翁秀平

摘 要 技術(shù)與工程教育的缺失已經(jīng)成為制約我國(guó)基礎(chǔ)教育跨學(xué)科教育的瓶頸。美國(guó)技術(shù)教育以培養(yǎng)技術(shù)素養(yǎng)為宗旨，以技術(shù)設(shè)計(jì)能力為核心，構(gòu)建了完整的內(nèi)容框架體系，且在實(shí)施中形成了多種途徑并存的局面。借鑒美國(guó)技術(shù)教育的發(fā)展歷程，我們需重新認(rèn)識(shí)與定位技術(shù)教育，建構(gòu)與科學(xué)教育相融合的技術(shù)教育體系;多途徑實(shí)施技術(shù)教育，以實(shí)踐項(xiàng)目為載體，提供技術(shù)與工程實(shí)踐機(jī)會(huì)，注意技術(shù)與科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程相結(jié)合;開(kāi)展技術(shù)教育師資培訓(xùn)，編制多樣化的技術(shù)教育教材;加大技術(shù)教育資金投入，建設(shè)技術(shù)教育實(shí)驗(yàn)室與校外實(shí)踐基地。

關(guān)鍵詞 技術(shù)教育 技術(shù)素養(yǎng) 工程教育 跨學(xué)科教育

近些年，為提高學(xué)生創(chuàng)新能力與跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力，國(guó)際上掀起了STEM與STEAM教育改革的熱潮。雖然科學(xué)與數(shù)學(xué)教育一直居于我國(guó)教育的核心地位，但是技術(shù)與工程教育卻一直處于缺席狀態(tài)。美國(guó)技術(shù)教育與科學(xué)教育相伴相生，由分散走向整合，由單純的技術(shù)教育轉(zhuǎn)向技術(shù)與工程的結(jié)合。之后在科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)教育都較為成熟的情況下，順應(yīng)時(shí)代對(duì)人才培養(yǎng)的需求，自然而然走向了培養(yǎng)創(chuàng)新能力的STEM教育，繼而整合人文藝術(shù)走向了STEAM教育。與之相比，我國(guó)基礎(chǔ)教育中技術(shù)與工程教育的缺失，使得跨學(xué)科教育缺少了整合的根基。

一、美國(guó)技術(shù)教育的起源與發(fā)展

美國(guó)當(dāng)代技術(shù)教育由原工藝教育轉(zhuǎn)變而來(lái)，從誕生之初便一直與科學(xué)教育相輔相成。1958年，美國(guó)斯坦福大學(xué)教授赫德（P.D.Hurd）指出：技術(shù)素養(yǎng)應(yīng)當(dāng)并列為科學(xué)教學(xué)的一個(gè)主要目標(biāo)。美國(guó)技術(shù)教育的發(fā)展循著兩條線索推進(jìn)：一是與科學(xué)教育整合的方式，二是以獨(dú)立技術(shù)教育的方式。

美國(guó)技術(shù)教育的快速發(fā)展主要得益于1985年發(fā)起的“2061計(jì)劃”，該計(jì)劃致力于提高公眾的科學(xué)、數(shù)學(xué)及技術(shù)素養(yǎng)。雖然美國(guó)科學(xué)教育明確以培養(yǎng)“科學(xué)素養(yǎng)”為目標(biāo)，但是自1985年《面向全體美國(guó)人的科學(xué)》開(kāi)始，美國(guó)科學(xué)教育的相關(guān)文件與標(biāo)準(zhǔn)中都融合了技術(shù)教育的內(nèi)容，從1993年《科學(xué)素養(yǎng)的基準(zhǔn)》，1995年《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》，到2013年《下一代國(guó)家科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》，“技術(shù)素養(yǎng)”始終是美國(guó)科學(xué)教育的教學(xué)目標(biāo)之一。1994年美國(guó)發(fā)起“面向全體美國(guó)人的技術(shù)”項(xiàng)目（TfAAP），并于2000年發(fā)布了《美國(guó)國(guó)家技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)：技術(shù)學(xué)習(xí)的內(nèi)容》，成為美國(guó)技術(shù)教育發(fā)展史上里程碑式的事件，它的出現(xiàn)進(jìn)一步肯定了技術(shù)教育的價(jià)值，明確了技術(shù)教育的內(nèi)容。雖然2009年美國(guó)公布了《k-12教育中的工程：理解現(xiàn)狀和提升未來(lái)》，對(duì)k-12工程教育提出了實(shí)施的原則與建議，但是目前美國(guó)并沒(méi)有發(fā)布專門(mén)的工程教育標(biāo)準(zhǔn)，而是建議將工程教育以“注入”和“映射”的方式滲透到現(xiàn)有相關(guān)學(xué)科標(biāo)準(zhǔn)中[1]。這就意味著工程教育在其他學(xué)科標(biāo)準(zhǔn)，特別是技術(shù)、科學(xué)與數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中將更加凸顯。所以，實(shí)際上工程教育脫胎于技術(shù)教育，兩者既相互獨(dú)立又有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。因此，技術(shù)教育從課程標(biāo)準(zhǔn)到具體教學(xué)過(guò)程都需要注意與工程教育的融合。2016年美國(guó)發(fā)布《教育中的創(chuàng)新愿景》，將科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)的整合推向了一個(gè)新階段。但是在這個(gè)新的起點(diǎn)之前，美國(guó)已經(jīng)形成了完善的科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)和工程教育體系，且各學(xué)科一直以既獨(dú)立又相互整合的方式推進(jìn)著。

