STEM教育的价值取向及发展路向

金琼洁 占小红

摘要：第四次工业革命背景下发展的STEM教育在全球兴起了一股科学教育改革的浪潮，但其提出背景和育人目标，都充满了功利主义的色彩。重新审视STEM教育的功利主义价值取向并提出合理的發展路向成为科学教育中亟须解决的问题。目前国内外学者分别从科学、技术与社会（STS）和社会性科学议题（SSI）两个角度出发探索STEM教育的发展路向。文章基于整合论的视角，提出从科学、技术、社会和工程实践（STSE）的角度寻求功利主义和人文主义教育价值取向的平衡，以SSI的教学模式作为STEM课堂开展的方式以明晰其发展路向。

关键词：STEM，教育，价值取向，功利主义

在信息技术飞速发展的21世纪，各国综合国力的竞争本质上是科技和人才的竞争。自美国将STEM教育上升至国家战略层面后，STEM教育便在全球兴起了一股改革的浪潮。STEM教育作为一种新型的教育活动，它的价值取向到底是什么？是唯教育利益至上的功利主义价值取向还是追求人的自由个性生长的人文主义价值取向？在我国正在经历新一轮科学教育改革的历史时期，在STEM教育迅速而深刻地影响着我们的基础科学教育的背景下，厘清其价值取向，对于有效推进新一轮科学教育改革及STEM教育在我国的本土化发展都具有重要作用。本文通过历史追溯的方式对历次科学教育改革的价值取向进行规律探寻，发现了STEM教育发展源头上的功利主义价值取向。为此，我们通过对功利主义价值取向及其弊端的分析，探讨对这一价值取向偏差的纠正措施，以此构建未来STEM教育的发展路向。

一、科学教育价值取向的钟摆现象

纵观整个科学教育的发展历史，科学教育改革伴随着工业革命的进程发生了三次重大的变革。从第一次工业革命期间斯宾塞、赫胥黎开始提出科学教育思想到第二次工业革命期间的进步主义教育运动，再到第三次工业革命期间苏联卫星上天后美国进行的一系列科学教育改革，这其中蕴含着科学教育中人文主义和功利主义两种价值取向的钟摆现象。

1.   流动着功利主义血脉的科学教育

科学融入教育正式成为一门教育学科始于19世纪的英国。斯宾塞和赫胥黎作为早期科学教育运动的提倡者，同时也是资产阶级功利主义的教育者。功利主义学派在办学理念上追求课程以实用知识为主，与科学技术知识有关的课程应该占全部学校课程的大部分。在斯宾塞看来，科学知识就在于它所带来的资本和利益等功利。由此可以看出，最早一批科学教育的提倡者并不是站在学生内在发展的角度去推动科学教育的发展，而是首先考虑当时资本主义社会的发展需要。从科学教育的早期提倡者所代表的阶级利益背后，可以发现科学教育在其发展的思想源头是流动着功利主义血脉的。

2“.坏孩子”的重塑和再发展

如果我们把科学教育的历史发展看成是一个孩子的成长过程，那么在第二次工业革命期间的科学教育，就是一种对“坏孩子”的重塑和再发展。在第二次工业革命期间分别兴起了带有强烈人文主义色彩的新教育运动和进步主义教育运动。以帕克、杜威等人为代表的进步主义教育运动倡导者反对工业社会带来的教育弊端，摒弃忽视学生的教育体验和个人价值实现的教育发展观。进步主义教育运动虽然在经历了短短30多年的发展之后就走向衰落，但是其中提出的儿童中心理论、活动课程理论等对于科学教育的课程改革仍产生了重大的影响。

3.战争中的挣扎与迷失

教育的发展不仅仅受到学科内部发展变化的影响，还受到社会环境背景的影响。1947年，美苏进入“冷战”时期。10年后，苏联卫星的上天更是令美国朝野震惊，一年后，美国就通过了《国防教育法》，全面推进国家科学技术领域高尖端人才的培养。以布鲁纳为代表的“学科结构运动”为主导的课程改革开始在美国中小学实施。侧重以学科为中心、重视单一学科知识、把学生培养成科学家的学科结构运动成了冷战期间美国教育界的“镇静剂”。带着极端惶恐不安的民族危机感，美国的科学教育在这次的改革中完全抛弃了教育的本质价值，使学生人文素养的培养出现严重偏颇，呈现出一幅沉迷于军备竞赛中的教育功利主义图景。

