【編者按】2025年6月，河南省教育廳辦公室印發(fā)《關于公布2025年度河南省教育資源保障研究一般課題立項名單的通知》（教辦資?！?025〕171號），河南省STEM教育研究中心與河南大諾教育科技有限公司（以下簡稱河南大諾科教）聯(lián)合申報的課題《基于工程啟蒙教育的跨學科教學策略實踐研究》被批準立項（課題立項號：2025JZB146）?！逗幽辖逃罚ɑA教育）2026年第2期刊發(fā)了該課題的階段性研究成果《小學工程啟蒙教育的理論框架及實踐路徑探析》，現(xiàn)全文轉(zhuǎn)載如下：

教育部等七部門聯(lián)合印發(fā)的《關于加強中小學科技教育的意見》（以下簡稱《意見》），從支撐教育、科技、人才高質(zhì)量一體化發(fā)展的政策層面夯實科技創(chuàng)新人才培育基礎，這標志著我國中小學科技教育進入系統(tǒng)推進、全面深化的階段。

黨和國家高度重視青少年科技教育工作，國家義務教育質(zhì)量監(jiān)測結果顯示：八成學生科學學業(yè)表現(xiàn)達到中等及以上水平，學生動手做實驗的比例、教師探究教學水平等指標正在穩(wěn)步提升。然而，當前中小學科技教育的系統(tǒng)化、體系化還存在不足，學生綜合素養(yǎng)和實踐能力還有待提高，科技教育保障機制還不夠健全……這些難題亟待通過深化改革破解。

科技素養(yǎng)的培育是一個循序漸進、縱向銜接的過程?！逗幽辖逃罚ɑA教育）2026年第2期特邀請省STEM教育研究中心的研究員和有關專家，分享相關研究成果，提出建設性意見，以更有效地推動《意見》落地見效。今天，我們一起跟隨劉明、田中兩位研究員，了解小學工程啟蒙教育。

小學工程啟蒙教育的

理論框架及實踐路徑探析

█河南省STEM教育研究中心  劉明  田中

中小學階段是培養(yǎng)學生科學興趣、創(chuàng)新意識和實踐能力的重要時期。工程啟蒙教育基于“核心素養(yǎng)”與“工程實踐”導向，體現(xiàn)了STEM課程與科技教育的跨學科特征，為小學科創(chuàng)人才的培養(yǎng)探索了新路徑。本研究主要探析了核心素養(yǎng)背景下工程啟蒙教育的課程體系構建及跨學科實施路徑、評價機制創(chuàng)新策略等，以供同人借鑒。

一、研究背景與問題提出：從知識傳遞到思維啟蒙的教育范式轉(zhuǎn)型

1.社會發(fā)展的需求

當前，世界正經(jīng)歷百年變局，科技和人才競爭激烈，知識增長與快速迭代也對原創(chuàng)力提出了前所未有的迫切需求。在這一背景下，知識的結構化學習成為關鍵，它能幫助個體系統(tǒng)性地整合信息，從被動接收轉(zhuǎn)向主動建構，從而激發(fā)創(chuàng)新思維。STEM教育是融合Science（科學）、Technology（技術）、Engineering（工程）和Mathematics（數(shù)學）等學科知識的跨學科教育模式。而項目式學習因其具有問題驅(qū)動、合作學習、持續(xù)探究、真實情境、過程評價等突出特點，成為推進STEM教育高質(zhì)量發(fā)展最有效、最自然的教學方法。工程啟蒙教育將工程思維和實踐融入小學教育，成為項目式學習的有效途徑。

2.教育形勢的變化

2025年9月，聯(lián)合國教科文組織國際STEM教育研究所在上海正式成立，這是該組織在全球設立的第10個一類中心，也是其在亞太地區(qū)的首個全球性一類中心。2024年7月召開的河南省首屆STEM教育大會提出，要著力打造融入“中國文化、中原特色、造創(chuàng)理念”的Z-STEM教育實踐樣態(tài)。為深入貫徹《教育強國建設規(guī)劃綱要（2024—2035年）》和《教育部等七部門關于加強中小學科技教育的意見》精神，落實河南省委、省政府關于教育強省建設的決策部署，省教育廳決定啟動STEM教育試點工作，致力打造Z-STEM教育“河南品牌”，為全省STEM教育高質(zhì)量發(fā)展先行先試、探路領跑。

