工程素养：关键要素与培养策略

》 谭姣连

博士，教授，硕士生导师。广西中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0专家委员会委员，广西首届基础教育（义务教育信息技术）教学指导专业委员会委员，中小学通用技术国家教材建设重点研究基地兼职研究员。研究方向为信息化教学设计、STEM教育与创客教育、中小学技术与工程教育等。主持在研课题：国家社会科学基金“十四五”规划2021年度国家一般课题“基于场域理论的中小学技术与工程素养教育研究”等。

》 魏 宁

北京市东城区教育科学研究院研修员，《中国信息技术教育》杂志特约撰稿人/专栏作者。

为什么：工程素养在今天为何重要？

魏宁：在近年来的基础教育中，“工程”这个概念受到越来越多的重视，出现的频率也越来越高。例如，《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》，对信息科技的界定是“信息科技是现代科学技术领域的重要部分，主要研究以数字形式表达的信息及其应用中的科学原理、思维方法、处理过程和工程实现”。《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》中的“三维设计与创意”“开源硬件项目设计”等模块，都提出了要利用工程的相关知识，发展学生的工程思维。在STEM教育中，工程（E）更是构成要素之一。近年来，您一直关注并研究工程素养及其培养策略，首先想请教您的是，为什么与工程相关的思维、素养在今天变得越来越重要呢？

谭姣连：首先，当今社会，工程技术已经渗透到我们生活的方方面面，直接影响人们的职业水平、生活品质和社会文化。因此，人们需要更多地理解技术对生活、社会和环境的影响，以及如何使用和开发技术产品、系统和过程来扩展能力，也就是说，技术与工程素养早已成为人们生存与发展的基本技能。

站在“百年未有之大变局”的背景下来看，国家间的竞争在根本上是科学和工程技术领域的竞争，这让独立自主发展我国的工程技术成为一项重要任务。而我国是一个制造大国，按照国家战略部署的要求，我国将在2045年建成世界领先的制造强国，要实现这一目标，离不开大量优秀的工程技术人才。我们欣喜地看到，今年1月，首届“国家工程师奖”隆重颁奖，这是以党中央、国务院名义对我国卓越的工程师进行的奖励，对广大工程技术人员是一个极大的激励，也提高了工程师的社会地位。随着工程技术的重要性在国家战略地位中的凸显，培养适应未来的工程建设者也成为基础教育的一个重要任务，而工程思维、工程素养作为一种工程基本技能，自然受到了普遍重视。

魏宁：我和一些中小学信息科技教师进行过交流，明显感觉到，一方面，大家对6119f2ed07ffbb2eaad12470fd01b868b91d51f7e0c0dc12618e1239b076d4c1工程越来越重视，但另一方面，又不知道该怎样培养学生的工程素养。STEM教育已提出多年，但感觉工程（E）在其中是相对薄弱的一环。您如何看待这一现象？

谭姣连：这确实是当前的现状，在世界各国这都是普遍存在的，有学者把这种现象称为中小学工程教育的“沉默”或“隐身”状态。我想，造成这一状况的原因是多方面的。

首先，国际上，工程教育进入中小学也是近几十年才逐渐引起关注的，在我国的基础教育中，至今尚无专门的工程课程，虽然在高中阶段的信息技术、通用技术以及义务教育阶段的信息科技、科学等课程标准中涉及了工程相关的内容，但仍然缺乏系统的教学目标、内容体系和教学指导建议等。而在STEM或创客教育中，工程仅仅体现为某些项目的情境或线索，并未深入挖掘。

其次，我们对工程这一概念的理解还存在一定的误区。我曾经对我国工程领域的知名专家进行过访谈，其中有专家就谈到，长期以来，我们从专家到普通公众，都习惯使用科技、科技工作者这样的概念，但其实这个“科技”概念中是包含工程的，“科技工作者”也涵盖了科学家、技术人员和工程师。但这些称呼却给大众造成了误解，要么认为科技中没有工程，要么认为工程是技术的一部分，无论哪种认识，都导致了工程这个概念的缺失。我们的很多学生在上大学之前，对工程是几乎不了解的，我曾经采访过一些工程专业毕业的学生，问他们当初为什么填报工程专业，他们的回答是“其实我并不知道什么是工程”，只不过是老师或家长让他去填报的。