二、美國(guó)技術(shù)教育的目標(biāo)與內(nèi)容

1.美國(guó)技術(shù)教育的目標(biāo)與核心

美國(guó)技術(shù)教育的目標(biāo)是培養(yǎng)公眾技術(shù)素養(yǎng)，即對(duì)技術(shù)的理解、使用、管理和評(píng)價(jià)的能力[2]。技術(shù)素養(yǎng)為一個(gè)包括知識(shí)體系、思考和行為方式和能力的三維立體結(jié)構(gòu)[3]。所以技術(shù)教育不能只關(guān)注學(xué)生對(duì)靜態(tài)技術(shù)知識(shí)與原理的理解，也不能只停留在技術(shù)過(guò)程與方法的掌握上，更要提高學(xué)生的技術(shù)意識(shí)，學(xué)會(huì)主動(dòng)選擇技術(shù)去解決問(wèn)題，正確看待技術(shù)與自然、社會(huì)的關(guān)系，能夠正確評(píng)價(jià)技術(shù)、管理技術(shù)，以防止技術(shù)可能對(duì)自然與人類社會(huì)帶來(lái)的問(wèn)題。

技術(shù)是人們改造自然界以適應(yīng)自身需要或解決問(wèn)題的過(guò)程。技術(shù)教育要以培養(yǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)能力為核心，為學(xué)生提供參與技術(shù)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。由于現(xiàn)實(shí)生活中諸多技術(shù)設(shè)計(jì)與工程相關(guān)，所以技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)中提到的技術(shù)設(shè)計(jì)更加側(cè)重于“開(kāi)發(fā)某種技術(shù)的工程師所采用的特殊的方法”，即“工程設(shè)計(jì)”。這種將工程設(shè)計(jì)融合于技術(shù)教育中的方式，為技術(shù)教育與工程教育的整合創(chuàng)造了條件。

2.美國(guó)技術(shù)教育的內(nèi)容與框架體系

由于美國(guó)技術(shù)教育的發(fā)展歷程較為復(fù)雜，以下從科學(xué)與技術(shù)兩種教育標(biāo)準(zhǔn)的角度來(lái)呈現(xiàn)美國(guó)技術(shù)教育完整的內(nèi)容與框架體系，以便窺探美國(guó)技術(shù)教育的全貌。

（1）國(guó)家技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)中技術(shù)教育的內(nèi)容與框架

技術(shù)教育的全國(guó)性標(biāo)準(zhǔn)以技術(shù)設(shè)計(jì)為核心，囊括了技術(shù)教育的所有內(nèi)容。它由闡釋技術(shù)教育的重要性入手，從技術(shù)的本質(zhì)、技術(shù)與社會(huì)、設(shè)計(jì)、應(yīng)付世界所需要的能力、設(shè)計(jì)世界五大方面二十條標(biāo)準(zhǔn)全面搭建了K-12技術(shù)教育的內(nèi)容框架體系[2]，涉及了學(xué)生對(duì)技術(shù)的理解、使用、管理和評(píng)價(jià)等諸方面，見(jiàn)表1。此框架體系的建立對(duì)技術(shù)教育的開(kāi)展起著指導(dǎo)性的作用。

