【摘 要】
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在中小学加强工程教育是时代发展的必然趋势。近年来,国家陆续出台政策大力扶持工程教育。高等工程教育研究迅猛发展,中小学工程教育研究亦成为新兴研究热点。在STEM教育（一种整合科学、技术、工程和数学等学科的跨学科教育）浪潮的推动下,我国教育工作者将国外工程教育经验与我国中小学教育现状结合,在现有学科课程的基础上发展本土化的中小学工程教育。在教学实践探索中,逐渐形成以工程项目为载体借助工程设计过程培养学
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在中小学加强工程教育是时代发展的必然趋势。近年来,国家陆续出台政策大力扶持工程教育。高等工程教育研究迅猛发展,中小学工程教育研究亦成为新兴研究热点。在STEM教育（一种整合科学、技术、工程和数学等学科的跨学科教育）浪潮的推动下,我国教育工作者将国外工程教育经验与我国中小学教育现状结合,在现有学科课程的基础上发展本土化的中小学工程教育。在教学实践探索中,逐渐形成以工程项目为载体借助工程设计过程培养学生工程实践能力的教学模式,达成通过工程教育提升国民工程素养的共识。我国中小学工程教育的研究主要集中在小学和高中阶段,与之衔接的初中阶段工程教育研究较少。从“工程知识”、“工程设计”、“工程思维”、“工程态度与责任”四个核心维度梳理中小学课程标准中对工程教育内容的要求。发现对“社会责任”的培养贯穿整个中小学。在小学、初中、高中阶段“工程知识”内容都相对丰富。对“工程思维”内容的要求相对缺少。初中阶段工程设计活动需得到加强,以便衔接小学、高中阶段工程设计内容。我国中小学工程教育需要加强对工程思维、工程态度、职业认同的培养,同时保持对工程设计和社会责任的重视以及对工程知识的普及。本论文根据课程标准分析结果,借鉴CIR-FS系统框架的理念,编制物理教科书中工程教育内容分析框架。使用该框架分析教科版初中物理教科书蕴含的工程教育内容,发现教科书中欠缺培养“权衡决策”、“工程技术基础知识”、“沟通表达与团队协作”、“调查分析”的工程教育素材。教学环节上,涉及工程知识的环节远多于工程设计类环节。素材呈现形式上,贴近学生认知水平和日常生活,具有较高的可阅读性,利于学生建构新知识。因此,素材开发时,需要有意识的增加学生参与工程设计的机会,增强学生工程设计能力;重视反思评价、交流讨论环节,提升学生工程思维水平,加强学生对工程职业的认同感。在上述研究的基础上,以“工程设计”活动为核心,以教科书中工程教育内容分析框架为辅助开发工具,提出在物理教学中实施工程教育的四种策略:“方案设计”、“方案优化”、“方案物化”和“方案趣味化”策略。最后以教科版初中物理“声与现代科技”小节为例,联合使用“方案趣味化”、“方案设计”和“方案优化”策略设计渗透工程教育的初中物理教学案例。
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