伴随着工程教育改革的开展以及STEM教育理念的提出,越来越多的国家认识到中小学工程教育的重要性,纷纷采取相关措施加以落实。例如,美国通过教育实施工程拓展计划,目标是提高学生对工程学的兴趣和增加攻读工程学位的学生人数(Jeffersetal.,)。英国皇家工程院实施工程教育计划(EngineeringEducationScheme),吸引有才华、富有积极性和创造力的年轻人进入工业界(Ritchie,)。与此同时,一些国家在基础教育课程标准中渗入“工程”概念。年,美国国家工程学会发布的K-12工程教育报告(EngineeringinK-12Education)指出,中小学工程教育标准的三大原则——强调工程设计、发展STM(科学、技术和数学)知识与技能、培养工程思维习惯(Katehietal.,)。年,澳大利亚发布的课程标准要求,技术教育开设两门课程——设计技术和数字技术,其中对工程的定义是:对科学和数学概念的理解与实际应用,使用设计过程开发和维护满足人类需求并有助于社会发展的解决方案(AustralianGovernment,)。
综上,中小学新工程教育应是为适应以数字化生产为标志的第四次工业革命,在基础教育阶段着重培育学生的工程意识和思维、工程设计和实践能力,注重对学生创意设计、动手操作、创新实践以及对工程职业兴趣的培养与训练。其核心特征表现为:工程设计、决策制定、物化实现和思维培养。
一个崭新的空间打造1.工程设计
美国纽约州在制订学校工程教育标准时将工程设计描述为“涉及建模和优化的迭代过程,这个过程用于在给定约束条件下为问题解决开发最优化的技术解决方案”(Strobeletal.,)。工程设计过程是工程的核心,工程设计为科学、数学和技术教育的综合实施提供了有意义的、开放的问题情境,鼓励学生根据实际需要开发和选择解决方案,允许学生按实施状况重新设计和优化方案。
2.决策制定
信息时代工程决策是复杂思维操作过程,是信息搜集与加工、做出判断、得出结论的过程。绝大多数工程情境都要求工程师在考虑问题需求、资源总量等因素限制基础上,从诸多问题解决方案中选择最优方案,以便解决问题。工程哲学学者凯恩将工程描述为“在不确定情况下,工程师利用可用资源引起最佳变化的问题解决策略”(Koen,)。中小学新工程教育应倡导学生在分析和界定问题的基础上,学会运用决策思维和系统性思维,充分利用科学概念、数学方法和技术工具引起“最佳变化”。
人工智能的植入3.物化实现
中小学工程教育,不仅要注重学生对相关工程知识的掌握,也要给予充分的“动手操作”机会,提高他们的创新实践能力。我国新一轮普通高中课程标准修订中,“物化能力”作为高中通用技术课程的五大学科核心素养之一,指将设计意图和方案转化为人工物或对已有人工物进行改进与优化的能力(陈向阳,)。工程教育同样强调学生在学习过程中产生有形的结果,且学生需要考虑时间、成本、材料等条件限制,充分运用多学科知识和工具进行物化实现。学生物化实现的结果可以是产品模型,也可以是产品的外观设计或系统概念图,亦或是合理的问题解决方案。
机器人和编程的广泛应用4.思维培养
问题解决能力是信息时代学生需要掌握的关键技能。中小学新工程教育的目标不是将每个学生都培养成工程师,而是让他们在工程学习过程中逐步发展符合这个时代需要的工程思维,并运用这种思维方式解决问题。新工程教育以学生发展为中心,促进学生工程思维的养成,鼓励学生在日常生活和学习中遇到未知、较复杂的工程问题时,能运用工程思维、选择合适的技术工具解决问题。
创造力带来的美好时光课程的设计和操作中,行为素养教育更加深入的植入该理念,并按照多角度的方向和行为习惯改变的结果导向来为教育服务,从承智军团开始,到整套系统课程的打造,在校园内部及校外年度系统课程的执行中得到深入应用。
由于目前教育对素质教育的认可不断进步,戴毅麟老师和他弟子班的同志,对行为素养教育的未来充满希望。行为素养教育就是素质教育的践行。