中小學工程教育需以工程思維培養為核心

編者按：新時代背景下，培養大批德才兼備的卓越工程師，是發展新質生產力、實現新型工業化和中國式現代化的基礎支撐條件。2023年5月29日，習近平總書記在中共中央政治局第五次集體學習時指出，進一步加強科學教育、工程教育，加強拔尖創新人才自主培養，為解決我國關鍵核心技術攻關提供人才支撐。2024年1月，我國首次頒發“國家工程師獎”，明確了工程師精神的內涵，表明了黨和國家對培養一支高水平工程技術人才隊伍的堅定決心。近年來隨著STEM教育興起，我國中小學工程教育逐漸興起。《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》中將“工程思維”列為核心素養之一，并設計“技術與工程”系列，意在通過課程學習幫助學生初步理解工程概念，掌握基本工程分析與籌劃思維。在中小學開展工程教育不僅能夠幫助學生在工程情境中深入學習應用科學、數學、工程和技術知識，更是涵養學生協作能力、勞動精神和家國情懷的重要手段。但當前我國中小學工程教育仍處于起步階段，學生工程思維培養仍面臨諸多挑戰。其中最核心的問題在于對工程思維的內涵和具體特征缺少明確定義，一些學校“跟風”開設工程教育課程活動，但對于工程的內涵和對中小學生發展的意義缺少認識。中小學工程教育課程和活動以簡單動手操作和技能培養為主，學生缺少對工程分析、設計、籌劃等方面的體驗，開展協作、自主思考、領悟工程師精神機會較少。學校和教師對工程相關概念、能力和價值缺少了解，缺少外部支持。同時，在大部分省份，工程和技術作為非高考學科，其重要性往往被忽視，存在擠占課時的現象。社會對工程技術領域同樣存在誤解，最優秀的學生不愿學習相關專業。在這樣的背景下，本課題組向陶智院士請教相關問題并進行訪談。尤其圍繞中小學開展工程教育的主要意義和關鍵點、工程思維的主要特征、當前中小學工程教育存在的主要問題和解決路徑等進行深入討論。陶智院士對上述話題提出了諸多建設性意見。

陶智，北京航空航天大學教授，博士生導師，中國科學院院士，英國皇家航空學會會士，著名航空發動機專家，國家級領軍人才，我國航空發動機基礎研究方面的領軍人物之一。陶智院士長期從事航空發動機高效熱防護的傳熱理論、高效冷卻方法和技術研究，解決了中國某型最先進軍用發動機研制中高壓渦輪葉片局部超溫燒蝕的問題和多個型號發動機研制中渦輪盤重量與壽命難以平衡的問題，并為中國下一代航空發動機研制面臨的超高渦輪前溫度瓶頸問題提供了有效解決方案。多年來，陶智院士帶領團隊開展了大量前瞻性基礎研究，取得了一批重大成果，推動了中國航空發動機氣動熱力學的快速發展，為現有型號的改進、改型、預研和未來高推重比航空發動機的發展做出了至關重要的貢獻?？蒲谐晒群螳@得國家技術發明二等獎2項、教育部技術發明一等獎1項、國防科技進步一等獎1項。發表論文285篇，合著撰寫專著2部，授權國家發明專利66項。

陶智院士既是深耕航空發動機領域的科學家，也是長期從事工程教育的教授和導師。他在多年的教學實踐中充分理解工程思維的系統性與獨特性，了解學生學習工程專業時面臨的問題，對工程教育開展有獨特的體會。

