當前，全球正處于新一輪科技革命和產業(yè)變革的浪潮中，人工智能、新能源、新材料、量子科技等新興技術飛速迭代，學科交叉融合更加深化，高技術領域成為國際競爭的最前沿和主戰(zhàn)場?？萍几偁幈举|是人才競爭。中小學技術與工程教育作為提升學生技術與工程素養(yǎng)，培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新思維和復雜問題解決能力的關鍵途徑，對科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)具有奠基作用。本研究在探討中小學技術與工程教育獨特價值的基礎上，借鑒中小學技術與工程教育成功經(jīng)驗，并結合我國中小學技術與工程教育的不足提出改進建議，以期為我國科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供支撐。

一、中小學技術與工程教育的獨特價值

近40年來，美國、英國、新西蘭等發(fā)達國家的中小學技術教育經(jīng)歷了重大的學科轉型，即由以往的手工教育轉型為以培養(yǎng)全體中小學生技術素養(yǎng)為目標的現(xiàn)代技術教育[]。技術素養(yǎng)教育強調“設計”，注重培養(yǎng)學生對技術的理解、使用、管理、評價能力。2020年，美國出臺《技術與工程素養(yǎng)標準》，將工程思維與工程實踐整合于技術教育，培養(yǎng)中小學生的技術與工程素養(yǎng)[2。我國也充分認識到技術與工程教育的重要作用，《教育部等十八部門關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》（2023年）強調統(tǒng)籌規(guī)劃科學教育與工程教育，教育部頒布的普通高中通用技術課程標準（2003年、2017年）、小學科學課程標準（2017年）、義務教育科學課程標準（2022年）、義務教育勞動課程標準（2022年）均對中小學技術與工程教育進行了規(guī)劃布局。

（一）奠定創(chuàng)新人才核心素養(yǎng)根基

科技創(chuàng)新是科學知識創(chuàng)新和技術發(fā)明活動的統(tǒng)稱[3?？茖W以發(fā)現(xiàn)為核心，主要任務是探索并解釋自然規(guī)律、發(fā)現(xiàn)真理。技術與工程以發(fā)明和建造為核心，主要任務是通過人類的設計改造、創(chuàng)造世界以滿足人類需求4?？茖W的功能重在解釋和預測，技術與工程的功能重在創(chuàng)造與發(fā)明。中小學科學教育旨在培養(yǎng)學生的科學知識與觀念、科學思維、探究實踐和態(tài)度責任等科學素養(yǎng)。作為科學教育中的重要組成部分，技術與工程教育以真實問題情境下的開放式設計挑戰(zhàn)為驅動，推動學生提出創(chuàng)新性解決辦法，開展工程技術設計并制作物化產品。技術與工程教育對學生的創(chuàng)造性思維培養(yǎng)具有重要作用。其教學以技術與工程設計為核心，運用科學、數(shù)學等多學科知識，使學生經(jīng)歷“發(fā)現(xiàn)問題一設計方案一迭代優(yōu)化”的全過程。這一過程為數(shù)學、科學的抽象概念與原理的學習提供具有挑戰(zhàn)性的現(xiàn)實情境，提升學生解釋、分析預測、推理等科學、數(shù)學能力，從而增強學生的科學和數(shù)學學習效果[5；此外，還能促進學生的系統(tǒng)思維、批判性思維發(fā)展，培養(yǎng)學生協(xié)作溝通能力、倫理意識、動手實踐能力和樂觀的心理品質，提升學生跨學科應用能力、識別與解決復雜問題的能力。研究表明，這些能力正是創(chuàng)新人才開展科技創(chuàng)新實踐所必備的底層核心素養(yǎng)[]。

