郝京华教授:为国家义务教育阶段设计一门工程技术课程
栏目:公司新闻 发布时间:2024-04-08 20:23:55

  一堂“自制载人小船”的主题课程为浙江省杭州市湘湖未来学校的学生们带来了新的课后服务体验。学生们化身“小小工程师”,从调研设计、交流制作到测试评估、制作模型,体验真实的工程设计流程,不断在真实情境中探索科学奥秘。

郝京华教授:为国家义务教育阶段设计一门工程技术课程(图1)

  这是国家科学课程标准研制项目负责人、南京师范大学课程研究中心负责人郝京华教授带领海亮素质教育集团专业团队研发的特色工程素养课程《少儿工程院》的PBL衍生课程。与传统教育课程的设计流程不同,《少儿工程院》课程围绕着设计宗旨——“培养工程素养、为关键概念提供经验支撑、为课内所学提供活化机会、弥补儿童生活社会经验的不足、为释放创意提供机会”进行设计。课程从顶层设计出发,界定出小学阶段的工程素养,再根据学生的认知水平呈现逐渐深入、螺旋上升地加以安排,旨在潜移默化中锻炼孩子们的动手能力、解决问题的能力和高阶思维能力。

郝京华教授:为国家义务教育阶段设计一门工程技术课程(图2)

  《少儿工程院》是中国素质教育理念与实践的一大探索,更是在“双减”中推进科学教育加法的突出实践。《少儿工程院》是“3.3.3科学教育新模式——科学教育综合改革实践探索二十年”项目的关键实践与成果,该项目荣获“国家级教学成果奖二等奖(基础教育类)”。此外,《少儿工程院》还入选了“中国基础教育卓越原创案例展评”活动,获“特色案例奖”。

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郝京华教授:为国家义务教育阶段设计一门工程技术课程(图4)

  作为从事科学教育的资深教育专家和《少儿工程院》的发起人工程设计,郝京华教授分享了研发课程的初衷,出于编写科学教材和对国际上STEAM教育的反思,她深刻发觉镶嵌在科学课程中的工程技术教育难以承担日趋成熟的科技教育重任,因此她决心研发一套小学阶段的系统的工程技术教育课程——《少儿工程院》。

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  《少儿工程院》原本是为社团设计的课程,但是我们越来越意识到工程素养或者叫科技素养,不应该是单属于一部分孩子的,而是作为每一个生活在现代社会的人都应该具备的。城市的孩子需要,农村的孩子也需要,甚至是更加需要。

  因为他们有了这些素养能力以后,既可以知道如何应用新技术,也可以自己创造发明。我们试想一下,生活在边远地区的人,首先改变命运的是哪些人?一定是有能力运用新技术的人!例如,生活在农村的年轻人能够用电商把自己家乡的土特产推销出去就是一个很好的案例,或者当年轻人在家乡有一片土地,他会思考运用什么样的机械工具可以实现科学种植,当他有了这样一个创造发明的想法以后,可以找人把他的想法实现出来。所以我觉得科技素养不是特定哪个地域的人需要,而是所有的人都需要的。

  在2022年的新课标中,科学课程新增了工程板块,但是我们国家的科学课程主要学习的还是科学知识,相比科学知识的“主学习”,工程技术可以说是“副学习”,在整个科学课程当中还是一个比较薄弱的部分。基于科学课程难以承担培养学生科技素养的重任,所以我们特别设计了《少儿工程院》的课程。

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  “科技素养”和我们目前课标上所讲的“科学素养”还是有很大的差异的,我们可以从四个维度认识“科技素养”和“科学素养”的差异。

  第一个维度是对于工程技术本体的认知,包括工程技术涵盖哪些领域、工程技术和社会是什么样的关系,什么是工程、什么是技术、什么是科学,我们把这些叫做对本体的认知。

  第二个维度是工程师的基本技能,不管是哪个领域的工程师,都要知道识图绘图、使用工具、制作模型、产品测试,这些都是工程师的基本能力,也叫通识技能。

  第三个维度是工程设计,现在的STEAM/PBL课程基本上是属于这个领域。

  第四个维度是工程思维,工程思维不同于科学思维,应该包含系统思维、设计思维、评价思维等具体的思维。例如,设计思维主要是和创造性思维有关,而评价思维常常基于计算机的计算思维。

  当我们认识到什么是“科技素养”这个问题,我们就能发现《少儿工程院》和一般的STEAM/PBL课程还是有很大的差异的。

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郝京华教授:为国家义务教育阶段设计一门工程技术课程(图8)

  我们国家暂时还没有一个系统的关于工程技术的课程,我们的最终目标是要为国家设计一个义务教育阶段的工程技术的课程。

  为了让孩子对工程技术领域有一个全方位的了解,我们设计了机械中心、能源中心、交通中心和建筑中心,这些中心背后是和我们传统工程技术的几个领域相对应的,比如说土木工程、机械工程、电气工程,还有化学工程。但是我们觉得化学工程对孩子们而言可能有点难理解,所以我们把它改成了能源工程。通过这些细分领域,学生们就能直观地知道工程技术有哪些具体领域,当然除了这些传统的领域,还有一些新兴的领域,我们也会有所涉及。

  第二个维度是属于工程师的基本功,但我们并不是为了把所有孩子都培养成为工程师。我们的学生动手能力特别特别弱,但动手能力又很重要,所以我们想通过识图绘图、动手制作一个模型以及对材料有所了解这些工程师的基本功来提升孩子们的动手能力。

  工程设计方面主要是通过PBL来完成,更加关注这个领域中间工程师都在做些什么,例如设计电动小车的课程主题,就包含了设计创造性思维的内容。

  《少儿工程院》除了单节的课程之外,还有一些长周期课程,例如自制载人小车、载人小船,这些课程在工程思维的引导上会更多,主要是为了培养学生解决问题的能力。我们知道科技制作、科技发明这些都偏技术层面的,而在真正的工程领域中,工程师考虑的问题是不一定是创造发明,而可以是一个技术的集合。例如,我们看到的联合收割机就用了好几种技术,虽然没有发明,但是把几个技术合成一个新的技术,实现了解决问题的目的,过程中培养了解决问题的能力。在解决问题的过程中,就是在培养学生的工程思维。如果老师们不否认培养孩子思维的重要性,每个学科都可以培养孩子的思维能力,数学有数学思维、科学有科学思维、技术有技术思维、工程技术有工程技术思维,殊途同归,孩子们的心灵就可以变得更加丰富,就真正可以变为一个很聪明的人。

  2024年1月,《中国教育报》报道了海亮素质教育集团探索课后服务科学教育“加法”的实践经验,《少儿工程院》作为典型案例,有效助力学校深化教学改革,提升科学教育质量成效。

郝京华教授:为国家义务教育阶段设计一门工程技术课程(图9)

  《少儿工程院》推动了科学教育“加法”的实践,丰富了中国特色科学教育体系。

  未来,海亮素质教育集团将持续在成为创新教育变革引领者的道路上不断前行,致力为国家培养出一批具备科学家潜质与工程师潜质的青少年群体,助力国家实现2050年成为科技强国的伟大战略目标。