關鍵詞：中小學教育；工程教育；工程思維；中小學

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

* 本文系全國教育科學規劃國家青年課題“中小學生工程思維培養的國際比較研究”（課題批準號：CHA240322）階段性研究成果。

① 王學男為本文通訊作者。

一、中小學工程教育對改變全社會對工程人才的認知具有重要意義

訪談者：陶院士，您好！感謝您在百忙之中抽出時間接受我們課題組訪談。您是我國著名的航空發動機專家，也是工程專業的資深教授，對我國工程師培養和學生全面發展做出了卓越貢獻。我們的課題聚焦中小學生工程思維的內涵和實施路徑等?；A教育學生的思維品質和核心素養的發展要以幫助學生做好大中小學銜接、打好畢生發展基礎為目標。同時，作為擁有全球最大規模基礎教育的國家，我們務必審視并確保工程思維及其核心素養的教育機會能夠普及至每一位學生，助力他們實現這一素養的達成[1]。所以，首先請您從作為高校教授的角度談談，培養中小學生工程思維具有怎樣的意義？

陶院士：基礎教育是全民的教育。長期以來大家認為，工程是一種專業，工程教育也是一種專業思維。如果工程教育和工程思維培養要延伸到中小學中，我認為首要的意義在于改變全社會對工程人才的認知。目前，部分民眾對工程人才還存在一些歧視和偏見，總覺得好像到大學當教授可能才是真正的人才。即使在大學里面，一些同事認為走技術序列、研究員序列的同事比教授低一等。我相信在中小學中也會有這種觀念，認為通過參與技校和職業教育的學生就比進入普通高中、受高等教育的學生薄弱一些。這就是全社會認知需要改進的地方。

如果我們比較世界其它國家就會發現，像美國等一些發達國家，許多學生本科畢業以后就能夠直接找到工作，不會執著于讀研究生或博士。這也是符合工程和一些應用學科的規律的，因為在本科學習階段學生思維固化并不強烈。反而在繼續深造后，思維固化，再做工程反而不會有更好的設計思路和成果，也在一定程度上浪費了人才資源。

在中小學開展工程教育，發展中小學生的工程思維，可以在一定程度上解決這種“唯學歷”的問題，通過對所有學生開展工程教育形成一種全社會的理念——就是每個學生都是人才，就像機器里的螺絲釘一樣，大家都是平等、有用的，只是工作性質不同。幫助學生從小理解工程師、工程技術人員和科學家一樣，能夠對社會發展做出重要貢獻，不存在高低之分，我認為這是中小學生工程思維培養的最重要意義。

二、工程思維是一種具有系統性和明確目標的思維方式

訪談者：您剛剛從中小學教育作為國家教育基點的視角出發，從全社會認知的高度，幫助我們闡釋了中小學校開展工程教育、培養學生工程思維的重要意義。站在教育研究的角度，開展中小學工程教育首先要明確工程思維的內涵和具體表現形式，尤其是思維的特征和主要關注點[2]。所以我們首先要了解現實中工程師的思維方式和思維邏輯。站在工程專家的角度，您認為工程思維是怎樣的一種思維？

陶院士：首先，工程思維是一種有具體目標的思維。工程師一般有明確的制造目的，比如我要設計一個計算機、設計一個機器等。這就意味著工程思維是一種目標導向的思維，要考慮成果的最終形態，然后反推回來，才能分解成具體任務。

其次，工程思維是一種系統性思維。任何工程都會面臨具體對象，一定要從系統性、整體性考慮，才能解決現實的工程問題。工程師普遍考慮的是系統性、實用性、可靠性、穩定性等問題。以我的專業，也就是航空發動機為例。我們的目標是要生產出一個發動機，這就是具體的目標導向。首先，發動機性能要達標，這在工程上就意味著要從系統性上增強出來。其次，發動機要實現“用得長”，這就是可靠性問題。同樣都是五軸或七軸的發動機，別人生產的可以保證20年不壞，而我們的半年就出現問題了，這就是在可靠性方面存在問題。工程上往往最強調的還是可靠性。再次還有誤差問題，比如說誤差原本是0.1毫米，但隨著發動機不斷抖動就變成了0.3甚至是0.6毫米，這就是穩定性欠缺的問題。