“技術(shù)的本質(zhì)”部分一是指向于對(duì)技術(shù)本身的理解，二是指向于對(duì)不同技術(shù)之間的相互聯(lián)系，技術(shù)與科學(xué)、數(shù)學(xué)及人文學(xué)科之間相互影響的認(rèn)識(shí)，為之后STEM、STEAM等跨學(xué)科教育提供了基礎(chǔ)?！凹夹g(shù)與社會(huì)”部分橫向上要求學(xué)生理解技術(shù)與社會(huì)、環(huán)境的相互作用，揭示技術(shù)的正負(fù)雙面性;縱向上關(guān)注技術(shù)發(fā)展的歷史，了解技術(shù)變革對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生的巨大推動(dòng)作用，目的在于促進(jìn)學(xué)生技術(shù)評(píng)價(jià)與管理能力的提升。“設(shè)計(jì)”部分要求學(xué)生理解技術(shù)設(shè)計(jì)本身的屬性與基本過(guò)程，知道技術(shù)設(shè)計(jì)是有目的的、有制約條件及系統(tǒng)化的，是具有創(chuàng)造性的，“應(yīng)逐步理解工程設(shè)計(jì)”[2]，掌握工程設(shè)計(jì)的特性與過(guò)程，理解故障診斷、研究與開(kāi)發(fā)、發(fā)明和創(chuàng)新，以及實(shí)驗(yàn)在解決工程問(wèn)題中所起的重要作用。所以雖然工程教育在美國(guó)的起步晚于技術(shù)教育，但實(shí)際上技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)“注入”了部分工程教育的內(nèi)容。

較之前三部分側(cè)重于對(duì)學(xué)生技術(shù)知識(shí)、技術(shù)情感態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)，“應(yīng)付世界所需的能力”部分則側(cè)重于幫助學(xué)生提高應(yīng)付技術(shù)世界所需的能力，能應(yīng)用設(shè)計(jì)的過(guò)程，能使用和維護(hù)技術(shù)與系統(tǒng)，能評(píng)估產(chǎn)品與系統(tǒng)的影響，偏向于技術(shù)使用、管理與評(píng)價(jià)能力的培養(yǎng)。“設(shè)計(jì)世界”部分從技術(shù)領(lǐng)域的角度，將技術(shù)世界分成了醫(yī)療技術(shù)、農(nóng)業(yè)技術(shù)及相關(guān)生物技術(shù)、能源和動(dòng)力技術(shù)、信息和通信技術(shù)、交通運(yùn)輸技術(shù)、制造技術(shù)七個(gè)方面，為技術(shù)教育內(nèi)容的選擇與實(shí)施提供了參考。

（2）科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)教育內(nèi)容

1995年的美國(guó)《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》和2003年的《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》雖時(shí)隔近二十年，但兩者都滲透和融合了技術(shù)教育的相關(guān)內(nèi)容，且隨著時(shí)代的發(fā)展，其內(nèi)容與側(cè)重點(diǎn)也發(fā)生了變化。

①《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中的技術(shù)教育內(nèi)容。該標(biāo)準(zhǔn)將科學(xué)教育的內(nèi)容分為科學(xué)的統(tǒng)一概念和過(guò)程、作為探究過(guò)程之科學(xué)等八個(gè)部分，其中與技術(shù)教育相關(guān)的內(nèi)容主要體現(xiàn)在“科學(xué)與技術(shù)”“從個(gè)人和社會(huì)視角所見(jiàn)的科學(xué)”兩大塊中，涉及“科學(xué)與技術(shù)”“科學(xué)與社會(huì)”“技術(shù)設(shè)計(jì)”三個(gè)方面?！翱茖W(xué)與技術(shù)”板塊明確指出“這個(gè)并不是技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)”，但是又提出在明確培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)下，需強(qiáng)調(diào)與設(shè)計(jì)過(guò)程有關(guān)的能力，將“設(shè)計(jì)”定位于科學(xué)探究能力的補(bǔ)充，認(rèn)為科學(xué)探究與技術(shù)設(shè)計(jì)是并行的[4]。“從個(gè)人和社會(huì)視角所見(jiàn)的科學(xué)”板塊則重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)幫助學(xué)生理解科學(xué)與技術(shù)在社會(huì)中的作用與影響，建立起對(duì)科學(xué)技術(shù)的辨證看法。

