任友群

不可否認(rèn)，現(xiàn)在國內(nèi)STEM教育研究很熱。同時，我們也要清醒地認(rèn)識到，這場STEM教育旋風(fēng)要推動我們的基礎(chǔ)教育實現(xiàn)真正的變革，還有相當(dāng)?shù)木嚯x。之前，我已經(jīng)在很多場合談過一些我對STEM教育的理解，這次我想結(jié)合對“工程技術(shù)”的認(rèn)識，談?wù)剬TEM教育的再思考。

被輕視的工程技術(shù)教育

“STEM遠不止于科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)，STEM教育是關(guān)于學(xué)生參與的學(xué)習(xí)，是基于項目的學(xué)習(xí)，它運用科學(xué)探究過程和工程設(shè)計過程，是跨學(xué)科的，是關(guān)于積極學(xué)習(xí)的，是關(guān)于合作與團隊工作的，是關(guān)于解決實際問題的。它連接抽象知識與學(xué)生的生活，整合過程和內(nèi)容……”（美國Valley City State University STEM教育中心）這是美國瓦利市州立大學(xué)STEM教育中心對STEM教育的解釋。如果稍加提煉，實際上STEM研究更關(guān)注的是解決實際問題，它希望能夠把生活和抽象的知識結(jié)合起來，更加強調(diào)對過程和內(nèi)容的整合，而不僅僅是對抽象知識的學(xué)習(xí)。

反觀國內(nèi)，我們認(rèn)為，雖然我們也很熱衷于談STEM教育，但幾乎所有人都沒有好好地回答，我們所開展的STEM教育到底是干什么的，應(yīng)該怎么來做，為什么要這么來做。當(dāng)國內(nèi)STEM教育方興未艾之際，似乎所有人都回避了兩個最初的問題：一是為何要開展STEM教育？二是為何要這樣開展STEM教育？在試圖回答這兩個問題之前，有必要先看一下STEM教育在其發(fā)源地——美國的實際開展情況。

實際情況1：在大多數(shù)美國K12學(xué)校中，STEM學(xué)科的教學(xué)不是有一門課就叫STEM，而是分開進行的，這種教學(xué)有時候叫做“SILOS”，中文翻譯可叫做“倉”——有科學(xué)倉、數(shù)學(xué)倉，可能還有技術(shù)教育倉，少數(shù)情況下還有工程倉。這些學(xué)科在課程、教師或課堂活動中是很少有聯(lián)系的。

實際情況2：美國的國際技術(shù)教育協(xié)會分別于2001、2004、2007、2011 年對各州技術(shù)教育實施情況做了調(diào)查，美國50 個州中有 42 個州（84%）的管理者加入了此項調(diào)查。來自各州的第四次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，即便在美國，技術(shù)與工程教育在K12教育體系中也不被重視（見表1），STEM的融合從宏觀來看也做得不甚理想。

這值得我們反思：為什么美國也如同中國一樣不重視K12的工程技術(shù)教育？

技術(shù)與科學(xué)：區(qū)別、關(guān)系及價值

什么是技術(shù)？《中國大百科全書》對技術(shù)的定義是：“人類改變或控制其周圍環(huán)境的手段或活動。泛指根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和科學(xué)原理而發(fā)展形成的各種工藝操作過程、方法器具和技能。”《辭?！分袑⒓夹g(shù)定義為：“泛指根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和自然科學(xué)原理而發(fā)展成的各種工藝操作方法與技能。”（注：工程是“為滿足人類需要，系統(tǒng)、反復(fù)地設(shè)計對象、進程和系統(tǒng)的一種途徑”，可理解為一種“復(fù)雜的技術(shù)”，因此在這里我們把技術(shù)與工程視為一類而加以考察。）

