基于工程思维的电气专业综合实验课程项目设计

在分析总结工程思维内涵与特点的基础上,给出了工程思维实施的路线,阐明了实验课程项目对于工程思维能力培养的重要性。综合本专业多门专业基础课程设计了“直流电动机与控制系统”实验课程项目,依照工程教育认证的标准制订教学目标,按照工程思维方法将项目分解为工程问题定义、需求分析、模型建立与验证、解决方案设计、原型机制作、测试与分析、迭代优化以及结题验收等环节,并设计与之对应的课程任务。教学实践证明,具有工程背景的实验课程项目,通过提供沉浸式、全流程的工程项目体验,能够有效锻炼学生的工程思维,提高解决工程问题的能力和学习总结工程经验。

在通用技术课程中强化工程教育,培养工程思维

在通用技术课程中加强工程教育,不仅能丰富原有的技术课程内涵,还能推进教学方式、人才培养模式的转变。文章从通用技术已有课程体系出发,围绕不同模块在工程教育中的融合落实提出思路和方向,探究如何在已有课程中强化落实工程教育,结合教学实践提出策略建议。

以学生工程思维和工程能力培养为导向的生物反应工程课程教学改革

生物反应工程是生物工程专业的核心课程,其内容主要包括生物学层面的生物反应规律和设备工程学层面的生物反应器操作、设计与放大等,具有理论性、工程性、实践应用性、学科交叉性强的鲜明特点。该课程涉及众多的反应动力学模拟和设备计算公式,较为晦涩难懂,教学过程普遍存在教师“讲不透”、学生“跟不上”的现象。针对这一现象,本文在梳理生物反应工程课程特点的基础上,从明确分层递进的教学目标、强化工程导向的教学内容、彰显工程案例的引导作用等三个方面进行课程教学改革,较好地达成了学生知识、能力和素质等三个方面的课程教学目标,发挥了该课程在引导和培养学生工程思维能力方面的支撑作用。本研究可为生物工程及其他工科专业的专业核心课程教学改革提供一定启示和借鉴。

基于工程思维的小学科学FCRCTP教学模型建构——以“我们的过山车”为例

核心素养教育改革背景下,在科学教育中培养工程思维已经成为基础科学教育转型优化的新态势。工程思维的培养需要以工程实践活动为载体,工程设计流程为解决创新性的工程问题提供了方法,将工程设计流程融入教学实践是在小学科学教学中培养学生工程思维的有效途径。文章以工程设计流程为媒介建构了包含聚焦情境、明确问题、研究设计、构建模型、测试优化和展示评价等六个步骤的小学科学FCRCTP教学模型,并以“我们的过山车”为例阐述验证了该教学模型的可行性和有效性。

融合工程思维的电化学腐蚀及防护教学研究——以“初探港珠澳大桥长寿秘诀”为例

聚焦在真实情境中解决化学问题,以港珠澳大桥为例,通过调研环境、分析不同部位腐蚀差异,研究防腐措施和创新应用,设计驱动性问题,培养学生运用电化学知识和工程思维解决金属腐蚀与防护问题的能力,促进深度学习。同时,结合工程情境中的思政元素,培养学生的科学态度和社会责任。

高中通用技术工程思维的内涵分级与教学策略

工程思维是通用技术学科核心素养之一,也是其他核心素养有效提升的保障。工程思维是人类解决复杂现实问题的高阶思维,从内涵上可以分为分析理解力、创新设计力、科学决策力三个层级。在教学过程中,教师可以通过体验感悟训练学生的分析理解力、历经问题解决培植学生的创新设计力、基于项目式学习提升学生的科学决策力。

基于STEM课程的学生工程思维培养措施探究

在当前科技进步与社会迅速发展的背景下,教育重心已经逐渐从单纯注重基础知识和基本技能的教学,转向更加关注学生核心素质的培养。工程思维,作为一种高级的综合思考方式,其核心理念与我国及全球其他先进国家和组织所倡导的学生核心素质高度契合。同时,中小学阶段是孩子们思维能力迅速发展的关键时期,因此,在中小学教育中引入并培养工程思维意义重大。STEM教育因其融合了多个学科的特点并强调实践操作,成为了培养工程思维的主要途径。

打通工程思维的培育通道——通用技术教学中应用社会性科学议题的实践研究

社会性科学议题既是社会生活中与科学相关的社会问题,又是实现通用技术学科知识与社会生活有效关联的一种重要途径。社会性科学议题教学(SSI教学),即将社会性科学议题作为问题情境引入课堂教学中,并有针对性地结合教材进行教学(蒋敏,2021)。SSI教学目标指向、学生工程素养与通用技术学科核心素养三者之间有着密切联系,凸显SSI教学在通用技术课堂中的应用对课标要求的达成具有重要价值。

指向工程思维培养的高中化学实验教学设计研究

工程思维是在解决有关工程问题时形成的一种思维习惯,具有实践性和创新性等特点。“利用覆铜板制作图案”是高中化学教材新增的探究实验,其内容与化工生产紧密联系,若能以此为素材开展实验教学,对高中生工程思维的培养大有神益。然而,当前化学教学对学生工程思维的培养有所欠缺。“基于设计的教学模式”融合探究活动和设计实践,运用该模式在教学中能够有效培养学生的工程思维。因此,本文在“基于设计的教学模式”的指导下,围绕该实验进行有关设计,对在化学教学中培养学生的工程思维进行初步探索,以落实学生工程思维的培养。