由此可見(jiàn)，該標(biāo)準(zhǔn)除將技術(shù)設(shè)計(jì)作為科學(xué)探究能力的補(bǔ)充進(jìn)行培養(yǎng)外，并沒(méi)有強(qiáng)調(diào)技術(shù)知識(shí)等相關(guān)內(nèi)容，始終貫穿了兩個(gè)理念：一是科學(xué)教育與技術(shù)教育相互區(qū)別，有著各自明確的培養(yǎng)目標(biāo)，但兩者又密切聯(lián)系;二是科學(xué)與技術(shù)都與社會(huì)聯(lián)系密切，教育負(fù)有引導(dǎo)學(xué)生正確看待科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)相互關(guān)系的責(zé)任。

②《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中技術(shù)教育的內(nèi)容。隨著時(shí)代對(duì)運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題人才的需求，2013年《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》以三維立體的方式將科學(xué)教育分成了學(xué)科核心概念、跨學(xué)科概念、科學(xué)與工程實(shí)踐三個(gè)維度[5]。與前兩個(gè)維度主要融合了對(duì)技術(shù)與工程的理解不同，“科學(xué)與工程實(shí)踐”致力于幫助學(xué)生理解并參與科學(xué)家探索自然界、工程師設(shè)計(jì)與創(chuàng)建系統(tǒng)時(shí)所做的事，具體包括提問(wèn)和界定問(wèn)題，開(kāi)發(fā)和使用模型，計(jì)劃和實(shí)施計(jì)劃，分析和解釋數(shù)據(jù)，使用數(shù)學(xué)和計(jì)算思維，構(gòu)建說(shuō)明和設(shè)計(jì)解決方案，使用證據(jù)進(jìn)行辯論，獲得、評(píng)價(jià)和交流信息等。該標(biāo)準(zhǔn)特別指出，工程設(shè)計(jì)與科學(xué)探究不一樣，強(qiáng)調(diào)工程設(shè)計(jì)是為了幫助學(xué)生進(jìn)一步澄清科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)在日常生活中的相關(guān)性[5]。

由此可見(jiàn)，作為科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)，《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》仍舊以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)與科學(xué)探究能力為核心，但是由于時(shí)代背景的變化，該標(biāo)準(zhǔn)中技術(shù)和工程教育的滲透與融合更加全面，跨學(xué)科特征更加明顯。

三、美國(guó)技術(shù)教育實(shí)施途徑的變遷與發(fā)展

隨著技術(shù)教育文件的相繼出臺(tái)，技術(shù)教育內(nèi)容體系的逐漸清晰，工程教育越來(lái)越受到重視，美國(guó)技術(shù)教育的實(shí)施途徑與形式也在不斷發(fā)生變化。

1.起步階段：與科學(xué)等相關(guān)課程的初步滲透與融合

在技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之前，由于技術(shù)教育的整體框架未曾建立，美國(guó)技術(shù)教育主要以滲透、融合在其他相關(guān)性學(xué)科，尤其是科學(xué)課程中的形式出現(xiàn)，融合于科學(xué)課程的技術(shù)教育主要聚焦在兩個(gè)方面：一是關(guān)注科學(xué)與技術(shù)的結(jié)合，將技術(shù)設(shè)計(jì)作為科學(xué)探究的補(bǔ)充，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系;二是關(guān)注科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)的影響，幫助學(xué)生正確地評(píng)估與管理科學(xué)技術(shù)。STS教育實(shí)際上就是當(dāng)時(shí)科學(xué)與技術(shù)教育整合的一種形態(tài)，它以社會(huì)與環(huán)境問(wèn)題為核心，幫助學(xué)生更好地認(rèn)知科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)三者的關(guān)系，使科學(xué)技術(shù)更好地造福人類。

2.獨(dú)立階段：獨(dú)立形態(tài)技術(shù)教育課程與多種整合課程形式并存

隨著國(guó)家技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)的出版，獨(dú)立形態(tài)的技術(shù)教育課程出現(xiàn)。該標(biāo)準(zhǔn)明確提出要在小學(xué)開(kāi)設(shè)正規(guī)的課程，而在中學(xué)，除技術(shù)課程外，還鼓勵(lì)其他學(xué)科教師熟悉技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)，使高中生了解技術(shù)與其他學(xué)科之間的密切聯(lián)系。所以，這一時(shí)期實(shí)際上存在獨(dú)立技術(shù)教育課程與融合于其他課程兩種形態(tài)并存的現(xiàn)象。為了進(jìn)一步整合科學(xué)與技術(shù)，美國(guó)開(kāi)發(fā)了STC （Science and Technology For Children）等一系列項(xiàng)目，并編寫(xiě)了專門(mén)的教材。STC教材中技術(shù)教育內(nèi)容的占比明顯提高，有效地融合了技術(shù)素養(yǎng)。

