中小学推进工程教育的目标是培养学生的创造力和实践力，使其具备创新思维、人本思维和工程思维等必备品格，我们希望在中小学阶段就能培养更多的孩子树立专业立身、工程报国的理想。
——摘自第六届IEIC大会 胡晓军分享
江苏省无锡市教科院教科所所长
胡晓军 | 第六届IEIC大会科技教育论坛专家报告
工科教育的重要性在当今社会日益凸显，它不仅是推动科技创新和产业发展的关键力量，更是培养学生解决实际问题、具备创造力和团队协作能力的基石。
事实上，想要培养工程师和科技人才，从中小学开始，就要为学生奠定坚实的科学、技术和工程基础。
近年来，无锡市在推进中小学工程教育上大踏步前进，相关举措多次“出圈”，其教育成果见诸于《中国教育报》等官方媒体。
图 | 中国教育报
在第六届IEIC国际教育创新大会上，江苏省无锡市教科院教科所所长胡晓军先生带来了主题为《系统推进中小学工程教育的无锡实践》的演讲，阐述了无锡作为工程教育试点城市所取得的成就，分享了江苏省锡山高级中学以及其他“示范校”是如何推进落实中小学工程教育的。
*以下内容摘自胡晓军先生第六届IEIC大会分享，为方便阅读，以第一人称视角陈述。
为什么要推进中小学工程教育?
从无锡市的视角来说，推进中小学工程教育不仅源于地方政府的支持，还因为我们当前所处的世界是靠工程作为底层构筑出来的，工程科技的发展有利于推动地方经济和社会发展。
2017年，教育部启动实施“新工科”建设，加快发展新兴工科专业，改造升级传统工科专业，开启了新时代高等工程教育改革的新路径，人才培养目标也清晰地表述为：高素质交叉复合型卓越科技人才。新工科强调培养高科技、复合型的人才。
党的二十大报告中，提到了7类人才，包括大师、战略科学家、一流科技领军人才和创新团队、青年科技人才、卓越工程师、大国工匠、高技能人才。其中，卓越工程师成为未来培养的重要方向。
然而，我国卓越工程师的数量相对较少。2023年发布的报告显示，我国卓越工程师的比例仅为2.5%，远低于法国的9.7%。存在这样差距的部分原因是法国对工程教育的高度重视。
法国工程师联盟从高中开始培养人才，为期9年的培养路径包括高中三年、大学三年和研究生三年。这加速了我们对中小学阶段引入这一概念的思考。
习近平总书记在中共中央政治局第五次集体学习时强调，要进一步加强科学教育、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。
在国际比较视角中，英国数学家怀特海将学校教育系统划分为文科、科学、技术三类，其中技术领域需要开展工程教育。
图 | 胡晓军先生 第六届IEIC大会PPT分享
然而，目前高中课程中的技术内容较为匮乏，高一阶段，技术学科的学分仅占7%。在高考录取时，却有33.4%的专业是工科类型。即使学生没有系统地接受过工科教育，仍有1/3的比例选择了工科类院校，这表明高中需要更加重视技术学科的教育。
我们曾对江苏省锡山高级中学的高一学生做过专业兴趣调查，仅有14%和18%的高一学生在调查中表示将来希望填报工科。
山西师范大学曾对小学五年级的学生做过同样的研究，结果仅有2.3%的五年级学生表示将来想成为工程师。
工程文化的相对缺乏，使得更多拔尖的孩子在填报志愿的时候选择了金融管理等相关专业。
因此，推进工程教育不仅需要加强技术学科的教育，还需要在中小学阶段引导学生关注工程领域，这直接关乎学生在填报志愿时是否会更多地将目标聚焦到工程领域。这是推进工程教育的一项重要需求。
为什么无锡要推进工程教育
为什么选择无锡作为工程教育的试点城市?我认为这可能与无锡的城市特质有关。无锡是集成电路产业规模排名全国第二的城市，科技公司总市值排名全国第六。无锡不仅仅是一个普通的地级市，也是一座现代工商业名城。
