1、以初中生物学科为例浅谈工程化学习的实施孙冬怀张玉竹摘 要工程化学习在我国的外乡化，应采取与学科教学相结合的方式。可通过指向核心知识的学科工程化学习设计，让学生发挥自主性、能动性，在尝试解决问题的过程中，学习知识并发现规律，从而实现深度学习并提升学科核心素养。在九年一贯制学校，可在小学阶段开始实施工程化教学，在初中阶段结合学情与校情进行小范围试点，使工程化学习在学科教学中逐渐落地。关键词工程化学习;初中;课程标准;生物爱因斯坦说：“知识不是力量，探索知识的好奇才是力量。教师要激发学生探索未知世界的好奇心，使他们具备解决不确定问题的能力，成为适应未来的人才。工程化学习就是试图实现这一目的的教学活动
2、。教师需要根据课程内容设计情境，提出一个要解决的驱动问题，这一问题是非结构化的，没有标准答案和固定解决方案。学生以小组协作的形式围绕问题展开探究活动，发挥主动性、积极性与创造性，共同学习解决问题所需要的知识，形成问题解决思路，提高实践技能和自主学习能力。一、在初中开展学科工程化学习的可行性目前，工程化学习的研究和应用在我国还处于起步阶段，我国大局部学校对工程化学习的认识还不够系统，缺乏深入的学习研讨，还没有领会工程化学习的精髓。总体上，工程化学习在南方学校得到的关注高于北方学校，在小学的开展较顺利。初中学校由于课业压力、时间安排等方面较小学更为紧张，因此参与工程化研究较少，且大多集中在民办学校
3、。工程化学习强调跨学科融合，但我国公立学校的初中阶段以分科教育为主，教师学科专业化，全科教师较少，虽然也尝试了多学科教师协作完成工程，但在组织协调方面还有很多缺乏。而如果以一种“并不伤筋动骨的形式初步尝试，教师更容易操作，学生更容易接受，家长也更愿意给予支持。辽宁省义务教育课程设置方案（2023年修订）提出“增加学科实践活动，在不增加课时的前提下，用不少于10%的课时开展学科实践活动，也从政策上为工程化学习在学科教学中落地提供了时间保证。综上，从学科工程化学习入手，是适合我国国情的外乡化实施策略，为初中阶段开展工程化学习提供了可行性。學科工程化学习是从某一学科切入，聚焦关键学科知识和能力，用驱
4、动性问题指向这些知识和能力，在解决问题的过程中进行学科与学科、学科与生活、学科与人际的联系与拓展，而学生用工程成果可呈现对知识的创造性运用和深度理解。二、基于课标并依托教材设计学科工程化学习学科工程化学习的设计应该双线并行：一是基于课标中提出的关键能力或概念;二是指向创造性和批判性思维、探究与问题解决、合作等跨学科素养。这种工程化学习的定位，表达了学科教学方式的变革与真实问题情境的整合。以生物学科为例。初中生物课程标准倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等
5、，突出创新精神和实践能力的培养。生物学科的工程化学习设计就要依托课标和教材，以学科概念为线索，聚合学科知识信息，对某一类似或相近的学习内容进行开发和补充，以凸显探究型和高阶思维特征的方式呈现。为此，笔者所在学校每学期根据教材中选取的核心知识设计一个工程，充分考虑学生和学校的具体情况，结合现有社会资源，让学生获得多角度、多形式的学习经历（见表1）。一个完整的工程设计通常要经历“确定核心知识设计驱动性问题方案成果公开方式选择认知策略设计学习活动设计多元评价体系的阶段。以七年级下学期的“自助分诊系统为例。一是确定教材中最重要的人体各大系统的结构特征和生理特征为核心知识。二是创设情境以激发学生探究的欲