在很多其他類別的工程中也是這樣。當產品制造出來，如果功能有缺失，那就可能是系統性欠缺，大家可能就不會購買這樣的產品。如果我今天才買一個產品，第二天就壞了，這不就是可靠性存在問題嗎？這樣的產品大家也不會接受?？煽啃允俏覀兠鎸Φ淖畲蟮膯栴}。咱們國家，包括所有的行業，我們所有的高精尖的設備，包括信息的計算，都面臨這個問題。目前我國的工程存在大量的可靠性問題。

所以說，就我目前能夠想到的，系統性、可靠性、穩定性，是工程師需要思考的最多的問題，也是工程思維的主要表現。這其中最為核心的還是系統性問題。我們特意成立了系統工程系，也是針對工程中存在的系統性問題而設立的。

三、工程與科學、技術存在思維差異也要相互支撐

訪談者：站在工程師的角度，關注具體目標，具有系統性，考察可靠性和穩定性，是工程思維的主要特征。在了解工程思維主要表現的同時，我們也要追問工程師的思維和科學家有怎樣的區別[3]？落腳到中小學工程教育，其要培養的思維、方法與科學教育又有何不同呢？

陶院士：一方面，工程師的思維和科學家是有區別的，這也涉及到工程和科學、技術的區別。科學家的很多研究是以興趣為導向的，關注一個點的突破和創新?？茖W家自己提供的思路和想法在其中起到關鍵作用。從研究內容的角度，科學家更多致力于發現。比如研究水和空氣流動的規律、云朵在空中的運動形式、如何變形等問題，但科學家不會考慮怎么利用云朵的運動形式和形態變化進行人工降雨。從工程師的角度，考慮的更多是系統。比如航空中，一個螺絲的問題就可能導致飛機失事。同樣，我剛才提出的可靠性、穩定性問題，這些也是科學家較少考慮的。

同樣，科學家和工程師在研究目標和考核機制上也有很大不同。在大學和科研院所中，教授往往以教授多少學生、拿了幾個課題、課題的性質、發表文章的數量等作為考核的，這也是他們的研究目標。這種研究目標在本質上并不是面向社會的，而是面向科學本身。這種研究就與工程關系很淺。而工程師的工作目標首先要圍繞產品說話，這也是工程必須考慮系統性的原因。如果工程師設計出一個不能滿足社會要求的產品，或者僅僅使用沒兩天就壞了，這是大家都無法接受的。工程師以產品為工作目標，而產品最終是要通過市場檢驗的。所以這也是工程思維反復強調系統性、可靠性和穩定性的原因。

落腳到中小學的工程教育，其所要培養的內容、思維、方法也有所不同?？茖W教育需要教給學生相關的科學知識，以及需要發現、掌握這些科學知識的方法。但除了一些必要的工程知識外，中小學工程教育更需要關注學生協作精神、團隊合作等思維。相應的，學生也需要掌握分工合作、工程項目管理的相關方法。這個是中小學工程教育具有的獨特性。

訪談者：如您剛才所說，工程思維作為一種系統性的思維，從工作的目的、導向、成果上都和科學家有很大的區別。特別是您剛才反復強調工程師是要考慮可靠性、穩定性這些關鍵概念，這些都是目前中小學，尤其是義務教育中涉及較少的內容。但從教育的角度考慮，科學、技術、工程和數學也有內在一致性，這對學生的全面發展至關重要[4]。可否請您再談一談工程與科學、技術在思維方式上面的聯系呢？

陶院士：當然，工程和科學、技術是不能完全分開的。三者存在相互支撐的關系。還是以發動機專業為例，現在發動機在工程、裝配、制造等方面出現的問題，其根源在于我們對其背后的科學問題缺少認知。這樣的問題，即使工程師關注到了、非常重視，依然無法解決，因為它背后牽扯到了大量的科學問題。也就是說，如果在不理解科學和技術的情況下直接開展工程制造實踐，那么結果很有可能是失敗的。而且站在面向未來的角度，隨著技術發展越來越先進、機器和制造的智能化水平越來越高、性能要求越來越高，需要的對科學的理解也越來越深入。同樣以發動機為例，在過去一段時間里，我們可以通過模仿和仿制制造出差不多的產品。但這不意味著我們掌握了最核心的技術和科學原理。所以現在的發動機，即使仿制也只能學習其形式，性能仍不達標，也無法實現自主創新。所以說，工程需要以科學和技術作為基礎和支撐，不能完全割裂。

