我國(guó)K-12工程教育的角色定位、價(jià)值取向和實(shí)現(xiàn)路徑

摘要：隨著時(shí)代發(fā)展對(duì)教育提出新的要求，K-12工程教育逐漸受到關(guān)注，被視為回應(yīng)社會(huì)需要和培養(yǎng)綜合創(chuàng)新人才的重要舉措。然而，我國(guó)K-12階段工程教育基礎(chǔ)比較薄弱，對(duì)其認(rèn)識(shí)尚不成熟，如何實(shí)施尚不明確。該文以“應(yīng)該實(shí)施K-12工程教育”為前提，首先從抽象層面提出K-12工程教育應(yīng)該以一種實(shí)踐性教學(xué)模式的形式存在，這是工程教育固有特點(diǎn)和當(dāng)前教育發(fā)展脈絡(luò)共同決定的。接著，逐漸過(guò)渡到實(shí)踐領(lǐng)域，提出實(shí)施工程教育應(yīng)遵循的多元價(jià)值取向，作為實(shí)踐的內(nèi)部引領(lǐng)。最后，基于此系統(tǒng)地探討了工程教育的實(shí)現(xiàn)路徑，主要包括提倡結(jié)合實(shí)際情況因勢(shì)利導(dǎo)，注重采取具體措施，利用K-12工程教育促進(jìn)跨學(xué)段銜接溝通，并實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域教育共生。

關(guān)鍵詞：工程教育；K-12；定位；價(jià)值取向；實(shí)現(xiàn)路徑

中圖分類(lèi)號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、引言

隨著社會(huì)發(fā)展和教育改革推進(jìn)，工程和工程教育愈發(fā)受到關(guān)注。黨的二十大指出，要“堅(jiān)持把發(fā)展經(jīng)濟(jì)的著力點(diǎn)放在實(shí)體經(jīng)濟(jì)上，推進(jìn)新型工業(yè)化，加快建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)……深入實(shí)施人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略”[1]；我國(guó)和國(guó)際上也都認(rèn)識(shí)到，單靠金融和服務(wù)業(yè)無(wú)法支撐強(qiáng)國(guó)地位[2]，必須通過(guò)實(shí)體經(jīng)濟(jì)尤其是工程領(lǐng)域的科技進(jìn)步和創(chuàng)新推動(dòng)發(fā)展，但是如何培養(yǎng)卓越工程師人才和創(chuàng)新人才的問(wèn)題依然有待解決[3]。就工程人才培養(yǎng)而言，目前我國(guó)工程教育主要由高等教育階段承擔(dān)，中小學(xué)工程教育和工程文化的缺乏已經(jīng)近似一種結(jié)構(gòu)性矛盾，人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到工程教育必須向兩頭延伸，進(jìn)入大學(xué)前和大學(xué)后[4]。在此背景下，人們對(duì)K-12工程教育（本文指在K-12學(xué)段中開(kāi)展的規(guī)模化普惠工程教育）表現(xiàn)出了一定的認(rèn)可。邢志強(qiáng)和王偉賓論證了中小學(xué)工程教育的必要性并提出了實(shí)施策略[5]；占小紅等通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量法梳理國(guó)外K-12工程教育研究，提出應(yīng)將工程教育作為我國(guó)基礎(chǔ)教育教學(xué)的重要組成部分[6]。在實(shí)踐層面，國(guó)際上K-12工程教育起步較早，美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)在2009年就發(fā)布了《K-12教育中的工程：理解現(xiàn)狀和提升未來(lái)》[7]；我國(guó)浙江[8]、江蘇[9]等地則在近年來(lái)進(jìn)行了有益的探索。

總的來(lái)看，要將工程教育引入K-12階段開(kāi)展，對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)仍屬于一種較新的嘗試。在師資、課標(biāo)、政策等相對(duì)缺位的情況下，一些K-12學(xué)校和師生對(duì)為什么要花費(fèi)力氣推行工程教育不甚理解[10]，現(xiàn)有的成功經(jīng)驗(yàn)也難以得到推廣復(fù)制。本文以“應(yīng)該實(shí)施K-12工程教育”為前提，對(duì)K-12工程教育的角色定位、價(jià)值取向、實(shí)施路徑等進(jìn)行較為系統(tǒng)地探討。旨在幫助人們理解K-12工程教育到底立意何在，以及如何進(jìn)行落實(shí)、實(shí)施等問(wèn)題。

K-12工程教育本質(zhì)上是一種實(shí)踐性教育，是與現(xiàn)有的知識(shí)教育存在本質(zhì)不同的概念。在角色定位部分指出，應(yīng)當(dāng)把工程教育視為一種實(shí)踐性的教育模式，并把具有一定特質(zhì)的教學(xué)活動(dòng)，作為工程教育存在的佐證；當(dāng)下處于K-12工程教育的探索階段，要警惕把工程教育作為牟利工具或表演手段。在價(jià)值取向部分指出，應(yīng)該做好為社會(huì)、個(gè)人、教育三者服務(wù)的準(zhǔn)備；在實(shí)施路徑部分，提倡應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，因勢(shì)利導(dǎo)開(kāi)展工程教育，并探討了如何利用K-12工程教育促進(jìn)學(xué)段銜接溝通、實(shí)現(xiàn)不同領(lǐng)域教育的良好共生生態(tài)。需要指出的是，這種促進(jìn)教育綜合化的潛力，是工程教育這種實(shí)踐性教育所特有的。

