工程教育是一门实践性极强的学科，倡导体验式学习和基于问题的学习。江苏省无锡市锡山高级中学建设工程教育课程体系，探索“项目孵化”“劳动实践”“工程实践”等多种学习方式，帮助学生在真实情境中经历完整的综合实践过程。
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【资料图】
《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》中设定的信息技术课程目标包括：认识信息系统在人类生产与生活中的重要价值，学会运用计算思维识别与分析问题，抽象、建模与设计系统性解决方案。这既是信息技术的课程目标，也是工程教育的主要学习方式。江苏省无锡市锡山高级中学在校本课程开发的实践基础上，以信息技术学科为主干，尝试建立普通高中工程教育课程体系。
普通高中工程教育的目标不是培养学生从事工程实践的能力，不仅仅是为了让学生学习工程的相关知识，而应该培养学生的多方面素养：创造力、实践力等关键能力；创新思维、人本思维、工程思维、科学思维等必备品格；专业立身、工程报国的价值观念。这里的教育目标包括了关键能力、必备品格、价值观念3个维度，共同构成了培养爱党报国、敬业奉献、具有突出技术创新能力、善于解决复杂工程问题的未来卓越工程师这一目标。
工程教育是一门实践性极强的学科，要让学生动手实践、动手创造。不同于其他学科以纸笔学习和接受式学习为主的学习方式，工程教育必须以实践为导向，倡导体验式学习和基于问题的学习。围绕工程教育的特点，学校近年来探索了多种实践性学习方式。
“项目孵化”学习：经历科技企业工程项目全部流程
“项目孵化”学习是借鉴高科技企业运行模式而探索的一种学习方式，让学生观察生活、开展调研，寻找工程实践创业方向，在教师的指导下经历科技企业工程项目孵化的全部流程。
项目先导期，学生依据兴趣和想象开发选择工程项目；项目论证期，项目创始人提交设想，依次经过孵化器经理（教师）、孵化器项目筛选委员会（教师小组）审查；项目孵化期，学校为项目提供所需的硬件设备和学术指导；市场培育期，学校筛选出特别优秀的工程项目，提供专利申报、产品研发、联系工厂、注册商标等服务，学生还可以向“校园风险投资公司”和“学生创业银行”申请资金支持。学生在虚拟的工程实践创业中规划、设计，进而完成自己的工程项目。
以“攀墙走壁”项目为例。学生小李看到清洁工人在高楼幕墙上工作，不仅工作强度大还有一定危险。于是，小李在项目论证期提出了“能不能发明一种安全的玻璃清洁器”的想法，在工程教育的“工程科学创新课程”中提交了“高空仿生清洁机器人”的项目设计书，由教师、学生和外聘工程师组成的“孵化委员会”对项目进行了可行性分析和资金评估。通过不断探索、创新、实践，小李制造出能够“攀墙走壁”的清洁工机器人，然后申报专利、联系企业、参加比赛，获得了学校“金牌工程师”奖金，体验到了“像工程师一样创造、像企业家一样创业”的成就感。
“劳动实践”学习：在真实劳动中提升综合实践能力
学校探索校园劳动岗位化实践，让学生从身边的事情做起，在真实的劳动中体验创造的乐趣。学校先后设立了10多个面向真实情境的校内工程劳动岗，这些岗位的设置经过课程开发团队的集体研讨，在综合考虑岗位的安全性、科学性、可行性基础上，明确岗位职责、确定岗位学分、制定考核标准。比如，学校将物联网技术“嫁接”传统农耕，设立了建设与管理物联网蔬菜大棚的高科技农业生产岗；在操场上设置了“智能化体育工程师”岗，学生研究如何将人工智能应用在体育活动中，设计制造了一系列工程产品。
“电子创新设计”课程深受学生喜爱，课程设置了校园橱窗亮化岗，负责该岗位的学生团队要对校园橱窗亮化进行问卷调查，了解同学的亮化建议，然后在课程学习过程中设计出实施方案，组织同学投票选出满意度最高的方案。学生在教师的帮助下购买器材，邀请学校电工负责安全保障——最后，经由学生团队创新设计、制作的一套感应灯光系统安装在校园橱窗，成为校园夜景中的一道风景线，学生也在真实劳动中提升了自己的综合实践能力。
“工程实践”学习：在整体知识框架下选择学习内容
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，包括构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）、运行（Operate）等方面，以产品研发到产品运行的生命周期为载体，以课程之间的有机联系方式开展工程学习，培养学生的创造能力、创新意识、工程思维和团队协作能力。
在工程实践教学模式下，学校创设情境并建立面向学生的课题库，学生酝酿工程项目、发现实际问题，在实践需求的推动下开展学习。原本以教师教学为起点的模式变成以学生的实践、感悟、经历为起点，每个学生都会依据自己工程项目的不同，在整体知识框架下选择自己需要的内容开展个性化学习，通过分析、合作、探究设计出解决问题的方案，进而动手实践解决问题。
在一次头脑风暴中，学生提出来要将学校的楼梯改造成“钢琴”，希望踩上去能够发出钢琴的声音。在“构思”阶段，学生要学习相关的软件和硬件知识，设计出一个解决问题的技术方案；要思考电源布线问题、使用寿命问题；要关注上课和晚间不能发出声音等人文关怀需要；还要考虑如何节约经费、控制成本。在“设计”阶段，学生需要学习绘制图纸、设计电路、选择耗材的相关知识，需要明确如何组建团队、合理分工、协作完成作品等。在“实施”阶段，学生边实践边调整设计方案，熟练操作激光切割机、电烙铁、电子示波器等各种仪器，还要通过整合资源的能力获取周边力量的支持。在“运行”阶段，学生要明确“完成制作不是终点”，还要反复调试设备、更新迭代，提高产品的使用寿命；学生还调试出产品的附加功能——不同的爬楼速度产生不同的音乐效果。
专业的师资力量、新颖的学习方式、精致的学习环境、丰富的激励措施，充分激发了学校工程课程的活力。学生面对真实情境提出问题，自主获取解决问题所需的知识并找到问题的解决方法；参与一系列综合、复杂的项目，对碎片化知识进行重新整合，实现了知识体系的重新建构，极大地提升了创新、人本、工程、科学等方面的综合素养。
（作者单位系江苏省无锡市教育科学研究院）
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