培养新模式下的知识生产者

任友群

不可否认，现在国内STEM教育研究很热。同时，我们也要清醒地认识到，这场STEM教育旋风要推动我们的基础教育实现真正的变革，还有相当的距离。之前，我已经在很多场合谈过一些我对STEM教育的理解，这次我想结合对“工程技术”的认识，谈谈对STEM教育的再思考。

被轻视的工程技术教育

“STEM远不止于科学、技术、工程和数学，STEM教育是关于学生参与的学习，是基于项目的学习，它运用科学探究过程和工程设计过程，是跨学科的，是关于积极学习的，是关于合作与团队工作的，是关于解决实际问题的。它连接抽象知识与学生的生活，整合过程和内容……”（美国Valley City State University STEM教育中心）这是美国瓦利市州立大学STEM教育中心对STEM教育的解释。如果稍加提炼，实际上STEM研究更关注的是解决实际问题，它希望能够把生活和抽象的知识结合起来，更加强调对过程和内容的整合，而不仅仅是对抽象知识的学习。

反观国内，我们认为，虽然我们也很热衷于谈STEM教育，但几乎所有人都没有好好地回答，我们所开展的STEM教育到底是干什么的，应该怎么来做，为什么要这么来做。当国内STEM教育方兴未艾之际，似乎所有人都回避了两个最初的问题：一是为何要开展STEM教育？二是為何要这样开展STEM教育？在试图回答这两个问题之前，有必要先看一下STEM教育在其发源地——美国的实际开展情况。

实际情况1：在大多数美国K12学校中，STEM学科的教学不是有一门课就叫STEM，而是分开进行的，这种教学有时候叫做“SILOS”，中文翻译可叫做“仓”——有科学仓、数学仓，可能还有技术教育仓，少数情况下还有工程仓。这些学科在课程、教师或课堂活动中是很少有联系的。

实际情况2：美国的国际技术教育协会分别于2001、2004、2007、2011 年对各州技术教育实施情况做了调查，美国50 个州中有 42 个州（84%）的管理者加入了此项调查。来自各州的第四次调查发现，即便在美国，技术与工程教育在K12教育体系中也不被重视（见表1），STEM的融合从宏观来看也做得不甚理想。

这值得我们反思：为什么美国也如同中国一样不重视K12的工程技术教育？

技术与科学：区别、关系及价值

什么是技术？《中国大百科全书》对技术的定义是：“人类改变或控制其周围环境的手段或活动。泛指根据生产实践经验和科学原理而发展形成的各种工艺操作过程、方法器具和技能。”《辞海》中将技术定义为：“泛指根据生产实践经验和自然科学原理而发展成的各种工艺操作方法与技能。”（注：工程是“为满足人类需要，系统、反复地设计对象、进程和系统的一种途径”，可理解为一种“复杂的技术”，因此在这里我们把技术与工程视为一类而加以考察。）

当谈到科学与技术的关系，人们往往将科学放在首位，认为科学代表了理论（纯粹）知识的一方（为知而知）；“纯粹”的科学知识是应用知识的基础；技术则被描述成对知识的应用，技术以科学为基础。因此，在近代科学高速发展的背景下，现代技术好像成为了从属于科学的一种事物，甚至可以说技术是科学的衍生品；与科学相比较，技术的重要性、独特性似乎不值一提，好像掌握了科学知识，技术也就不在话下了。因此，在K12教育体系中，技术教育的地位也就可想而知了 。

那么，科学与技术的关系真是如此吗？

1. 技术并非对科学知识的应用

个人认为，技术并非对科学知识的应用，哪怕是那些看起来与科学非常相关的技术也是如此。以伽利略制造望远镜为例，当伽利略制造他的望远镜时，并没有科学的理论可用以说明为什么望远镜如此工作。即便伽利略在制造了他的望远镜之后，他对于望远镜功能的解释，也并不是一个科学的解释，因为这个解释依赖于一个错误的光学理论。这个案例取自德雷克《工作中的伽利略》这本书，建议大家去深入地学习一下科学家的案例，你会发现对很多问题的理解，可以有不同的角度。