另外我還想強調一點，工程是一個大的集成。這就要求把許多科學原理和技術聚合到一起，形成一個系統問題，這實際上是更加高端的。尤其從系統性上考慮，目前高校中的科學家最缺乏的是系統性，這也是目前國家人才培養中最容易被忽視的問題。許多人能夠拿到級別很高的課題，能夠把論文寫好、把課題做好，但未必能做出好的工程產品，其根本原因也在系統性思維的問題。工程是需要“干事”的，需要系統布置不同的團隊各司其職，最終為完成一個共同目標來協作，這也是工程思維的實踐核心。

訪談者：涉及到工程與科學、技術的關系，另一個重要的話題是關于創新思維的。目前國家在花大力氣培養創新人才。尤其是在科學教育方面，我們鼓勵從小培養孩子的好奇心、想象力和探求欲，一方面是為了培養孩子們對科學和技術的興趣熱情，另一方面也為了幫助孩子們發展創新思維。所以在這里特別需要請教您，創新思維與工程思維的關系是怎樣的？科學、技術和工程對創新思維的要求是否一樣呢？

陶院士：我認為科學和技術研究，與工程對創新思維的要求還是不太一樣的。相對而言，科學和技術更加強調創新，這是由于科學研究本身要結合科學家個人的興趣，要在點上有所突破，強調的是突破，而不是系統的可靠性和穩定性。而工程對可靠性和穩定性有要求，這就也涉及技術成熟度的概念和要求。在工程上如果我們設計新的產品，是有一個約定俗稱的技術成熟與技術創新的比例的。如果一個產品中有5%以內的技術是新技術，這個范圍是大家可以接受的。但當新技術的比例超過5%時，這個產品可能大家就不敢動了。這也就意味著在任何工程中，因為涉及復雜現實條件下多種多樣的問題，其中包含的部分技術一定是有創新的。但若這個產品或工程中5%以上都是新技術，產品和工程的可靠性可能就會打折扣。也就是說，工程上當然要有創新，但創新要以系統性、穩定性和可靠性為前提，是在一定合理范圍內的創新，尤其是要避免“為創新而創新”。但科學家則需要以創新為主，其比例可能要做到95%才行。

所以也可以從技術成熟度的角度解釋一下科學、技術和工程之間的關系。在我看來，科學更多是發現，是從0到1的事。而從1到3的過程也會在實驗室中進行，那是對前人的發現進行驗證和檢驗。甚至從更廣義的角度講，從1開始到6或者8都是在不同層次進行驗證的過程。在從2到3的層次，是在實驗室中驗證發現，形成實驗室的技術。在5到6的層次，是將實驗室技術放到更高層次的實驗環境中進行驗證，形成一個可用于產品的技術，然后再將這些技術加以利用，形成整體，進入工程階段。所以在我看來，大學中的研究和科學研究基本是3以前的階段。研究所中的技術研發是從5到6的階段。而工程上則是最成熟、也最能夠集成的7到9的階段。

四、中小學工程教育更應關注學生工程思維和工程意識的培養

訪談者：從高校研究者、教育者和管理者的角度，結合您本人多年來在大學階段工程教育領域積累的豐富經驗，針對人才培養的一體化與貫通性進行深入探討，并逆向審視當前大學人才培養的現狀，您認為中小學這一基礎教育階段，工程教育的核心目標應該是什么呢[5]？

