北京
“以前物理課就是刷題，現在我們要像工程師一樣，去拆解一臺真實農機為什么在田里‘卡脖子’。”江蘇省鎮江第一中學高二學生馬悅然口中的變化，源自江蘇大學持續10年的一項教育實驗——將大學的真實工程問題“翻譯”成中學生的探究課題，讓科學思維與工程思維在課堂里“雙螺旋”生長。
近日，江蘇大學物理與電子工程學院披露了一份歷時10年的育人“成績單”——自2015年起，該校聯合鎮江一中、江大附中等學校，逐步構建起“雙軌協同、科工融合”的物理學科育人體系，為創新人才的早期培養探索新路徑。如今，這一體系已推廣至省內外200余所中學，累計惠及學生近百萬人次。其中，近2萬名中學生參與“工程微課題”研究，38人入選江蘇省中學生科技創新后備人才培養計劃，獲省級以上科創獎項80余人次，包括5項國家級獎項。
“中學生能熟練解出理想狀態下的小球碰撞，卻看不懂一臺聯合收割機的液壓系統如何工作——這是傳統物理教學長期存在的‘割裂’。”江蘇大學物理與電子工程學院院長陳元平教授直言，科學思維與工程思維脫節、大學資源難進中學、評價體系重分數輕素養，是困擾基礎教育創新人才培養的頑疾。
破題始于2015年，江蘇大學依托農業工程、車輛工程等優勢學科，組織教授團隊從科研項目中“裁剪”出貼近中學生認知水平的真實工程問題，轉化為探究性微課題，例如，將汽車懸架系統的優化設計改編為“質量—彈簧—阻尼系統建模”的基礎物理課題，將農機智能避障中的距離感知原理簡化為“紅外傳感器應用”實驗——這些課題直接嵌入合作中學的校本課程和科創社團。
在鎮江一中，這種改變并非“課外加餐”，而是滲透進教學日常。物理教師鄒建平向記者展示了一份高一學案：開篇不是公式推導，而是一段“無人機吊運物資時如何抗風”的工程場景，隨后串聯起受力分析、運動合成與分解等核心知識，并引導學生定性探討外力擾動下的動態平衡問題，最終要求學生分組設計簡易模擬裝置。“每節課都像一次微型項目攻關。”鄒建平說，通過大中協同教研，教師實現了從“知識傳授者”向“探究引導者”的轉型，課堂生態發生了根本性改變。
這種“問題鏈驅動—項目式探究—工程化實踐”的三環節教學模式，讓課堂生態煥然一新。鄒建平介紹說，近3年該校學生參與科創活動的比例從不足30%躍升至85%。
大學資源如何常態化落地？江蘇大學給出的答案是“建隊伍、搭平臺”。10年來，該校累計選派60余名理工科教授擔任中學“客座導師”，同時為合作中學培訓骨干教師逾200人次，形成一支大學教師出思想、出課題，中學教師抓落地、抓指導的“雙師”協同梯隊。線上共享實驗室、虛擬仿真平臺和工程案例庫也向中學生開放，打通了科工銜接的“最后一公里”。
“我們不是把大學課程簡單下移，而是讓工程思維像種子一樣，在中學階段就生根。大學之‘工’可以賦能中學之‘理’，大中銜接、科工融合，讓科學思維與工程思維像DNA雙螺旋般根植于中學生的腦中、心中和手中，為學生創新意識和實踐能力的培養奠定了良好的基礎。”陳元平教授表示，未來團隊將繼續擴大應用范圍，并計劃開發面向更多學科的“科工融合”課程包，為基礎教育階段創新人才培養提供更系統的路徑。
（中國教育報-中國教育新聞網 記者 阿妮爾 通訊員 馮旭 吳奕 單毅君）
作者：阿妮爾 馮旭 吳奕 單毅君
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