當(dāng)談到科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系，人們往往將科學(xué)放在首位，認(rèn)為科學(xué)代表了理論（純粹）知識的一方（為知而知）；“純粹”的科學(xué)知識是應(yīng)用知識的基礎(chǔ)；技術(shù)則被描述成對知識的應(yīng)用，技術(shù)以科學(xué)為基礎(chǔ)。因此，在近代科學(xué)高速發(fā)展的背景下，現(xiàn)代技術(shù)好像成為了從屬于科學(xué)的一種事物，甚至可以說技術(shù)是科學(xué)的衍生品；與科學(xué)相比較，技術(shù)的重要性、獨特性似乎不值一提，好像掌握了科學(xué)知識，技術(shù)也就不在話下了。因此，在K12教育體系中，技術(shù)教育的地位也就可想而知了 。

那么，科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系真是如此嗎？

1. 技術(shù)并非對科學(xué)知識的應(yīng)用

個人認(rèn)為，技術(shù)并非對科學(xué)知識的應(yīng)用，哪怕是那些看起來與科學(xué)非常相關(guān)的技術(shù)也是如此。以伽利略制造望遠鏡為例，當(dāng)伽利略制造他的望遠鏡時，并沒有科學(xué)的理論可用以說明為什么望遠鏡如此工作。即便伽利略在制造了他的望遠鏡之后，他對于望遠鏡功能的解釋，也并不是一個科學(xué)的解釋，因為這個解釋依賴于一個錯誤的光學(xué)理論。這個案例取自德雷克《工作中的伽利略》這本書，建議大家去深入地學(xué)習(xí)一下科學(xué)家的案例，你會發(fā)現(xiàn)對很多問題的理解，可以有不同的角度。

2. 科學(xué)并不“純粹”，并不是“為知而知”

美國哲學(xué)家、實用主義代表人物查爾斯·皮爾士指出：知識的待定主張（knowledge candidate-claim）最終由共同體而非個體決定。如果共同體是知識裁決者的話，那么成功的行動就是它的標(biāo)準(zhǔn)。也就是說，知識的最終檢驗，取決于我們作用于那種知識的成功的行動能力，也就是技術(shù)。不管一個個體得出的待定主張是什么，只有共同體得出的結(jié)論才能確定待定主張是否算作科學(xué)知識。

伽利略制造望遠鏡的案例讓我們意識到：我們需要重新認(rèn)定技術(shù)，不應(yīng)將其僅僅認(rèn)定為科學(xué)之后自然而然產(chǎn)生的一個事物，它們二者之間相互聯(lián)系，又不完全相同，也不是從屬關(guān)系。

3. 什么是技術(shù)

弗吉尼亞理工大學(xué)哲學(xué)系主任約瑟夫·皮特研究了幾乎所有對技術(shù)的定義后，提出了自己的定義：所謂技術(shù)，就是“人類在工作”，并給出一個技術(shù)模型：“輸入+輸出+評估反饋”。在這個模型中，人類會通過不斷調(diào)試，輸入一些東西，會產(chǎn)出一些東西，然后不斷地對輸出評估反饋；再調(diào)試，再反饋，循環(huán)往復(fù)，技術(shù)就是在這種模型中發(fā)展出來的。他認(rèn)為這個技術(shù)模型可以囊括幾乎所有對技術(shù)的定義中最本質(zhì)的東西。馬丁·海德格爾曾經(jīng)說：“技術(shù)之所是，包含著對器具、儀器和機械的制作和利用，包含著技術(shù)為之效力的各種需要和目的。這些設(shè)置的整體就是技術(shù)?！彼麖娬{(diào)的也是一種需要和目的，要看最后能否達成需要，能否達成目的，這是非常高的要求。

我們可以根據(jù)海德格爾的觀點，修正皮特對技術(shù)的定義，所謂技術(shù)，指的是“人類按照一定的需要和目的，借助一定的工具（物質(zhì)的、方法的），而開展工作”。這一修正的目的在于：

進一步揭示工具與技術(shù)的關(guān)系，即工具自身并非技術(shù)，而是對工具的應(yīng)用，并且是“人”為了某種目標(biāo)而進行的對工具的應(yīng)用。這么定義是為了將技術(shù)的標(biāo)志凸顯出來。