（二）銜接未來科技產業(yè)實際需求

當前我國科技事業(yè)已取得長足發(fā)展。技術的飛速迭代對創(chuàng)新人才素養(yǎng)培養(yǎng)提出了全新要求：不僅需要掌握專業(yè)科學技術知識，具備跨學科視野，精準識別并解決復雜場景問題，還需要具有技術與工程思維，善于將新技術進行創(chuàng)新性應用，以應對核心技術發(fā)展需求。這些新要求對科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)提出了新挑戰(zhàn)：教育不僅要培養(yǎng)具有科學思維、科學家精神的科研人才，更要培養(yǎng)具有企業(yè)家精神和技術工程素養(yǎng)的產業(yè)人才。當前我國人才培養(yǎng)與科技產業(yè)實際需求不匹配的結構性矛盾十分突出[8。不同于側重知識傳授的傳統(tǒng)課堂講授式教學，中小學技術與工程教育在緩解創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求矛盾方面具有獨特價值。其一，中小學技術與工程教育通常以真實場景中的真實問題為情境，采用項目式或任務式驅動的有意義學習方式，通過界定問題、設計迭代、動手實踐、團隊合作，模擬了企業(yè)的創(chuàng)新流程，對學生深入理解創(chuàng)新實踐本質有重要意義。其二，多學科融合的實踐任務可以幫助學生感知產業(yè)創(chuàng)新所需要的復合能力結構，更加深刻理解科學知識、科學方法、探究實踐的情境意義，知道知識從哪來、到哪去。其三，設計與制作的實踐方式符合兒童喜好動手建造、設計和探索的天性，有利于培養(yǎng)兒童的科技職業(yè)興趣[0]，在基礎教育階段為學生植入“產業(yè)基因”。此外，學生在各種情境條件的限制下開展技術與工程設計，在不確定中不斷進行創(chuàng)新性嘗試，堅持尋找更優(yōu)解決方案，這一過程與企業(yè)家在創(chuàng)業(yè)活動中所展現(xiàn)的承擔責任、勇于創(chuàng)新、執(zhí)著敬業(yè)、戰(zhàn)勝困難的企業(yè)家精神內涵具有高度契合性[]。

二、中小學技術與工程教育的實踐經(jīng)驗

2024年底，杭州“六小龍”企業(yè)（深度求索、宇樹科技等）在人工智能、機器人、腦機接口等前沿科技領域取得的突破性成就震撼全球?！傲↓垺爆F(xiàn)象的出現(xiàn)并非偶然，而是與浙江長期以來重視“大科學教育\"2]與創(chuàng)新生態(tài)建設有著密切聯(lián)系。浙江于1988年開始設置初中綜合科學課程，2014年開始將技術（包括信息技術與通用技術）列為高考選考科目，2016年開始在全省推行STEAM教育，在科學教育實踐多年努力的基礎上積累了豐厚的技術與工程教育經(jīng)驗。在教育部組織的義務教育質量監(jiān)測一科學學習質量監(jiān)測中，浙江中學生連續(xù)三輪科學學業(yè)成績居全國第二，學生在全球發(fā)明大會、科技類“白名單”競賽等多項科技創(chuàng)新活動中屢獲佳績[13]。分析總結浙江中小學技術與工程教育經(jīng)驗，有利于促進當下學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足、人才培養(yǎng)與產業(yè)需求脫節(jié)問題的解決。

（一）突出評價制度導向與系統(tǒng)政策保障

為適應科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求并充分發(fā)掘技術與工程教育的育人價值，浙江將技術學科列為高考科目，突出考查學生的設計能力、技術實踐能力、在情境中解決實際問題的能力。這一舉措對技術與工程教育實施起了積極的導向作用，不僅提升了技術學科的影響力，增強了學生的科學類課程學習的內驅力，推動了學生問題意識的提升、跨學科學習的開展以及對技術與工程本質的理解，也為課程教學質量、學生科學素養(yǎng)整體提升提供了重要的支撐。為確保技術課程的實施質量，浙江明確了義務教育階段技術與工程教育的地位和課時，鼓勵地方先行開展教育實驗，成立實驗工作專業(yè)指導委員會，出臺技術教育實施專業(yè)指導意見，探索編制工程啟蒙等地方課程標準，設立專項資金用于建設科技類課程專用教室[14]，落實科技專項經(jīng)費，并以實驗區(qū)、實驗校遴選設立為抓手推進實踐優(yōu)化[13]。設立專門的管理機制，為技術與工程教育開展提供系統(tǒng)的政策保障與專業(yè)指導。