此外，现阶段我们中小学科学、信息科技、通用技术等学科的教师大多是师范院校毕业的，本身没有工程专业背景，职前职后均缺乏必要的工程理论与实践教育，自身在工程思维和素养方面不足。

以上种种原因，造成了当前中小学工程素养教育较为薄弱的现状。

有什么：工程素养中有哪些关键要素？

魏宁：正如您上面所说，当人们对工程的认识和理解还存在误区的时候，中小学生的工程素养是不可能得到很好的培养的。要想有效地培养中小学生的工程素养，我们是否应该首先搞清楚工程素养中有哪些关键要素？它包含了哪些基本的能力、思维、品质？您在这方面做了不少有益的探索，能否谈谈您的理解？

谭姣连：确实如此，要想培养中小学生的工程素养，就需要系统规划相应的目标和内容体系，探索有效的培养途径和策略。首先要做的，就是明晰工程素养中包含哪些关键要素，这样我们才能知道该培养什么、怎么培养以及如何评价。

我把这些关键要素总称为“工程核心素养”，这是因为基础教育是一种面向全体学生的普及教育，并不是直接去培养工程领域的专业人才的，因而更关注的是学生应具备的、能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。工程核心素养指的就是中小学生在经历工程问题解决相关的学习与实践活动中，逐步积淀形成的能基本体现工程思维特征的关键能力和必备品质。

在文献调研和专家访谈、咨询的基础上，我对工程核心素养的要素进行了梳理，认为中小学工程核心素养应围绕解决问题和责任担当这两个核心关键展开，涵盖以下几个方面：

第一是工程基础认知。这是关于工程的最初级的认知，包括工程及行业认知，工程核心概念与方法，工程、社会与可持续发展要素等。要让学生逐步理解工程是什么，工程与科学、技术之间的关系，系统、资源、约束、优化、权衡、建模、过程、控制等核心概念，熟悉工程设计的基本过程和方法，认识到工程与社会、环境的相互影响，工程师的社会责任和伦理规范等。

第二是工程问题解决。指通过尝试解决具体问题，从而获得初步的问题解决能力，包括问题识别与评估、科学/技术探究与应用、权衡设计与实施、数据/信息获取与分析要素等。与一般的问题解决不同，工程问题解决更强调在一定的约束条件下，解决具有情境性、复杂性、综合性的问题。

第三是工程思维习惯，也就是我们所说的工程思维。指的是在长期工程学习与实践过程中形成的相对稳定的、影响较大的思维模式，主要包括了系统思维、批判性思维、创造性思维等。和科学思维不同，工程思维是一种“筹划型实体思维”，也是一种“造物思维”。学习工程思维，也就是我们常说的要“像工程师一样思考问题”。

第四是个人发展与团队工作。工程的显著特点是社会性、综合性和跨学科性，既需要个人发展，也需要团队工作，沟通交流、团队合作、自主与终身学习是其基本要素。

第五是工程精神与责任伦理。这是工程师特有的精神品质与社会责任，包括了乐观坚韧、责任与道德规范等。

综合来看，中小学生工程核心素养的目标定位不宜过高。我认为，培养中小学生的工程素养，一定要符合学生的发展规律。首要任务是培养学生的工程兴趣和工程精神品质的传承，在此基础上，循序渐进地开展工程问题解决能力和工程思维等的培养。

魏宁：我注意到，在您描述的工程核心素养中，特别包括了工程精神与责任伦理。当今科技的快速发展，带来了众多的伦理问题，人们对与科技有关的伦理问题格外关注，像“信息社会责任”也是信息科技课程的核心素养之一，对于工程精神与责任伦理，您是怎么考虑的？它又该如何培养呢？

