美國技術教育發展歷程及對我國基礎教育的啟示??

翁秀平

摘 要 技術與工程教育的缺失已經成為制約我國基礎教育跨學科教育的瓶頸。美國技術教育以培養技術素養為宗旨，以技術設計能力為核心，構建了完整的內容框架體系，且在實施中形成了多種途徑并存的局面。借鑒美國技術教育的發展歷程，我們需重新認識與定位技術教育，建構與科學教育相融合的技術教育體系;多途徑實施技術教育，以實踐項目為載體，提供技術與工程實踐機會，注意技術與科學、數學、工程相結合;開展技術教育師資培訓，編制多樣化的技術教育教材;加大技術教育資金投入，建設技術教育實驗室與校外實踐基地。

關鍵詞 技術教育 技術素養 工程教育 跨學科教育

近些年，為提高學生創新能力與跨學科學習能力，國際上掀起了STEM與STEAM教育改革的熱潮。雖然科學與數學教育一直居于我國教育的核心地位，但是技術與工程教育卻一直處于缺席狀態。美國技術教育與科學教育相伴相生，由分散走向整合，由單純的技術教育轉向技術與工程的結合。之后在科學、技術、工程與數學教育都較為成熟的情況下，順應時代對人才培養的需求，自然而然走向了培養創新能力的STEM教育，繼而整合人文藝術走向了STEAM教育。與之相比，我國基礎教育中技術與工程教育的缺失，使得跨學科教育缺少了整合的根基。

一、美國技術教育的起源與發展

美國當代技術教育由原工藝教育轉變而來，從誕生之初便一直與科學教育相輔相成。1958年，美國斯坦福大學教授赫德（P.D.Hurd）指出：技術素養應當并列為科學教學的一個主要目標。美國技術教育的發展循著兩條線索推進：一是與科學教育整合的方式，二是以獨立技術教育的方式。

美國技術教育的快速發展主要得益于1985年發起的“2061計劃”，該計劃致力于提高公眾的科學、數學及技術素養。雖然美國科學教育明確以培養“科學素養”為目標，但是自1985年《面向全體美國人的科學》開始，美國科學教育的相關文件與標準中都融合了技術教育的內容，從1993年《科學素養的基準》，1995年《國家科學教育標準》，到2013年《下一代國家科學標準》，“技術素養”始終是美國科學教育的教學目標之一。1994年美國發起“面向全體美國人的技術”項目（TfAAP），并于2000年發布了《美國國家技術教育標準：技術學習的內容》，成為美國技術教育發展史上里程碑式的事件，它的出現進一步肯定了技術教育的價值，明確了技術教育的內容。雖然2009年美國公布了《k-12教育中的工程：理解現狀和提升未來》，對k-12工程教育提出了實施的原則與建議，但是目前美國并沒有發布專門的工程教育標準，而是建議將工程教育以“注入”和“映射”的方式滲透到現有相關學科標準中[1]。這就意味著工程教育在其他學科標準，特別是技術、科學與數學課程標準中將更加凸顯。所以，實際上工程教育脫胎于技術教育，兩者既相互獨立又有著千絲萬縷的聯系。因此，技術教育從課程標準到具體教學過程都需要注意與工程教育的融合。2016年美國發布《教育中的創新愿景》，將科學、技術、工程與數學的整合推向了一個新階段。但是在這個新的起點之前，美國已經形成了完善的科學、數學、技術和工程教育體系，且各學科一直以既獨立又相互整合的方式推進著。

二、美國技術教育的目標與內容

1.美國技術教育的目標與核心

美國技術教育的目標是培養公眾技術素養，即對技術的理解、使用、管理和評價的能力[2]。技術素養為一個包括知識體系、思考和行為方式和能力的三維立體結構[3]。所以技術教育不能只關注學生對靜態技術知識與原理的理解，也不能只停留在技術過程與方法的掌握上，更要提高學生的技術意識，學會主動選擇技術去解決問題，正確看待技術與自然、社會的關系，能夠正確評價技術、管理技術，以防止技術可能對自然與人類社會帶來的問題。

技術是人們改造自然界以適應自身需要或解決問題的過程。技術教育要以培養技術設計能力為核心，為學生提供參與技術設計的機會。由于現實生活中諸多技術設計與工程相關，所以技術教育標準中提到的技術設計更加側重于“開發某種技術的工程師所采用的特殊的方法”，即“工程設計”。這種將工程設計融合于技術教育中的方式，為技術教育與工程教育的整合創造了條件。

