開發空間科學課程，推進特色工程教育

【摘 要】依托江蘇省“望向深空”初中空間科學課程基地，江蘇省無錫市堰橋初級中學創新開展空間工程特色教育，積極構建空間工程課程體系。在課程實施過程中，學校牢牢抓住三個“聚焦”，即聚焦普及性課程，提升學生科學素養；聚焦專門性課程，為學生量身定制課程資源；聚焦評價體系建設，探尋拔尖創新人才的早期培養路徑。

【關鍵詞】空間科學；工程教育課程；人才培養

【中圖分類號】G632.0" 【文獻標志碼】B" 【文章編號】1005-6009（2024）06-0014-03

【作者簡介】顧益芳，江蘇省無錫市堰橋初級中學（江蘇無錫，214174）課程教學處副主任，高級教師。

為貫徹黨的十九大提出的建設“教育強國、科技強國”精神，落實習近平總書記提出的建設“航天強國”指示，江蘇省無錫市堰橋初級中學（以下簡稱“堰橋初中”）于2018年創建了空間科學實驗社團（以下簡稱“空間社”）。多年來，堰橋初中積極聯系高校及科研單位，充分挖掘各級各類資源，積極開發與空間科學高度相關的工程教育課程。堰橋初中先后立項江蘇省“望向深空”初中空間科學課程基地、無錫市首批中小學工程教育優質課程、無錫市中小學工程教育重點學校。

一、聚焦普及性課程，提升學生科學素養

教育興則國家興，教育強則國家強。全民科學素養的提升是堰橋初中開展航天特色教育的基本目標，我們積極利用已建成的空間工程教育實驗中心的各功能室，以開放的姿態，對全體學生及社會團體進行科普教育。同時，通過開展科技節、校園才藝博覽會、讀書節、專家科普講座等活動，拓寬學生視野，激發學生投身科技研發、工程制造行業的動力；積極開展思政課教學，利用好國家課程中的道德與法治課，對全體學生進行航天精神教育，增強全體學生的民族自豪感。

二、聚焦專門性課程，為學生量身定制課程資源

黨的二十大報告重點關注了科技人才的培養。堰橋初中充分考慮初中階段學生的發展規律，聚焦專門性課程的建設，重點關注創新人才的思政教育和校史文化傳承、學科基礎培養、學科的交叉整合和創新能力發展等內容。

專門性課程以與空間科學相關的基礎性課程為主要內容，以“一縱一衡三板塊”為設置理念。其中，“一縱”指的是課程的設置是按照一個空間社的學員在整個初中學習階段參加空間社活動而設計的一個連續的循序漸進的課程體系；“一衡”指的是課程的設置堅持“為黨育人、為國育才”的教育方針，在進行學科知識課程授課的同時堅持思政教育；“三板塊”指的是空間工程教育課程內容依托學校多年來在空間社校本課程群方面的開發經驗，以專門性課程為具體課程呈現方式，按照基礎類、項目實踐類、綜合創新類三大板塊進行劃分，構建進階式育人模式。

1.抓基礎促發展

基礎類課程有兩類。一是思政類課程，圍繞“胡氏三杰”校本課程資源開展科學精神和科學家精神教育的課程內容，圍繞講好大國工匠故事開展工程精神和工程師精神教育的課程內容，圍繞航天航空發展史開展航天精神和航天員精神教育的課程內容。二是思維類課程，以國家義務教育學科課程為基礎，利用課后服務時段開設相應的學科思維類課程。如利用模型中的數學、編程基礎等模型思維課程，提升學生的建模意識和模型思維能力。

2.抓項目促實踐

項目實踐類課程是在科學基礎類課程的基礎上，以探究活動的形式呈現有關空間科學的項目，利用空間工程教育實驗中心，結合勞動教育實踐基地、信息技術教室、物理實驗室、化學實驗室、生物實驗室、史地文化室、空間社教室等活動場所，通過“情景展示—問題提出—活動設計—動手實踐—綜合評估”等過程，有針對性地進行項目化學習。比如水火箭的制作和調試、罐頭星的制作、火星車的制作和調試、飛輪調姿這四個項目，將工程實踐和如何在太空中行走及生活等初中生感興趣的知識聯系在一起，更具有情景性，更能激發學員的實踐興趣。同時，學員通過項目學習可以更好地理解和應用科學知識，也可以進一步提升自身運用科學知識解決實際問題的能力，從而達到提升科學素養、增強社會責任感的目標。

3.抓創新促融合

拓展創新類課程以“未來的家園——火星”活動為主題，依托空間工程教育實驗中心的數學、化學、生物、應用物理（力、光、電磁學、通信）、大數據和衛星應用等具有深刻體驗和場景感受功能的布置，創設一個開放的、有趣的、探究式的科學情境，圍繞“建設火星家園”主題，利用項目實踐類課程成果，比如學員動手制作的水火箭、學員自主完成的火星環境分析報告、學員合作完成的火星車等，建設“火星家園”。在建設的過程中，如何完成合理布局？需要哪些機械？在這些問題情景的基礎上，設置“遙感數據的捕捉”“太空探索車”和“火星上的交通系統”等拓展創新類課程，使學員對在火星上生存和在火星上過美好生活，以及開發利用好火星資源有一個完整的認識。該課程目前已成為堰橋初中空間社的成果展覽重要來源，幫助學生提升了科學素養、形成了科學思維。

三、聚焦評價體系建設，探尋拔尖創新人才早期培養路徑

堰橋初中的空間工程教育評價以四個等級的航天工程師星級評價為主，是對學生在整個空間工程教育課程學習中獲得的基礎知識、基本技能、工程制作和實踐作品四個維度進行的整體評價。比如獲得“航天工程師一星章”的要求是：了解航天發展史、簡單的力學知識和地理知識，初步了解Scratch編程和科技英語等基礎知識；具有初步的編程能力，掌握組裝基本件的方法，能使用簡單工具；在工程制作環節，學會使用簡單的工具進行制作，了解制作安裝的重點；完成火箭模型、水火箭和筷子搭橋三個實踐制作。又比如獲得“航天工程師四星章”的要求是：了解衛星遙感數據的獲取方式，了解反作用力在衛星調姿中的作用，設計火星上的交通系統，掌握Scratch和Mind+等基礎知識；了解激光切割機和3D打印相關知識，具有較高編程能力；在工程制作環節，熟練使用激光切割機和3D打印機，并在項目制作中熟悉運用編程知識，最終完成立方星、太空探索車兩個實踐制作。

經過多年實踐，空間工程教育課程已惠及了一屆又一屆的堰橋初中學子。在學科實踐及項目學習的過程中，學生的工程實踐能力得到了發展，不斷朝著未來工程師的方向努力前行。