谭姣连：是的，任何一项工程活动都和现实世界紧密相连。一个优秀的工程师，虽然他的能力很强，但如果精神品质方面出了问题，没有社会责任感，那将是致命的，所以，培养学生的工程精神与责任伦理尤为重要，我们将它列为了工程核心素养之一。

具体说，它又分为两个方面。一方面是乐观坚韧，因为工程师首先要热爱，才愿意投入精力，同时在工作中经常需要面对各种实际问题，这和面对学科学习还是有区别的，那在解决问题的过程中如何面对困难和挫折，这时就需要具有乐观坚韧的品质。

其实，乐观坚韧的品质是每个学生都应具备的一种素养，但在日常学习中，我们很少专门培养学生这方面的素养，主要原因就是缺乏落实的载体，而工程学习与实践活动就是一个很好的培养孩子乐观坚韧品质的载体。

例如，在我们的工程实践活动中，有很多学生一遇到困难，就马上想着换一条路径试试，不愿意努力尝试去解决具体的问题，有的学生甚至不愿意再往下做了。对教师来说，这就是一个培养学生乐观坚韧品质的契机。当学生遇到问题或感到困难的时候，教师要鼓励、指导和引导他们分析分解问题，寻找解决问题的途径，必要的时候还需要指导他们如何通过进一步学习和寻求专业指导与帮助，去解决其中相应的难题，并设置一些激励机制，鼓励他们多投入一点点、多思考一点点、多调试一次、多修改一遍。当学生获得进展或突破时，教师要及时肯定与表扬……这样，让学生从中获得成就感，并慢慢积淀，他们就会产生内驱力，渐渐形成乐观坚韧的品质。如果在实践中，教师只是关注作品能否完成，而忽视学生在工程实践活动中心理层面的变化，就会错失一次乐观坚韧品质的培养机会。

另一方面是责任与道德规范，在中小学阶段需要通过灵活多样的方法和途径让学生明白：任何一项工程实践都关系着人、社会和环境，稍有不慎就会出现重大事故，甚至危及国家和生命安全，因此，遵守道德规范，具有安全意识、法律意识乃至家国情怀，是基本的要求和保障。而从小建立起的这种责任感和敬畏感，才是坚不可摧的。

魏宁：您觉得在基础教育阶段培养学生的工程素养，除了上述关键要素，还有怎样的意义？

谭姣连：上面提到的工程核心素养是面对所有学生提出的，虽然大多数学生今后可能不会从事工程方面的职业，但作为一种基本素养，工程素养也是当今社会工作乃至更好地生活所需要的。同时，工程素养的培养也能对中小学生起到一个职业引领的作用。虽然不是职业教育，但我们仍然可以通过工程素养的培养，激发学生对工程的兴趣，让他们热爱工程，进而去发现一些具有潜在的工程天赋的好苗子，让他们未来有可能成为工程领域的从业者，甚至成为优秀的工程师。如果我们在培养学生工程素养的时候，完全抛开职业理想和追求，我想这也是不完整的。

怎么做：我们该如何培养学生的工程素养？

魏宁：通过以上对工程素养关键要素的描述，我们已经了解了工程素养该培养什么。那么接下来的一个问题就是，我们该如何培养学生的工程素养？在学校现行的教育体系中，您认为我们可以通过哪些途径去培养学生的工程素养呢？

谭姣连：在当前的中小学课程体系中，工程不是一个独立学科，但我们可以通过多场域多方式覆盖工程教育。学校是主要的培养场域，科技馆、图书馆等社会特定场所，家庭与媒体环境也都可以影响学生的工程认知和学习。在学校，培养学生的工程素养要注重并依托科学、技术、数学乃至人文艺术等学科。除了学科课程以外，在课后服务、校本课程、创客教育、STEM教育等社团活动或跨学科实践活动中都可以渗透工程素养的相关内容。此外，在校园文化节、冬夏令营、研学等活动中也可以开设工程素养相关的实践活动。

