素養導向 分層實施 多元評價

錢逸舟

工程教育是STEM（科學、技術、工程、數學）教育的重要組成部分。中小學工程教育的核心是以問題、任務或項目驅動，基于工程設計流程開展教學活動，強調學生的主動參與以及教學的實踐性。與其他三門學科不同，工程教育在中小學并非獨立的學科，但它可以打破學科壁壘，有效助力學校科學、技術、數學教育的實施，為跨學科教學提供理念與方法。

2023年，無錫市開始全面推進中小學工程教育，旨在激發學生對工程技術的興趣，培養他們的工程素養，探索培育拔尖創新人才的有效途徑。經過一年多的探索，各類工程教育課程已在無錫市工程教育重點建設學校全面實施。在此過程中，我們追蹤并研究了多所學校工程教育的開展情況，總結出了中小學工程教育有效實施的三大核心原則：以素養為導向的課程設計、分層實施的課程實踐以及多元評價的成效檢驗。

素養導向的課程設計

中小學工程教育旨在培養學生的各方面素養，而非簡單地傳授工程知識。因此，設計工程教育課程的第一原則是素養導向。這里的素養包括三個方面：工程素養、學科核心素養和其他非學科素養。

中小學工程教育首先要培養學生的工程素養。盡管目前學界對于中小學生工程素養的定義還沒有明確共識，但根據已有資料，工程素養可理解為應用工程設計過程來解決問題、達成目標的能力。具體而言，工程素養包括工程思維能力（如系統思考）、工程基礎認知、問題解決能力、工程精神與倫理、團隊協作能力等維度。由于工程素養的各個維度與工程設計的流程緊密相關，課程設計若緊扣工程設計流程，引導學生探究問題，設計、實施并優化方案，體驗工程迭代思想，工程素養就自然而然地融入了課程。

學科核心素養也是工程教育課程中需重點關注的部分。工程教育并非國家課程，因此天然地具備了跨學科的特性，即學生在工程實踐中需要靈活運用科學、技術、數學等學科的知識解決問題。圍繞工程實踐開展跨學科教學，可以很好地融入學科核心素養。因此，在設計工程教育課程時，需要考慮跨學科內容的設計，尤其是要思考如何將學科核心素養融入其中。學科核心素養與工程教育課程整合的方式主要有兩種：內容整合與情境整合。內容整合是指通過設計跨學科的教學活動，讓學生綜合運用不同學科的知識完成工程設計；情境整合是指在某一學科教學時融入工程設計，讓學生通過現實工程情境的體驗加深學科知識的學習。

其他非學科素養是指在工程教育實施過程中，學生能夠提升的其他素養。在素養導向的教學中，教師不僅是知識的傳授者，還是學生學習的引導者和合作伙伴。這就要求學生成為學習的主人，在問題解決與項目實踐中應用批判性思維、創造性思維等高階思維能力。同時，課程中具有挑戰性和啟發性的學習任務，可以激發學生的學習興趣和動力。在多樣化的學習體驗和精心設計的情境中，學生能夠深入思考工程實踐對社會、環境和人類的影響，培養應對未來挑戰的能力和素質，從而成為具有創造力、批判性思維和社會責任感的公民。

分層實施的課程實踐

由于工程教育的特殊性，學校一般沒有專職的工程課程教師，也沒有現成的工程教育課程。目前，學校的工程教育課程主要由信息科技、科學（包括物理、化學、生物）及數學教師負責，課程實施時間多安排在課后延時服務和社團課時段。基于以上現狀，學校在開展工程教育時，應遵循分層實施的原則，根據師資和課程資源等情況，開設普及類、社團類、競賽類等不同層次的工程教育課程，通過不同的課程形式推動工程教育落地。

普及類工程教育課程旨在讓每一位學生都能夠體驗工程實踐，其課程實施方式十分多樣化。第一種方式是邀請工程專家和教授走進課堂，為學生們帶來專題講座，普及工程相關知識。例如，太湖格致中學邀請了江南大學物聯網工程學院的教授團隊走進校園，開展了以“智慧物聯：科技與未來工程的交匯點”為主題的“開學第一課”。第二種方式是組織學生深入工程相關企業，進行游學活動。例如，碩放實驗小學圍繞“航空工程”主題，組織學生到無錫乘風航空工程技術有限公司進行參觀學習。第三種方式是在部分年級開設普及型工程教育課程。例如，尚賢萬科小學在三、四兩個年級開設了“人工智能與機器人”的普及型課程。此外，還有一種方式是在國家課程中滲透工程內容。例如，在物理課上引導學生搭建結構模型，幫助他們理解力學關系，加深對物理學原理的認識。