二、K-12工程教育的角色定位

本部分探討了在特定的教育發(fā)展境脈下如何定位K-12工程教育的問(wèn)題，包括區(qū)分它和其他類(lèi)型教育的核心特質(zhì)是什么，以及如何處理K-12工程教育與它們的關(guān)系。K-12工程教育應(yīng)視為一種實(shí)踐性的教學(xué)模式，工程教育的存在不是依賴于特定科目的，而是依賴于實(shí)際教學(xué)活動(dòng)的。在引入K-12工程教育時(shí)，其對(duì)其他類(lèi)型教育是可以廣納、包容的，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮K-12工程教育的綜合載體作用。

（一）“實(shí)踐-知識(shí)-實(shí)踐”的教育發(fā)展

知識(shí)來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐，而又經(jīng)過(guò)抽象和發(fā)展，和生產(chǎn)實(shí)踐相對(duì)獨(dú)立開(kāi)來(lái)。教育在發(fā)展過(guò)程中，逐漸形成了以知識(shí)授受為主的樣態(tài)，這一方面使人才培養(yǎng)具有普適性并提高了效率，另一方面也造成了和生產(chǎn)實(shí)踐脫離的現(xiàn)象，這是產(chǎn)生“高分低能”等現(xiàn)象的深層原因。然而，認(rèn)知最終要投身到實(shí)踐中去[11]。近年乃至近幾十年來(lái)，教育改革中都能找到向?qū)嵺`還原的意蘊(yùn)，如“做中學(xué)”“核心素養(yǎng)”“綜合能力”等。這些新型教育主張或者改革的目的是讓課堂中的知識(shí)教學(xué)服務(wù)于實(shí)踐，而不僅僅是以掌握知識(shí)為目的。這種還原是需要載體的，例如“跨學(xué)科教學(xué)”“STEM教育”等，通過(guò)精心組織不同學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，構(gòu)造具有“真實(shí)”和“綜合”特性的教學(xué)活動(dòng)。這樣的教學(xué)活動(dòng)，和生產(chǎn)實(shí)踐有了更高的相似性，得以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

一言以蔽之，教育經(jīng)歷著“實(shí)踐-知識(shí)-實(shí)踐”的螺旋上升。對(duì)K-12工程角色定位的探討，就是在此背景下展開(kāi)的。定位問(wèn)題又包含了兩方面，一是它本身的特質(zhì)和存在形式，二是如何處理它與其他類(lèi)型教育的關(guān)系。

（二）K-12工程教育的核心特質(zhì)

K-12工程教育是否也要用類(lèi)似的方式，即先選擇出一定的知識(shí)體系，再研究用什么樣的方式、活動(dòng)實(shí)施教學(xué)，走一遍知識(shí)-實(shí)踐的路徑呢？答案或許是否定的。從根本上講，這是由工程的特質(zhì)決定的，工程作為一項(xiàng)人類(lèi)活動(dòng)，其本身屬于生產(chǎn)實(shí)踐范疇，如果從中抽象出知識(shí)體系，以工程知識(shí)為核心進(jìn)行工程教育，那么它就與現(xiàn)存的科學(xué)教育同質(zhì)化，無(wú)法對(duì)學(xué)生和教育體系帶來(lái)新的幫助。工程教育應(yīng)該直接對(duì)工程活動(dòng)本身負(fù)責(zé)，而不是對(duì)工程活動(dòng)中提煉出的知識(shí)和信息負(fù)責(zé)。因此，如果要證明學(xué)校中存在科技知識(shí)的教育，我們可以說(shuō)學(xué)校中存在數(shù)學(xué)、物理等科目；而如果要證明學(xué)校中存在工程的教育，應(yīng)該看學(xué)生做了什么事，例如學(xué)生制作了電控小車(chē)、搭建了模擬橋梁、制作了計(jì)算機(jī)軟件等，而不是看學(xué)校中是否存在電子、機(jī)械、計(jì)算機(jī)等工科課程。即使是一些高校的工科專業(yè)，如果其工程教育是基于書(shū)本知識(shí)的傳授來(lái)實(shí)現(xiàn)，而沒(méi)有經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)際操練，那么也很難說(shuō)他是工程教育，顯然也很難培養(yǎng)出工程人才。

總之，可以把工程教育視為一種實(shí)踐性的教學(xué)模式。工程教育的存在不是依賴于特定科目的，而是依賴于實(shí)際活動(dòng)的。本文基于工程活動(dòng)的特點(diǎn)，進(jìn)一步提出工程教育活動(dòng)的三個(gè)特質(zhì)。即，滿足這三個(gè)特質(zhì)的教學(xué)活動(dòng)，就可以被視為在實(shí)施工程教育：一是依賴科學(xué)原理，該活動(dòng)不應(yīng)該是盲目的，或者完全經(jīng)驗(yàn)的，應(yīng)該確保科學(xué)知識(shí)在活動(dòng)中發(fā)揮一定的指導(dǎo)作用，促進(jìn)學(xué)生理解物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的原理和應(yīng)用，提升其對(duì)工程活動(dòng)和科學(xué)知識(shí)之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)。二是改變物質(zhì)客體，改變物質(zhì)客體意味著該活動(dòng)必然是動(dòng)手的、實(shí)踐的、外顯的。對(duì)物質(zhì)客體的改造是工程的核心特征之一，人類(lèi)就是通過(guò)這種方式使自己更好地生存的，工程教育活動(dòng)應(yīng)該承襲該特質(zhì)。三是基于真實(shí)需求，真實(shí)需求意味著工程教育的活動(dòng)不能是一種純粹的學(xué)術(shù)作業(yè)，它必然和社會(huì)是有交互的。滿足需求、解決問(wèn)題的過(guò)程同樣是理解社會(huì)的過(guò)程，其中體現(xiàn)著工程的復(fù)雜性和人文性，在教學(xué)中應(yīng)該注重將活動(dòng)建立在特定需求上。

