开发空间科学课程，推进特色工程教育

【摘 要】依托江苏省“望向深空”初中空间科学课程基地，江苏省无锡市堰桥初级中学创新开展空间工程特色教育，积极构建空间工程课程体系。在课程实施过程中，学校牢牢抓住三个“聚焦”，即聚焦普及性课程，提升学生科学素养；聚焦专门性课程，为学生量身定制课程资源；聚焦评价体系建设，探寻拔尖创新人才的早期培养路径。

【关键词】空间科学；工程教育课程；人才培养

【中图分类号】G632.0" 【文献标志码】B" 【文章编号】1005-6009（2024）06-0014-03

【作者简介】顾益芳，江苏省无锡市堰桥初级中学（江苏无锡，214174）课程教学处副主任，高级教师。

为贯彻党的十九大提出的建设“教育强国、科技强国”精神，落实习近平总书记提出的建设“航天强国”指示，江苏省无锡市堰桥初级中学（以下简称“堰桥初中”）于2018年创建了空间科学实验社团（以下简称“空间社”）。多年来，堰桥初中积极联系高校及科研单位，充分挖掘各级各类资源，积极开发与空间科学高度相关的工程教育课程。堰桥初中先后立项江苏省“望向深空”初中空间科学课程基地、无锡市首批中小学工程教育优质课程、无锡市中小学工程教育重点学校。

一、聚焦普及性课程，提升学生科学素养

教育兴则国家兴，教育强则国家强。全民科学素养的提升是堰桥初中开展航天特色教育的基本目标，我们积极利用已建成的空间工程教育实验中心的各功能室，以开放的姿态，对全体学生及社会团体进行科普教育。同时，通过开展科技节、校园才艺博览会、读书节、专家科普讲座等活动，拓宽学生视野，激发学生投身科技研发、工程制造行业的动力；积极开展思政课教学，利用好国家课程中的道德与法治课，对全体学生进行航天精神教育，增强全体学生的民族自豪感。

二、聚焦专门性课程，为学生量身定制课程资源

党的二十大报告重点关注了科技人才的培养。堰桥初中充分考虑初中阶段学生的发展规律，聚焦专门性课程的建设，重点关注创新人才的思政教育和校史文化传承、学科基础培养、学科的交叉整合和创新能力发展等内容。

专门性课程以与空间科学相关的基础性课程为主要内容，以“一纵一衡三板块”为设置理念。其中，“一纵”指的是课程的设置是按照一个空间社的学员在整个初中学习阶段参加空间社活动而设计的一个连续的循序渐进的课程体系；“一衡”指的是课程的设置坚持“为党育人、为国育才”的教育方针，在进行学科知识课程授课的同时坚持思政教育；“三板块”指的是空间工程教育课程内容依托学校多年来在空间社校本课程群方面的开发经验，以专门性课程为具体课程呈现方式，按照基础类、项目实践类、综合创新类三大板块进行划分，构建进阶式育人模式。

1.抓基础促发展

基础类课程有两类。一是思政类课程，围绕“胡氏三杰”校本课程资源开展科学精神和科学家精神教育的课程内容，围绕讲好大国工匠故事开展工程精神和工程师精神教育的课程内容，围绕航天航空发展史开展航天精神和航天员精神教育的课程内容。二是思维类课程，以国家义务教育学科课程为基础，利用课后服务时段开设相应的学科思维类课程。如利用模型中的数学、编程基础等模型思维课程，提升学生的建模意识和模型思维能力。

2.抓项目促实践

项目实践类课程是在科学基础类课程的基础上，以探究活动的形式呈现有关空间科学的项目，利用空间工程教育实验中心，结合劳动教育实践基地、信息技术教室、物理实验室、化学实验室、生物实验室、史地文化室、空间社教室等活动场所，通过“情景展示—问题提出—活动设计—动手实践—综合评估”等过程，有针对性地进行项目化学习。比如水火箭的制作和调试、罐头星的制作、火星车的制作和调试、飞轮调姿这四个项目，将工程实践和如何在太空中行走及生活等初中生感兴趣的知识联系在一起，更具有情景性，更能激发学员的实践兴趣。同时，学员通过项目学习可以更好地理解和应用科学知识，也可以进一步提升自身运用科学知识解决实际问题的能力，从而达到提升科学素养、增强社会责任感的目标。

3.抓创新促融合

拓展创新类课程以“未来的家园——火星”活动为主题，依托空间工程教育实验中心的数学、化学、生物、应用物理（力、光、电磁学、通信）、大数据和卫星应用等具有深刻体验和场景感受功能的布置，创设一个开放的、有趣的、探究式的科学情境，围绕“建设火星家园”主题，利用项目实践类课程成果，比如学员动手制作的水火箭、学员自主完成的火星环境分析报告、学员合作完成的火星车等，建设“火星家园”。在建设的过程中，如何完成合理布局？需要哪些机械？在这些问题情景的基础上，设置“遥感数据的捕捉”“太空探索车”和“火星上的交通系统”等拓展创新类课程，使学员对在火星上生存和在火星上过美好生活，以及开发利用好火星资源有一个完整的认识。该课程目前已成为堰桥初中空间社的成果展览重要来源，帮助学生提升了科学素养、形成了科学思维。

三、聚焦评价体系建设，探寻拔尖创新人才早期培养路径

堰桥初中的空间工程教育评价以四个等级的航天工程师星级评价为主，是对学生在整个空间工程教育课程学习中获得的基础知识、基本技能、工程制作和实践作品四个维度进行的整体评价。比如获得“航天工程师一星章”的要求是：了解航天发展史、简单的力学知识和地理知识，初步了解Scratch编程和科技英语等基础知识；具有初步的编程能力，掌握组装基本件的方法，能使用简单工具；在工程制作环节，学会使用简单的工具进行制作，了解制作安装的重点；完成火箭模型、水火箭和筷子搭桥三个实践制作。又比如获得“航天工程师四星章”的要求是：了解卫星遥感数据的获取方式，了解反作用力在卫星调姿中的作用，设计火星上的交通系统，掌握Scratch和Mind+等基础知识；了解激光切割机和3D打印相关知识，具有较高编程能力；在工程制作环节，熟练使用激光切割机和3D打印机，并在项目制作中熟悉运用编程知识，最终完成立方星、太空探索车两个实践制作。

经过多年实践，空间工程教育课程已惠及了一届又一届的堰桥初中学子。在学科实践及项目学习的过程中，学生的工程实践能力得到了发展，不断朝着未来工程师的方向努力前行。