社團類課程，也可稱為興趣類課程，旨在為有特定興趣的學生提供深入學習和實踐的機會。相較于普及類課程，社團類課程參與的學生規模較小，但課程內容更具深度和專業性，通常能夠更好地體現素養導向的課程設計理念，其工程實踐活動也更加豐富。對于希望開展工程教育的學校而言，深度打造一到兩門具有學校文化特色的工程教育社團課至關重要，不僅能鍛煉教師的課程設計能力和跨學科備課能力，還可以將其中打磨成熟的內容不斷迭代優化，在全校進行推廣。此外，在學校課程研發能力有限的情況下，工程教育課程的打造可以借助外力，例如與科研院所的專家團隊合作，提升課程的專業性。目前，無錫的各工程教育試點學校均已建立至少一門體現本校特色的工程教育社團課程，部分學校已形成了完整的課程體系。

競賽類課程是在社團課的基礎上選拔有天賦的學生，針對相關比賽開設的課程。如果說普及類課程是為了讓學生找到自己的興趣點，社團類課程是為了讓有興趣的學生進一步發展，那么競賽類課程則是培養拔尖創新人才的土壤。競賽類課程通常圍繞具體的比賽項目開設，以賽促學、以賽促教，實現賽課融合。同時，這類課程對教師的要求更高，需要教師對賽項有深入的研究，并投入更多的時間和精力對學生進行訓練。因此，競賽類課程的實施需要學校從制度、財力、物力等多方面給予支持，這也是學校工程教育能否產出物化成果的關鍵。

多元評價的成效檢驗

中小學工程教育作為一種新的教育形態，旨在發展學生的素養，讓學生在實踐中體悟工程的規范性，學會系統性思考和靈活應對，同時理解問題解決方案的多樣性。傳統的成績導向型評價方式并不適用于對中小學工程教育實施成效的評估，因此，需要用多元化的評價方式來檢驗其教學效果。

首先，工程教育的評價方式需要多樣化。在中小學工程教育課程中，學生往往需要解決特定的問題或完成特定的作品。因此，標準化考試就不太適用于這種情境，而表現性評價則有了用武之地。表現性評價是一種基于學生的實際表現和成果來進行評價的方法，其注重學生在學習過程中所展現出的各種能力。通過制定明確的評價標準，表現性評價不僅能夠對學生的最終作品進行評價，還可以評價學習過程，并讓教師根據評價結果對學生進行反饋與指導。除此之外，還可以通過各類量表來評測學生的素養發展，用自我評價、伙伴評價等方式督促學生進行自我反思。

其次，評價學生在工程教育中的收獲需要多維度進行。工程教育所培養的素養本身就具有多維屬性，僅從單一維度進行評估，難以真正檢驗工程教育的實施效果。然而，在目前中小學工程教育的實際操作中，對學生素養的多維度評價仍是薄弱環節。一方面，素養評價與傳統的知識評價差異較大，對學校而言相對陌生；另一方面，素養評價具有較高的專業性，其評價量表的設計需遵循一定的科學標準。

多元評價機制能夠為中小學工程教育課程的持續優化提供堅實的數據支撐。目前，我們已經在多所學校的工程教育課程中開展了學生素養發展的追蹤工作。以尚賢萬科小學的“STEM跨學科編程”社團為例，在該課程中，學生需要運用圖形化編程技巧來解決各種數學問題，并不斷完善解決方案。經過一學年的學習，該社團的24名學生在學習動機、數學自信、自我效能感、計算思維以及運用技術解決問題的態度等多個方面均展現出了明顯的進步。我們堅信，通過這樣的努力，不僅能夠幫助學校全面了解工程教育課程的實施效果，更能進一步推動中小學工程教育的深入發展，為學生的素養提升奠定堅實基礎。