总的来说，工程素养的培养在中小学的实践主要可以借助两类场域，一类是常规的学校课堂的场域，另一类就是特定空间的一些场域。

魏宁：工程素养的培养具有鲜明的实践性、情境性、综合性特征，在实践中，有哪些行之有效的方法和策略呢？

谭姣连：站在学生角度，工程素养及其相关知识、技能的学习与实践，有两个重要特征：一个是容易受到环境和氛围的影响，因为工程实践活动通常发生在特定场所中，如创客空间、工作坊、各类技术实验室，场所的人员、设备、环境、氛围都会影响到学习的效果；另一个是综合性强，工程实践活动强调动手实践、问题解决，需要团队沟通、合作，与个体的兴趣、投入、沉浸体验的程度息息相关。

其实，孩子们天生就是工程师，他们的创新意识和能力是与生俱来的，但如果我们采用传统的课堂教学方式，不但缺乏吸引力，而且会扼杀掉一部分创造性，甚至会削弱他们长大后当工程师的愿望。所以，工程素养的培养呼唤的是一种“学生自主型学习”。

鉴于此，我们提倡“学习环境设计”这一教学设计范式，将其作为培养学生工程素养的一种具体设计方法，它可以提高学生工程学习的兴趣，使其能够更好地掌握相关知识与技能。

魏宁：这种学习环境设计具体包括什么？

谭姣连：刚才我们分析了工程学习与实践的特征，基于这些特征的学习环境设计涵盖了教与学的诸多方面。这里的“环境”包含了两层意思，一个是物理条件中的环境，如场地、空间、设备等，还有一个就是“软环境”，其中也包括了人——教师和学生所构成的场域、一种氛围，以及外部的支持等。

通过人、氛围、情境、物理空间、技术资源所创设的环境，构成了吸引学生热爱并参与工程学习与实践的场域，支持并帮助学生达到投入、沉浸的学习状态，最终培养其工程素养，这就是学习环境设计的基本理念。其中，活动体验、学习者投入、物理环境条件、社会场域关系构成了工程学习环境设计的核心要素。

按照学习环境设计的理念，在整个工程学习与实践的过程中，学生需要从感知环境和场域开始，然后进入“工程实践——学习探究”循环过程，以评价反思结束，这是一个典型的“体验——投入”过程。

我稍微描述一下其中的“工程实践——学习探究”循环过程，它一般先由工程实践环的定义分析需求/问题开始，在初步分析和制订计划后，进入学习探究环的查阅资料、观察模仿练习或（和）调查/实验、归纳梳理环节，再一次进入工程实践环的确定设计方案、物化/实施、测试评价、优化环节，根据实际情况确定是否进入下一轮的问题解决与探究。这是一个双循环活动，教师需要结合学习目标和学生特征，对学习内容进行分析和重组，并巧妙融入到上述活动中。这样的一个循环活动，可以支持学生体验如何在具体的工程应用情境中学习，通过应用问题解决方法开展工程设计或诊断、解决问题等活动，以形成问题解决能力、系统思维、创造力等。

魏宁：您刚才为我们介绍了“学习环境设计”的要素和主要流程，我觉得这是一个理论性非常强的教学设计范式。在实践中，教师是否会觉得这一范式过于专业？一线教师能否掌握这一教学设计范式？

谭姣连cbb059c0920cf3bf5b96062161cff014aa6237d72d3140af34d7a8083287a34d：在我主持的一些工程实践活动中，教师在开始的时候往往会有这方面的顾虑或困惑，觉得做一个教学设计要考虑那么多的要素，担心自己是否有能力驾驭。但当他们熟悉了之后，基本感觉还是有能力做到的。

这里其实是有一个认识误区的，就是我们会把这些要素、这些条件想得过于“高大上”，其实实践中并不是这样的。例如物理环境，不一定非常复杂，一些基础的、能满足基本需求的空间也是可以的。我们的原则是，依托现实条件和环境，在这个基础上去创设有吸引力、激励性和熏陶性的友好软环境，这才是最关键的。