2. 科学并不“纯粹”，并不是“为知而知”

美国哲学家、实用主义代表人物查尔斯·皮尔士指出：知识的待定主张（knowledge candidate-claim）最终由共同体而非个体决定。如果共同体是知识裁决者的话，那么成功的行动就是它的标准。也就是说，知识的最终检验，取决于我们作用于那种知识的成功的行动能力，也就是技术。不管一个个体得出的待定主张是什么，只有共同体得出的结论才能确定待定主张是否算作科学知识。

伽利略制造望远镜的案例让我们意识到：我们需要重新认定技术，不应将其仅仅认定为科学之后自然而然产生的一个事物，它们二者之间相互联系，又不完全相同，也不是从属关系。

3. 什么是技术

弗吉尼亚理工大学哲学系主任约瑟夫·皮特研究了几乎所有对技术的定义后，提出了自己的定义：所谓技术，就是“人类在工作”，并给出一个技术模型：“输入+输出+评估反馈”。在这个模型中，人类会通过不断调试，输入一些东西，会产出一些东西，然后不断地对输出评估反馈；再调试，再反馈，循环往复，技术就是在这种模型中发展出来的。他认为这个技术模型可以囊括几乎所有对技术的定义中最本质的东西。马丁·海德格尔曾经说：“技术之所是，包含着对器具、仪器和机械的制作和利用，包含着技术为之效力的各种需要和目的。这些设置的整体就是技术。”他强调的也是一种需要和目的，要看最后能否达成需要，能否达成目的，这是非常高的要求。

我们可以根据海德格尔的观点，修正皮特对技术的定义，所谓技术，指的是“人类按照一定的需要和目的，借助一定的工具（物质的、方法的），而开展工作”。这一修正的目的在于：

进一步揭示工具与技术的关系，即工具自身并非技术，而是对工具的应用，并且是“人”为了某种目标而进行的对工具的应用。这么定义是为了将技术的标志凸显出来。

进一步揭示技术的范畴性特征，即需要和目的。处于不同范畴体系中的技术凝结着人类长久以来对该需要和目的進行思考和行动而产生的智慧。

4. 技术的地位

（1）认识论上的优先性

从认识论上讲，我们之前对技术优先性的认识肯定是不够的。我们原来总认为先有原理、有科学，再去倒推一下技术即可。尽管我们也经常提科技，但我们大脑中想得更多的是科，而不是技。即便在我们教育体系中也是如此。

对于知识的认识论，我认为应该是在STEM教育中值得我们重新思考的。在这一视角下，一方面科学活动（包括这种活动所依赖的体制和制度）本身也是“人类在工作”，即技术的一种形式；另一方面，更为重要的是，“技术”作为一种行动，成为了知识产生的前提（没有提前的行动，知识就是不可能产生的）。从这个角度说来“技术在认识论上优先于科学”。按照皮特的说法，这一结构被称为“科学的技术基础结构”。

（2）知识论上的独特性

在知识论上，科学知识具备以下特点：受理论约束的，理论（范式）一旦变化，科学知识也就随之变化（范式内的普适性、不可通约性）；提出和发展科学知识是为了“解释”世界运作的方式。

技术知识的特点则不同：技术是“解决”问题的活动，它终结于不同类型问题的解决，活动的结果可以形成不同的、分门别类的参考论著（即技术知识），并被应用于其他具体的领域，是在解决问题过程中形成的具有特殊类别的知识（而不具备普适性） 。

