STEM教育的價值取向及發展路向

金瓊潔 占小紅

摘要：第四次工業革命背景下發展的STEM教育在全球興起了一股科學教育改革的浪潮，但其提出背景和育人目標，都充滿了功利主義的色彩。重新審視STEM教育的功利主義價值取向并提出合理的發展路向成為科學教育中亟須解決的問題。目前國內外學者分別從科學、技術與社會（STS）和社會性科學議題（SSI）兩個角度出發探索STEM教育的發展路向。文章基于整合論的視角，提出從科學、技術、社會和工程實踐（STSE）的角度尋求功利主義和人文主義教育價值取向的平衡，以SSI的教學模式作為STEM課堂開展的方式以明晰其發展路向。

關鍵詞：STEM，教育，價值取向，功利主義

在信息技術飛速發展的21世紀，各國綜合國力的競爭本質上是科技和人才的競爭。自美國將STEM教育上升至國家戰略層面后，STEM教育便在全球興起了一股改革的浪潮。STEM教育作為一種新型的教育活動，它的價值取向到底是什么？是唯教育利益至上的功利主義價值取向還是追求人的自由個性生長的人文主義價值取向？在我國正在經歷新一輪科學教育改革的歷史時期，在STEM教育迅速而深刻地影響著我們的基礎科學教育的背景下，厘清其價值取向，對于有效推進新一輪科學教育改革及STEM教育在我國的本土化發展都具有重要作用。本文通過歷史追溯的方式對歷次科學教育改革的價值取向進行規律探尋，發現了STEM教育發展源頭上的功利主義價值取向。為此，我們通過對功利主義價值取向及其弊端的分析，探討對這一價值取向偏差的糾正措施，以此構建未來STEM教育的發展路向。

一、科學教育價值取向的鐘擺現象

縱觀整個科學教育的發展歷史，科學教育改革伴隨著工業革命的進程發生了三次重大的變革。從第一次工業革命期間斯賓塞、赫胥黎開始提出科學教育思想到第二次工業革命期間的進步主義教育運動，再到第三次工業革命期間蘇聯衛星上天后美國進行的一系列科學教育改革，這其中蘊含著科學教育中人文主義和功利主義兩種價值取向的鐘擺現象。

1.?? 流動著功利主義血脈的科學教育

科學融入教育正式成為一門教育學科始于19世紀的英國。斯賓塞和赫胥黎作為早期科學教育運動的提倡者，同時也是資產階級功利主義的教育者。功利主義學派在辦學理念上追求課程以實用知識為主，與科學技術知識有關的課程應該占全部學校課程的大部分。在斯賓塞看來，科學知識就在于它所帶來的資本和利益等功利。由此可以看出，最早一批科學教育的提倡者并不是站在學生內在發展的角度去推動科學教育的發展，而是首先考慮當時資本主義社會的發展需要。從科學教育的早期提倡者所代表的階級利益背后，可以發現科學教育在其發展的思想源頭是流動著功利主義血脈的。

2“.壞孩子”的重塑和再發展

如果我們把科學教育的歷史發展看成是一個孩子的成長過程，那么在第二次工業革命期間的科學教育，就是一種對“壞孩子”的重塑和再發展。在第二次工業革命期間分別興起了帶有強烈人文主義色彩的新教育運動和進步主義教育運動。以帕克、杜威等人為代表的進步主義教育運動倡導者反對工業社會帶來的教育弊端，摒棄忽視學生的教育體驗和個人價值實現的教育發展觀。進步主義教育運動雖然在經歷了短短30多年的發展之后就走向衰落，但是其中提出的兒童中心理論、活動課程理論等對于科學教育的課程改革仍產生了重大的影響。

3.戰爭中的掙扎與迷失

教育的發展不僅僅受到學科內部發展變化的影響，還受到社會環境背景的影響。1947年，美蘇進入“冷戰”時期。10年后，蘇聯衛星的上天更是令美國朝野震驚，一年后，美國就通過了《國防教育法》，全面推進國家科學技術領域高尖端人才的培養。以布魯納為代表的“學科結構運動”為主導的課程改革開始在美國中小學實施。側重以學科為中心、重視單一學科知識、把學生培養成科學家的學科結構運動成了冷戰期間美國教育界的“鎮靜劑”。帶著極端惶恐不安的民族危機感，美國的科學教育在這次的改革中完全拋棄了教育的本質價值，使學生人文素養的培養出現嚴重偏頗，呈現出一幅沉迷于軍備競賽中的教育功利主義圖景。

