卓越工程人才是深入推进新型工业化、加快形成新质生产力的重要战略资源。当前，高校、政府部门、企业协同培养工程人才已经成为广泛共识。作为打牢根基的基础教育环节，在中小学教育中，培育工程素养显得尤为重要。杭州市胜利实验学校围绕提升学生工程素养的目标，积极推进工程教育落地，有效促进学生工程素养的提升。

    横向思维在工程素养培养中的意义和价值

    “将工程科技教育前移，对激发学生工程科技学习兴趣，提高创新能力和工程科技素养，立志成为担当民族复兴大任的卓越工程师、工程科技专家和工程引领人才，都有十分重大的意义。”学校校长张浩强表示，经过长期实践，学校发现中小学在工程素养培育中应当重视横向思维，培养学生跨领域、多角度思考的能力。

    横向思维具有横向移入、横向移出、横向转换的特点，它为学生解决问题提供一种跳出传统框架的创新思维方式，有助于增强学生对问题的敏感性与洞察力，在设计时不断提出新方案，在应用中反思迭代，提高实践效能。

    小学是人生成长的初级阶段，这个时期是培养横向思维的重要时期。学校在教育教学中，努力转变学生长期纵向思维形成的思维定式，完善思维能力，将横向思维置于工程素养培养的核心地位。同时，学生工程素养的提升也为横向思维的培养提供了实践的平台，使横向思维能够在实际工程问题中得到应用和发展。

    形成“三维十分项”的工程素养框架及评估机制

    基于对横向思维的理解，学校构建了小学生工程素养框架，涵盖问题意识、设计能力、实践应用三个维度，围绕三个维度，制定“保持好奇、发现需求、人文情怀、创新方案、权衡决策、图样表达、工具使用、按图施工、交流合作、优化迭代”十个分项，强调横向思维在工程素养过程中的培养和落地。如在“发现需求”“创新方案”“权衡决策”这几个分项中，学校通过提供“需求分析表”“方案记录表”以及“可行性分析表”，引导学生多角度、跨领域思考。此外，学校还开发了面向低中高三学段的评估细则，科学全面地衡量学生在聚焦横向思维的工程素养方面的成长与进步，确保目标分项落实。

    构建可提供实践范本的工程素养教学模式

    经过10年实践，学校总结摸索出了基于“目标链接”的学科渗透等四种教学模式，为小学阶段培养工程素养提供了可借鉴的实践范本。

    基于“目标链接”的学科渗透模式，将工程素养融入小学语文、数学、科学、美术、劳动、信息科技等学科。这种模式分为前期分析、目标制定、教学设计、任务实施、素养评估五个环节，强调在不同学科的教学目标中寻找与工程素养相关的链接点，通过国家课程的普适性教育，让每一名学生都能在不同学科中无痕夯实工程素养相关基础能力。

    指向“能力先备”的校本储能模式，学校根据学情需要，开发了工程实践相关的校本资源，涉及图形化编程、开源硬件、三维建模、激光切割、物联网、人工智能等领域，有针对性地补齐先备能力，支持学生做中学、用中学、创中学。

    凸显“技术赋能”的跨学科学习模式，该模式以某一学科任务为主，辅以信息科技学科中的编程技术、传感器技术、数字化工具使用等技术，注重抽象建模能力培养，赋能任务解决。在人工智能时代，“技术赋能”的跨学科学习模式能够让学生突破学科纵向思维的限制，运用横向思维，尝试换角度突破、换方法创新，使问题得以解决。以“降落伞”一课为例，学生在解决“降落伞落地时间测算”这一学科任务中，使用了秒表计时、目测观察等学科纵向思维方法，也有学生采用了三轴传感器，通过编程记录降落伞在空中姿态的数据，通过数据分析直观呈现出准确时间，从而减少了误差，为该问题的解决提供了新视角、新思路。

    依托“创意智造”的项目驱动模式，该模式是在开放式问题背景下开展项目化学习，由问题提出、创意构思与设计、方案实施与优化、作品展示与准备、作品签约与孵化五个流程组成。在综合实践活动课中，以工程项目集中学习的形式开展。在项目的最后阶段，将学生的创新成果转化为实际应用尤为关键。对优秀学生团队制作的作品，学校与学生团队进行项目签约，积极联系相关企业，与企业建立合作关系，共同对学生作品进行产品孵化。将作品变为产品，投入学校场景使用，让作品成为校园创新文化的一部分。

    十年磨一剑，学校持续聚焦横向思维培养学生工程素养，使学生的问题意识、设计能力、实践应用等方面得到极大提升。学生在全国及省市区级创新科技类赛事中获奖近百项，5篇文章在《无线电》杂志上发表，成果研究、推广能力逐渐增强。学生成了校园文化建设的参与者，目前已孵化了“拐角防撞器”“拖堂提醒器”等30余项智创产品。

    （张浩强）