工程教育的實(shí)踐性特質(zhì)并不意味著可以脫離工程知識(shí)，而是意味著：當(dāng)僅有工程理論知識(shí)教育時(shí)，不是工程教育；當(dāng)理論和實(shí)踐教育并存，并且理論支持著實(shí)踐的時(shí)候，理論和實(shí)踐教育都是工程教育的一部分。在現(xiàn)有的教育環(huán)境下，必須明確實(shí)踐部分是工程教育的本質(zhì)，工程教育體系要圍繞實(shí)踐部分建立，不能?chē)@知識(shí)體系建立。在“實(shí)踐-知識(shí)-實(shí)踐”的螺旋中，它可以直接服務(wù)左側(cè)的原始實(shí)踐的部分。

（三）工程教育與其他類(lèi)型教育的關(guān)系

目前我國(guó)的教育體系已經(jīng)非常龐大，K-12工程教育作為后來(lái)者，需要處理好與先來(lái)者之間的關(guān)系。在“實(shí)踐-知識(shí)-實(shí)踐”的螺旋中，左側(cè)的實(shí)踐是一種原始實(shí)踐，直接面向生產(chǎn)；而右側(cè)的實(shí)踐帶有更多的教育功能，更多地面向中間的“知識(shí)”部分。例如，右側(cè)的教育性實(shí)踐取向衍生出了“跨學(xué)科”“五育融合”“STEM教育”等潮流，使學(xué)生既掌握知識(shí)又能在一定程度上發(fā)展綜合能力。K-12工程教育在根本上要服務(wù)左側(cè)的原始實(shí)踐，但也同時(shí)具有服務(wù)右側(cè)的教育性實(shí)踐的能力。其區(qū)別在于，服務(wù)右側(cè)的教育性實(shí)踐時(shí)，工程教育的直接目的可以不是培養(yǎng)生產(chǎn)實(shí)踐能力，而是掌握特定知識(shí)。

在處理與其他類(lèi)型教育的關(guān)系時(shí)，要注意到工程教育的這種能力，即承擔(dān)右側(cè)教育性實(shí)踐的能力。目前的科學(xué)教育、技術(shù)教育、勞動(dòng)教育、職業(yè)教育等，都能作為原料投入工程教育的熔爐之中，進(jìn)行綜合化和真實(shí)化的處理。這自然而然地適應(yīng)了當(dāng)今教育活動(dòng)向“真實(shí)”“綜合”發(fā)展的倡導(dǎo)，K-12工程教育因而具有重要的教育改革價(jià)值，對(duì)現(xiàn)存的其他教育是有利的。它能夠充當(dāng)一種綜合載體，各個(gè)學(xué)科都可以在這個(gè)載體上施展拳腳，教育改革的一些嘗試也可以在這個(gè)載體上得以實(shí)現(xiàn)。許多學(xué)者都已經(jīng)意識(shí)到，工程教育可以充當(dāng)轉(zhuǎn)變育人模式的抓手。當(dāng)K-12工程教育被引入教育體系時(shí)，會(huì)攜帶一套有自身特點(diǎn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容、教學(xué)方法、素養(yǎng)目標(biāo)、實(shí)施方式等，進(jìn)而形成一定的教育樣態(tài)，并對(duì)整個(gè)教育系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。

三、K-12工程教育的價(jià)值取向

價(jià)值取向是對(duì)價(jià)值做出選擇時(shí)持有的傾向性態(tài)度。對(duì)工程教育而言，價(jià)值取向問(wèn)題涉及到要為誰(shuí)服務(wù)、誰(shuí)更重要等問(wèn)題。已有的研究許多涉及到工程教育的價(jià)值[12][13]，但其對(duì)價(jià)值的呈現(xiàn)通常散落在點(diǎn)上，仍缺乏由點(diǎn)到面的整合和由表及里的深化。本部分在既有價(jià)值研究的基礎(chǔ)上，提煉出價(jià)值取向作為實(shí)施K-12工程教育的內(nèi)部指引。學(xué)校科目發(fā)展史指出，學(xué)校教育內(nèi)容變遷的背后往往存在不同群體的利益爭(zhēng)鋒[14]，這一現(xiàn)象容易導(dǎo)致核心價(jià)值取向的搖擺與教育本質(zhì)的異化[15]。我國(guó)的K-12工程教育在一開(kāi)始就應(yīng)該汲取經(jīng)驗(yàn)，以明確的價(jià)值取向防范風(fēng)險(xiǎn)、提高效能。