4“.悬崖勒马”的反思与觉醒

20  世纪60年代，科学技术的发展产生了很大的问题。核军备竞赛愈演愈烈，大众对科学的担忧与日俱增。科学教育所培养的技术人才在推动和促使社会发展的同时，也在不断地制造着毁灭人类的武器。人文主义哲学家马尔库塞和法兰克福学派代表人物海德格尔对科学技术进行的批判和对伦理道德等人文因素的反思时刻拷问着科学教育的本质诉求。在这样的社会背景和学术背景下，带有人文主义教育价值取向的STS教育（Science，technology and society）开始在西方发达国家中兴起。STS教育的目标是让学生了解全球环境和人类生活所面临的威胁，理解科学与技术的区别以及技术发展的双面性，反思人与自然的关系。STS教育的兴起代表着科学教育界对功利主义教育价值的反思和觉醒，时至今日，STS的教育思想仍然深刻地影响着各国科学教育的课程改革。

二、STEM教育的功利主义价值取向

在第四次工业革命技术驱动的背景下，1986年，美国国家科学委员会（NSB）在报告《本科的科学、数学和工程教育》中明确提出STEM教育的纲领性意见，以让教育适应生活生产的革新需要[1]。2010年美国政府发布《准备与激励：为了美国未来的K-12科学、技术、工程和数学教育》报告，将K-12阶段的STEM教育提上了议程[2]。美国K-12教育STEM课程设置的导向就是培养适应社会新生产力发展变革的工程技术人才。正如报告中所提到的：“我们必须激励学生，使所有人都有动力在学校学习STEM课程，许多人对在STEM领域从事职业的前景感到兴奋。”这两份美国STEM教育最具代表性的报告在向我们传递这样一种讯息：STEM教育是为了适应工业技术变革而提出的，开展STEM教育的目的就是要让在校的所有学生学习科学、技术、数学和工程知识，培养出未来从事技术工程领域的人才。

国内外有不少学者也看到了STEM教育背后的功利主义价值取向，认为现在的STEM教育存在一种框架的缺失，缺少基于社会科学文化视角的融入，这种缺失恰恰导致学生对科学本质的误解[3]。STEM教育在其诞生背景上就是功利主义的，它的探究动力是以市场为导向，教育为市场服务[4]。

而从科学教育价值取向的钟摆现象看，似乎STEM教育的发展又回到最开始。教育界对工程和技术的重视达到前所未有的高度。在学校争先恐后开设STEM课程的同时，对学生人文发展的考虑、对学生自身学习兴趣的追求却被抛弃在了一旁。诚然，社会科技的发展和进步带来了市场的繁荣，同时也导致就业竞争加剧，高等学府正是通过这样一套筛选人才的机制在不断强化学校中的“成就文化”。学生向着社会大环境中要求的教育目的发展，技术兴则学技术，工程兴则学工程，全然一副随波逐流的心态，将自己迷失在社会发展的滚滚洪流中。

三、STEM教育的未来发展路向

在智能化时代背景下，各国仍需要科学、技术和工程人才推动社会科技进步。我们不是不要STEM教育，而是须要重新审视STEM教育中的功利主义价值取向及其弊端并及时作出调整。而整合论的视角恰为人文主义融入功利主义提供了可能。

1.   科学教育与人文主义价值取向融合的可能

從三次科学教育改革的历史背景看，科学教育的价值取向总是在人文主义和功利主义之间摇摆，这两种对立的价值选择在理论和实践上各执一端，此消彼长、此起彼伏。正是因为这些对立的教育价值在教育中长期普遍的存在，才使我们进一步感到教育价值选择的复杂性和教育主体发挥能动性的必要性。可以说，教育活动就是由一系列矛盾冲突构成的，同时也是由一系列教育价值选择构成的，它是一个蕴含种种矛盾冲突的张力结构[5]。因此，在进行教育价值选择时，要对这些矛盾进行分析，运用辩证、系统的方式作出合理的教育价值取向，在教育教学中弱化功利主义的影响，寻求一种适合学生发展的平衡。须要指出的是，这种平衡不是对人文和功利的折中主义，所谓平衡是不走极端化，这也就意味着功利主义带来的适应社会发展的教育目的须要结合人文主义以人为本的教育价值诉求。

诚然，在功利主义和人文主义相互对立的二难困境中做出价值选择是一件极其痛苦的事情。于是，对于这样一种两难的困境抉择，一些学者在研究中便将目光投向了价值取向的整合上。扈中平基于社会本位和个体本位整合的观点来探讨两种价值取向的融合[6]。联合国教科文组织在《学会生存》一书中倡导科学人道主义教育，以科学理性为基础、以人文发展为方向，摒弃在科学教育中存在的社会适切性和社会功利性的一面，实现以人的全面发展为中心的最终目标[7]。

