在本次江阴市中小学工程教育培训活动中,季老师对工程内涵的界定作了重申,外延做了补充。这是很重要的,我想只有对“工程”和“工程教育”的概念和本质有了较为清晰和广泛的理解,才能更好地实践“工程教育”。这让我更加认识到“工程是一种通过生产技术产品或系统以满足具体需求的过程。是有创意地应用科学原理和技术手段系统化地解决现实问题的过程。”在听讲座的过程中,这样的描述引发了我对“工程”和“制作”两者区别的思考,思考之前在社团课上带着学生一起制作“钢铁侠核心”的制作活动和“工程活动”的区别。
为了明晰两者的区别、追求理解,我翻阅了随身携带的《课标》(P102),其中指出:“工程活动的本质是创造人工实体,设计与物化是其中的重要环节。工程首先要定义和界定问题,明确需要满足的标准和受到的限制条件,形成多种可能的解决方案,基于证据进行优化并确定方案;物化是选择合适的工具和材料,实施设计方案,做到初步的产品或实物模型,可能需要多次迭代改进。”有了之前的思考,感觉这次的阅读更有共鸣。
讲座后,又通过对季老师推荐的娜塔莎·麦卡锡的《人人都该懂的工程学》的初步阅读,认识到“设计和开发的理念是工程学和科学最大的区别,科学主要关注的是了解世界的本来面目。设计是系统地、有条不紊地设计和创造新事物,正式通过设计活动,工程师与可能的世界,而不只是现在的世界打交道。工程师追求的是发展或改进现有的事物,但是他们收到世界可能的样子的制约,也就是说,他们必须在物理和数学定律允许的范围内工作”。
基于以上理解,我对原本基于“制作”的“钢铁侠核心”制作活动,调整为基于“设计”的“钢铁侠核心”工程设计,后者明确了需要满足的需求或标准:“合适的大小、看上去要像、方便佩戴、能够通过开关控制灯的亮灭”。进而引导学生形成多种可能的解决方案,并基于证据确定方案,在工程实践中选择合适的工具和材料,实施设计方案,做出初步的“钢铁侠核心”实物作品,部分学生可能会进行多次迭代并改进。
在调整方案的过程中,我认为“科学教育”和“工程教育”在如下方面存在着共同点,在科学探究中学生所要探究的科学规律对学生来说是未知的,但对老师来说是已知的,这样可以保证科学探究的有效性。同样,在工程实践过程中,学生所进行的设计对于学生来说都是未知的,都是课堂、实践生成的,但对于老师来说,应该是老师自己实践过的,并成功了的一种设计,以便以此设计为“航标”或“参照”,保证学生工程设计和实践的有效性,如上述“钢铁侠核心制作”工程项目中,我通过工程设计和物化,经过多次修改迭代,完成了“钢铁侠核心”的成品。这种相同点可能也是教育的共同点。
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