（二）多渠道課程實施并注重地方文化融合

技術與工程教育的跨學科本質使其成為STEM教育的天然整合者，也為技術與工程教育的多渠道實施提供了前提。浙江除在高中階段開設獨立的通用技術課程外，在中小學階段還依托科學課、勞動教育、STEAM課程、校外科技教育等多渠道探索技術與工程的跨學科教學，形成了在科學的教學中強化技術與工程教育，在勞動、技術與工程的教學中提升科學素養(yǎng)的多學科良性互動，推動了浙江“大科學教育”格局的形成。在課程開發(fā)中，還結合學校自身的制度文化和育人理念設計教學目標，讓學生充分參與校園建設，構建真實的項目環(huán)境，提升學生通過技術與工程設計解決實際問題的能力。

（三）強調核心素養(yǎng)導向的課程開發(fā)與教學

浙江技術與工程教育的實施以促進學生的技術與工程核心素養(yǎng)整體發(fā)展為目標，重視發(fā)展學生的技術實踐技能、技術知識與經(jīng)驗結構，引導學生在技術與工程實踐中形成科學的世界觀與價值觀。為此，浙江在技術與工程教育的課程開發(fā)中，基于充分的國際比較與實際調查，構建以技術與工程素養(yǎng)、創(chuàng)新設計能力為導向的課程體系，設計與之相匹配的教學項目。在課程實施過程中采用“情境一問題一任務一活動”的單元設計框架，讓學生置身于真實的任務中，重視以大觀念為引導，組織大項目、大過程的學習實踐[15]，以保證學生學習過程的完整性和系統(tǒng)性。

（四）加強師資隊伍建設并開發(fā)豐富的教育資源

教師的專業(yè)素養(yǎng)與教學水平是保障教學質量的關鍵。浙江采取多種措施提升中小學師資隊伍的技術與工程素養(yǎng)，不僅引導大學增加并建強科技類教師培養(yǎng)的師范專業(yè)，從源頭提升教師專業(yè)能力，近年來還組織了大量教師研修活動，培養(yǎng)了600余名技術與工程教育的種子教師，指導他們在學校開展教學實踐[。在教育資源方面，浙江整合國內外各類優(yōu)質技術與工程課程資源，搭建資源共享平臺，為教師提供教學支持；在全省 98% 的小學、 99% 的初中建立科學實驗室， 76% 的小學、 79.2% 的初中建立科技教育特色教室[12]，為學生提供良好的科技實踐條件。

（五）構建多元協(xié)同的科技創(chuàng)新育人生態(tài)

浙江中小學技術與工程教育在協(xié)同育人生態(tài)方面，構建大中小學一體化教育體系，實現(xiàn)產教深度融合，推動科學基礎學科教學與技術工程內容教學的互動，融合社會創(chuàng)新文化，體現(xiàn)出多主體合作、多要素融通的特征。在促進大中小學一體化育人方面，浙江大學等高校與中小學共建科普實踐基地；打造“在浙學”等數(shù)字化平臺，實行優(yōu)質教育資源共享與校際學分互認，并推出“科技新苗計劃”等項目支持中學生參與高?？蒲械?。在產教融合方面，建設61家現(xiàn)代產業(yè)學院，為學生打造真實的產業(yè)場景與實踐機會[7；通過“科技教育大聯(lián)盟”等項目，為中小學生提供企業(yè)研學機會。在創(chuàng)新文化方面，營造重視創(chuàng)新人才、鼓勵創(chuàng)新且寬容失敗的創(chuàng)業(yè)文化，不僅培育了“六小龍”等高新技術企業(yè)，在機器人、人工智能等方面取得突破式發(fā)展，也為當?shù)亍按罂茖W教育”發(fā)展，鼓勵學生勇于創(chuàng)新、大膽探索嘗試營造了文化氛圍。

三、加強中小學技術與工程教育的建議

（一）突破認知局限，強化政策引導與頂層設計

除浙江將信息技術、通用技術納入高考，北京、上海、山東將信息技術納入高考外，當前我國絕大部分省份并未將技術類科目納入中高考，導致很多地區(qū)的學校、家長對技術與工程教育的獨特育人價值認識不足。為此，應在政策層面加強頂層設計與引導。一是設計中小學技術與工程教育實施指南，明確中小學技術與工程教育在科學教育整體布局中的定位、培養(yǎng)目標、實施途徑，并加強對學校技術與工程教育實施情況的考核評估。二是借鑒浙江等地將技術科目納入高考的經(jīng)驗，不斷推進大中小學貫通的技術與工程素養(yǎng)評價體系改革。三是設立一批中小學技術與工程教育研究與實踐項目，為中小學技術與工程教育的開展提供理論支持。

