邵長(zhǎng)蘭

摘 要 美國(guó)是技術(shù)和技術(shù)教育發(fā)達(dá)國(guó)家。進(jìn)入21世紀(jì)，為應(yīng)對(duì)新的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，技術(shù)教育出現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢(shì)：把技術(shù)教育培養(yǎng)目標(biāo)轉(zhuǎn)向培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)再到STEM素養(yǎng)，建構(gòu)具有技術(shù)素養(yǎng)乃至STEM素養(yǎng)的社會(huì)；把工程學(xué)及工程設(shè)計(jì)內(nèi)容整合進(jìn)K-12技術(shù)教育課程框架，形成多種整合的技術(shù)工程教育課程，如“準(zhǔn)工程”課程模式和“以項(xiàng)目為基礎(chǔ)”的課程模式；“以問(wèn)題為基礎(chǔ)”的教學(xué)策略和方法的采用等。

關(guān)鍵詞 美國(guó)；K-12；技術(shù)教育；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào) G719.712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1008-3219（2016）19-0073-06

美國(guó)技術(shù)教育有兩個(gè)顯著特征，一是與時(shí)俱進(jìn)，二是技術(shù)教育與中小學(xué)教育緊密結(jié)合。在美國(guó)，技術(shù)教育始終是K-12（From Kindergarten Through 12，從幼兒園到12年級(jí)）教育內(nèi)容的一部分，尤其在9～12年級(jí)，技術(shù)教育內(nèi)容占有相當(dāng)?shù)谋壤?/p>

2007年，根據(jù)美國(guó)再工業(yè)化戰(zhàn)略需求，美國(guó)技術(shù)教育及時(shí)做出調(diào)整，更改為技術(shù)和工程教育，即把工程學(xué)內(nèi)容，主要是工程設(shè)計(jì)內(nèi)容融入K-12技術(shù)教育課程框架，改變了工程學(xué)內(nèi)容一般在中等后教育階段開(kāi)設(shè)的慣例。這一發(fā)展是美國(guó)技術(shù)教育發(fā)展的一個(gè)主要趨勢(shì)。除政府推動(dòng)外，為適應(yīng)新技挑戰(zhàn)和先進(jìn)制造業(yè)對(duì)人才的需求，美國(guó)技術(shù)教育界及科學(xué)和工程界等學(xué)者紛紛加入技術(shù)教育問(wèn)題研究和改革的推動(dòng)大軍。在此影響下，美國(guó)K-12階段技術(shù)教育從培養(yǎng)目標(biāo)、課程設(shè)置、教學(xué)方法和師資等幾方面都出現(xiàn)新的發(fā)展趨勢(shì)。

一、技術(shù)教育目標(biāo)轉(zhuǎn)向培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)再到STEM素養(yǎng)

（一）技術(shù)素養(yǎng)的提出與確定

進(jìn)入21世紀(jì)，技術(shù)功能的拓展，技術(shù)影響的深遠(yuǎn)，加上批判哲學(xué)和生態(tài)文明的理論造勢(shì)，使美國(guó)進(jìn)入一個(gè)技術(shù)教育“反思和行動(dòng)”的時(shí)代[1]。人、技術(shù)、社會(huì)和文化的關(guān)系進(jìn)入人的視野焦點(diǎn)，技術(shù)的文化本質(zhì)越來(lái)越被突顯出來(lái)。人們不斷追問(wèn)：技術(shù)教育到底要培養(yǎng)什么樣的人？要傳遞什么樣的內(nèi)容？在此背景下，培養(yǎng)具有技術(shù)素養(yǎng)（Technical Literacy）的人被逐漸明晰和確定下來(lái)。

“技術(shù)素養(yǎng)”一詞最早出現(xiàn)在1948年《工藝教師》雜志中。前美國(guó)工藝教育協(xié)會(huì)主席瓦特.R. 威廉姆（Walt R. Williams）指出：“在復(fù)雜的技術(shù)社會(huì)壓力下，狹義的工藝概念必須轉(zhuǎn)變?yōu)楦訌V泛和靈活的概念。技術(shù)素養(yǎng)的需要是明顯的?！盵2]長(zhǎng)期以來(lái)，技術(shù)素養(yǎng)已成為技術(shù)教育家常用的詞匯，以及技術(shù)教育專業(yè)組織的奮斗目標(biāo)。