那么，从技术活动入手，我们既可以获取技术知识，又可以更加生动地走进和理解科学知识。技术和科学之间的关系也是互动的，具备了某些科学知识，使得技术更容易被实现，技术的实现又可以让科学知识的挖掘和理解做得更好。在我们人类的科学发展史中，有大量类似的案例可以用来佐证。反观我们的教育系统，我们对技术教育一直是比较忽略的，我们在课堂上传授知识，而且传授的大多是科学层面的知识，而不是技术层面的知识。所以从这个角度来看，在K12教育体系中，技术教育应该被重视，并获得其应有的地位。

从工程技术的“解决问题”活动的本质意义上讲，STEM教育实际上可以被理解为一种工程技术驱动的教育模式（这种模式与传统的以科学知识为驱动的教育模式是非常不同的）。

STEM教育价值的再思考：培养新模式下的知识生产者

2015年《地平线报告（基础教育版）》指出：“未来三到五年，全球不同地方的学校将发生的一个转变，就是学习者尝试通过开展创造活动而不是消费学习内容来进行学科探索。”

《地平线报告》中所谓的“创造活动”就是“知识生产”。实际上，学生本身能通过创造性的活动中去学习和生产知识，而不是只学习已有的知识。“知识生产”和“知识生产模式”是迈克尔·吉本斯（Michael Gibbons） 等学者在1994年合著出版的《知识生产的新模式》一书中提出的用以概括和描述正在兴起的知识生产变局的新概念。吉本斯认为，20世纪后半叶以来，一种新的知识生产模式（知识生产模式2）正在日益兴起。知识生产模式2与传统的知识生产模式（知识生产模式1）在各方面均有着显著不同。实际上，从知识史的角度来看，这种新知识生产模式可能早在现代之初就已经有之，它的出现使得所谓“求真的知识”开始逐步为“求力的知识”所取代。

吉本斯强调知识生产模式2是我们长期的传统教育比较忽视的，而且以我的理解，恰恰STEM教育对模式2的这种知识的生产能够起到比较好的作用。

从前文论述来看，我们大致可以将知识生产模式1理解为“科学引领的知识生产模式”，将知识生产模式2理解为“工程技术引领的知识生产模式 ”。显然，今天第二种知识生产模式更能激发兴趣、组织资源、动员力量，促进新知识的生产。我们国家所提出的“中国制造2025”等一系列战略，都是在引入知识生产模式2，强调技术引领以后，可以实现的。

显然，地平线报告的估计比较保守。当我们回到STEM教育的原点，从1983年发表的《国家在危急中：教育改革势在必行》报告，可以看出“技术问题”才是美国下定决心改变教育模式的根本原因。它致力于改变美国教育模式中“学不太能致用”的情况。而自1986年，从《科学、数学和工程本科生教育》到2015年《STEM教育法》，陆续出台了很多文件，强调了科学、数学、工程的本科生教育。后来美国发现，仅仅改变本科教育还不够，所以相关政策也是在陆续往基础教育延伸。STEM教育从高等教育向基础教育延伸趋势的核心在于：打通渠道和建立衔接。

结 论

事实上，我们今天所开展的STEM教育，有意无意间还是延续了以科学知识为核心的传统。这反映了一种“科学中心主义”的倾向，但正如我们所论证的那样，工程技术有其独特的价值，我们在开展STEM教育时，应该构建另一种谱系，让学生掌握这种新的知识生产模式。尽管工程技术教育在美国也并非那么受重视，但他们还有《技术素养标准：技术学习的内容》和《提高技术素养之卓越：学生评价、专业发展和计划标准》，并且在不断地改进中。在这一点上，我国已经落后了。是时候重视中国学生的工程技术教育了！

所以，回到最初的那两个问题——

1.为什么要开展STEM教育？答案：实际上是为了培养新模式下的知识生产者，也就是模式2“工程技术引领”的知识生产模式者。

2.为什么要这样来开展STEM教育？答案：因为只有这种工程技术驱动的教育模式，才能培养出当前我们更需要的这种知识生产者。

（注：本文根据“2016中美STEM+创新教育论坛”报告录音整理）