進一步揭示技術(shù)的范疇性特征，即需要和目的。處于不同范疇體系中的技術(shù)凝結(jié)著人類長久以來對該需要和目的進行思考和行動而產(chǎn)生的智慧。

4. 技術(shù)的地位

（1）認(rèn)識論上的優(yōu)先性

從認(rèn)識論上講，我們之前對技術(shù)優(yōu)先性的認(rèn)識肯定是不夠的。我們原來總認(rèn)為先有原理、有科學(xué)，再去倒推一下技術(shù)即可。盡管我們也經(jīng)常提科技，但我們大腦中想得更多的是科，而不是技。即便在我們教育體系中也是如此。

對于知識的認(rèn)識論，我認(rèn)為應(yīng)該是在STEM教育中值得我們重新思考的。在這一視角下，一方面科學(xué)活動（包括這種活動所依賴的體制和制度）本身也是“人類在工作”，即技術(shù)的一種形式；另一方面，更為重要的是，“技術(shù)”作為一種行動，成為了知識產(chǎn)生的前提（沒有提前的行動，知識就是不可能產(chǎn)生的）。從這個角度說來“技術(shù)在認(rèn)識論上優(yōu)先于科學(xué)”。按照皮特的說法，這一結(jié)構(gòu)被稱為“科學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)”。

（2）知識論上的獨特性

在知識論上，科學(xué)知識具備以下特點：受理論約束的，理論（范式）一旦變化，科學(xué)知識也就隨之變化（范式內(nèi)的普適性、不可通約性）；提出和發(fā)展科學(xué)知識是為了“解釋”世界運作的方式。

技術(shù)知識的特點則不同：技術(shù)是“解決”問題的活動，它終結(jié)于不同類型問題的解決，活動的結(jié)果可以形成不同的、分門別類的參考論著（即技術(shù)知識），并被應(yīng)用于其他具體的領(lǐng)域，是在解決問題過程中形成的具有特殊類別的知識（而不具備普適性） 。

那么，從技術(shù)活動入手，我們既可以獲取技術(shù)知識，又可以更加生動地走進和理解科學(xué)知識。技術(shù)和科學(xué)之間的關(guān)系也是互動的，具備了某些科學(xué)知識，使得技術(shù)更容易被實現(xiàn)，技術(shù)的實現(xiàn)又可以讓科學(xué)知識的挖掘和理解做得更好。在我們?nèi)祟惖目茖W(xué)發(fā)展史中，有大量類似的案例可以用來佐證。反觀我們的教育系統(tǒng)，我們對技術(shù)教育一直是比較忽略的，我們在課堂上傳授知識，而且傳授的大多是科學(xué)層面的知識，而不是技術(shù)層面的知識。所以從這個角度來看，在K12教育體系中，技術(shù)教育應(yīng)該被重視，并獲得其應(yīng)有的地位。

從工程技術(shù)的“解決問題”活動的本質(zhì)意義上講，STEM教育實際上可以被理解為一種工程技術(shù)驅(qū)動的教育模式（這種模式與傳統(tǒng)的以科學(xué)知識為驅(qū)動的教育模式是非常不同的）。

STEM教育價值的再思考：培養(yǎng)新模式下的知識生產(chǎn)者

2015年《地平線報告（基礎(chǔ)教育版）》指出：“未來三到五年，全球不同地方的學(xué)校將發(fā)生的一個轉(zhuǎn)變，就是學(xué)習(xí)者嘗試通過開展創(chuàng)造活動而不是消費學(xué)習(xí)內(nèi)容來進行學(xué)科探索?！?/p>