6、望，即将驱动性问题放入历史、现实等情境中。如很多人到医院就诊时不知挂号哪个科室，人工效劳台咨询既浪费时间又浪费人力，怎样解决这个问题呢？学生们经过一番剧烈讨论，最后提出了设计一个自助分诊系统的任务。三是成果的表现形式可以由教师设计，再逐渐引导学生自己提出。四是在工程进行过程中，将涉及信息搜集、比拟、分类、分析等初级认知策略，以及问题解决、创见、调查研究等高阶认知策略。五是学生通过阅读教材、互联网收集信息，对相关人员进行调查或访谈，形成设计图，制作模型，小组交流、讨论、报告，评论与修订等多种学习活动，完成核心知识的学习和迁移。六是在评价方面，不管是过程性评价还是总结性评价，除了常规的纸笔测试，还
7、应有其他方法考查学生的学科能力。如成果展示也是评价的一局部，可以设计成新闻发布会的形式，邀请各学科教师、学校领导、家长参会。此外，在学科工程化学习的整个过程中，教师要记录生成性问题，不应无视或者回避，要带着学生一同解决新问题，收获学习成果。三、学科工程化学习的支持策略1.小学生物微工程，为中学做好铺垫。笔者所在学校是九年一贯制学校，可在小学阶段就开展工程化学习，为初中阶段奠定根底。小学阶段可结合科学课教材，开展科学全学科大教研，设计微工程化学习，充分利用课堂内外的时间;也可设计居家学习工程，通过线上线下等多种方式实施评价（见表2）。2.开放创新实验室，鼓励学生进行工程研究。学校对一个半地下仓库
8、进行了改造，使其成为可以进行微生物实验、组织培养实验和植物工厂实验的多功能生物创新实验室。学生可以根据工程需要，申请进入实验室进行研究。如八年级上学期的“蘑菇种植工程，学生们在创新实验室中亲自动手进行了菌棒制作、接种、培养等一系列实验，为制作科普小读本提供了第一手资料。五年级的“种土豆、三年级的“植物的一生等工程，也都是在该实验室完成的。学生们在实验室中像科学家一样进行探究，强化了探究热情，并培养了严谨求真的科学态度。3.政策支持保证，打造学习新样态。学校的小学科学以及中学物理、化学、生物、地理学科的教师作为一个大教研组联合教研，共同解决工程化学习过程中遇到的跨学科问题，保障学科知识的专业性和
9、准确性。在课时安排上，不拘泥于40分钟的传统课堂，而是根据需要进行长短课时的调整，如可安排两节联排，以保证学习的连贯性。当教师在实施教学时需要其他学科教师的协助时，学校可安排统调，进行相关学科的联排。这样，不同学科的教师会同时进入课堂，为学生的研究过程提供支持。4.开掘社会资源，让工程与现实生活链接。除了挖掘校内的课程力量，学校还注重加强和上级教育部门、高校、教育机构、企业、社区、家长等各方面的沟通、交流与合作。如“自助分诊系统工程，邀请医生为学生讲解医院的分诊标准和方法，并在成果展示时再次邀请医生作为评委。在“蘑菇种植工程中，学校与大连农业科学研究院合作，带着学生进行了蘑菇种植基地的实地参观
10、，学生还可在后续的学习过程中随时与专家连线，请专家为自己答疑解惑。在“微观世界摄影展工程的实地成果展示环节，邀请了学生家长、摄影爱好者及社区居民参观。学生看到众多参观者驻足欣赏自己的作品，还留下了很多珍贵的意见与评价，表示获得了前所未有的成就感。5.借助网络技术，实现无障碍学习。在驱动问题抛出后，可以通过数据平台搜集并整理学生的想法，如利用问卷星等软件。在工程开展过程中，教师可指导学生利用网络、移动终端等工具进行资源查找与数据分析等;师生与生生之间可开展网络交流，互推学习资源，实现跨时空联动。目前，学校还增设了直播成果展示会，可让更多人分享学生研究的体验与收获。总之，学科工程化学习并不是要完全颠覆现有的学习方式，而是期望站在现实的根底上用工程来调整学习经历，帮助学生不断完善能力结构，更好地迎接未来的挑战。参考文献（编者略）（责任编辑 郭向和）