4“.懸崖勒馬”的反思與覺醒

20? 世紀60年代，科學技術的發展產生了很大的問題。核軍備競賽愈演愈烈，大眾對科學的擔憂與日俱增。科學教育所培養的技術人才在推動和促使社會發展的同時，也在不斷地制造著毀滅人類的武器。人文主義哲學家馬爾庫塞和法蘭克福學派代表人物海德格爾對科學技術進行的批判和對倫理道德等人文因素的反思時刻拷問著科學教育的本質訴求。在這樣的社會背景和學術背景下，帶有人文主義教育價值取向的STS教育（Science，technology and society）開始在西方發達國家中興起。STS教育的目標是讓學生了解全球環境和人類生活所面臨的威脅，理解科學與技術的區別以及技術發展的雙面性，反思人與自然的關系。STS教育的興起代表著科學教育界對功利主義教育價值的反思和覺醒，時至今日，STS的教育思想仍然深刻地影響著各國科學教育的課程改革。

二、STEM教育的功利主義價值取向

在第四次工業革命技術驅動的背景下，1986年，美國國家科學委員會（NSB）在報告《本科的科學、數學和工程教育》中明確提出STEM教育的綱領性意見，以讓教育適應生活生產的革新需要[1]。2010年美國政府發布《準備與激勵：為了美國未來的K-12科學、技術、工程和數學教育》報告，將K-12階段的STEM教育提上了議程[2]。美國K-12教育STEM課程設置的導向就是培養適應社會新生產力發展變革的工程技術人才。正如報告中所提到的：“我們必須激勵學生，使所有人都有動力在學校學習STEM課程，許多人對在STEM領域從事職業的前景感到興奮。”這兩份美國STEM教育最具代表性的報告在向我們傳遞這樣一種訊息：STEM教育是為了適應工業技術變革而提出的，開展STEM教育的目的就是要讓在校的所有學生學習科學、技術、數學和工程知識，培養出未來從事技術工程領域的人才。

國內外有不少學者也看到了STEM教育背后的功利主義價值取向，認為現在的STEM教育存在一種框架的缺失，缺少基于社會科學文化視角的融入，這種缺失恰恰導致學生對科學本質的誤解[3]。STEM教育在其誕生背景上就是功利主義的，它的探究動力是以市場為導向，教育為市場服務[4]。

而從科學教育價值取向的鐘擺現象看，似乎STEM教育的發展又回到最開始。教育界對工程和技術的重視達到前所未有的高度。在學校爭先恐后開設STEM課程的同時，對學生人文發展的考慮、對學生自身學習興趣的追求卻被拋棄在了一旁。誠然，社會科技的發展和進步帶來了市場的繁榮，同時也導致就業競爭加劇，高等學府正是通過這樣一套篩選人才的機制在不斷強化學校中的“成就文化”。學生向著社會大環境中要求的教育目的發展，技術興則學技術，工程興則學工程，全然一副隨波逐流的心態，將自己迷失在社會發展的滾滾洪流中。

三、STEM教育的未來發展路向

在智能化時代背景下，各國仍需要科學、技術和工程人才推動社會科技進步。我們不是不要STEM教育，而是須要重新審視STEM教育中的功利主義價值取向及其弊端并及時作出調整。而整合論的視角恰為人文主義融入功利主義提供了可能。