陶院士：對于基礎教育，我了解的不是很多。從我的角度來看，我認為中小學需要在現有的考試評價體制下，更多地通過動手實踐，來培養學生的工程思維。什么叫工程思維呢？我覺得它主要是一種思維方法，思維模式和系統意識。工程問題更多的考慮是物化和實踐，這可能需要在基礎教育領域的教學實踐層面有一個具體的操作性定義，才更好理解、更好推廣普及。工程，一定要面向一個具體對象，一定要有一個系統性、整體性的考慮，比如在北航的機械工程及自動化專業，機械設計、加工制造、自動化控制、檢測評估等一系列重要概念，但這可能是一些具體的專業概念，這些概念相互交織、相互支撐，共同構成專業知識體系。但是不是中小學生全都需要知道這些概念呢？這當然不一定，也不必要。因此，我覺得對于中小學生來說，更多的是培養工程思維。

就我培養的學生來說，我認為的好學生，第一是理論基礎扎實，物理、數學一定要好。第二是動手能力要極強，有解決問題、落地的能力。第三是有創新思維，所謂創新思維，就是有質疑的精神。不是我說啥就是啥，而是總能想著老師說得可能不完全對，我能不能試著改變一下。為什么物理、數學好非常重要呢？其實，物理學好，并不僅是物理知識掌握得好，更是培養思維的意識的重要學科，實際上，目前所學的經典物理知識，在很大程度上已不再適用于當前的實際情況了。另外，就是數學要好。咱們國家現在的數學已經很難了，但現在課本的知識對解決現代科學問題和系統工程系的問題沒有直接幫助。我們現在研究中非常復雜的大方程，誰都沒有解析能力，都是用計算機來求解。但是如果數學學好了，學生對于求解和算法的理解是不一樣的，物理學好了，他的邏輯思維、復雜系統思維是強的，首先可以把這個問題拆解和闡述清楚，這就是一種思維方式的體現。

訪談者：目前STEM教育在中小學得到了重視。中小學工程教育與STEM教育有何聯系？在學生培養過程中，您認為需要如何加以整合？

陶院士：中小學工程教育和STEM教育的實施并不沖突。應該說，STEM教育中天然的包含工程教育（其E就代表Engineering）。中小學工程教育，應該充分與STEM教育相結合，做好課程、活動和項目的整合。但我們需要注意的是，需要進一步注重工程教育的獨特育人價值，特別是工程教育在對人團隊意識、協作能力、誠實守信、嚴謹務實等品格的塑造。所以在進行STEM教育時，需要關注項目的系統性、復雜性和合作性，不能僅僅是科學、數學知識學習，或者制作一些獨立的作品。

五、中小學工程教育要優先解決教什么、誰來教、怎么教的問題

訪談者：您認為在中小學開展工程教育，都要解決哪些現實的問題？

陶院士：首先要明確工程教育和工程思維的定義。到底什么叫工程教育？它和科學、技術有什么區別？說起來很容易，但其實科學、技術、工程是有區別的。工程是很嚴謹的事情，首先要把什么叫工程，它需要考慮的因素講清楚。特別是針對中小學而言，需要好理解、好操作。對于定義的闡述，一個是不能啰嗦，第二是不能拗口，第三是不能難懂。把工程思維和工程意識的培養，具體是怎樣的要求，明確的提出來。第二，是要系統施策、分類施策。面對科學和技術的本質區別和緊密聯系，未來高校需要分類，來進行人才培養?？赡芤欢〝盗康捻敿獯髮W做科學、做研究，大部分高校做技術，還有更大的部分是培養工程的人才。一定是這樣的，才能應對未來科技變革和產業結構的發展。第三，是要培養和培訓教師。教師沒有改變，教師的知識體系沒有改變，我們的課程體系也沒有改變，誰來培養工程人才？工程教育的實施需要系統思考。工程教育，我認為現在我們中國缺乏真正的工程教育的書。第四，要明確培養的目標素養和學生畫像，工程教育要培養什么素養？在不同階段側重點是什么？學生的素養能力基礎和培養目標是什么？都需要清晰明確。第五，要在全社會形成良好的氛圍，需要在人才成長和就業通道上給予體制機制上的打通和創新，打破故有的限制，才能讓家長和孩子看到不同的通路，才能逐步改變對工程教育和工程人才的偏見和固有印象。