（一）以國(guó)家和社會(huì)需要主導(dǎo)K-12工程教育全局

在任何一個(gè)社會(huì)的任何發(fā)展階段，都有著由社會(huì)需要決定的核心價(jià)值觀作為一元統(tǒng)領(lǐng)，例如我國(guó)就在一元的社會(huì)主義核心價(jià)值觀統(tǒng)領(lǐng)下，發(fā)展多元的價(jià)值取向體系[16]。在這一體系下，教育的社會(huì)制約性決定了其目的首先源自社會(huì)需要，反映社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的要求。具體到工程教育這一領(lǐng)域，國(guó)家和社會(huì)需要是工程教育的直接價(jià)值來(lái)源——由于工程對(duì)社會(huì)發(fā)展有價(jià)值，才催生出了對(duì)工程教育的需要。工程教育也因而必須為國(guó)家和社會(huì)的工程事業(yè)服務(wù)，這是其基本和主導(dǎo)性的價(jià)值取向。在推行K-12工程教育時(shí)，也只有依托國(guó)家和社會(huì)部門(mén)才能爭(zhēng)取到足夠的支持和動(dòng)力。目前，我國(guó)已經(jīng)在各類(lèi)工程部門(mén)取得了豐碩成果，高等工程教育有序發(fā)展[17]。在K-12階段的工程教育應(yīng)該充分考慮未來(lái)需要，在新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域和卓越、創(chuàng)新工程師人才培養(yǎng)等方面布局。

要發(fā)揮價(jià)值取向的指引作用，除了堅(jiān)定理念之外，還必須結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行思考，以獲得一定的實(shí)踐啟示。在為國(guó)家和社會(huì)服務(wù)的價(jià)值取向下，可以發(fā)現(xiàn)我國(guó)工程事業(yè)面臨不少困境難點(diǎn)。如人才培養(yǎng)機(jī)器化、單一化不能滿足新工科需求[18]，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化中存在明顯的“脫實(shí)向虛”[19]，理工科學(xué)生比例下降[20]等。在實(shí)踐上回應(yīng)這一價(jià)值取向時(shí)，要注意到K-12階段的一些特點(diǎn)。例如K-12階段更注重基礎(chǔ)素養(yǎng)而不是技術(shù)縱深，因此在多樣化培養(yǎng)、促進(jìn)非技術(shù)和技術(shù)內(nèi)容融合上有優(yōu)勢(shì)；K-12階段學(xué)生年齡更小，因此在工程興趣培養(yǎng)上具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)等。

（二）將學(xué)生中心思想滲入K-12工程教育具體實(shí)踐

社會(huì)對(duì)工程的需要雖然是工程教育的重要價(jià)值來(lái)源，但并不等同于工程教育的全部?jī)r(jià)值。從工程到工程教育，已經(jīng)進(jìn)入了新的屬于教育的范疇。在談及教育問(wèn)題時(shí)，必須避免由于工程的社會(huì)價(jià)值的醒目，而忽略或怠惰了對(duì)工程教育的育人價(jià)值的思考。盡管當(dāng)前“人是教育的對(duì)象”“以學(xué)生為中心”等理念受到了廣泛認(rèn)同，但是K-12學(xué)生屬于實(shí)質(zhì)上的弱勢(shì)群體。如果教育工作者潛意識(shí)里將教育視為生產(chǎn)流水線，將學(xué)生視為加工的原材料，則必然讓工具主義觀念占據(jù)主導(dǎo)地位，促成教育的異化。

由于目前的研究對(duì)個(gè)人價(jià)值的思考比較薄弱，在個(gè)人取向下有必要進(jìn)一步指明K-12工程教育的個(gè)人層面價(jià)值內(nèi)涵，即其能給學(xué)生個(gè)人帶來(lái)哪些切實(shí)好處。王建華指出，教育有強(qiáng)調(diào)可見(jiàn)功績(jī)的所謂有用性，而熏陶精神、讓人成為人更近于其本體價(jià)值[21]。K-12工程教育帶來(lái)的個(gè)人好處，也可以從可見(jiàn)的世俗成功和精神的人格成功兩方面思考。從世俗實(shí)利角度看，工程教育的實(shí)踐性意味著其比科學(xué)教育更容易發(fā)揮生計(jì)價(jià)值。我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)中的采礦、制造、電力、建筑、信息等類(lèi)別，都可以通過(guò)工程教育來(lái)增進(jìn)學(xué)生了解，使之在職業(yè)或?qū)I(yè)選擇時(shí)有信息和技能上的直接優(yōu)勢(shì)。此外，工程教育中包含分析技能、獨(dú)創(chuàng)性、交流能力等的綜合訓(xùn)練[22]，基于實(shí)踐形成的綜合能力很容易向其他領(lǐng)域遷移，這是知識(shí)所不能的。工程教育的精神和人格完善價(jià)值則更值得重視。我國(guó)K-12教育基本上是以科學(xué)知識(shí)教育為主的，而知識(shí)重新服務(wù)實(shí)踐的環(huán)節(jié)嚴(yán)重缺失，用的范圍總是被限制在紙筆考試之中。這使得知識(shí)成為“無(wú)活力的概念”，學(xué)生成為無(wú)活力的人[23]。一旦學(xué)生對(duì)知識(shí)形成無(wú)趣乏味的印象，乃至產(chǎn)生排斥心理，所謂的教育實(shí)際上會(huì)限制學(xué)生深度發(fā)展的潛能。現(xiàn)代工程實(shí)踐是科學(xué)知識(shí)的主要應(yīng)用場(chǎng)域，通過(guò)工程教育揭示學(xué)校教育內(nèi)容的原本價(jià)值，讓學(xué)生深刻意識(shí)到知識(shí)能夠改造世界的現(xiàn)實(shí)，對(duì)學(xué)生的人格和價(jià)值觀健康發(fā)展有重要意義。

