任友群

不可否認，現(xiàn)在國內STEM教育研究很熱。同時，我們也要清醒地認識到，這場STEM教育旋風要推動我們的基礎教育實現(xiàn)真正的變革，還有相當?shù)木嚯x。之前，我已經在很多場合談過一些我對STEM教育的理解，這次我想結合對“工程技術”的認識，談談對STEM教育的再思考。

被輕視的工程技術教育

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

反觀國內，我們認為，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，應該怎么來做，為什么要這么來做。當國內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學校中，STEM學科的教學不是有一門課就叫STEM，而是分開進行的，這種教學有時候叫做“SILOS”，中文翻譯可叫做“倉”——有科學倉、數(shù)學倉，可能還有技術教育倉，少數(shù)情況下還有工程倉。這些學科在課程、教師或課堂活動中是很少有聯(lián)系的。

實際情況2：美國的國際技術教育協(xié)會分別于2001、2004、2007、2011 年對各州技術教育實施情況做了調查，美國50 個州中有 42 個州（84%）的管理者加入了此項調查。來自各州的第四次調查發(fā)現(xiàn)，即便在美國，技術與工程教育在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的工程技術教育？

技術與科學：區(qū)別、關系及價值

什么是技術？《中國大百科全書》對技術的定義是：“人類改變或控制其周圍環(huán)境的手段或活動。泛指根據(jù)生產實踐經驗和科學原理而發(fā)展形成的各種工藝操作過程、方法器具和技能?！薄掇o海》中將技術定義為：“泛指根據(jù)生產實踐經驗和自然科學原理而發(fā)展成的各種工藝操作方法與技能?！保ㄗⅲ汗こ淌恰盀闈M足人類需要，系統(tǒng)、反復地設計對象、進程和系統(tǒng)的一種途徑”，可理解為一種“復雜的技術”，因此在這里我們把技術與工程視為一類而加以考察。）

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

那么，科學與技術的關系真是如此嗎？

1. 技術并非對科學知識的應用

個人認為，技術并非對科學知識的應用，哪怕是那些看起來與科學非常相關的技術也是如此。以伽利略制造望遠鏡為例，當伽利略制造他的望遠鏡時，并沒有科學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，也并不是一個科學的解釋，因為這個解釋依賴于一個錯誤的光學理論。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習一下科學家的案例，你會發(fā)現(xiàn)對很多問題的理解，可以有不同的角度。

2. 科學并不“純粹”，并不是“為知而知”

美國哲學家、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準。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。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論才能確定待定主張是否算作科學知識。

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

3. 什么是技術

弗吉尼亞理工大學哲學系主任約瑟夫·皮特研究了幾乎所有對技術的定義后，提出了自己的定義：所謂技術，就是“人類在工作”，并給出一個技術模型：“輸入+輸出+評估反饋”。在這個模型中，人類會通過不斷調試，輸入一些東西，會產出一些東西，然后不斷地對輸出評估反饋；再調試，再反饋，循環(huán)往復，技術就是在這種模型中發(fā)展出來的。他認為這個技術模型可以囊括幾乎所有對技術的定義中最本質的東西。馬丁·海德格爾曾經說：“技術之所是，包含著對器具、儀器和機械的制作和利用，包含著技術為之效力的各種需要和目的。這些設置的整體就是技術?！彼麖娬{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，修正皮特對技術的定義，所謂技術，指的是“人類按照一定的需要和目的，借助一定的工具（物質的、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的關系，即工具自身并非技術，而是對工具的應用，并且是“人”為了某種目標而進行的對工具的應用。這么定義是為了將技術的標志凸顯出來。

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

4. 技術的地位

（1）認識論上的優(yōu)先性

從認識論上講，我們之前對技術優(yōu)先性的認識肯定是不夠的。我們原來總認為先有原理、有科學，再去倒推一下技術即可。盡管我們也經常提科技，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。

對于知識的認識論，我認為應該是在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”，即技術的一種形式；另一方面，更為重要的是，“技術”作為一種行動，成為了知識產生的前提（沒有提前的行動，知識就是不可能產生的）。從這個角度說來“技術在認識論上優(yōu)先于科學”。按照皮特的說法，這一結構被稱為“科學的技術基礎結構”。

（2）知識論上的獨特性

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

技術知識的特點則不同：技術是“解決”問題的活動，它終結于不同類型問題的解決，活動的結果可以形成不同的、分門別類的參考論著（即技術知識），并被應用于其他具體的領域，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，從技術活動入手，我們既可以獲取技術知識，又可以更加生動地走進和理解科學知識。技術和科學之間的關系也是互動的，具備了某些科學知識，使得技術更容易被實現(xiàn)，技術的實現(xiàn)又可以讓科學知識的挖掘和理解做得更好。在我們人類的科學發(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層面的知識，而不是技術層面的知識。所以從這個角度來看，在K12教育體系中，技術教育應該被重視，并獲得其應有的地位。

從工程技術的“解決問題”活動的本質意義上講，STEM教育實際上可以被理解為一種工程技術驅動的教育模式（這種模式與傳統(tǒng)的以科學知識為驅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者

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

《地平線報告》中所謂的“創(chuàng)造活動”就是“知識生產”。實際上，學生本身能通過創(chuàng)造性的活動中去學習和生產知識，而不是只學習已有的知識?！爸R生產”和“知識生產模式”是邁克爾·吉本斯（Michael Gibbons） 等學者在1994年合著出版的《知識生產的新模式》一書中提出的用以概括和描述正在興起的知識生產變局的新概念。吉本斯認為，20世紀后半葉以來，一種新的知識生產模式（知識生產模式2）正在日益興起。知識生產模式2與傳統(tǒng)的知識生產模式（知識生產模式1）在各方面均有著顯著不同。實際上，從知識史的角度來看，這種新知識生產模式可能早在現(xiàn)代之初就已經有之，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。

吉本斯強調知識生產模式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模式1理解為“科學引領的知識生產模式”，將知識生產模式2理解為“工程技術引領的知識生產模式 ”。顯然，今天第二種知識生產模式更能激發(fā)興趣、組織資源、動員力量，促進新知識的生產。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模式2，強調技術引領以后，可以實現(xiàn)的。

顯然，地平線報告的估計比較保守。當我們回到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“學不太能致用”的情況。而自1986年，從《科學、數(shù)學和工程本科生教育》到2015年《STEM教育法》，陸續(xù)出臺了很多文件，強調了科學、數(shù)學、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，所以相關政策也是在陸續(xù)往基礎教育延伸。STEM教育從高等教育向基礎教育延伸趨勢的核心在于：打通渠道和建立銜接。

結 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)了以科學知識為核心的傳統(tǒng)。這反映了一種“科學中心主義”的傾向，但正如我們所論證的那樣，工程技術有其獨特的價值，我們在開展STEM教育時，應該構建另一種譜系，讓學生掌握這種新的知識生產模式。盡管工程技術教育在美國也并非那么受重視，但他們還有《技術素養(yǎng)標準：技術學習的內容》和《提高技術素養(yǎng)之卓越：學生評價、專業(yè)發(fā)展和計劃標準》，并且在不斷地改進中。在這一點上，我國已經落后了。是時候重視中國學生的工程技術教育了！

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者，也就是模式2“工程技術引領”的知識生產模式者。

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驅動的教育模式，才能培養(yǎng)出當前我們更需要的這種知識生產者。

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