人文主义内在的教育目的和功利主义外在的教育目的尽管存在相互冲突的对立性，但是从整合论意义上说，这种对立本身就隐含着一种统一性[8]。功利主义教育价值取向的偏差能够依靠人文主义对自由人性的本质追求来达到两种价值取向的平衡，第二次工业革命中人文主义的历史发展也为这样的功利主义教育偏差的纠正提供了有力的史实支撑。

2.   整合论视角下STEM教育的发展路向

叶澜教授首开对当代中国教育价值取向的批判，认为我国教育价值取向偏差的实质就是忽视教育的特殊性，忽视个体的价值，忽视人格的培养[9]。因此，价值取向偏差的解决方案就是要重视教育的特殊性、个体的价值和人格的培养。人文主义教育的融入是功利主义教育价值取向下STEM教育寻求价值平衡和纠正价值偏差的有效途径。在STEM教育人文主义的融合上，国内的学者从科学、技术与社会（science，technology and society，STS）这一课程教学理念的角度探析STEM教育的路向，国外的学者则从社会性科学议题（Socio-scientific issues，SSI）这一课程组织形式的角度对其发展做了进一步的探讨。本文在STS的发展基础上，辨析其合理性和历史局限性，提出以科学、技术、社会和工程（Science，Technolgy，Society，Engineering，STSE）的整合理念作为STEM教育发展路向的“顶层设计”理念，再以社会性科学议题（SSI）作为STEM课堂融合人文的具体实施手段开展STEM教育未来发展路向的探讨。

（1）STEM教育发展的设计理念

面对STEM教育呈现出的功利主义倾向，国内的学者将解决偏差的目光投向了STS教育，认为STEM教育应该回归到STS教育所强调的“社会人文”上，关注科学、技术、工程和数学的同时，也应当强调它们与社会环境、人文发展之间的联系[10]。但是，STS的教育思想存在历史局限性，其思想源头针对的是上世纪90年代科学技术导致的负面影响，例如生态环境问题等，而STEM教育是在一个新的历史时期中，不可否认现在我们仍面临着生态危机，但生搬硬套STS一味强调对其的回归，便忽视了社会背景的发展变化给教育带来的潜在影响。

STEM教育强调跨学科整合，“工程”学科的内容在STEM课程中起到了穿针引线的作用，它连结了科学知识、数学知识和技术能力。在STEM教育功利主义价值取向的偏差纠正上，应该将目光更多地放在“工程”领域，而不是过分强调在“科学”或者“技术”领域中对STS人文主义的回归。本文在STS教育中融合STEM教育特有的工程（Engineering）环节，提出整合工程的STS教育，即STSE，试图为STEM教育的人文主义发展做出合理的路向分析。

国外学者Ralph Johnson在《科学还是艺术》一文中指出“：工程是艺术与科学的桥梁”[11]。工程没有技术冰冷的外衣，没有科学过多的理性，他介于艺术和科学之间，是理性的艺术、感性的科学。在实际的STEM课堂教学中，不少教师把工程仅仅理解为一种社会应用性很强的科学技术，忽视了工程设计背后的人文艺术。因此，重塑工程概念中的人文情怀并以工程实践贯穿STEM课堂是十分重要且必要的。工程实践是指工程师所从事的工程构想、设计、实现和运行工作[12]。工程实践具有重要的文化承载性，工程本身作为人类物质文明的成果，它从文化、精神、民族发展的不同方面体现了人类社会的文化成果。中国工程院院士李培根提出人文情怀和工程实践教育结合的观点，认为工程实践是学生培养人文情怀的良好途径[13]。STEM课堂中工程实践的融入将纠正功利主义价值取向的偏差：一方面，工程实践融合科学、技术和数学的内容，从实用的角度为学生今后的职业发展打下基础;另一方面，在设计过程中学生须要考虑艺术美观、生态环境、可持续发展等人文因素。总的来说，STEM的教育理念须要整合科学、技术、社会和工程，具体而言就是在课堂实施过程中以工程实践为依托、以人文发展为导向、以创新创造为理念、以人才培养为动力，用跨学科整合的优势在人文环境的浸润下来纠正功利主义教育价值取向的偏差。

（2）STEM课堂教学的模式

国外学者就STEM教育的人文主义缺失，从社会文化视角中的社会性科学议题（Socio-scientific issues，SSI）这个角度探索其发展的路径。SSI这一话题在近几年受到科学教育界学者的热捧。在STEM课堂应用SSI教学的研究中，Joseph利用STEM跨学科相关的问题调查发现，在STEM课堂中SSI教学对学生有着潜移默化的影响。社会性科学议题框架的引入促进了学生认知、道德、社会和情感发展，并能通过讨论和辩论等典型的SSI教学模式来培养学生对科学的谨慎性，塑造科学的人文品格，提高社会责任感[14]。

