中小學推進工程教育的目標是培養學生的創造力和實踐力，使其具備創新思維、人本思維和工程思維等必備品格，我們希望在中小學階段就能培養更多的孩子樹立專業立身、工程報國的理想。
——摘自第六屆IEIC大會 胡曉軍分享
江蘇省無錫市教科院教科所所長
胡曉軍 | 第六屆IEIC大會科技教育論壇專家報告
工科教育的重要性在當今社會日益凸顯，它不僅是推動科技創新和產業發展的關鍵力量，更是培養學生解決實際問題、具備創造力和團隊協作能力的基石。
事實上，想要培養工程師和科技人才，從中小學開始，就要為學生奠定堅實的科學、技術和工程基礎。
近年來，無錫市在推進中小學工程教育上大踏步前進，相關舉措多次“出圈”，其教育成果見諸于《中國教育報》等官方媒體。
圖 | 中國教育報
在第六屆IEIC國際教育創新大會上，江蘇省無錫市教科院教科所所長胡曉軍先生帶來了主題為《系統推進中小學工程教育的無錫實踐》的演講，闡述了無錫作為工程教育試點城市所取得的成就，分享了江蘇省錫山高級中學以及其他“示范校”是如何推進落實中小學工程教育的。
*以下內容摘自胡曉軍先生第六屆IEIC大會分享，為方便閱讀，以第一人稱視角陳述。
為什么要推進中小學工程教育?
從無錫市的視角來說，推進中小學工程教育不僅源于地方政府的支持，還因為我們當前所處的世界是靠工程作為底層構筑出來的，工程科技的發展有利于推動地方經濟和社會發展。
2017年，教育部啟動實施“新工科”建設，加快發展新興工科專業，改造升級傳統工科專業，開啟了新時代高等工程教育改革的新路徑，人才培養目標也清晰地表述為：高素質交叉復合型卓越科技人才。新工科強調培養高科技、復合型的人才。
黨的二十大報告中，提到了7類人才，包括大師、戰略科學家、一流科技領軍人才和創新團隊、青年科技人才、卓越工程師、大國工匠、高技能人才。其中，卓越工程師成為未來培養的重要方向。
然而，我國卓越工程師的數量相對較少。2023年發布的報告顯示，我國卓越工程師的比例僅為2.5%，遠低于法國的9.7%。存在這樣差距的部分原因是法國對工程教育的高度重視。
法國工程師聯盟從高中開始培養人才，為期9年的培養路徑包括高中三年、大學三年和研究生三年。這加速了我們對中小學階段引入這一概念的思考。
習近平總書記在中共中央政治局第五次集體學習時強調，要進一步加強科學教育、工程教育，加強拔尖創新人才自主培養，為解決我國關鍵核心技術攻關提供人才支撐。
在國際比較視角中，英國數學家懷特海將學校教育系統劃分為文科、科學、技術三類，其中技術領域需要開展工程教育。
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然而，目前高中課程中的技術內容較為匱乏，高一階段，技術學科的學分僅占7%。在高考錄取時，卻有33.4%的專業是工科類型。即使學生沒有系統地接受過工科教育，仍有1/3的比例選擇了工科類院校，這表明高中需要更加重視技術學科的教育。
我們曾對江蘇省錫山高級中學的高一學生做過專業興趣調查，僅有14%和18%的高一學生在調查中表示將來希望填報工科。
山西師范大學曾對小學五年級的學生做過同樣的研究，結果僅有2.3%的五年級學生表示將來想成為工程師。
工程文化的相對缺乏，使得更多拔尖的孩子在填報志愿的時候選擇了金融管理等相關專業。
因此，推進工程教育不僅需要加強技術學科的教育，還需要在中小學階段引導學生關注工程領域，這直接關乎學生在填報志愿時是否會更多地將目標聚焦到工程領域。這是推進工程教育的一項重要需求。
為什么無錫要推進工程教育
為什么選擇無錫作為工程教育的試點城市?我認為這可能與無錫的城市特質有關。無錫是集成電路產業規模排名全國第二的城市，科技公司總市值排名全國第六。無錫不僅僅是一個普通的地級市，也是一座現代工商業名城。