六、中小學工程教育應在科技、人才、教育一體化環境中開展

訪談者：目前，中小學開展工程教育的確面臨教師、教材等現實困難，您認為從哪些方面或途徑可以借力呢？

陶院士：一方面，中小學確實可以和大學或者科技館這樣的機構合作。像我們有一些專家教授到中小學做講座，開展一些活動等。包括科技館也在引導中小學生參觀，開展一些工程方面的科普活動。另外要鼓勵工科專業的大學生和研究生參與這些和中小學校共同開展的活動，在學生間多分享自己在學校里面的生活和學習，幫助中小學生了解工程。很多大學生對于中小學生而言，就是他們的學長學姐，更能從同輩人的角度影響孩子們。而且這種活動對大學生成長也很有益處。另一方面，我更希望強調的是學校與企業合作，從企業方面借力?，F在即使是我們大學在做工程教育時，包括工程碩士、工程博士，卓越工程師等，也都是在和跟研究所、跟企業進行合作。我們的做法是實施雙導師制，大學教師主導師，企業導師做合作導師，大學老師更多是從科學角度看問題，合作導師從工程問題出發。課題來源一定是從研究院所或企業產生的課題，而不是老師自己拍腦袋想的課題，從這種角度來確保它是按照工程教育的需要進行培養，不斷強化工程的需求。有的時候企業比大學老師更加了解工程在實踐中的情況。在當前科技變革加速的背景下，企業基于它的組織形式和運行模式，它的創新和應用速度和敏感度，往往先于高校，所以在課題來源方面，可以更多向企業“借力”。中小學學校不一定有導師，但是也可以與企業進行合作，邀請工程師開展活動，同時也可以邀請高校的本科生、研究生，作為校外導師，對中小學生的STEM項目進行指導，一方面高校在校生是一種教學實踐，同時也是一種工程化過程；另一方面，也是對中小學工程教育師資和課程資源的一種靈活配置，可以幫助中小學生“從工程問題出發”，了解和體驗更加真實的工程實踐，這也能在一定程度上緩解教師拍腦袋思考工程怎么教的問題。充分調動高校師生的主動性和潛力，橫向貫通校企、縱向聯動大中小學，可能是更可行的一種探索。

參考文獻：

[1] Committee On K-12 Engineering Education.Engineering in K-12 education：Understanding the Status and Improving the Prospects [M]. Washington，DC：The National Academies Press，2009.4-12.

[2] 中華人民共和國教育部.普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）[M].北京：人民教育出版社，2020.4.

[3] [美]迪然·阿彼林，[美]格雷塔·特里格瓦松.張煒，陳潔等譯.塑造我們的世界：21世紀的工程教育[M].杭州：浙江大學出版社，2023.8-13.

[4] Ekiz-Kiran B，Aydin-Gunbatar S.Analysis of Engineering Elements of K-12 Science Standards in Seven Countries Engaged in STEM Education Reform [J].Science Education，2021，30（4）：849-882.

[5] Moore T，Glancy A，et al.A Framework for Quality K-12 Engineering Education：Research and Development [J].Journal of Pre-College Engineering Education Research （J-PEER），2014，4（1）：1-13.