因为工程实践的目的就是创造性地解决一个现实问题，并且工程实践中面对的问题和其他类型的问题还有一个重要区别，就是它是有约束条件的，而这个约束条件有可能就是我们所面对的现实环境。

例如创客类的工程实践，有的学校可能有一些先进的套件，包括人工智能套件，但有的偏远地区的学校可能暂时不具备这些条件。其实，哪怕我们手里只有纸板、胶水、木棒，也可以开展创客类的工程实践。重要的是在工程实践活动中，引导学生在现有的约束条件下创造性地解决问题，从而培养学生的相关能力、品质。约束条件的存在本身就是工程实践活动的基本特征，能够面对不同的约束条件，创造性地解决问题才是工程素养的体现。

魏宁：您曾经在中小学开展了大量的工程实践活动，在指导教师进行工程实践活动的过程中，您觉得还存在哪些比较普遍的问题？

谭姣连：通过近年来在中小学开展的工程实践活动，我的总体感觉是中小学信息科技教师都普遍认可工程素养的意义和价值。

接下来的问题是，老师们在通过工程实践活动培养学生工程素养的过程中，看似进行了相关的活动设计，但往往只是让学生体验了流程和步骤，而对每个步骤中应该掌握的核心知识、能力、方法、思维则关注和指导得还不够。

例如对学生创新能力的培养，这是工程素养的关键要素之一。教师一般是通过让学生动手设计、制作作品，让学生自由发挥，在创作的过程中形成创新能力。但就我的观察，学生提交上来的作品同质化的现象还是比较严重的。回过头看，学生都是具备基本知识和技能的，设计流程也都经历了，他们更像在模仿和堆砌技术，但却缺乏创意。这告诉我们，流程、环节、资源、模式可以简单复制，但涉及具体的如观察、分析问题、概化设计等有哪些具体的方法，提高学生的批判思考、创新思考、系统思考有些什么策略，这些都需要教师精心设计教学和指导，目前来看，教师在这些方面是有所欠缺的。

魏宁：上面聊了很多关于培养学生工程素养的设计方法，您能否为老师们呈现一个具体案例？

谭姣连：好的，我们应用学习环境设计方法，成功地设计并开展了“小鬼当家”“奇探花园”“奇探星球”“珍珠小镇”等系列工程素养培养的实践项目。下面以“小鬼当家”为例进行介绍。

前面我们谈到，创客教育是培养学生工程素养的一个重要载体，“小鬼当家”就是一个在创客空间开展的电子创意编程项目。整个项目组是一个由16人组成的学习共同体，他们包括12名3～7年级的学生、1名教师、2名大学生和1名工程师。整个项目分为12个单元，每个单元2小时。

本项目的主要学习目标是：学习并熟悉Arduino主控板、相关传感器和Mind+图形化编程软件，应用技术合作设计并制作作品，在学习过程中培养学生的技术和工程素养。

我们按照前述的学生“体验——投入”过程进行学习环境要素的设计，首先，对于“环境与场域感知”环节，我们会通过物理环境条件设计和社会场域关系设计来支持。前者包括布置和装饰场地，设计与制作“小鬼当家”主题小木屋，向学生提供《小鬼当家工具书》《过程记录手册》等，创设好故事情境；后者包括学习空间的氛围设计，如空白的“问题墙”“智慧树”，设计好“智慧树”“智慧果”的积分规则等。

然后，学生进入“工程实践/问题解决——学习探究环”环节，通过自主学习、合作设计制作、个人辅导等形式，学习相关的技术、工程过程与方法、工程思维习惯与品质等。为了支持此过程的学习，我们为学生设计了便于开展自主学习的《小鬼当家工具书》《过程记录手册》等资源工具，还设计了技术认证活动来检验和提高学生的学习质量，并向学生提供问题分析思维导图框架、创新方法启发框架等学习支架；学习共同体成员利用“问题墙”，营造出积极提问和解决问题的氛围，通过在“智慧树”上粘贴“智慧果”，营造积极的团队合作氛围；工程师、大学生成员在活动中通过积极示范形成浓厚的工程学习氛围。