每年，無錫需要招聘6000名集成電路畢業生，而本地唯 一的一所“211”高校江南大學每年只能提供本科生200人、碩士生20人、博士生4人，遠遠不能滿足地方產業需求。
因此，無錫市委、無錫市人民政府將工程教育視為推動社會事業改革和提升水平、服務地方產業經濟發展的重大舉措。
無錫推進工程教育旨在突破科學教育發展困境，是貫徹和加強科學教育的前瞻設計和行動創新，也是培養未來卓越工程師和科學家的重要舉措。
2023年4月無錫市委辦出臺了《無錫市關于推進中小學工程教育的指導意見》(以下簡稱《意見》)，《意見》提出，要著力從學習空間、師資隊伍、課程體系等方面，構建具有無錫特色的新時代中小學工程教育體系。
無錫市還首 次召開了高中工程教育太湖論壇，發布《高中工程教育太湖倡議書》。該倡議書明確了從學習環境、課程體系、保障機制等多個方面推進相關工作的目標。
在推進工程教育的過程中，無錫遇到了許多困難，需要突破許多難點。
例如，中小學推進工程教育的目標究竟是什么?這是一個需要深入研究的問題。
我們初步認為中小學推進工程教育的目標是培養學生的創造力和實踐力，使其具備創新思維、人本思維、工程思維、科學思維等必備品格。我們希望在中小學階段就能培養更多的孩子樹立專業立身、工程報國的理想。
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工程教育的課程設置
在明確這一目標后，我們注意到即使在小學階段，也可以很好地開展工程教育。在相關推進會上，多所學校提供了他們開展工程教育的案例，通過生動的教學方式對孩子進行工程教育。可見，工程教育需要有相應的課程和方案支持。
錫山高中從2014年開始，經過五輪探索，逐步建立了工程教育體系。從最初建設想象創造課程基地，到2018年開發“工程·實驗”類課程，錫山高中采取了“長短課時結合”、“大任務實施”、“學分限位”的方式，確保每個學生在高中階段學習到專業的工程教育課程。
需要強調的是，高中推進工程教育并非是簡單地設置一門選修課，而是要將工程教育整體注入到目前現行的高中課程方案中，充分利用學分池，開發滿足需求的課程。
2018年，錫山高中建立了更為豐富的課程體系，包括7個專業大類，其中之一便是工程實驗類。
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這類課程并非普通選修，而是必修中的選修，要求學生在這個范疇內根據不同興趣選擇不同的學習方向。
舉例而言，學校開設了與江南大學和新南威爾士大學合作的“工業設計”課程。與江南大學的合作課程構成四個單元，與新南威爾士大學的合作課程則包含五個模塊。學生在這些課程中學習設計語言，進行公共雕塑與環境制作，以及展板設計等實際操作。
通過為學生提供實踐的空間，以及完善的課程保障，錫山高中的學生們展現出豐富多彩的工程作品和蓬勃的創造力。
錫山高中還與華中科技大學合作，共同開發了“智能制造”課程。學生需要學習工程概論、機械工程基礎、控制科學與工程基礎、機器人設計與制作等內容，完成1個滿足特定功能的機器人制造，參加1次企業現場考察。
工程教育的實地探索
在推進工程教育的過程中，學校還思考如何讓學生實地考察、走進工廠。體驗當代工程師的工作環境，也是開發這些課程的初衷之一。
為了拓寬學生的認知，學校與中國科學技術大學合作，開發了“量子計算原理與實驗”課程。不僅要求學生參與實際操作，而且要像高校的碩士研究生一樣進行某一特定課題的深入研究，并撰寫相應研究論文。
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無錫并不止步于高水平的合作，我們在一個典型的農村初中——無錫市堰橋初級中學，開發了空間科學課程群。
學校校長表示，即使是農村的孩子也應該“仰望星空”，因此學校引入了“火星探測系列課程”等，讓學生在初中階段就能參與具體的實踐活動。
