本文转自：光明日报
卢海军 姜凤敏
党的二十大报告将“教育、科技、人才”三位一体统筹部署，明确提出培养“卓越工程师”的战略要求；教育部等十八部门联合印发的《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》，从国家层面明确“统筹规划科学教育与工程教育”。中学阶段是创新人才培养的“拔节孕穗期”，工程教育不仅是科学教育的重要延伸，更是破解“重知识传授轻实践创新”“重学科割裂轻跨界融合”等教育痛点的关键抓手。当前，中学工程教育在落地实践中仍面临一些难题，亟须从理论逻辑层面厘清方向，以系统化行动路径破局解题，从而培养学生面向未来的创新思维与担当精神，实现中学工程教育的深层价值——为科技强国培育“未来工程师”，为民族复兴夯实人才根基。
中学工程教育面临的难题
中学工程教育的核心价值，在于引导学生以工程思维理解世界、以创新实践改造世界。但从实践现状看，其育人效能受限于以下突出问题：
技术融合悬浮化。许多学校缺乏适配的数字化实验设备、创客空间等技术载体，能熟练运用AI、VR等技术开展工程教学的教师占比较低；有些学校即便配备了教学设备，部分教学仍停留在“演示观摩”层面，如有学校的3D打印设备仅用于简单模型制作，没有与材料科学、结构工程等核心概念深度结合，未能将技术工具转化为问题解决的“脚手架”。
创新思维培养表层化。传统课堂多以“教师示范—学生复刻”模式开展工程活动，如制作简易桥梁时，学生只需按图纸拼装，无需思考承重与材料选择的关系、结构优化的逻辑等。这种教学模式忽视了工程教育的核心，即“定义问题—设计方案—迭代优化”的思维闭环。如果教育实践只停留在完成作品层面，未引导学生开展批判性思考与创新性改进，创新思维培养就会流于形式。
科学与工程教育衔接碎片化。科学教育侧重发现规律，工程教育侧重应用规律解决问题，二者本应互补共生，如在讲解“受力”时，延伸至“桥梁承重设计”的工程实践，会极大增强学生对受力分析的理解；在组织学生动手实践时，积极探求对应的科学原理支撑，有助于学生形成系统工程思维。但现实中，常出现“科学缺位的工程”或“与工程无关的科学”的现象。
中学工程教育的理论依循
解决上述难题，需从理论层面厘清中学工程教育的底层逻辑，把握“为何教”“教什么”的根本方向。
根据知识生产理论，人类知识生产已从“单一学科、学术导向”的模式，转向“跨学科、应用导向”的模式，甚至“多主体协同、社会需求导向”的模式。中学工程教育需要顺应从“学科割裂”到“跨界融合”这一知识生产模式转型，打破数学、科学、技术等学科的边界，构建以真实问题为纽带的跨学科知识网络。
传统工科教育长期受科学范式主导，将工程仅视为科学原理的应用，忽视了工程的本质是在有限资源约束下寻找最优解决方案。高等教育新工科人才培养正在转向工程范式，核心是能力卓越、实践导向。中学阶段的工程教育虽不追求培养专业工程师，但需传递这一核心理念，追求从“科学依附”到“实践本位”的工程范式本质回归。如设计校园垃圾分类系统时，学生不仅要理解物质分类的科学原理，更要考虑成本预算、师生接受度、设备维护等具体问题，在权衡中培养工程思维，而这正是创新人才必备的核心素养。
具身认知理论强调，认知源于身体与环境的交互，创新思维不是凭空产生，而是在“动手实践—反思改进”中逐步生成。中国人民大学附属中学“少年精工”课程群的35年实践印证了这一点。在具身认知理论支撑下，通过“发现问题—设计方案—原型制作—功能测试—方案迭代”的完整工程流程，实现从抽象认知到实践生成的跃迁。如学生在调试水火箭发射角度时理解运动学原理，在优化应急灯电路时掌握电学知识，实现“做中学、创中学”。这种“身体参与—认知跃迁”的路径，正是破解创新思维表层化的关键——只有让学生亲身体验“失败—改进—成功”的过程，才能真正培养其批判性思维与创新能力。
中学工程教育的实践路径
中学工程教育需从课程、师资、评价三大维度发力，构建系统化解决方案。
构建“圈层协同”跨学科课程体系。以“核心筑基—关键深化—辐射融合”为框架，打造层级分明、衔接有序的课程体系。核心圈层依托实践类国家课程，在科学课程、通用技术、信息技术、劳动教育等课程中嵌入工程元素，如科学课在技术与工程单元开展简易工具改进，在高中通用技术课聚焦工程思维培养等。关键圈层依托其他类国家课程开发跨学科主题课程，在教学设计中融入工程元素和实践导向，如校园碳中和项目，融合化学、数学、通用技术等学科；辐射圈层拓展至校本课程与社会实践。这种体系设计既避免工程教育表层化、边缘化，又避免学科教师短时间内负担过重，确保科学与工程的深度融合。
师资是工程教育落地的关键，需要完善“培养—补充—提升”的师资培育机制。职前培养方面，师范院校要积极增设科学与工程教育方向，综合类理工院校可增设中小学科学教育方向，如国优计划支持“双一流”高校培养研究生层次科学教师。兼职补充方面，建立“企业工程师—高校专家—中小学教师”协同机制，广泛吸纳社会资源因地制宜支撑学校科学教育、工程教育发展。职后提升方面，依托全国科学教育暑期学校、中小学教师国家级培训计划等，组织现有教师针对性培训，提升教师技术应用、工程设计及课程设计能力。
建立“过程性”循证评价体系。要摒弃以作品优劣论成败的传统评价，构建“知识—方法—思维”三维评价体系。评价内容上，关注问题发现和问题定义能力、方案设计合理性、迭代改进过程；评价方式上，采用档案袋评价、过程观察、同伴互评，通过记录过程、留存痕迹，将评价重心从结果呈现转向思维发展，与工程教育实践本位、迭代优化的本质逻辑高度契合，成为衔接实践过程与素养发展的桥梁。
（作者：卢海军 姜凤敏，分别系中国人民大学附属中学副校长，中国人民大学附属中学通用技术教研组副组长）
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