以工程教育为突破口 推进科学特色高中创建

　　作　者：

　　唐江澎，中国教育学会副会长，香港中文大学（深圳）当代教育研究所所长，江苏省锡山高级中学教育集团总校长

　　高中教育多样化发展一直是办好更加公平、更高质量基础教育，构建优质均衡基本公共教育服务体系的重点议题。《教育部 国家发展改革委 财政部关于实施新时代基础教育扩优提质行动计划的意见》提出“推动普通高中多样化发展。建设一批具有科技、人文、外语、体育、艺术等方面特色的普通高中”。《教育强国建设规划纲要（2024-2035年）》进一步要求“探索设立一批以科学教育为特色的普通高中”，将其作为推进高中阶段学校多样化发展的重点。工程教育融合科学、技术、数学与现代制造，突出强调学生系统思维与动手能力，是科学教育特色高中建设的重要突破口与实践载体。

　　一、工程教育的时代价值

　　工程科技是“改变世界的力量”。工程教育与历次科技革命、产业变革密切关联，是创新型国家建设与实现高水平科技自立自强的重要战略支撑。习近平总书记在2021年9月中央人才工作会议上指出，“要探索形成中国特色、世界水平的工程师培养体系，努力建设一支爱党报国、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工程师队伍”；在2023年5月29日中共中央政治局第五次集体学习时进一步指出，要“加强科学教育、工程教育，加强拔尖创新人才自主培养，为解决我国关键核心技术攻关提供人才支撑”。工程教育是连接教育、科技、人才的重要枢纽，已成为培养适应国家战略需求的高素质工程人才、实现国家高水平科技自立自强的关键路径，在国家战略人才培养中处于关键地位。

　　工程教育作为学科融合的枢纽具有独特价值。“以科学教育为特色的普通高中”直指“提升学生动手实践能力、解决复杂问题能力、社会适应能力”，与“新工科”建设（理工结合、工工贯通、医工融合、工农交叉）形成战略呼应，凸显工程教育作为学科融合枢纽的独特价值，以实现“培养卓越工程师、大国工匠、高技能人才”的战略目标。科学教育政策由强调普惠性、奠基性转向强调创新性、提升性，推动课程内容重点从科学与相关学科的学科融合，转变到强调“科技能力进阶”的“STEM融合”课程体系。以工程为核心绾合各学科，聚焦培养学生“解决复杂问题的能力”，有助于夯实科技创新人才培育基础。

　　工程教育促进人全面发展的作用还没有得到充分重视。约100年前，英国著名哲学家、教育理论家怀特海把教育划分为文科、科学与技术三类：文科塑造语言、历史与艺术的修养；科学训练观察与推理；技术则把知识应用于物质创制，强调手眼协调与过程判断。他指出，传统教育只重文科与科学，忽视了技术对理想人格发展的重要性，导致精神与躯体、思想与行动的割裂。人的智力活动与身体感知相连，尤其与“手”密不可分，这恰是工程教育不可或缺的根基。然而，当前中国技术与工程教育在高中课程体系中的比重仍然偏轻，技术仅占6分（占必修课程学分总数的7%）。这种结构性失衡削弱了学生面向真实世界的实践积累。

　　当前，高中阶段教育落实教育、科技、人才一体化战略，最直接的工作切入点、最关键的改革突破口应是以工程教育为重点推进科学高中建设，以实验探究和工程实践为抓手，开齐开足工程教育课程，推动学习环境从秧田式环境改造到工程坊，让学生不仅关注卷子得了多少分，还要关注是否能动手创制创造成功呈现设计的物化成果，提升学生动手实践、解决复杂问题的能力以及社会适应能力。

　　二、国内外学校开展工程教育的经验举措

　　纵观国内外中学工程教育实践，可以看到无论是国际著名科学高中还是国内学校（以江苏锡山高中、广东深圳明德实验学校、澳门培正中学为例），都在课程建设、实践平台、学习场景、师资队伍等方面发力优化工程教育，构建形成高质量培养体系。

　　1. 以技术与工程为核心，系统构建“跨学科、阶梯式、个性化”课程体系

　　美国尼古拉·特斯拉STEM高中以项目式教学法（PBL）为核心，分三阶段推进工程课程，从基础实操到复杂工程任务，最终引导学生组建团队完成商业路演；芬兰赫尔辛基奥林科拉赫蒂学校开展编程创意活动，学生在多学科教师指导下完成智能自行车、3D打印手机支架等作品。

　　江苏锡山高中将“时代新人”形象细化、具体化为“终身运动者、责任担当者、问题解决者、优雅生活者”的毕业生形象，用培养“问题解决者”统摄技术与工程课程目标，努力让学生养成勤勉持恒、崇尚实践的品质，熟练运用现代技术，以智慧和行动贡献解决方案。这一目标导引着学校“工程·实验”专业大类课程体系的开发，提升学生的技术意识、工程思维、图样表达、创新设计和物化能力。例如，在开源硬件的设计与制作课上，学生在使用工具、认识材料、绘制图形、软件编程和硬件搭建中，领会工程设计、技术知识和科学应用之间的联系。

　　2. 依托优质硬件与多元平台支撑工程实践落地

　　美国托马斯·杰斐逊科技高中拥有8个独立实验室及综合工程实验室，为科研实践提供坚实保障。德国卡尔蔡司耶拿文理中学以现代化实验室为基础，引入企业捐赠设备，联动科研资源开放研究机会。新加坡科技中学联动新加坡科技设计大学、3M等高校与企业搭建实践平台，开设“英诺赛科（InnoScience）挑战”等活动，推行“从应用中学习”理念，让学生在真实产业场景中锤炼工程实操能力。