每年，无锡需要招聘6000名集成电路毕业生，而本地唯 一的一所“211”高校江南大学每年只能提供本科生200人、硕士生20人、博士生4人，远远不能满足地方产业需求。
因此，无锡市委、无锡市人民政府将工程教育视为推动社会事业改革和提升水平、服务地方产业经济发展的重大举措。
无锡推进工程教育旨在突破科学教育发展困境，是贯彻和加强科学教育的前瞻设计和行动创新，也是培养未来卓越工程师和科学家的重要举措。
2023年4月无锡市委办出台了《无锡市关于推进中小学工程教育的指导意见》(以下简称《意见》)，《意见》提出，要着力从学习空间、师资队伍、课程体系等方面，构建具有无锡特色的新时代中小学工程教育体系。
无锡市还首 次召开了高中工程教育太湖论坛，发布《高中工程教育太湖倡议书》。该倡议书明确了从学习环境、课程体系、保障机制等多个方面推进相关工作的目标。
在推进工程教育的过程中，无锡遇到了许多困难，需要突破许多难点。
例如，中小学推进工程教育的目标究竟是什么?这是一个需要深入研究的问题。
我们初步认为中小学推进工程教育的目标是培养学生的创造力和实践力，使其具备创新思维、人本思维、工程思维、科学思维等必备品格。我们希望在中小学阶段就能培养更多的孩子树立专业立身、工程报国的理想。
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工程教育的课程设置
在明确这一目标后，我们注意到即使在小学阶段，也可以很好地开展工程教育。在相关推进会上，多所学校提供了他们开展工程教育的案例，通过生动的教学方式对孩子进行工程教育。可见，工程教育需要有相应的课程和方案支持。
锡山高中从2014年开始，经过五轮探索，逐步建立了工程教育体系。从最初建设想象创造课程基地，到2018年开发“工程·实验”类课程，锡山高中采取了“长短课时结合”、“大任务实施”、“学分限位”的方式，确保每个学生在高中阶段学习到专业的工程教育课程。
需要强调的是，高中推进工程教育并非是简单地设置一门选修课，而是要将工程教育整体注入到目前现行的高中课程方案中，充分利用学分池，开发满足需求的课程。
2018年，锡山高中建立了更为丰富的课程体系，包括7个专业大类，其中之一便是工程实验类。
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这类课程并非普通选修，而是必修中的选修，要求学生在这个范畴内根据不同兴趣选择不同的学习方向。
举例而言，学校开设了与江南大学和新南威尔士大学合作的“工业设计”课程。与江南大学的合作课程构成四个单元，与新南威尔士大学的合作课程则包含五个模块。学生在这些课程中学习设计语言，进行公共雕塑与环境制作，以及展板设计等实际操作。
通过为学生提供实践的空间，以及完善的课程保障，锡山高中的学生们展现出丰富多彩的工程作品和蓬勃的创造力。
锡山高中还与华中科技大学合作，共同开发了“智能制造”课程。学生需要学习工程概论、机械工程基础、控制科学与工程基础、机器人设计与制作等内容，完成1个满足特定功能的机器人制造，参加1次企业现场考察。
工程教育的实地探索
在推进工程教育的过程中，学校还思考如何让学生实地考察、走进工厂。体验当代工程师的工作环境，也是开发这些课程的初衷之一。
为了拓宽学生的认知，学校与中国科学技术大学合作，开发了“量子计算原理与实验”课程。不仅要求学生参与实际操作，而且要像高校的硕士研究生一样进行某一特定课题的深入研究，并撰写相应研究论文。
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无锡并不止步于高水平的合作，我们在一个典型的农村初中——无锡市堰桥初级中学，开发了空间科学课程群。
学校校长表示，即使是农村的孩子也应该“仰望星空”，因此学校引入了“火星探测系列课程”等，让学生在初中阶段就能参与具体的实践活动。
