“發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力”無疑是熱詞之一，這讓無錫市教育局局長(zhǎng)宋新春激動(dòng)不已：“無錫的芯片制造、集成電路、生物醫(yī)藥、合成生物等產(chǎn)業(yè)都是高科技、高效率、高質(zhì)量的新質(zhì)生產(chǎn)力，因地制宜推進(jìn)工程教育，適逢其時(shí)。”早在2009年，無錫就率先開啟對(duì)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(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2023年，無錫市委、市政府印發(fā)《無錫市關(guān)于推進(jìn)中小學(xué)工程教育的指導(dǎo)意見》，提出“構(gòu)建中小學(xué)工程教育體系，大力培養(yǎng)‘未來科學(xué)家‘未來工程師，激發(fā)學(xué)生工程技術(shù)興趣，增強(qiáng)工程素養(yǎng)，推進(jìn)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)”，從區(qū)域?qū)用鏋榻逃母锾峁┝藣湫侣窂健?/p>

對(duì)于“中小學(xué)工程教育”，國(guó)內(nèi)教育界尚未形成系統(tǒng)化的、成熟的理論和實(shí)踐。無錫作為“先行者”，如何在“做好科學(xué)教育加法”中蹚出一條新路子？答案就是“課程”。在對(duì)工程教育體系進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)之前，無錫市教育局對(duì)各校的特色課程資源進(jìn)行了系統(tǒng)化梳理。其中，江蘇省錫山高級(jí)中學(xué)（以下簡(jiǎn)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(xué)校將藝術(shù)、通用技術(shù)、信息技術(shù)等課程和校本課程進(jìn)行整合，從中提煉出與工程教育相關(guān)的元素，開發(fā)了一系列指向?qū)W生工程實(shí)踐能力的課程，以培養(yǎng)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力、動(dòng)手實(shí)踐能力和問題解決能力。

錫山高中的經(jīng)驗(yàn)為工程教育課程體系的規(guī)范化建設(shè)提供了思路。2023年，在現(xiàn)行普通高中、義務(wù)教育課程方案框架內(nèi)，無錫重點(diǎn)圍繞本市“465”現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)集群，積極構(gòu)建人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)、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(lì)學(xué)校守正創(chuàng)新，在延續(xù)學(xué)校文化和課程特色的基礎(chǔ)上，將工程教育滲透到課堂教學(xué)和課程建設(shè)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(lǐng)，以工程教育課程建設(shè)為抓手，無錫市進(jìn)一步完善了“培養(yǎng)目標(biāo)—課程體系—教學(xué)方式—評(píng)價(jià)方式”的系統(tǒng)化育人機(jī)制，持續(xù)深化基礎(chǔ)教育課程教學(xué)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(jìn)工程教育之初，無錫市教育局和無錫市教育科學(xué)研究院參照相關(guān)學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)，分學(xué)段、分領(lǐng)域提出了工程教育課程安排與實(shí)施路徑——小學(xué)階段在科學(xué)、信息科技等國(guó)家課程中滲透工程教育，在社團(tuán)課程、延時(shí)服務(wù)中加入工程教育相關(guān)內(nèi)容；初中階段在數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、信息科技等學(xué)科教學(xué)中融入工程教育特色內(nèi)容，開發(fā)相關(guān)選修課；高中階段則融合相關(guān)學(xué)科選修內(nèi)容開設(shè)工程教育課程，著重培養(yǎng)學(xué)生在某一特定工程領(lǐng)域的知識(shí)技能，借助高校教育資源開發(fā)大學(xué)先修課程。與此同時(shí)，堅(jiān)持一體推進(jìn)、協(xié)同發(fā)展，鼓勵(lì)科研院所、高等學(xué)校、產(chǎn)業(yè)界等多方協(xié)同，構(gòu)建一體化中小學(xué)教育體系。

“我們利用AI識(shí)別技術(shù)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，再編入相應(yīng)的識(shí)別程序，就可以讓人們通過手機(jī)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(xué)的學(xué)生周梓洋正在參加一個(gè)與非遺文化傳承相關(guān)的科技素養(yǎng)比賽項(xiàng)目，提到自己的作品，他侃侃而談。依托坐落于學(xué)校的“人工智能教育基地”，尚賢萬科小學(xué)結(jié)合AI賦能數(shù)智化轉(zhuǎn)型的發(fā)展趨勢(shì)，將工程教育理念滲透到學(xué)校課程體系建設(shè)當(dāng)中，構(gòu)建了“校本—基地—社團(tuán)—競(jìng)賽”四級(jí)金字塔課程體系，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和科創(chuàng)興趣。