2.美國技術教育的內容與框架體系

由于美國技術教育的發展歷程較為復雜，以下從科學與技術兩種教育標準的角度來呈現美國技術教育完整的內容與框架體系，以便窺探美國技術教育的全貌。

（1）國家技術教育標準中技術教育的內容與框架

技術教育的全國性標準以技術設計為核心，囊括了技術教育的所有內容。它由闡釋技術教育的重要性入手，從技術的本質、技術與社會、設計、應付世界所需要的能力、設計世界五大方面二十條標準全面搭建了K-12技術教育的內容框架體系[2]，涉及了學生對技術的理解、使用、管理和評價等諸方面，見表1。此框架體系的建立對技術教育的開展起著指導性的作用。

“技術的本質”部分一是指向于對技術本身的理解，二是指向于對不同技術之間的相互聯系，技術與科學、數學及人文學科之間相互影響的認識，為之后STEM、STEAM等跨學科教育提供了基礎。“技術與社會”部分橫向上要求學生理解技術與社會、環境的相互作用，揭示技術的正負雙面性;縱向上關注技術發展的歷史，了解技術變革對社會發展產生的巨大推動作用，目的在于促進學生技術評價與管理能力的提升。“設計”部分要求學生理解技術設計本身的屬性與基本過程，知道技術設計是有目的的、有制約條件及系統化的，是具有創造性的，“應逐步理解工程設計”[2]，掌握工程設計的特性與過程，理解故障診斷、研究與開發、發明和創新，以及實驗在解決工程問題中所起的重要作用。所以雖然工程教育在美國的起步晚于技術教育，但實際上技術教育標準中已經“注入”了部分工程教育的內容。

較之前三部分側重于對學生技術知識、技術情感態度與價值觀培養，“應付世界所需的能力”部分則側重于幫助學生提高應付技術世界所需的能力，能應用設計的過程，能使用和維護技術與系統，能評估產品與系統的影響，偏向于技術使用、管理與評價能力的培養。“設計世界”部分從技術領域的角度，將技術世界分成了醫療技術、農業技術及相關生物技術、能源和動力技術、信息和通信技術、交通運輸技術、制造技術七個方面，為技術教育內容的選擇與實施提供了參考。

（2）科學教育標準中的技術教育內容

1995年的美國《國家科學教育標準》和2003年的《下一代科學教育標準》雖時隔近二十年，但兩者都滲透和融合了技術教育的相關內容，且隨著時代的發展，其內容與側重點也發生了變化。

①《國家科學教育標準》中的技術教育內容。該標準將科學教育的內容分為科學的統一概念和過程、作為探究過程之科學等八個部分，其中與技術教育相關的內容主要體現在“科學與技術”“從個人和社會視角所見的科學”兩大塊中，涉及“科學與技術”“科學與社會”“技術設計”三個方面。“科學與技術”板塊明確指出“這個并不是技術教育標準”，但是又提出在明確培養科學素養的目標下，需強調與設計過程有關的能力，將“設計”定位于科學探究能力的補充，認為科學探究與技術設計是并行的[4]。“從個人和社會視角所見的科學”板塊則重點強調幫助學生理解科學與技術在社會中的作用與影響，建立起對科學技術的辨證看法。

由此可見，該標準除將技術設計作為科學探究能力的補充進行培養外，并沒有強調技術知識等相關內容，始終貫穿了兩個理念：一是科學教育與技術教育相互區別，有著各自明確的培養目標，但兩者又密切聯系;二是科學與技術都與社會聯系密切，教育負有引導學生正確看待科學、技術與社會相互關系的責任。

②《下一代科學教育標準》中技術教育的內容。隨著時代對運用多學科知識解決問題人才的需求，2013年《下一代科學教育標準》以三維立體的方式將科學教育分成了學科核心概念、跨學科概念、科學與工程實踐三個維度[5]。與前兩個維度主要融合了對技術與工程的理解不同，“科學與工程實踐”致力于幫助學生理解并參與科學家探索自然界、工程師設計與創建系統時所做的事，具體包括提問和界定問題，開發和使用模型，計劃和實施計劃，分析和解釋數據，使用數學和計算思維，構建說明和設計解決方案，使用證據進行辯論，獲得、評價和交流信息等。該標準特別指出，工程設計與科學探究不一樣，強調工程設計是為了幫助學生進一步澄清科學、技術、工程和數學在日常生活中的相關性[5]。