今年8月，星河動力航天公司于酒泉衛星發射中心成功發射谷神星一號(遙七)· 好歡螺號運載火箭，其中地衛智能應急一號衛星搭載了堰橋初中的校徽，堰橋初中與地球完成了第一次合影。
我們在無錫的小學也進行了很多探索。錫中第二實驗小學與華科大進行合作，開發適合小學生的長達兩個學期的工程教育課程，為學生提供了更為廣闊的學科發展空間。
工程教育一定有自己的典型學習方式。我們正在探索“項目孵化”學習，要求學生像創新型企業家一樣，觀察生活，開展調研，提出制作產品的構想，并分析其市場潛力和成本。
學生需要經歷科技企業項目孵化全流程，進入專門的學習空間，進行產品研發。最終進行創客路演，吸引學校、學生和銀行投資。除了項目孵化，學生還體驗勞動實踐、CDIO等學習方式。
關于學習環境和教師隊伍
工程教育需要專業化、精致化的學習環境，包括傳統的圖書館、實驗室，以及適合工科工廠式學習的現代化環境。這些環境就像企業一樣，讓學生動手實踐，進行創造，進行對產品的物化。
一些學校的環境空間很小，所以我們也在做調整和創新。
比如，無錫市尚賢萬科小學把科技館建在校園里，科技館不但是每天學生上課的地方，還是周邊地區學生進行周末科技探索的地方。
無錫市輔仁高級中學在空間受限的情況下，把整個學校的走廊變成了自動駕駛的實驗場景，這個走廊下課的時候是行走的地方，上課的時候就變成了教室和實驗場。
還有很多在“口袋教室”里的學習案例，我們從前有“口袋公園”，現在學校有了“口袋教室”，可能10平方米就可以建成一個工程實踐的相關空間。
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工程教育中另一個重要的問題是誰來教授工程課程。我們需要擁有一支專、兼職的師資隊伍。
我們在引進國內外一流高校的優秀畢業生擔任中小學專職工程教育教師基礎上，組織開展了“十百千”工程教育師資培育行動，聯合全國10所一流工科院校為100所小學培養1000名工程教育師資，建立教師教學能力長效培養機制，把在本科和碩士階段沒有接受過師范教育的，畢業于汽車工程、光學、力學、熱力學的老師招到學校里，讓他們從事教育工作。
此外，無錫還組建中小學卓越工程師培育專家庫，吸引技術過硬的卓越工程師、高等院校專業課教師、企業技術精湛員工等參與工程教育。
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我們還建立了教師“專業學習社群”，把企業家、科學家和學校的老師共同組織到一個團隊里，去解決工程教育中所遇到的相關難題。
我們也在不斷地向更多領域探索，比如開展“雙高合作”。在此基礎上，無錫市2023年的小學生暑期活動涵蓋了“工程教育夏令營”“工程體驗營”“人工智能夏令營”“智能制造研學營”等，為學生提供了豐富多彩的選擇。
今年9月6日，全無錫市組織了“開學第一課”，規模涵蓋無錫市30所學校、50家相關單位、80余名老師。在這期間，學生可以“上九天攬月”，學習大量航天航空內容，也可以到702研究所(中國船舶科學研究中心)看深海“勇士號”、“蛟龍號”是如何被研發出來的。
現在，無錫平均每月舉行一次中小學工程教育現場推進會，吸取不同學校的實踐經驗，交流創新成果。
今年，“加強中小學工程教育有效路徑的研究”被列為教育部綜改司委托研究項目;“系統推進中小學工程教育的無錫實踐”被立項為江蘇省基礎教育前瞻性教學改革實驗項目;“工程育人模式創新實踐”“像工程師一樣實踐：普通高中工程整合課程基地”等6個項目被立項為江蘇省基礎教育內涵建設項目。
關于推進系統工程教育，無錫市還在探索的路上。2023年，江蘇市委正式發文，未來我們會用3年、5年乃至更長的時間，將無錫市建設成為國內一流、國際知 名工程教育的新高地。我們期待通過工程教育的推動，促使整個教育體系實現高質量發展。