K-12學(xué)生處于人生起步階段，他們的閱歷、見(jiàn)識(shí)較淺，因此在實(shí)踐上教育者要注意對(duì)工程教育個(gè)人意義的揭露。首先，許多關(guān)于K-12工程教育的論述提及了其對(duì)人的作用，其實(shí)內(nèi)隱的是前述社會(huì)取向——如“培養(yǎng)綜合、創(chuàng)新人才”——根源上是國(guó)家和社會(huì)需要綜合創(chuàng)新人才。對(duì)于個(gè)人而言，歷史上存在不少專才，重復(fù)勞動(dòng)也并非可恥。有著人本考量的陳述會(huì)在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，變成“通過(guò)培養(yǎng)綜合、創(chuàng)新能力以使學(xué)生更好地適應(yīng)當(dāng)代社會(huì)”。其次，考慮到K-12學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)，教育實(shí)踐中要進(jìn)一步向他們說(shuō)明這種能力為什么能讓他們更好地在社會(huì)上生存，這就要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)社會(huì)。最后，這種認(rèn)識(shí)鏈條的打通，使得學(xué)生領(lǐng)悟到更好地適應(yīng)社會(huì)需要也是在為自己謀發(fā)展，從而在社會(huì)和個(gè)人關(guān)系上取得統(tǒng)一。

（三）把促進(jìn)教育自身革新作為K-12工程教育重要目的

K-12工程教育有重要的教育優(yōu)化改革功能，這根源于其實(shí)踐性特質(zhì)，恰好契合了當(dāng)前教育正經(jīng)歷的從知識(shí)到實(shí)踐還原的過(guò)程。要堅(jiān)持為教育本身服務(wù)的價(jià)值取向，以促進(jìn)其效能的充分發(fā)揮。工程教育的引入能夠促進(jìn)K-12與高等工程教育間的銜接[24]；可以通過(guò)工程教育滲透職業(yè)教育內(nèi)容，促進(jìn)普職融通；工程教育的綜合與實(shí)踐特性，會(huì)使項(xiàng)目式、跨學(xué)科教學(xué)、真實(shí)情境下的教育等產(chǎn)生新的可能，推動(dòng)五育融合教育等；工程教育作為教育新場(chǎng)域的引入，能為新數(shù)字技術(shù)開(kāi)拓應(yīng)用空間，進(jìn)而推及其他內(nèi)容的教育等。總之，工程教育天然具有綜合、真實(shí)、創(chuàng)造、應(yīng)用等特質(zhì)，其能作為一種優(yōu)質(zhì)載體，充當(dāng)轉(zhuǎn)變育人模式的抓手。FROYD等研究指出了工程教育百年以來(lái)的五次主要轉(zhuǎn)變，其中“應(yīng)用教育、學(xué)習(xí)、社會(huì)行為科學(xué)的研究成果”作為第四次轉(zhuǎn)變正在進(jìn)行當(dāng)中，這一轉(zhuǎn)變涉及探究式學(xué)習(xí)、綜合課程設(shè)計(jì)等的使用[25]。新的教育手段在工程教育中發(fā)揮作用，實(shí)際上也反證了工程教育作為一片新場(chǎng)域，來(lái)承載教育改革活動(dòng)的能力。在K-12工程教育推行過(guò)程中要注意到其促進(jìn)教育改革的價(jià)值，抱有為教育本身優(yōu)化發(fā)展服務(wù)的教育本體取向，否則便發(fā)揮不出工程教育的全部?jī)r(jià)值。

在革新取向下結(jié)合我國(guó)K-12學(xué)段的特點(diǎn)，可以獲得一些實(shí)踐上的啟示。由于K-12工程教育與當(dāng)前教育改革趨勢(shì)表現(xiàn)出很好的相性，在落實(shí)時(shí)可以順勢(shì)而為。例如，由于缺乏工程教育基礎(chǔ)，要在某所學(xué)校實(shí)施工程教育可能頗受質(zhì)疑，但是如果借助跨學(xué)科活動(dòng)、五育融合等提法，并選取工程實(shí)踐為載體，就有可能獲得更多支持。此外，K-12工程教育基礎(chǔ)的薄弱也要辯證地看待。這種開(kāi)拓性任務(wù)一方面意味著更大的難度，另一方面從零開(kāi)始反而不容易遭到現(xiàn)存框架的約束，在應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)工程教育受到科學(xué)范式或技術(shù)范式困囿[26]，緩解應(yīng)試教育的負(fù)面影響等問(wèn)題上，可能有意料之外的效果。