为了支持“评价反馈与反思”环节，我们设计了作品自评、互评、师评，情景剧设计与展示等活动，还有平时积分的累计与粘贴、积分兑换，教师评语的撰写等活动设计。

对以往活动的调查结果显示，在学习后，学生对工程学习的兴趣、思维习惯与品质都得到了提升，制作出的作品也体现出了较强的工程素养。

我感到满意的一个状态是，在工程学习之前，学生在创客活动中看重的是“我参加了一个项目”“我完成了一个作品”，而在工程学习之后，学生会说“我经历了一次××的工程实践流程”“我用到了××创新的方法”

魏宁：这个案例体现出了您上面讲到的“学习环境设计”的方法，给我的感觉是，这样的工程实践活动虽然架设在创客活动之上，但其中有很多培养学生工程素养的设计，在这方面，您能再分享一些细节吗？

谭姣连：是的，从创客教育的角度讲，它就是一个师生协同的创客实践活动。但从工程素养培养的角度讲，教师在整个活动设计伊始，就要明确培养工程素养中的哪些具体内容，同时设计好相应的方法，需要用到的学习支架、资源等。

例如，我要培养学生的创新思维，可能会用到头脑风暴、组合创新甚至SCMPER法等具体的方法，这些方法不是简单地讲授给学生，而是需要在具体的活动环节中，有趣味性地、通俗易懂地介绍给学生，并通过一些精心设计的学习支架来帮助他们在实践中应用。通过一次创客活动，学生肯定不可能学习到全部的创新方法，但可以肯定的是，教师根据学生基础和项目特点，巧妙选择各种创新方法内容，设计于系列项目活动中，学生在方法上肯定是有积累的；同时，学生也不一定能通过一次活动就完全掌握这些方法，但他们经过不断实践和反思，会越来越熟练，当以后想要找到一个好的创意的时候，他们就会不由自主地想到并应用活动中学到的方法。我认为这才是中小学生创新思维和能力培养的一个正常的过程。

再如系统思维的培养，系统思维的关键就是要有整体观、全局观，在全局视角下，进行系统中各部分的计划、协调等工作，这些对于中小学生来说是比较欠缺的。有的教师认为，在小学阶段，学生还难以接受系统思维。但我通过观察发现，当我去教小学生系统思维的方法时，甚至比教中学生还容易。这是因为到了初中、高中阶段，学生的思维惯性已经初步形成，特别学生做过很多项目，对于做一个项目的“路数”已经很熟悉了，这时候你去告诉他们一些打破自己思维惯性的方法，让其改变原有的思维惯性会很困难。

这也启示我们，工程素养的形成是需要一个过程的，一些思维方式的形成是逐步显现的。类似创新思维、系统思维的培养，还是要从小做起，有意识地进行一些阶梯化的训练，这样学生的工程素养就会逐步养成。

在这个活动中，我们还有一个有趣的设计，在项目的学习共同体成员中有1名工程师。一方面，需要真正的工程师在工程实践活动中给予学生及时的指导。另一方面，还有一些小小的设计。例如，一个场景是当学生休息的时候，工程师都还在旁边“干活”，他们就在现场动手制作器物，这时候学生们就会被吸引过来，看一看、摸一摸、问一问、试一试。我们是想通过这种潜移默化的熏陶，让学生们爱上工程，热爱工程师这个职业。这既是学习环境设计中社会场域关系设计的一个尝试，也体现了我前面提到的工程职业引领。

魏宁：通过您的介绍，让老师们了解到了一个工程实践活动中巧妙的设计思路。通过实kePgb6Jz5XCuYvh8nWn04w==践，您觉得这个项目在实施过程中有哪些关键的地方？

谭姣连：在和老师们的交流中，大家会反馈说，在日常的教学中，没有那么多的课时量去完成这样一个项目，因此，如何在有限的时间内提高学习效率是大家普遍关心的问题。

这恰好也是我们工程学习和实践活动的一个重要目标，就是通过一个个学习活动培养学生的自主学习能力。在工程核心素养中，自主学习能力是一个关键能力。因为在工程实践中，每个人都会遇到一些现实问题，学生如果不具备自主学习的意识和能力，则很难坚持不懈、创造性地去解决问题。

