素养导向 分层实施 多元评价

钱逸舟

工程教育是STEM（科学、技术、工程、数学）教育的重要组成部分。中小学工程教育的核心是以问题、任务或项目驱动，基于工程设计流程开展教学活动，强调学生的主动参与以及教学的实践性。与其他三门学科不同，工程教育在中小学并非独立的学科，但它可以打破学科壁垒，有效助力学校科学、技术、数学教育的实施，为跨学科教学提供理念与方法。

2023年，无锡市开始全面推进中小学工程教育，旨在激发学生对工程技术的兴趣，培养他们的工程素养，探索培育拔尖创新人才的有效途径。经过一年多的探索，各类工程教育课程已在无锡市工程教育重点建设学校全面实施。在此过程中，我们追踪并研究了多所学校工程教育的开展情况，总结出了中小学工程教育有效实施的三大核心原则：以素养为导向的课程设计、分层实施的课程实践以及多元评价的成效检验。

素养导向的课程设计

中小学工程教育旨在培养学生的各方面素养，而非简单地传授工程知识。因此，设计工程教育课程的第一原则是素养导向。这里的素养包括三个方面：工程素养、学科核心素养和其他非学科素养。

中小学工程教育首先要培养学生的工程素养。尽管目前学界对于中小学生工程素养的定义还没有明确共识，但根据已有资料，工程素养可理解为应用工程设计过程来解决问题、达成目标的能力。具体而言，工程素养包括工程思维能力（如系统思考）、工程基础认知、问题解决能力、工程精神与伦理、团队协作能力等维度。由于工程素养的各个维度与工程设计的流程紧密相关，课程设计若紧扣工程设计流程，引导学生探究问题，设计、实施并优化方案，体验工程迭代思想，工程素养就自然而然地融入了课程。

学科核心素养也是工程教育课程中需重点关注的部分。工程教育并非国家课程，因此天然地具备了跨学科的特性，即学生在工程实践中需要灵活运用科学、技术、数学等学科的知识解决问题。围绕工程实践开展跨学科教学，可以很好地融入学科核心素养。因此，在设计工程教育课程时，需要考虑跨学科内容的设计，尤其是要思考如何将学科核心素养融入其中。学科核心素养与工程教育课程整合的方式主要有两种：内容整合与情境整合。内容整合是指通过设计跨学科的教学活动，让学生综合运用不同学科的知识完成工程设计；情境整合是指在某一学科教学时融入工程设计，让学生通过现实工程情境的体验加深学科知识的学习。

其他非学科素养是指在工程教育实施过程中，学生能够提升的其他素养。在素养导向的教学中，教师不仅是知识的传授者，还是学生学习的引导者和合作伙伴。这就要求学生成为学习的主人，在问题解决与项目实践中应用批判性思维、创造性思维等高阶思维能力。同时，课程中具有挑战性和启发性的学习任务，可以激发学生的学习兴趣和动力。在多样化的学习体验和精心设计的情境中，学生能够深入思考工程实践对社会、环境和人类的影响，培养应对未来挑战的能力和素质，从而成为具有创造力、批判性思维和社会责任感的公民。

分层实施的课程实践

由于工程教育的特殊性，学校一般没有专职的工程课程教师，也没有现成的工程教育课程。目前，学校的工程教育课程主要由信息科技、科学（包括物理、化学、生物）及数学教师负责，课程实施时间多安排在课后延时服务和社团课时段。基于以上现状，学校在开展工程教育时，应遵循分层实施的原则，根据师资和课程资源等情况，开设普及类、社团类、竞赛类等不同层次的工程教育课程，通过不同的课程形式推动工程教育落地。

普及类工程教育课程旨在让每一位学生都能够体验工程实践，其课程实施方式十分多样化。第一种方式是邀请工程专家和教授走进课堂，为学生们带来专题讲座，普及工程相关知识。例如，太湖格致中学邀请了江南大学物联网工程学院的教授团队走进校园，开展了以“智慧物联：科技与未来工程的交汇点”为主题的“开学第一课”。第二种方式是组织学生深入工程相关企业，进行游学活动。例如，硕放实验小学围绕“航空工程”主题，组织学生到无锡乘风航空工程技术有限公司进行参观学习。第三种方式是在部分年级开设普及型工程教育课程。例如，尚贤万科小学在三、四两个年级开设了“人工智能与机器人”的普及型课程。此外，还有一种方式是在国家课程中渗透工程内容。例如，在物理课上引导学生搭建结构模型，帮助他们理解力学关系，加深对物理学原理的认识。