如果說小學(xué)階段的工程教育重在激發(fā)學(xué)生興趣、樹立工程意識(shí)，那么對(duì)于中學(xué)生而言，工程教育則重在培養(yǎng)學(xué)生的工程思維、工程習(xí)慣和工程理念。在江南中學(xué)，初一的學(xué)生們?cè)诮處煹膸ьI(lǐng)下，從了解橋梁的基本結(jié)構(gòu)“桁架”開始，圍繞基于現(xiàn)實(shí)情境的問題，一起討論設(shè)計(jì)、搭建模型、檢驗(yàn)效果，直到下課鈴聲響起，仍感到意猶未盡。這是學(xué)校工程教育主題課程“橋世界”的生動(dòng)畫面。每學(xué)期，江南中學(xué)都會(huì)為不同年級(jí)的學(xué)生開設(shè)一項(xiàng)持續(xù)一學(xué)期的主題工程課，旨在讓學(xué)生像“工程師”一樣思考，從問題出發(fā)，通過設(shè)計(jì)制作模型解決問題。除了內(nèi)部積極開發(fā)課程，江南中學(xué)還積極向外尋求合作，例如與無錫師范附屬小學(xué)、無錫市第一中學(xué)合作，開展課程一體化實(shí)驗(yàn)研究；針對(duì)初中生思維發(fā)展特點(diǎn)與水平，與東南大學(xué)共同研制工程類課程方案，實(shí)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(xué)校都進(jìn)行了工程教育課程建設(shè)的有益探索。在無錫一中，學(xué)校以工程創(chuàng)造系列課程的建設(shè)為抓手，以“偉長(zhǎng)學(xué)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(xué)、江南大學(xué)等開展工程教育專項(xiàng)主題的夏（冬）令營(yíng)等，聯(lián)合本地航空航天、深潛等領(lǐng)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(xué)習(xí)空間和實(shí)踐基地，探索跨學(xué)科、跨學(xué)段、跨學(xué)校、社會(huì)化的工程教育模式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、高階思維和實(shí)踐能力，全面提升學(xué)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(biāo)不只帶來了課程建設(shè)的變革，更帶來了學(xué)習(xí)方式的變革，使其直接指向?qū)W生的工程素養(yǎng)。工程素養(yǎng)是一種關(guān)乎人的生活實(shí)踐與全面發(fā)展的素養(yǎng)，針對(duì)中小學(xué)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(xué)生的工程素養(yǎng)，包括問題意識(shí)、科學(xué)與創(chuàng)新思維、動(dòng)手實(shí)踐能力、開放性問題的解決能力，以及愛國(guó)情懷與敬業(yè)精神等。

基于以上對(duì)工程素養(yǎng)的深刻理解，無錫各校立足課堂，掀起了教學(xué)改革的熱潮，探索出了如跨學(xué)科、項(xiàng)目式、創(chuàng)制式學(xué)習(xí)，突出“做中學(xué)、創(chuàng)中悟”的“CDIO”（構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)行）教學(xué)模式等一系列工程教育教學(xué)范式，并形成了具有校本特色的評(píng)價(jià)方案。

錫山高中的校園里，“櫥窗亮化工程”正在緊鑼密鼓地進(jìn)行。參與課程的學(xué)生先是發(fā)起問卷調(diào)查，了解廣大師生的需求和建議，然后設(shè)計(jì)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(shí)施。工程推進(jìn)過程中，校內(nèi)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(dǎo)學(xué)生思考、解答學(xué)生困惑、指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐。最終，經(jīng)由學(xué)生團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)、制作的一套感應(yīng)燈光系統(tǒng)成功安裝到每個(gè)櫥窗，成為校園夜景中的亮麗風(fēng)景線。這是錫山高中“CDIO”工程教育模式的一個(gè)縮影。學(xué)校創(chuàng)設(shè)情境并建立面向?qū)W生的課題庫(kù)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)際問題、醞釀工程項(xiàng)目，在實(shí)踐需求的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。過程中，每個(gè)學(xué)生都可以立足自己的工程項(xiàng)目或任務(wù)，在整體知識(shí)框架下自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容并開展個(gè)性化學(xué)習(xí)，通過分析、合作、探究設(shè)計(jì)出解決問題的方案，進(jìn)而動(dòng)手實(shí)踐、解決問題，提升創(chuàng)造能力、創(chuàng)新意識(shí)、工程思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。在評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，學(xué)校結(jié)合自身特色形成校本化評(píng)價(jià)方案。多主體參與的評(píng)價(jià)量表中包括學(xué)生在工程學(xué)習(xí)中的各項(xiàng)關(guān)鍵能力和必備品格，涉及過程性評(píng)價(jià)、表現(xiàn)性評(píng)價(jià)、以產(chǎn)品與展示為主的結(jié)果性評(píng)價(jià)等。同時(shí)，積極推進(jìn)以賽促評(píng)，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(shí)踐中，學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求得以充分滿足。喜歡問問題和動(dòng)手操作的學(xué)生有了自主探究的空間和平臺(tái)，一有空就鉆到實(shí)驗(yàn)室里做實(shí)驗(yàn)；傳統(tǒng)評(píng)價(jià)中成績(jī)并不優(yōu)異的學(xué)生在動(dòng)手創(chuàng)造方面展現(xiàn)出驚人天賦……正如無錫市教育科學(xué)研究院教科所所長(zhǎng)胡曉軍所說：“工程教育為課程和教學(xué)改革打開了一個(gè)窗口，其根本目的最終要落在高質(zhì)量育人上?！被貞?yīng)時(shí)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(jìn)行時(shí)。