在“小鬼当家”工程实践活动中，我们采取了一些促进学生自主学习的策略。首先，在整个学习活动中教师基本不进行集中教学，大量的时间都留给学生自学。我们会提前准备好《小鬼当家工具书》，工具书中会对需要用到的技术的操作流程进行详细介绍。而且，采用任务进阶的方式，把技术学习分解为闯关的挑战任务，对于所有学生来说，完成基础篇的十个任务就可以应对活动需要了。如果学生还想进入进阶篇的任务学习，就必须先通过一个“技术认证”的测试，为了让学生抛开书本，测试采用面试的方式，学生要在教师面前完成一定的任务，通过后就可以进入进阶篇的学习。同样，进阶篇的后面还有更高阶的任务等着学有余力的学生去挑战。这样，不管什么起点的学生，在活动中都能根据自己的步调有序地安排好自己的学习，效率都非常高，不会存在传统的边讲边练的信息科技课堂中总有“吃不饱”和“跟不上”的情况。

还有就是激励机制方面的设计，如“智慧树”和“智慧果”的设计。每个团队都有一棵“智慧树”，这是鼓励团队成员通过合作实现共同成长的设计；而对于团队中的个人成长来讲，又是通过设计代表工程核心素养中的各种能力的“智慧果”来激励的。例如，学生通过自主学习，掌握的知识技能越多，获得的代表自主技术学习的“智慧果——西瓜”就越多，这就激发了他们持续投入学习的斗志。这个小小的设计在实践中取得了非常好的效果，激发了学生的学习热情，它实际是一种激励机制和评价机制相结合的设计。

学生的自主学习能力一旦得到加强，学习效率就会大大提升，也就能节省出大量的时间。这时候，我们就能把更多的时间投入到分析问题、讨论方案、开展头脑风暴等过程中，用来促进学生工程素养的形成。

魏宁：通过这个案例的介绍，我感觉它不但是一个培养学生工程素养的项目，同时也是一种很好的教师培训方式，因为从目前我国中小学教师的基本状况看，工程素养还是相对缺乏的。这种通过学习共同体开展的师生协同活动，就是一种很好的教师培训方式。如果从教师培训的角度来看这个活动，您有哪些体会呢？

谭姣连：确实，要想很好地培养学生的工程素养，师资是一个关键因素，但目前的现状并不乐观。据了解，在我国中小学教师中，鲜有工程背景的教师，因为在我国的师范教育体系中，基本没有工程方向的专业设置，包括高校中的各种课程设置，也缺乏工程领域的课程。虽然我们现在提倡科学素养，对科技类知识的传播非常重视，但科学、技术与工程之间还是有明显的差别。所以，师资的缺乏也成为当前工程素养培养的一个重要制约因素。

至于如何开展有效的教师培训，我也曾经对教师开设过讲座，老师们听了以后会觉得挺有意思的，我经常收到的反馈是：“这个内容好像以前没听过，但是我怎么去教给学生呢？”所以，我感觉通过单向传输的方式做教师培训，效果并不理想。因为，工程学习和活动具有鲜明的实践性特征，工程知识往往是和应用场景关联的，还是要通过“做中学”的方式，在实践中去做培训。

一旦转变了观念，就会豁然开朗。我在项目培训中就发现，当把一些方法、工具教给老师们之后，他们事后会把这些工具做一个整理，并且加入自己的想法，同时还会和我们交流回去之后在自己的学校如何操作，可见老师们都是非常智慧的。

魏宁：今天我们聊了很多如何培养学生工程素养的话题，其中包括工程素养的关键要素以及培养策略等，谭教授也和我们分享了自己多年实践的经典案例和其中的宝贵经验，再次对您表示感谢！

谭姣连：也感谢杂志对工程素养的关注，更祝愿我国中小学生的工程素养不断得到提升和发展。