社团类课程，也可称为兴趣类课程，旨在为有特定兴趣的学生提供深入学习和实践的机会。相较于普及类课程，社团类课程参与的学生规模较小，但课程内容更具深度和专业性，通常能够更好地体现素养导向的课程设计理念，其工程实践活动也更加丰富。对于希望开展工程教育的学校而言，深度打造一到两门具有学校文化特色的工程教育社团课至关重要，不仅能锻炼教师的课程设计能力和跨学科备课能力，还可以将其中打磨成熟的内容不断迭代优化，在全校进行推广。此外，在学校课程研发能力有限的情况下，工程教育课程的打造可以借助外力，例如与科研院所的专家团队合作，提升课程的专业性。目前，无锡的各工程教育试点学校均已建立至少一门体现本校特色的工程教育社团课程，部分学校已形成了完整的课程体系。

竞赛类课程是在社团课的基础上选拔有天赋的学生，针对相关比赛开设的课程。如果说普及类课程是为了让学生找到自己的兴趣点，社团类课程是为了让有兴趣的学生进一步发展，那么竞赛类课程则是培养拔尖创新人才的土壤。竞赛类课程通常围绕具体的比赛项目开设，以赛促学、以赛促教，实现赛课融合。同时，这类课程对教师的要求更高，需要教师对赛项有深入的研究，并投入更多的时间和精力对学生进行训练。因此，竞赛类课程的实施需要学校从制度、财力、物力等多方面给予支持，这也是学校工程教育能否产出物化成果的关键。

多元评价的成效检验

中小学工程教育作为一种新的教育形态，旨在发展学生的素养，让学生在实践中体悟工程的规范性，学会系统性思考和灵活应对，同时理解问题解决方案的多样性。传统的成绩导向型评价方式并不适用于对中小学工程教育实施成效的评估，因此，需要用多元化的评价方式来检验其教学效果。

首先，工程教育的评价方式需要多样化。在中小学工程教育课程中，学生往往需要解决特定的问题或完成特定的作品。因此，标准化考试就不太适用于这种情境，而表现性评价则有了用武之地。表现性评价是一种基于学生的实际表现和成果来进行评價的方法，其注重学生在学习过程中所展现出的各种能力。通过制定明确的评价标准，表现性评价不仅能够对学生的最终作品进行评价，还可以评价学习过程，并让教师根据评价结果对学生进行反馈与指导。除此之外，还可以通过各类量表来评测学生的素养发展，用自我评价、伙伴评价等方式督促学生进行自我反思。

其次，评价学生在工程教育中的收获需要多维度进行。工程教育所培养的素养本身就具有多维属性，仅从单一维度进行评估，难以真正检验工程教育的实施效果。然而，在目前中小学工程教育的实际操作中，对学生素养的多维度评价仍是薄弱环节。一方面，素养评价与传统的知识评价差异较大，对学校而言相对陌生；另一方面，素养评价具有较高的专业性，其评价量表的设计需遵循一定的科学标准。

多元评价机制能够为中小学工程教育课程的持续优化提供坚实的数据支撑。目前，我们已经在多所学校的工程教育课程中开展了学生素养发展的追踪工作。以尚贤万科小学的“STEM跨学科编程”社团为例，在该课程中，学生需要运用图形化编程技巧来解决各种数学问题，并不断完善解决方案。经过一学年的学习，该社团的24名学生在学习动机、数学自信、自我效能感、计算思维以及运用技术解决问题的态度等多个方面均展现出了明显的进步。我们坚信，通过这样的努力，不仅能够帮助学校全面了解工程教育课程的实施效果，更能进一步推动中小学工程教育的深入发展，为学生的素养提升奠定坚实基础。