3.跨學(xué)科階段：跨學(xué)科課程為主，其他途徑并存

隨著時(shí)代對(duì)跨學(xué)科、創(chuàng)新型人才的需求，特別是2016年《教育中的創(chuàng)新愿景》報(bào)告的發(fā)布，跨學(xué)科課程成為技術(shù)教育的主要形式。目前最為人熟知的便是STEM、 STEAM等課程形式，這類課程致力于學(xué)生跨學(xué)科知識(shí)與能力的提高。所以這時(shí)候的技術(shù)教育與科學(xué)、工程、數(shù)學(xué)教育高度融合，且注重為學(xué)生創(chuàng)造更多參與科學(xué)、技術(shù)與工程實(shí)踐的機(jī)會(huì)，但是這種跨學(xué)科的形式也對(duì)課程資源、師資等提出了更高的要求。得益于美國(guó)技術(shù)教育逐步發(fā)展的歷程，技術(shù)教育的師資、設(shè)施設(shè)備以及教育理念等已經(jīng)逐漸成熟，為戰(zhàn)勝挑戰(zhàn)做好了充足的準(zhǔn)備。

四、美國(guó)技術(shù)教育對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)教育的啟示

綜觀美國(guó)技術(shù)教育的整個(gè)發(fā)展歷程，反觀我國(guó)目前大熱的STEM或STEAM教育，可以說(shuō)我國(guó)基礎(chǔ)教育中“T”和“E”仍舊處于沉默狀態(tài)，“技術(shù)教育”并沒(méi)有真正進(jìn)入大眾視野。

1.重新認(rèn)識(shí)與定位技術(shù)教育，建構(gòu)與科學(xué)教育相融合的技術(shù)教育體系

開(kāi)展技術(shù)教育，首先需要幫助一線教師認(rèn)識(shí)到技術(shù)教育是不同于科學(xué)教育的獨(dú)立學(xué)科，明確以培養(yǎng)技術(shù)素養(yǎng)為目標(biāo)，澄清技術(shù)素養(yǎng)是一個(gè)包含了技術(shù)知識(shí)、技術(shù)過(guò)程與方法、技術(shù)情感態(tài)度與價(jià)值觀的多維度概念。其次在科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)一步融合技術(shù)教育的內(nèi)容，嘗試構(gòu)建完整的技術(shù)教育內(nèi)容與框架體系。在條件允許的情況下，可編制適合我國(guó)國(guó)情的技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步規(guī)范技術(shù)教育的實(shí)施與評(píng)價(jià)方式。最后鑒于技術(shù)教育與工程教育的密切聯(lián)系，在開(kāi)展技術(shù)教育的同時(shí)，也可逐步嵌入工程教育的相關(guān)內(nèi)容。

2.多途徑實(shí)施技術(shù)教育，培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)設(shè)計(jì)和跨學(xué)科創(chuàng)新能力

鑒于我國(guó)技術(shù)教育起步較晚，且當(dāng)前國(guó)際教育注重跨學(xué)科教育的情況，技術(shù)教育的實(shí)施可多種途徑并行。一是在科學(xué)、數(shù)學(xué)等課程中滲透技術(shù)教育的相關(guān)內(nèi)容。特別是在當(dāng)前小學(xué)科學(xué)課程增加了“技術(shù)與工程”板塊的情況下，教師應(yīng)重視技術(shù)設(shè)計(jì)，將科學(xué)探究與技術(shù)設(shè)計(jì)相結(jié)合，為學(xué)生提供參與技術(shù)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。二是嘗試開(kāi)發(fā)獨(dú)立的技術(shù)課程，初始階段可借助拓展性課程、地方課程或校本課程等進(jìn)行一系列的探索。三是將技術(shù)教育融合于STEM、STEAM等跨學(xué)科課程中，以解決問(wèn)題為基礎(chǔ)，全面培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)與問(wèn)題解決能力。