四、K-12工程教育的實(shí)現(xiàn)路徑

我國(guó)的K-12工程教育已經(jīng)積累了一些經(jīng)驗(yàn)，但想要由“探索的”變?yōu)椤耙?guī)范的”，由“形式的”變?yōu)椤皩?shí)際的”，發(fā)揮K-12工程教育滿足國(guó)家、個(gè)人、教育本身等主體需求的豐沛功能，依然任重道遠(yuǎn)。目前，由于相關(guān)政策、課程標(biāo)準(zhǔn)等的相對(duì)缺位，學(xué)校等不同實(shí)施主體應(yīng)采取適應(yīng)性策略，根據(jù)自身?xiàng)l件和外部環(huán)境因勢(shì)利導(dǎo)靈活應(yīng)對(duì)；結(jié)合我國(guó)現(xiàn)階段的實(shí)際情況，需要從縱向的時(shí)間順序角度協(xié)調(diào)好K-12工程教育-高等工程教育/高等職業(yè)教育-社會(huì)工程事業(yè)的關(guān)系；從橫向的同一時(shí)間切面上，則需要促進(jìn)K-12工程教育與STEM教育、科創(chuàng)教育、物理教育、化學(xué)教育等進(jìn)行有機(jī)融合與健康共生。如此這般長(zhǎng)期發(fā)展，便可以實(shí)現(xiàn)自身價(jià)值的發(fā)揮。

（一）因勢(shì)利導(dǎo)：合理應(yīng)用K-12工程教育策略

對(duì)于許多學(xué)校來(lái)說(shuō)，推進(jìn)工程教育仍然是從無(wú)到有的開(kāi)拓性任務(wù)，需要解決師資、課程、設(shè)備、認(rèn)可等系列難題。在這種環(huán)境下，應(yīng)該充分考慮人、財(cái)、物等方面的優(yōu)勢(shì)和不足，因勢(shì)利導(dǎo)采取可行的實(shí)現(xiàn)策略。例如在實(shí)際教學(xué)中可以優(yōu)先考慮科普內(nèi)容先行的教學(xué)嘗試，不進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)和實(shí)踐活動(dòng)，只需借助師生比較熟悉的講授方式，就能夠有效拓寬學(xué)生的視野，讓學(xué)生在升學(xué)時(shí)的專業(yè)選擇、就業(yè)時(shí)的職業(yè)選擇上都更具主動(dòng)權(quán)。許多學(xué)生，特別是欠發(fā)達(dá)地區(qū)的學(xué)生，往往面臨信息渠道狹窄的問(wèn)題，高度依賴來(lái)自家庭、學(xué)校的信息和來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的良莠不齊的信息。許多在教師、從業(yè)者看起來(lái)理所當(dāng)然的情報(bào)，對(duì)學(xué)生而言可能已經(jīng)屬于可感范圍之外，如此就造成了巨大的信息溝壑。同時(shí)，即使是缺乏實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的老師，通過(guò)閱讀資料、實(shí)地參觀等方法，也足以在較短時(shí)間內(nèi)訓(xùn)練科普教育能力。

更進(jìn)一步來(lái)講，工程教育必然追求帶有實(shí)踐、動(dòng)手特征的教學(xué)樣態(tài)。對(duì)于有一定條件的學(xué)校，可以借助當(dāng)前流行的教育改革趨勢(shì)，開(kāi)展帶有實(shí)踐性的工程教育。由于工程活動(dòng)本身的綜合性，K-12工程教育天然地契合跨學(xué)科活動(dòng)、STEM教育、五育融合等提法，通過(guò)借勢(shì)和同向，將工程教育視為一種實(shí)施載體，能有效推動(dòng)工程教育落實(shí)并應(yīng)對(duì)認(rèn)可問(wèn)題。從這個(gè)角度出發(fā)，教學(xué)實(shí)施者可以不說(shuō)自己在進(jìn)行“工程教育”，而是在進(jìn)行“跨學(xué)科教育”“五育融合教育”等。在各種名義形式之下，關(guān)鍵是以工程實(shí)踐為抓手，確保達(dá)到了工程教育和各類(lèi)提法的真正意圖。許多研究也提出了類(lèi)似建議，如葉兆寧等建議運(yùn)用跨學(xué)科主題整合學(xué)科教育與工程教育[27]，時(shí)慧等提供了一種科-工整合“STEM課程”案例[28]，管光海等總結(jié)了在勞動(dòng)教育中提升設(shè)計(jì)思維的經(jīng)驗(yàn)[29]。教育工作者可以借鑒已有的理論和經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自己的創(chuàng)新和想法，開(kāi)展具有設(shè)計(jì)、制造等特點(diǎn)的，帶有實(shí)踐性質(zhì)的工程教育。

（二）縱向合體：促進(jìn)各級(jí)各類(lèi)教育銜接

隨著K-12工程教育逐漸發(fā)展完善，若能逐漸接入更上一級(jí)的教育系統(tǒng)乃至更外部的社會(huì)系統(tǒng)，成為系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)鏈條上的一環(huán)，就可逐步發(fā)揮其教育改革價(jià)值乃至社會(huì)價(jià)值。