河南省STEM教育研究中心副秘書長、鄭州師范學院客座教授高貴賓，在河南省首屆STEM教育大會上作《“造創(chuàng)中原”Z-STEM教育實踐與探索》主題講座

3.現(xiàn)實教學的挑戰(zhàn)

當前“技術與工程”領域教學目標設計的完整度有待提高，呈現(xiàn)過度強調(diào)作品的外觀精美與工具的熟練使用，卻缺失工程設計思維與系統(tǒng)觀念培育等問題。這反映出教師對技術與工程素養(yǎng)的理解不夠全面，亟待構建符合兒童認知的工程啟蒙教育教學框架，重塑課堂形態(tài)與評價體系，糾正以“手工制作”代替“工程實踐”等忽視工程思維發(fā)展、以結果評判為主的做法。

二、理論基礎與框架建構

1.核心概念界定

課題組深度對標《義務教育科學課程標準（2022年版）》中的“科學觀念、科學思維、探究實踐、態(tài)度責任”核心素養(yǎng)，提出“物質(zhì)與能量、結構與功能、系統(tǒng)與模型、穩(wěn)定與變化”跨學科教學概念。

同時，對工程啟蒙教育的內(nèi)涵進行了厘定——面向6—12歲兒童，以“造物”實踐活動為載體，以創(chuàng)造力培養(yǎng)為核心目標，踐行“造創(chuàng)理念”；以真實問題引導學生親歷“提出和定義問題、方案設計與優(yōu)化、成果創(chuàng)建與迭代”的完整流程，將技術運用、工程設計和實際需求聯(lián)系起來，讓學生動手動腦、寓創(chuàng)于造，促進學生問題解決能力的提升和創(chuàng)新創(chuàng)造能力的發(fā)展。

河南省STEM教育研究中心專家團成員、省科學教育名師劉明，為河南省義教薄改小學科學優(yōu)秀中青年教師培訓班學員作《Z-STEM教育的研究與實踐》主題講座

2.三維教育框架

（1）認知維度：借助系統(tǒng)、資源、約束等核心概念，讓學生在制作中國傳統(tǒng)建筑模型等情境中，理解材料與成本、工藝與功能之間的辯證關系。

（2）思維維度：通過工程現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析，讓學生運用批判思維做出權衡和決策，理解工程流程及控制在作品形成過程中的重要作用。

（3）行動維度：融合現(xiàn)代與傳統(tǒng)工藝，通過設計、制作、優(yōu)化等流程，讓學生掌握制約條件下的工程設計與資源協(xié)調(diào)能力。

三者相互融合、螺旋上升，將抽象的工程素養(yǎng)轉(zhuǎn)化為可感知、可反思的學習經(jīng)驗，為全面提升學生的核心素養(yǎng)提供新范式。

三、實踐探索與路徑創(chuàng)新：項目式學習的三級進階

課題組以真實的問題為驅(qū)動，通過工程的設計、制作和優(yōu)化，整合多個學科知識形成新的理解和解決方案。三個學段的實踐案例如下——

1.低學段（一、二年級）：工程初體驗——“紙橋變形”

通過紙的承重實驗，觀察指定材料從平面到圓柱卷、瓦楞折等形變后的承重現(xiàn)象，繪制橋梁設計圖，將直觀體驗升華為初步的工程思維，通過任務驅(qū)動激發(fā)學生探知欲。

2.中學段（三、四年級）：流程完整性實踐——“抬梁設計”

在“墻倒屋不塌”的設計與制作挑戰(zhàn)中，學生按比例制作抬梁屋架并進行承重測試，體會“工程即優(yōu)化”的本質(zhì)，在探尋古建典型工藝脈絡中領悟中華傳統(tǒng)建筑的精巧構思與獨特美學。

3.高學段（五、六年級）：系統(tǒng)與倫理融合創(chuàng)新——“沙盤制作”

通過實地考察與文獻閱讀，理解傳統(tǒng)建筑規(guī)制，將技術實踐與倫理反思深度融合，通過沙盤制作賦予模型個性化的創(chuàng)作和文化理解，提升學生人文素養(yǎng)。

河南省實驗小學鄭開校區(qū)“造創(chuàng)魯班”社團的同學，向領導嘉賓介紹自己參加鄭州市中小學生建筑模型錦標賽的建筑沙盤獲獎作品

在教學實踐中，教師有意識地營造“中國傳統(tǒng)建筑文化”氛圍，讓學生了解、體驗其營造技藝、獨特形態(tài)和恢弘氣象，實現(xiàn)科學與原理、文化與內(nèi)涵、價值與認同的深層次融合，豐富新時代中國科技教育的“人文浸潤”理論。