《地平線報告》中所謂的“創(chuàng)造活動”就是“知識生產(chǎn)”。實際上，學(xué)生本身能通過創(chuàng)造性的活動中去學(xué)習(xí)和生產(chǎn)知識，而不是只學(xué)習(xí)已有的知識?！爸R生產(chǎn)”和“知識生產(chǎn)模式”是邁克爾·吉本斯（Michael Gibbons） 等學(xué)者在1994年合著出版的《知識生產(chǎn)的新模式》一書中提出的用以概括和描述正在興起的知識生產(chǎn)變局的新概念。吉本斯認(rèn)為，20世紀(jì)后半葉以來，一種新的知識生產(chǎn)模式（知識生產(chǎn)模式2）正在日益興起。知識生產(chǎn)模式2與傳統(tǒng)的知識生產(chǎn)模式（知識生產(chǎn)模式1）在各方面均有著顯著不同。實際上，從知識史的角度來看，這種新知識生產(chǎn)模式可能早在現(xiàn)代之初就已經(jīng)有之，它的出現(xiàn)使得所謂“求真的知識”開始逐步為“求力的知識”所取代。

吉本斯強調(diào)知識生產(chǎn)模式2是我們長期的傳統(tǒng)教育比較忽視的，而且以我的理解，恰恰STEM教育對模式2的這種知識的生產(chǎn)能夠起到比較好的作用。

從前文論述來看，我們大致可以將知識生產(chǎn)模式1理解為“科學(xué)引領(lǐng)的知識生產(chǎn)模式”，將知識生產(chǎn)模式2理解為“工程技術(shù)引領(lǐng)的知識生產(chǎn)模式 ”。顯然，今天第二種知識生產(chǎn)模式更能激發(fā)興趣、組織資源、動員力量，促進新知識的生產(chǎn)。我們國家所提出的“中國制造2025”等一系列戰(zhàn)略，都是在引入知識生產(chǎn)模式2，強調(diào)技術(shù)引領(lǐng)以后，可以實現(xiàn)的。

顯然，地平線報告的估計比較保守。當(dāng)我們回到STEM教育的原點，從1983年發(fā)表的《國家在危急中：教育改革勢在必行》報告，可以看出“技術(shù)問題”才是美國下定決心改變教育模式的根本原因。它致力于改變美國教育模式中“學(xué)不太能致用”的情況。而自1986年，從《科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程本科生教育》到2015年《STEM教育法》，陸續(xù)出臺了很多文件，強調(diào)了科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程的本科生教育。后來美國發(fā)現(xiàn)，僅僅改變本科教育還不夠，所以相關(guān)政策也是在陸續(xù)往基礎(chǔ)教育延伸。STEM教育從高等教育向基礎(chǔ)教育延伸趨勢的核心在于：打通渠道和建立銜接。

結(jié) 論

事實上，我們今天所開展的STEM教育，有意無意間還是延續(xù)了以科學(xué)知識為核心的傳統(tǒng)。這反映了一種“科學(xué)中心主義”的傾向，但正如我們所論證的那樣，工程技術(shù)有其獨特的價值，我們在開展STEM教育時，應(yīng)該構(gòu)建另一種譜系，讓學(xué)生掌握這種新的知識生產(chǎn)模式。盡管工程技術(shù)教育在美國也并非那么受重視，但他們還有《技術(shù)素養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)：技術(shù)學(xué)習(xí)的內(nèi)容》和《提高技術(shù)素養(yǎng)之卓越：學(xué)生評價、專業(yè)發(fā)展和計劃標(biāo)準(zhǔn)》，并且在不斷地改進中。在這一點上，我國已經(jīng)落后了。是時候重視中國學(xué)生的工程技術(shù)教育了！

所以，回到最初的那兩個問題——

1.為什么要開展STEM教育？答案：實際上是為了培養(yǎng)新模式下的知識生產(chǎn)者，也就是模式2“工程技術(shù)引領(lǐng)”的知識生產(chǎn)模式者。

2.為什么要這樣來開展STEM教育？答案：因為只有這種工程技術(shù)驅(qū)動的教育模式，才能培養(yǎng)出當(dāng)前我們更需要的這種知識生產(chǎn)者。

（注：本文根據(jù)“2016中美STEM+創(chuàng)新教育論壇”報告錄音整理）