首先，就教育系統(tǒng)內(nèi)部而言，應(yīng)關(guān)注普通K-12階段與高校之間的工程教育銜接問(wèn)題。通過(guò)中學(xué)人才供給和大學(xué)人才需求更好的匹配，實(shí)現(xiàn)教育的系統(tǒng)性延續(xù)，是教育改革關(guān)注的重點(diǎn)[30]。以K-12工程教育促進(jìn)跨學(xué)段銜接，最基本的就是通過(guò)工程內(nèi)容的引入，使得學(xué)生在高校學(xué)習(xí)時(shí)有一定的先前基礎(chǔ)。例如美國(guó)20世紀(jì)90年代早期開(kāi)始出現(xiàn)中小學(xué)工程課程，在教學(xué)內(nèi)容、方法等方面與高等工程教育表現(xiàn)出一致性[31]；美國(guó)紐約州為了幫助高中生應(yīng)對(duì)當(dāng)今時(shí)代的全球性挑戰(zhàn)，著力于學(xué)生工程和工程技術(shù)能力培養(yǎng)，開(kāi)發(fā)了STEM K-12項(xiàng)目并進(jìn)行推廣，幫助高中生獲得了一定的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)甚至是大學(xué)學(xué)分，拉近了K-12與高等教育的距離[32]。

繼而可以探索更多實(shí)現(xiàn)促進(jìn)銜接和雙向交流的體制機(jī)制，如讓工科專業(yè)的本科生或研究生擔(dān)任K-12拓展活動(dòng)的導(dǎo)師。例如麻省理工學(xué)院和蒙特雷技術(shù)大學(xué)（Tecnologico de Monterrey）為了提高女高中生選擇高等教育工程專業(yè)的比例，在2019年開(kāi)展了“美麗圖案2019”訓(xùn)練營(yíng)[33]。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)為了培養(yǎng)STEM研究生應(yīng)對(duì) 21 世紀(jì)職業(yè)挑戰(zhàn)的必要技能，已經(jīng)設(shè)立了“STEM研究員參與K-12教育”（Graduate STEM Fellows in K-12 Education，GK-12）計(jì)劃，讓STEM研究生能夠作為K-12學(xué)生的榜樣，并傳遞最前沿的科學(xué)、技術(shù)、工程以及數(shù)學(xué)知識(shí)[34][35]。

其次，注重與職業(yè)教育的銜接和融通。職業(yè)教育在教學(xué)上實(shí)踐性和技能性更強(qiáng)，并且即使在高中階段，也素來(lái)存在教授工程的中職學(xué)校，在內(nèi)容、教法等方面都能為K-12普通教育提供有益經(jīng)驗(yàn)。此外，要設(shè)法充分發(fā)揮K-12工程教育的教育改革價(jià)值，使其充當(dāng)普職加強(qiáng)溝通協(xié)作的連接點(diǎn)，可以將其作為公有課程促進(jìn)普職間人、財(cái)、物等各要素的流通，作為“探索課程互選、學(xué)分互認(rèn)、資源互通”的載體。

就對(duì)社會(huì)系統(tǒng)的影響而言，首先要意識(shí)到通過(guò)教育系統(tǒng)內(nèi)部的優(yōu)化能夠產(chǎn)生自然的社會(huì)功能。K-12教育作為幾乎所有學(xué)生都要經(jīng)歷的節(jié)點(diǎn)，這一階段的改革帶來(lái)的影響會(huì)在整個(gè)教育體系中累加，促進(jìn)高等教育、職業(yè)教育等和社會(huì)產(chǎn)業(yè)關(guān)系更密切的教育類(lèi)型的價(jià)值發(fā)揮。單就K-12階段而言，可以將社會(huì)需求向工程教育的培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化。例如根據(jù)科技發(fā)展的形勢(shì)在工程教育中強(qiáng)化新工科內(nèi)容，根據(jù)地域產(chǎn)業(yè)特色開(kāi)發(fā)校本課程并構(gòu)造產(chǎn)教融合機(jī)制等。可以通過(guò)真實(shí)任務(wù)的方式對(duì)接特定項(xiàng)目，讓學(xué)生在工程學(xué)習(xí)中也能有實(shí)際產(chǎn)出，此時(shí)教師必須對(duì)需求進(jìn)行良好的分析，提取出K-12學(xué)生能完成的部分。這些實(shí)踐要注意K-12教育的固有特性，把握好價(jià)值取向指引，意識(shí)到K-12根本上是人生發(fā)展的奠基階段，將學(xué)生健全發(fā)展而非產(chǎn)業(yè)需要置于首位。

（三）橫向融合：促進(jìn)不同領(lǐng)域教育共生

當(dāng)前目前許多工程教育案例還有很大的演示和探索性質(zhì)，目的只在于展示工程教育如何開(kāi)展，而沒(méi)有形成完善的體系。工程教育單憑一次、幾次的表演是不夠的，必須在這些探索之上更進(jìn)一步，結(jié)合我國(guó)的教育體系現(xiàn)實(shí)條件，形成長(zhǎng)期、完構(gòu)的K-12工程教育體系。在實(shí)現(xiàn)這種完構(gòu)體系的過(guò)程中，我國(guó)的現(xiàn)狀決定了將工程教育設(shè)為單獨(dú)學(xué)科列出依然比較困難。因此可以先采取融入、合科等形式，逐步探討?yīng)毩㈤_(kāi)設(shè)的可能。融入可以理解為將相關(guān)內(nèi)容作為知識(shí)單元或知識(shí)點(diǎn)出現(xiàn)在其他科目，合科則指作為某科目的一個(gè)子部分[36]。一般而言，我國(guó)的勞動(dòng)教育、信息科技教育、科創(chuàng)教育、STEM教育以及職業(yè)發(fā)展教育等都是可以考慮且適合工程教育特征的學(xué)科領(lǐng)域，通過(guò)推動(dòng)這些不同領(lǐng)域教育的協(xié)調(diào)融合與健康共生，可以有效促進(jìn)我國(guó)K-12工程教育的有效落地。