四、評價體系與機制創(chuàng)新：從作品結果到成長證據(jù)

課題組科學評估學生在工程實踐中的素養(yǎng)發(fā)展，改進結果評價，將重心從“最終產(chǎn)出”轉(zhuǎn)向“成長實證”，關注過程中的學習表現(xiàn)，對學生在工程項目中的思維探索、動手嘗試、價值判斷等做增值評價（見下圖）。

1.知識維度——概念圖評價

繪制技術與工程概念圖，將抽象認知可視化，通過概念圖的關鍵詞與關系路徑的展示，評估學生知識與技能網(wǎng)絡的構建情況。

2.工具應用維度——數(shù)字徽章認證

嘗試新技術與評價的融合，利用數(shù)字化可執(zhí)行文檔，把每項工藝或工具的掌握對應到一枚數(shù)字徽章，關聯(lián)操作視頻與安全自評等資料，形成持續(xù)更新的數(shù)字檔案袋，支撐個性化教學。

3.實施維度——工程日志追蹤

“工程師日志”完整記錄從需求分析到迭代優(yōu)化的全過程，包括失敗案例與反思建議，成為學生元認知發(fā)展的關鍵檔案。

傳承魯班精神，踐行造創(chuàng)理念。河南大諾科教研發(fā)的“魯小造”木工課程，讓學生親身經(jīng)歷并完整記錄設計、測量、加工、組裝、創(chuàng)新等工程環(huán)節(jié)

4.倫理維度——辯論影像記錄

通過如“是否拆除舊橋”的倫理辯論全程錄像，捕捉學生立場選擇、論據(jù)使用與觀點修正的過程，依托同伴評價與社會互動實現(xiàn)價值判斷能力的培養(yǎng)。

上述四類學習記錄共同構成學生的成長檔案，使評價成為賦能持續(xù)學習的重要工具。

五、實踐成效與范式認同：工程啟蒙教育的推廣價值

1.實踐意義：依托本土文化豐富工程教育內(nèi)涵

一部河南史，半部中國史。通過河南本土研發(fā)的“建造大師”課程，讓學生感受傳統(tǒng)建筑工程天人合一、禮樂相和、守正創(chuàng)新的厚重底蘊，理解蘊含其中的精神追求和民族智慧，堅定文化自信。

河南大諾科教研發(fā)總監(jiān)、鄭州師范學院科學教育專業(yè)校外兼職指導教師田中，為參加河南省義務教育階段科學教育學科教學能力提升交流活動的學員作“建造大師”課程實操指導

2.課程本質(zhì)：以“造物”融合思維發(fā)展與價值觀教育

工程啟蒙教育以“造物”實踐活動為載體，整合跨學科概念與真實情境，推動系統(tǒng)思維、倫理意識與創(chuàng)新能力的協(xié)同發(fā)展。課程評價注重活動過程中學生表現(xiàn)出的方案優(yōu)化能力、合作精神與責任意識，使“造物”實踐活動成為學生理解并參與世界的重要途徑。

3.實施原則：倫理前置，塑造負責任的技術觀

課題組在項目起始階段即嵌入倫理討論，通過角色扮演、主題辯論等方式培養(yǎng)學生責任心，使學生在技術實踐中同步思考社會責任與可持續(xù)發(fā)展，確立“是否應當”優(yōu)先于“是否可行”的價值立場。

鄭州二七紀念塔主題課程，讓學生在開展Z-STEM教育跨學科項目化學習過程中，傳承中華優(yōu)秀傳統(tǒng)科技文化，弘揚新時代二七精神

4.發(fā)展路徑：共建家校社協(xié)同育人生態(tài)

課題組推動工程啟蒙教育走向家庭、走向社會，實施家庭STEM教育賦能計劃，匯聚社會資源，開發(fā)融入中原文化、本土科技與產(chǎn)業(yè)特色的STEM主題課程，實現(xiàn)從“造中學”到“創(chuàng)中學”的跨越，構建開放融合、協(xié)同育人的教育實踐共同體。

（本文系2025年度河南省教育資源保障研究一般課題“基于工程啟蒙教育的跨學科教學策略實踐研究”的研究成果，課題編號：2025JZB146）

[本文刊載于《河南教育》（基礎教育）2026年第2期]

來源：河南基礎教育

配圖：河南省STEM教育研究中心