1.?? 科學教育與人文主義價值取向融合的可能

從三次科學教育改革的歷史背景看，科學教育的價值取向總是在人文主義和功利主義之間搖擺，這兩種對立的價值選擇在理論和實踐上各執一端，此消彼長、此起彼伏。正是因為這些對立的教育價值在教育中長期普遍的存在，才使我們進一步感到教育價值選擇的復雜性和教育主體發揮能動性的必要性。可以說，教育活動就是由一系列矛盾沖突構成的，同時也是由一系列教育價值選擇構成的，它是一個蘊含種種矛盾沖突的張力結構[5]。因此，在進行教育價值選擇時，要對這些矛盾進行分析，運用辯證、系統的方式作出合理的教育價值取向，在教育教學中弱化功利主義的影響，尋求一種適合學生發展的平衡。須要指出的是，這種平衡不是對人文和功利的折中主義，所謂平衡是不走極端化，這也就意味著功利主義帶來的適應社會發展的教育目的須要結合人文主義以人為本的教育價值訴求。

誠然，在功利主義和人文主義相互對立的二難困境中做出價值選擇是一件極其痛苦的事情。于是，對于這樣一種兩難的困境抉擇，一些學者在研究中便將目光投向了價值取向的整合上。扈中平基于社會本位和個體本位整合的觀點來探討兩種價值取向的融合[6]。聯合國教科文組織在《學會生存》一書中倡導科學人道主義教育，以科學理性為基礎、以人文發展為方向，摒棄在科學教育中存在的社會適切性和社會功利性的一面，實現以人的全面發展為中心的最終目標[7]。

人文主義內在的教育目的和功利主義外在的教育目的盡管存在相互沖突的對立性，但是從整合論意義上說，這種對立本身就隱含著一種統一性[8]。功利主義教育價值取向的偏差能夠依靠人文主義對自由人性的本質追求來達到兩種價值取向的平衡，第二次工業革命中人文主義的歷史發展也為這樣的功利主義教育偏差的糾正提供了有力的史實支撐。

2.?? 整合論視角下STEM教育的發展路向

葉瀾教授首開對當代中國教育價值取向的批判，認為我國教育價值取向偏差的實質就是忽視教育的特殊性，忽視個體的價值，忽視人格的培養[9]。因此，價值取向偏差的解決方案就是要重視教育的特殊性、個體的價值和人格的培養。人文主義教育的融入是功利主義教育價值取向下STEM教育尋求價值平衡和糾正價值偏差的有效途徑。在STEM教育人文主義的融合上，國內的學者從科學、技術與社會（science，technology and society，STS）這一課程教學理念的角度探析STEM教育的路向，國外的學者則從社會性科學議題（Socio-scientific issues，SSI）這一課程組織形式的角度對其發展做了進一步的探討。本文在STS的發展基礎上，辨析其合理性和歷史局限性，提出以科學、技術、社會和工程（Science，Technolgy，Society，Engineering，STSE）的整合理念作為STEM教育發展路向的“頂層設計”理念，再以社會性科學議題（SSI）作為STEM課堂融合人文的具體實施手段開展STEM教育未來發展路向的探討。

（1）STEM教育發展的設計理念

面對STEM教育呈現出的功利主義傾向，國內的學者將解決偏差的目光投向了STS教育，認為STEM教育應該回歸到STS教育所強調的“社會人文”上，關注科學、技術、工程和數學的同時，也應當強調它們與社會環境、人文發展之間的聯系[10]。但是，STS的教育思想存在歷史局限性，其思想源頭針對的是上世紀90年代科學技術導致的負面影響，例如生態環境問題等，而STEM教育是在一個新的歷史時期中，不可否認現在我們仍面臨著生態危機，但生搬硬套STS一味強調對其的回歸，便忽視了社會背景的發展變化給教育帶來的潛在影響。

STEM教育強調跨學科整合，“工程”學科的內容在STEM課程中起到了穿針引線的作用，它連結了科學知識、數學知識和技術能力。在STEM教育功利主義價值取向的偏差糾正上，應該將目光更多地放在“工程”領域，而不是過分強調在“科學”或者“技術”領域中對STS人文主義的回歸。本文在STS教育中融合STEM教育特有的工程（Engineering）環節，提出整合工程的STS教育，即STSE，試圖為STEM教育的人文主義發展做出合理的路向分析。