各學(xué)科的跨學(xué)科教學(xué)中以工程內(nèi)容為抓手，就可以視為一種融入形態(tài)。例如在化學(xué)領(lǐng)域，研究者通過(guò)設(shè)計(jì)了一個(gè)探索性的、引導(dǎo)式的教學(xué)項(xiàng)目，讓學(xué)習(xí)者通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式，結(jié)合物理、化學(xué)、材料科學(xué)以及工程學(xué)的知識(shí)和技能，自己親手制造有機(jī)硅彈力球[37]；博伊西州立大學(xué)（Boise State University）的工程學(xué)院和教育學(xué)院探討了不同學(xué)科的概念區(qū)分與練習(xí)，并在愛(ài)達(dá)荷州伊格爾高中（Eagle High School）的地球科學(xué)、化學(xué)以及普通物理課程教育中進(jìn)行了工程教育實(shí)踐[38]。通過(guò)融入方法將工程教育植入于其他更受重視的主干學(xué)科雖然可行性較好，但卻難以保證工程教育的系統(tǒng)性，導(dǎo)致工程教育的發(fā)生相對(duì)離散，難以促進(jìn)學(xué)生建立關(guān)聯(lián)，形成認(rèn)知圖式，因此融入時(shí)需要注意整體設(shè)計(jì)。

合科形式中的工程教育則更具獨(dú)立性，如我國(guó)小學(xué)科學(xué)課程、高中通用技術(shù)課程中已經(jīng)有了為工程內(nèi)容單列板塊的趨勢(shì)，通用技術(shù)選擇性必修3板塊被命名為“工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”。在此基礎(chǔ)上，條件合適時(shí)獨(dú)立設(shè)課是一種可能的走向。跳出工程教育看教育，人類(lèi)生產(chǎn)的知識(shí)的龐雜，也正愈發(fā)要求學(xué)校教育內(nèi)容的動(dòng)態(tài)性和靈活性，對(duì)工程教育內(nèi)容設(shè)置的探索，可能只是后續(xù)無(wú)數(shù)新內(nèi)容的先導(dǎo)。

不論采取哪種形式，完構(gòu)的體系中必然包含有計(jì)劃穿插的綜合工程實(shí)踐，來(lái)促進(jìn)工程素養(yǎng)由零散拼圖向最終形成的涌現(xiàn)，同時(shí)注意創(chuàng)設(shè)在建構(gòu)情境和自然情境中的學(xué)習(xí)任務(wù)。例如要求學(xué)生“制造一輛小車(chē)”，這輛小車(chē)的價(jià)值一般只局限于課堂之中，屬于出于學(xué)習(xí)目的的建構(gòu)情境。隨著經(jīng)驗(yàn)積累，應(yīng)該把能夠基于真實(shí)自然情境開(kāi)展教學(xué)作為一項(xiàng)重要目標(biāo)。小到個(gè)人的興趣，大到組織機(jī)構(gòu)需求等，都可以作為真實(shí)需求來(lái)引發(fā)任務(wù)情境。例如讓學(xué)生“制造一輛小車(chē)”是因?yàn)榘嗌洗蠖鄶?shù)學(xué)生都對(duì)小車(chē)感興趣。

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作者簡(jiǎn)介：

徐顯龍：副研究員，博士，研究方向?yàn)樾畔⒓夹g(shù)教育應(yīng)用評(píng)估、教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型、復(fù)雜技能綜合學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)。

國(guó)洪琦：在讀碩士，研究方向?yàn)榻逃龜?shù)字化轉(zhuǎn)型、工程與技術(shù)教育。

江鑫廣：在讀碩士，研究方向?yàn)榻逃龜?shù)字化轉(zhuǎn)型、復(fù)雜學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與應(yīng)用、工程教育。

張?zhí)扃涸谧x碩士，研究方向?yàn)楣こ膛c技術(shù)教育、信息化教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

The Role Positioning， Value Orientation and Implementation Path of K-12 Engineering Education in China

Xu Xianlong1， Guo Hongqi2， Jiang Xinguang2， Zhang Tianqi2

（1.Shanghai Engineering Research Center of Digital Education Equipment， East China Normal University， Shanghai 200062； 2.Department of Educational Information Technology， East China Normal University， Shanghai 200062）

Abstract： As the development of the times puts forward new requirements for education， K-12 engineering education has gradually garnered attention and is seen as an important initiative to respond to societal needs and nurture comprehensive innovative talents. However， the foundation of K-12 engineering education in China is relatively weak， and understanding of it is still immature， with its implementation not yet clearly defined. This article， based on the premise that “K-12 engineering education should be implemented，”first proposes that K-12 engineering education should exist in the form of a practical teaching model， which is determined by the inherent characteristics of engineering education and the current development context of education. Subsequently， the article transitions into the practical domain， advocating for a pluralistic value orientation to be followed in the implementation of engineering education， serving as an internal guide for practice. Based on this， the article systematically explores the pathways for realizing engineering education， emphasizing the need to adapt to the actual circumstances， take concrete measures， use K-12 engineering education to promote cross-stage communication， and achieve interdisciplinary educational symbiosis.

Keywords： engineering education； K-12； position； value orientation； implementation path

責(zé)任編輯：李雅瑄