在社会性科学议题具体的课堂教学实施中，关键是让学生掌握社会性科学推理（socio-scientific reasoning，SSR）。Herman在文章中指出虽然学生在不同的学科领域甚至不同的文化中，所讲的内容和语境各不相同，但反映思维基本习惯的SSR结构仍然是一致的[15]。SSR结构具有跨文化背景应用的普适性，包含SSI教学推理模式的四个基本特征：复杂性、视角，探究和怀疑。当这种推理的复杂性和关联性越高，学生就可以更好地把他们的思想应用到跨学科和不同文化的社会性议题上来。

认识论复杂性和社会科学推理的能力反映了个体对科学事件的认识程度，个人认识论信念的高低等同于对世界了解程度的深浅。认识论越复杂，学生在进行社会科学推理中越会趋向于独立、多元、包容的文化视角考虑问题。这也就意味着通过社会性科学议题中社会科学推理的形式，STEM教育能够在文化语境的创建下将人文主义要素纳入跨学科整合的课堂中，从而重构STEM教育下人文主义的精神之塔。

本文通过对科学教育价值取向的历史回溯，以如今科学教育改革中STEM教育的提出背景和育人目标为切入点，从历史发展和现实发展两个角度明晰了STEM教育的功利主义价值取向。并以科学、技术、社会和工程融合（STSE）的理念，为STEM教育未来的发展路向提供“顶层设计”，以社会性科学议题作为STEM课堂融合人文的具体实施手段展开了STEM教育未来发展路向的探讨。我们追寻STEM教育人文主义价值取向的目的是为了不让我们的学生成为一个只会追求完美学业成绩的“单向度的人”。融合人文的最终目的是要“立德树人”，而“树人”的内生动力应当来自学生本身。重视STEM教育的人文主义价值取向的发展，才能在抢占第四次工业革命的技术制高点上占据人才教育的优势并提供长远发展的不竭动力。

参考文献：

[1] National Science Board.Undergraduate Science Mathematics and EngineeringEducation[EB/OL].（1986-04-20）[2017-11-28]https：//www.nsf.gov/nsb/publications/1986/nsb0386.pdf.

[2]  Executive Office of the President.President's Council of Advisors on Science and Technology.Prepare an inspire K-12education in Science，Technology，Engineering and Mathmatics（STEM）for America's Future[EB/OL]（.2010-07-09）[2017-11-28]http：//files.eric.ed.gov/fulltext/ED516009.pdf.

[3]  Dana L.Zeidler.STEM education：A deficit framework for the twenty first century？A sociocultural socioscientific response[J].Cultual Study OfScience Education，2016（11）.

[4]  李雁冰“.科学、技术、工程与数学”教育运动的本质反思与实践问题———对话加拿大英属哥伦比亚大学Nashon教授[J].全球教育展望，2014（11）.

[5]  扈中平.教育目的论[M].武汉：湖北教育出版社，2004.

[6] 扈中平.教育目的中个人本位论与社会本位论的对立和历史统一[J].华南师范大学学报：社会科学版，2002，（02）.

[7]  联合国教科文组织国际教育发展委员会.学会生存——教育世界的今天和明天[M].华东师大国际与比较教育研究所，译.北京：北京教育科学出版社，1996.

[8]  葛四友.中国教育问题的根源：功利主义还是反功利主义[J].学术月刊，2013（01）.

[9]  叶澜.试论当代中国教育价值取向之偏差[J].教育研究，1989（08）.

[10]      顾建军，徐金雷.从STEM的变式透视技术教育价值取向的转变及回归[J].教育研究，2017（04）.

[11]      李正，林凤.从工程的本质看工程教育的发展趋势[J].高等工程教育研究，2007（02）.

[12]      占小红.工程实践融入基础科学教育：内涵、目标与路径[J].基础教育，2017（03）.

[13]      李培根.人文情怀与工程教育实践[J].高等工程教育研究，2010（04）.

[14]      Lee，H.，Yoo，J.，Choi，K.，Kim，S.，Krajcik，J.，Herman，B.，etal.So-cioscien tific issues as a vehicle for promoting character and values for global citizens[J].International Journal of Science Education，2013（35）.

[15]      Zeidler，D.L.，Herman，B.，Ruzek，M.，Linder，A.&Lin，S.S.Cross-cultur-al epistemological orientations to socioscientific issues[J].Journal of Research in Science Teaching，2013（50）.

[作者：金瓊洁（1995-），女，浙江温州人，温州市教育教学研究院，研究实习员;占小红（1979-），女，海南海口人，华东师范大学教师教育学院，副教授。]

【责任编辑 孙晓雯】

该文为2016年度教育部人文社会科学研究青年基金项目“整合工程设计的初中科学课堂结构研究”（16YJC880097）的阶段性成果