作者簡介：

王軼晰：助理研究員，博士，研究方向為教育評價與統計、工程教育、定量研究方法學。

包昊罡：助理研究員，博士，研究方向為教育數字化、人工智能教育。

王學男：副研究員，博士，研究方向為教育政策、科學教育、民族教育。

K-12 Engineering Education Need to Focus on Developing Students Engineering Thinking

—An Interview with Academician Tao Zhi from Beihang University

Wang Yixi1， Bao Haogang1， Wang Xuenan2

1.Department of Basic Education， China National Academy of Educational Sciences， Beijing 100088 2.Department of Digital Education， China National Academy of Educational Sciences， Beijing 100088

Editorial Comment： under the New Era， cultivating a large number of outstanding engineers with both virtue and talent is the fundamental supportives for developing new-type productive forces， achieving new-type industrialization， and realizing Chinese modernization. On May 29， 2023， in the 5th group study session of the Political Bureau of the Communist Party of China （CPC） Central Committee， General Secretary Xi Jinping pointed out that further strengthening science and engineering education， enhancing the independent cultivation of top-notch innovative talents， and providing talent support for solving the core technology problems in our country. In January 2024， China awarded the“National Engineer Award” for the first time， clarifying the definition of the engineer spirits and demonstrating the firm determination of the CPC and the nation to develop a high-level engineering and technical talent team. In recent years， with the wide-sperading of STEM education， K-12 engineering education has gradually emerged in China. In the “Curriculum Standard for General High Schools： General Technologies （2017 Edition， Revised in 2020）”， “engineering thinking” is listed as one of the key competencies， together with the “Technology and Engineering”module， aiming to help students to understand fundamental concepts and basic thinking strategies in engineering profession through curriculum learning. Carrying out engineering education in K-12 schools not only enables students to practice deeply learning in STEM areas under engineering scenarios but also serves as an important means to develop students’ collaboration ability， labor spirit， and patriotism. Nevertheless， at present， K-12 engineering education in China is still emerging， and enforces many challenges. One critical issue is lacking a clear definition and nature of engineering thinking. Some schools “follow the trend” to offer engineering courses and activities but fail to have deep understandings of the nature and meanings of engineering. The courses and activities mainly focus on simple hands-on operations and skill training， and students have less experience in engineering analysis， design， and planning process， as well as have fewer opportunities for collaboration， independent thinking， and understanding the spirit of engineers. Schools and teachers have limited knowledge of engineeringrelated concepts， abilities， and values， and are still waiting for external support. Meanwhile， in most provinces， engineering and technology do not participate in the college entrance examination， which means it is overlooked frequently， and the class hours being occupied. There are also misunderstandings in society regarding the field of engineering and technology， and the most outstanding students are reluctant to apply to related majors in college. Under current background， the authors consulted Academician Tao Zhi and conducted an interview with related questions. Particularly， the authors conducted in-depth discussions with topics on the main significance and key points in K-12 engineering education， the nature and characteristics of engineering thinking， the main problems existing in current K-12 engineering education， and possible solutions. Academician Tao Zhi put forward many constructive suggestions on the topics mentioned above.

Tao Zhi， professor and doctoral supervisor at Beihang University， academician of the Chinese Academy of Sciences， and fellow of the Royal Aeronautical Society， is renowned as a national-level leading expert in aeroengines. For a long time， academician Tao Zhi took part in the research of flow and heat transfer of high-temperature rotating parts， efficient cooling technology， micro-scale power systems， aero-engine coupling layout， and power systems and aircraft coupling layout. He has made outstanding contributions to the field of aerodynamics and thermodynamics of aircraft engines. Academician Tao Zhi has led the team to carry out a large number of forward-looking research projects， achieving a number of significant results， promoting the rapid development of aeroengine aerothermodynamics in China. His scientific research achievements have won two second prizes of the National Technological Invention Award， one first prize of the Technological Invention Award of the Ministry of Education， and one first prize of National Defense Science and Technology Progress Award. He has published 285 papers， co-authored 2 monographs， and was authorized 66 national invention patents.

Academician Tao Zhi is not only a scientist in the field of aeroengines， but also a professor and supervisor who has long been involved in engineering education. In his many years of teaching practice， he maintains deep understanding of the systematisms and uniqueness of engineering thinking and is aware of the problems engineering major students encountering with. He has unique insights into the implementation of engineering education.

Keywords： K-12 Education； engineering education； engineering thinking； primary and secondary schools

收稿日期：2024年9月30日

責任編輯：趙云建