國外學者Ralph Johnson在《科學還是藝術》一文中指出“：工程是藝術與科學的橋梁”[11]。工程沒有技術冰冷的外衣，沒有科學過多的理性，他介于藝術和科學之間，是理性的藝術、感性的科學。在實際的STEM課堂教學中，不少教師把工程僅僅理解為一種社會應用性很強的科學技術，忽視了工程設計背后的人文藝術。因此，重塑工程概念中的人文情懷并以工程實踐貫穿STEM課堂是十分重要且必要的。工程實踐是指工程師所從事的工程構想、設計、實現和運行工作[12]。工程實踐具有重要的文化承載性，工程本身作為人類物質文明的成果，它從文化、精神、民族發展的不同方面體現了人類社會的文化成果。中國工程院院士李培根提出人文情懷和工程實踐教育結合的觀點，認為工程實踐是學生培養人文情懷的良好途徑[13]。STEM課堂中工程實踐的融入將糾正功利主義價值取向的偏差：一方面，工程實踐融合科學、技術和數學的內容，從實用的角度為學生今后的職業發展打下基礎;另一方面，在設計過程中學生須要考慮藝術美觀、生態環境、可持續發展等人文因素。總的來說，STEM的教育理念須要整合科學、技術、社會和工程，具體而言就是在課堂實施過程中以工程實踐為依托、以人文發展為導向、以創新創造為理念、以人才培養為動力，用跨學科整合的優勢在人文環境的浸潤下來糾正功利主義教育價值取向的偏差。

（2）STEM課堂教學的模式

國外學者就STEM教育的人文主義缺失，從社會文化視角中的社會性科學議題（Socio-scientific issues，SSI）這個角度探索其發展的路徑。SSI這一話題在近幾年受到科學教育界學者的熱捧。在STEM課堂應用SSI教學的研究中，Joseph利用STEM跨學科相關的問題調查發現，在STEM課堂中SSI教學對學生有著潛移默化的影響。社會性科學議題框架的引入促進了學生認知、道德、社會和情感發展，并能通過討論和辯論等典型的SSI教學模式來培養學生對科學的謹慎性，塑造科學的人文品格，提高社會責任感[14]。

在社會性科學議題具體的課堂教學實施中，關鍵是讓學生掌握社會性科學推理（socio-scientific reasoning，SSR）。Herman在文章中指出雖然學生在不同的學科領域甚至不同的文化中，所講的內容和語境各不相同，但反映思維基本習慣的SSR結構仍然是一致的[15]。SSR結構具有跨文化背景應用的普適性，包含SSI教學推理模式的四個基本特征：復雜性、視角，探究和懷疑。當這種推理的復雜性和關聯性越高，學生就可以更好地把他們的思想應用到跨學科和不同文化的社會性議題上來。

認識論復雜性和社會科學推理的能力反映了個體對科學事件的認識程度，個人認識論信念的高低等同于對世界了解程度的深淺。認識論越復雜，學生在進行社會科學推理中越會趨向于獨立、多元、包容的文化視角考慮問題。這也就意味著通過社會性科學議題中社會科學推理的形式，STEM教育能夠在文化語境的創建下將人文主義要素納入跨學科整合的課堂中，從而重構STEM教育下人文主義的精神之塔。

本文通過對科學教育價值取向的歷史回溯，以如今科學教育改革中STEM教育的提出背景和育人目標為切入點，從歷史發展和現實發展兩個角度明晰了STEM教育的功利主義價值取向。并以科學、技術、社會和工程融合（STSE）的理念，為STEM教育未來的發展路向提供“頂層設計”，以社會性科學議題作為STEM課堂融合人文的具體實施手段展開了STEM教育未來發展路向的探討。我們追尋STEM教育人文主義價值取向的目的是為了不讓我們的學生成為一個只會追求完美學業成績的“單向度的人”。融合人文的最終目的是要“立德樹人”，而“樹人”的內生動力應當來自學生本身。重視STEM教育的人文主義價值取向的發展，才能在搶占第四次工業革命的技術制高點上占據人才教育的優勢并提供長遠發展的不竭動力。

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[作者：金瓊潔（1995-），女，浙江溫州人，溫州市教育教學研究院，研究實習員;占小紅（1979-），女，海南海口人，華東師范大學教師教育學院，副教授。]

【責任編輯 孫曉雯】

該文為2016年度教育部人文社會科學研究青年基金項目“整合工程設計的初中科學課堂結構研究”（16YJC880097）的階段性成果