今年8月，星河动力航天公司于酒泉卫星发射中心成功发射谷神星一号(遥七)· 好欢螺号运载火箭，其中地卫智能应急一号卫星搭载了堰桥初中的校徽，堰桥初中与地球完成了第一次合影。
我们在无锡的小学也进行了很多探索。锡中第二实验小学与华科大进行合作，开发适合小学生的长达两个学期的工程教育课程，为学生提供了更为广阔的学科发展空间。
工程教育一定有自己的典型学习方式。我们正在探索“项目孵化”学习，要求学生像创新型企业家一样，观察生活，开展调研，提出制作产品的构想，并分析其市场潜力和成本。
学生需要经历科技企业项目孵化全流程，进入专门的学习空间，进行产品研发。最终进行创客路演，吸引学校、学生和银行投资。除了项目孵化，学生还体验劳动实践、CDIO等学习方式。
关于学习环境和教师队伍
工程教育需要专业化、精致化的学习环境，包括传统的图书馆、实验室，以及适合工科工厂式学习的现代化环境。这些环境就像企业一样，让学生动手实践，进行创造，进行对产品的物化。
一些学校的环境空间很小，所以我们也在做调整和创新。
比如，无锡市尚贤万科小学把科技馆建在校园里，科技馆不但是每天学生上课的地方，还是周边地区学生进行周末科技探索的地方。
无锡市辅仁高级中学在空间受限的情况下，把整个学校的走廊变成了自动驾驶的实验场景，这个走廊下课的时候是行走的地方，上课的时候就变成了教室和实验场。
还有很多在“口袋教室”里的学习案例，我们从前有“口袋公园”，现在学校有了“口袋教室”，可能10平方米就可以建成一个工程实践的相关空间。
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工程教育中另一个重要的问题是谁来教授工程课程。我们需要拥有一支专、兼职的师资队伍。
我们在引进国内外一流高校的优秀毕业生担任中小学专职工程教育教师基础上，组织开展了“十百千”工程教育师资培育行动，联合全国10所一流工科院校为100所小学培养1000名工程教育师资，建立教师教学能力长效培养机制，把在本科和硕士阶段没有接受过师范教育的，毕业于汽车工程、光学、力学、热力学的老师招到学校里，让他们从事教育工作。
此外，无锡还组建中小学卓越工程师培育专家库，吸引技术过硬的卓越工程师、高等院校专业课教师、企业技术精湛员工等参与工程教育。
图 | 胡晓军先生 第六届IEIC大会PPT分享
我们还建立了教师“专业学习社群”，把企业家、科学家和学校的老师共同组织到一个团队里，去解决工程教育中所遇到的相关难题。
我们也在不断地向更多领域探索，比如开展“双高合作”。在此基础上，无锡市2023年的小学生暑期活动涵盖了“工程教育夏令营”“工程体验营”“人工智能夏令营”“智能制造研学营”等，为学生提供了丰富多彩的选择。
今年9月6日，全无锡市组织了“开学第一课”，规模涵盖无锡市30所学校、50家相关单位、80余名老师。在这期间，学生可以“上九天揽月”，学习大量航天航空内容，也可以到702研究所(中国船舶科学研究中心)看深海“勇士号”、“蛟龙号”是如何被研发出来的。
现在，无锡平均每月举行一次中小学工程教育现场推进会，吸取不同学校的实践经验，交流创新成果。
今年，“加强中小学工程教育有效路径的研究”被列为教育部综改司委托研究项目;“系统推进中小学工程教育的无锡实践”被立项为江苏省基础教育前瞻性教学改革实验项目;“工程育人模式创新实践”“像工程师一样实践：普通高中工程整合课程基地”等6个项目被立项为江苏省基础教育内涵建设项目。
关于推进系统工程教育，无锡市还在探索的路上。2023年，江苏市委正式发文，未来我们会用3年、5年乃至更长的时间，将无锡市建设成为国内一流、国际知 名工程教育的新高地。我们期待通过工程教育的推动，促使整个教育体系实现高质量发展。