（二）破解開發(fā)難題，打造素養(yǎng)導向的課程體系

當前，中小學在技術與工程課程資源開發(fā)方面面臨困境：一是中小學技術與工程的跨學科項目開發(fā)難度大，部分學校技術與工程項目開發(fā)缺乏系統(tǒng)性，未能形成螺旋上升的素養(yǎng)培養(yǎng)鏈條[18]；二是所開發(fā)的課程缺乏明確的素養(yǎng)導向，教育價值低[19]。為此，應在技術與工程類課程資源開發(fā)中，制定技術與工程課程開發(fā)規(guī)范，明確技術與工程核心素養(yǎng)目標，強調根據(jù)學生年級和已有科學、數(shù)學知識，基于學校特色開發(fā)項目，參考相關科技類學科課程標準，建立從低到高的學段進階、融合多領域主題的課程資源。可結合地方產業(yè)特色或科技特色，基于真實情境和實際問題創(chuàng)設驅動性問題。

（三）彌補專業(yè)不足，完善教師能力的提升機制

在中小學技術與工程教師的專業(yè)能力方面，許多教師缺乏跨學科教學能力，難以有效地將技術與工程教育內容與科學、數(shù)學及其他人文類學科內容進行有機整合[20；同時，教師缺乏技術與工程設計的實踐經(jīng)驗，導致課程的實施停留于理論知識傳授[4]。尤其需要關注的是鄉(xiāng)村學校的師資短缺嚴重，部分農村學校的技術與工程教學由其他學科教師承擔。針對以上問題，建議大力推進師范院校培養(yǎng)基礎教育階段技術與工程教育師資，完善優(yōu)化培養(yǎng)方案；在職后教育階段，遴選技術與工程教育種子教師，開展職后精準化培訓，發(fā)揮種子教師的傳幫帶作用；打造線上數(shù)字教研共同體平臺，實現(xiàn)優(yōu)質師資共享，實施針對鄉(xiāng)村教師的技術教育能力認證計劃。

（四）縮小資源差距，建構標準化資源共享模式

在教育資源配置方面，城市中大多數(shù)規(guī)模較大的學校雖然配備了科技類實驗室、創(chuàng)客空間以及配套的教學設備，但存在重硬件、輕應用的現(xiàn)象[2。而農村地區(qū)的學?？萍碱惢A設施則存在配備不足的問題，科技實驗室設備、實驗耗材更新慢，難以滿足技術與工程教育的實踐性需求[21。為此，建議采取多種措施改善實驗教學，增加中小學科技類實驗室建設的經(jīng)費投入，鼓勵并引導社會力量參與資源建設，特別是為落后地區(qū)的薄弱校配備并及時更新科技類教學資源；充分利用中小學智慧教育平臺，促進城鄉(xiāng)技術與工程教育資源的云端共享。

（五）打破協(xié)同壁壘，營造多元化創(chuàng)新育人生態(tài)

為解決學校育人脫離產業(yè)前沿需求、企業(yè)資源脫離學校課程建設等問題，建議搭建大中小學協(xié)同、產教研協(xié)同的技術與工程教育平臺，構建由企業(yè)、高校、中小學共同參與的中小學科技教育聯(lián)盟，推動多主體協(xié)同助力中小學技術與工程教育。完善中小學科技教育創(chuàng)新獎勵機制，對指導學生取得優(yōu)異成績的教師給予表彰和職稱晉升激勵；同時，要挖掘、宣傳典型的科技教育創(chuàng)新人才事跡，遴選科技教育創(chuàng)新人才培養(yǎng)的典型案例，開展家校社共同參與的“創(chuàng)客文化節(jié)”等活動，以增加社會對科技創(chuàng)新的認同，營造包容創(chuàng)新的輿論環(huán)境與文化氛圍。

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責任編輯：楊孝如