指向工程思维培养的小学科学教学策略——以教科版《科学》四年级上册《弹簧测力计》一课为例

工程思维是人们在解决真实工程问题的过程中逐渐形成的一种具有前瞻性、统筹性的思维习惯,指导人们共性地解决工程问题。小学科学教学旨在引领学生“像工程师一样思考”,初步培养学生的工程思维。在具体的教学中,教师应通过“设计生活情境,引出工程问题;设计探究活动,渗透科学原理;提供结构化支架,助力问题解决;反思改进不足,优化产品迭代;拓展延伸课堂,实现创新运用”等策略,让学生体验解决问题的过程,获得工程思维的发展。

幼儿园工程思维启蒙教育的内涵、价值及路径

随着时代的发展,工程思维培育的重要性逐渐凸显,很多研究者倡导将工程教育从高等教育向中小学、幼儿园教育逐渐延伸。幼儿园因其学段特征,重点关注幼儿工程思维的启蒙。根据幼儿园阶段育人要求,深刻认识工程思维启蒙教育的内涵,明确其独特的价值定位,是开展相应教育教学的基本前提。针对当前实际情况,幼儿园工程思维启蒙教育可以从打造开放自主的召唤性环境、开发实效多维的支持性互动、探索弹性渗透的时光轴序列、协同丰富多元的家园社资源、建构儿童视角的成长性评估等方面具体落实推进。

指向工程思维的学科实践活动设计的三个向度——以高中通用技术教学为例

学科实践活动将实践与知识、实践与技能、实践与情感、实践与思维等勾连起来,重组了教学结构,变革了学习方式。高中通用技术教学通过引入体验类实践活动、探究式实践活动、设计型实践活动等实践活动,有针对性地训练学生的分析、建构、设计等思维,从而达成培植与发展学生工程思维的目标。

立足项目化活动培养学生工程思维——以“模拟飞船对接”项目为例

科学课程标准指出,技术与工程实践要围绕真实情境开展探究活动,以解决生活中的现实问题为目的,引导学生自主思考、分析问题,通过技术与工程方法设计、制作装置或模型进行深入研究。在技术与工程实践教学中,教师要借助项目化活动,以循序渐进的工程任务激发学生的兴趣,引领他们主动参与实践,培养他们的实践能力以及创造能力,进而发展高阶思维。

基于工程思维教学“船的研究”

工程思维是科学教育的一个重要目标,每一册教材中都有单元将工程学习列入单元学习的最终目标。但当下科学教材中的实验大多仍是验证性实验,这种实验方式只能让学生以固有的思维去证明实验的结论,难以发挥他们的主观能动性,激发他们的学习积极性。在“船的研究”单元教学中,我们尝试在实验教学中渗透对学生工程思维的培养,扭转理论和实践脱离、操作和创新分离、技术与科学背离等倾向。

STEM视域下高中物理教学培养学生工程思维的策略与设计

工程思维是一种复杂的高级思维形式,它是指人们在进行工程实践的时候,将各种思维因素进行整合,并按照特定的程式呈现出一种比较稳定的思维模式。本研究在STEM教育视域下分析了工程思维的内涵、发展现状,阐明了工程思维对于工程型人才培养的重要意义与价值。并在此基础上,结合高中物理教学实际,探讨了在高中物理课堂上进行工程思维训练的具体实施策略。本文旨在为高中物理教师在课程中进行工程思想教育的设计与实践提供借鉴。

以“小小工程师”为载体培育学生工程思维

笔者在教学实践中发现,学生工程思维发展很容易被忽视。本文以“小小工程师”单元教学为载体,对学生的科学工程思维能力状况进行了调查,分析存在的问题及原因,并基于此改进教学。

强化学生工程思维

如何有效地在小学科学教学中培养学生的工程思维,是目前教育界亟待解决的问题。虽然已有一些研究关注于工程领域的教学内容设计与实践,但真正深入工程思维的培养策略,尤其是对小学阶段的研究仍相对薄弱。基于此,本研究旨在探讨工程思维在小学科学教学中的培养策略,为我国小学科学教育提供理论支持和实践建议。

职业需求导向下的景观专业学生工程思维培养策略研究

在当前的景观设计领域,普遍存在高等教育成果与行业实践相脱节的问题,如何协调高校课程体系与职业发展需求是亟待解决的难题。文章基于OBE理念的研究基础,提出了景观工程思维成熟度模型(Landscape Engineering Thinking Maturity Model),并将工程思维教育的实施分为职业需求、课程内容以及课程培养三个模块。希望利用此通用模型,培养景观专业学生的工程思维,改善高等景观教育与行业发展脱节的矛盾。

幼儿园木工项目活动中培养幼儿工程思维的策略

随着基础教育教学改革不断推进,幼儿园教师在开展教学活动时越来越关注幼儿综合能力的发展。木工项目活动是幼儿园活动的重要组成部分,同样也是培养幼儿动手能力以及自主研究能力的有效方法。文章以“幼儿园木工项目活动中培养幼儿工程思维”为主题进行研究,通过实践,探索木工项目活动中有效培养幼儿工程思维的方式方法,旨在为后续实践活动提供一定的参考。

指向工程思维的初中科学项目化学习探究——以“未来加氢站”项目为例

工程思维是一种集系统思维、实践思维和创新思维于一体的综合性思维方式,指向工程思维的初中科学项目化学习可改变学与教的方式。设计指向工程思维的初中科学项目化学习,需要以核心概念为出发点、以核心素养为着力点、以限制因素为突破点、以产品输出为落脚点,体现情境化的真实问题、素养化的项目目标、工程化的项目实施。在具体教学中,教师需要创设问题情境、引导系统分析、搭建实践平台、强化反思总结,从而激发学生的问题意识和创新思维,培养其实践能力,提升其工程思维水平。