　　深圳明德实验学校以“无边界”办学理念为引领，挖掘与融合区域优势资源，构建了政校企协同育人新机制，获得政府财政保障与基金会年度捐赠双轨支持，为学校开展技术与工程教育注入持续动能。

　　3. 构建高中技术与工程教育典型学习方式

　　锡山高中融合国际STEAM教育经验，探索形成了基于真实情境、包含“问题导向、工程统筹、跨学科知识组织、创制创造、技术规范、物化成果”6个要素的高中技术与工程教育典型学习方式，为STEM国际工程教育经验进入高中工程教育课程体系提供了本土化、校本化实施路径。同时，将“工程·实验”大类课程与配套的学生发展指导体系相融合，形成学业、专业、职业、事业、志业“五业贯通、理想照耀”的生涯规划体系，激发学生“因志向而学”。例如，对食品工业有意愿的学生，学校提出选科建议（“3+1+2”组合），选择“工程·实验”专业大类体验课程，熟悉高考目标院校专业学习方式，了解典型职业发展前景等。

　　4. 以学习场景建设支持工程课程学习

　　锡山高中坚持“以课定需，渐进优化”理念，创立“课程导向下的场景建构”新模式，即在课程实施过程中积累经验、明确需求，动态生成场景建设标准。基于“先开课程，后建场地”思路，学校自主研发设计了工业设计教室、创客空间、机器人中心、创造工坊等10多间技术与工程教育教室，同时总结提炼相关建设经验，形成了一套完整的高中技术与工程教育学习环境建设标准。同时，引入CDIO与PBL等国际工程教育模式，构建“做中学、创中悟”实践范式，以开放式工程项目为载体，通过项目孵化、市场培育等全周期支持，系统培养学生的工程实践与创新能力。

　　深圳明德实验学校以“AI+工程”的架构布局工程教育场景，通过模块化设计，以行业技术为主线，打造传统学科与行业技术整合的“双线并行”实验室。例如，智能制造空间集成了4个物理与技术实验室。双线并行的设计提高了实验室空间资源的使用效能，助力创设“AI+工程”教育场景，为AI时代卓越工程师提供优质教学环境。

　　5. 构建“实战型”师资队伍保障工程教育教学实效

　　美国亨利冈恩高中机器人队指导教师都有工程实践背景，或曾任职安捷伦科技公司研发实验室仪器，或为运输局（VTA）主导设计与培训的首席技工，或参与英伟达自动驾驶研发，能将产业前沿技术与工程实践案例融入课堂教学。一些国家也重视教学与实践联通。例如，瑞士欧洲核子研究中心面向全球中学教师开放专项进修通道，助力教师及时掌握前沿科技动态，提升工程教育专业性。

　　澳门培正中学引进有工程教育经验的教师，招聘有工程师背景且有教育理想的教师，挖掘有转型潜质的理科教师，不仅为学生的工程实践能力培养提供了更加优质的资源支持，更有效解决了工程教育师资不足的问题，实现了人才培养与专业教育质量的双提升。

　　三、做有理想、负责任的行动者

　　推进科学特色高中创建是教育回应国家战略的一次主动突围。面对现实的重重阻力，应做有理想、负责任的行动者，不仅看到问题，更要寻找问题解决的有效路径。

　　1. 明确科学特色高中的认定方式

　　科学特色高中创建是一项整体性、全局性工程。出台科学特色高中的行业认定标准还是创建指南是一个需要思考的问题，要注意规避政策实施可能出现的倾斜。例如，相关政策一旦出台，科学高中可能会演变为各地数理化5大竞赛强校建设，偏离教育宗旨。另一方面，也要充分考虑我国东西部地区之间、城乡之间发展不平衡的现实情况，关注基础教育发展的差异性、多样性。建议尊重基层学校的创造力和首创性，在科学特色高中的行业认定能够最大化地促进育人方式从单一刷题走向动手创造，最大化地调动不同地区基层学校的积极性。

　　2. 明晰科学特色高中的办学定位和发展目标

　　办好科学特色高中，需要我们深入思考其办学定位和发展目标，明确要办一批以科学为取向的数理化竞赛全面发展的强校名校，还是办一所以工程为主要绾合点的科技高中，这对于科学特色高中的健康发展至关重要。在此基础上，基层学校需要准确把握科学高中创建中的阶段性问题，从校校可为的“科技项目学校”起步，经过面广量大的“科技特色学校”，再向少量优质的“一流科技高中”持续进阶发展。这就需要有关部门制定出台科学高中创建指南，引导基层学校根据自身情况开展实践探索。

　　3. 突破科学高中建设的政策与实践堵点

　　面向“十五五”时期教育强国建设的紧迫任务，推进科学特色高中建设还需要在政策上有所突破。现有评价体系与培养目标存在脱节问题，我们一边呼唤培养学生的工程素养，一边却依赖“刷题”来选拔人才、依赖理科方式遴选工科人才。评价机制创新力度与体系化培养大国卓越大师使命的难度不相适配。

　　打通堵点需要制度创新，一是在“强基计划”框架内，由工科院校率先发布工程素养评价标准，明确探索动手实践、技术应用等核心评价指标。二是拓展考核形式，在“强基计划”校测环节，将考核方式拓展为“纸笔测试+实践考查+面试”模式。三是推进大中贯通培养，通过将实践考查纳入“强基计划”，倒逼高中阶段开设工程实践课程，形成大中贯通的培养链条，选拔出、培养好真正具有制作制造、创新创造等素质的未来卓越工程师。

　　来源：《中国基础教育》