由此可見，作為科學教育標準，《下一代科學教育標準》仍舊以培養科學素養與科學探究能力為核心，但是由于時代背景的變化，該標準中技術和工程教育的滲透與融合更加全面，跨學科特征更加明顯。

三、美國技術教育實施途徑的變遷與發展

隨著技術教育文件的相繼出臺，技術教育內容體系的逐漸清晰，工程教育越來越受到重視，美國技術教育的實施途徑與形式也在不斷發生變化。

1.起步階段：與科學等相關課程的初步滲透與融合

在技術教育標準發布之前，由于技術教育的整體框架未曾建立，美國技術教育主要以滲透、融合在其他相關性學科，尤其是科學課程中的形式出現，融合于科學課程的技術教育主要聚焦在兩個方面：一是關注科學與技術的結合，將技術設計作為科學探究的補充，幫助學生認識科學與技術的關系;二是關注科學技術對社會的影響，幫助學生正確地評估與管理科學技術。STS教育實際上就是當時科學與技術教育整合的一種形態，它以社會與環境問題為核心，幫助學生更好地認知科學、技術和社會三者的關系，使科學技術更好地造福人類。

2.獨立階段：獨立形態技術教育課程與多種整合課程形式并存

隨著國家技術教育標準的出版，獨立形態的技術教育課程出現。該標準明確提出要在小學開設正規的課程，而在中學，除技術課程外，還鼓勵其他學科教師熟悉技術教育標準，使高中生了解技術與其他學科之間的密切聯系。所以，這一時期實際上存在獨立技術教育課程與融合于其他課程兩種形態并存的現象。為了進一步整合科學與技術，美國開發了STC （Science and Technology For Children）等一系列項目，并編寫了專門的教材。STC教材中技術教育內容的占比明顯提高，有效地融合了技術素養。

3.跨學科階段：跨學科課程為主，其他途徑并存

隨著時代對跨學科、創新型人才的需求，特別是2016年《教育中的創新愿景》報告的發布，跨學科課程成為技術教育的主要形式。目前最為人熟知的便是STEM、 STEAM等課程形式，這類課程致力于學生跨學科知識與能力的提高。所以這時候的技術教育與科學、工程、數學教育高度融合，且注重為學生創造更多參與科學、技術與工程實踐的機會，但是這種跨學科的形式也對課程資源、師資等提出了更高的要求。得益于美國技術教育逐步發展的歷程，技術教育的師資、設施設備以及教育理念等已經逐漸成熟，為戰勝挑戰做好了充足的準備。

四、美國技術教育對我國基礎教育的啟示

綜觀美國技術教育的整個發展歷程，反觀我國目前大熱的STEM或STEAM教育，可以說我國基礎教育中“T”和“E”仍舊處于沉默狀態，“技術教育”并沒有真正進入大眾視野。

1.重新認識與定位技術教育，建構與科學教育相融合的技術教育體系

開展技術教育，首先需要幫助一線教師認識到技術教育是不同于科學教育的獨立學科，明確以培養技術素養為目標，澄清技術素養是一個包含了技術知識、技術過程與方法、技術情感態度與價值觀的多維度概念。其次在科學教育標準中進一步融合技術教育的內容，嘗試構建完整的技術教育內容與框架體系。在條件允許的情況下，可編制適合我國國情的技術教育標準，進一步規范技術教育的實施與評價方式。最后鑒于技術教育與工程教育的密切聯系，在開展技術教育的同時，也可逐步嵌入工程教育的相關內容。

2.多途徑實施技術教育，培養學生技術設計和跨學科創新能力

鑒于我國技術教育起步較晚，且當前國際教育注重跨學科教育的情況，技術教育的實施可多種途徑并行。一是在科學、數學等課程中滲透技術教育的相關內容。特別是在當前小學科學課程增加了“技術與工程”板塊的情況下，教師應重視技術設計，將科學探究與技術設計相結合，為學生提供參與技術設計的機會。二是嘗試開發獨立的技術課程，初始階段可借助拓展性課程、地方課程或校本課程等進行一系列的探索。三是將技術教育融合于STEM、STEAM等跨學科課程中，以解決問題為基礎，全面培養學生的跨學科學習與問題解決能力。