上世紀(jì)90年代，技術(shù)素養(yǎng)作為技術(shù)教育的目標(biāo)進(jìn)入操作階段。1994年，國(guó)際技術(shù)教育家協(xié)會(huì)（International Technology Educators Association， ITEA）發(fā)起“面向全體美國(guó)人的技術(shù)教育行動(dòng)”（Technology for All Americans Project），得到美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金（National Science Foundation， NSF）和美國(guó)國(guó)家航空航天協(xié)會(huì)（National Aeronautics and Space Administration， NASA）的資助，目的就是為全國(guó)開(kāi)展技術(shù)教育提供一個(gè)規(guī)范的理論依據(jù)和實(shí)施框架。這個(gè)行動(dòng)分為三個(gè)階段：第一階段即1994-1996年間，出版《為了全民的技術(shù)：技術(shù)學(xué)習(xí)的理?yè)?jù)和結(jié)構(gòu)》，提出民眾應(yīng)該獲得使用、管理、理解技術(shù)的基本技術(shù)素養(yǎng)；第二階段即1996-2000年間，出版《國(guó)家技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)：技術(shù)學(xué)習(xí)的內(nèi)容》（Standards for Technological Literacy： Content for the Study of Technology， STL），正式確定技術(shù)教育的目的是“指導(dǎo)學(xué)生為一個(gè)技術(shù)世界做好準(zhǔn)備，培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)”。并把“技術(shù)素養(yǎng)”界定為：“使用、管理、評(píng)價(jià)和理解技術(shù)的能力”。提出技術(shù)教育目標(biāo)的五個(gè)方面——技術(shù)的性質(zhì)、技術(shù)與社會(huì)、設(shè)計(jì)、技術(shù)的能力和設(shè)計(jì)世界，以及構(gòu)成技術(shù)教育內(nèi)容的各年級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；第三階段即2000-2003年間，頒布STL的一些補(bǔ)充性標(biāo)準(zhǔn)，包括技術(shù)教育評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)教師專業(yè)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)。其中，STL是里程碑式的成果，是截至目前對(duì)技術(shù)素養(yǎng)及技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)論述最完善的文本。STL于2000年4月鹽湖城ITEA大會(huì)上首次公布。它是近4000人集體智慧的結(jié)晶，包括教育家、行政人員、來(lái)自科學(xué)界、數(shù)學(xué)界和工程界的專家。STL同時(shí)得到國(guó)家研究理事會(huì)（National Research Council， NRC）和國(guó)家工程研究院（National Academy of Engineering， NAE）的支持。

同時(shí)，技術(shù)教育委員會(huì)（Committee on Technology Literacy， CTL）的努力對(duì)推動(dòng)技術(shù)教育目標(biāo)的確定和進(jìn)一步清晰化功不可沒(méi)。CTL由多學(xué)科專家組成，得到NAE和NRC教育中心的支持。CTL工作的目標(biāo)主要有三個(gè)：在相關(guān)的學(xué)界之間達(dá)成一個(gè)什么是技術(shù)素養(yǎng)的共識(shí)；闡明培養(yǎng)全民技術(shù)素養(yǎng)對(duì)國(guó)家的重要性；以及如何達(dá)成這一教育目標(biāo)。經(jīng)過(guò)兩年（2000-2002年）的研究工作，2002年1月，在國(guó)家研究院召開(kāi)的專題研討會(huì)上，CTL首次發(fā)布研究報(bào)告《嚴(yán)格來(lái)說(shuō)》（Technically Speaking），在報(bào)告中指出了具有技術(shù)素養(yǎng)的人的特征，見(jiàn)表1，以及達(dá)成這一培養(yǎng)目標(biāo)的一些具體建議[3]。

這些建議主要針對(duì)四個(gè)方面：正式和非正式教育；研究；決策制定；教學(xué)和教育改革。具體建議如下：聯(lián)邦和州政府幫助建立教育政策，鼓勵(lì)把技術(shù)教育內(nèi)容整合進(jìn)K-12和技術(shù)教育無(wú)關(guān)的科目的教育標(biāo)準(zhǔn)、課程、教學(xué)材料和學(xué)生評(píng)估中；州政府應(yīng)該把K-12教育標(biāo)準(zhǔn)、課程框架、科學(xué)、數(shù)學(xué)、歷史、社會(huì)科學(xué)、家政、藝術(shù)、語(yǔ)言等學(xué)科方面的學(xué)生評(píng)價(jià)更好地與強(qiáng)調(diào)這些科目和技術(shù)聯(lián)系的國(guó)家教育標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。同時(shí)，國(guó)家科學(xué)基金（NSF）和教育部（Department of Education， DoEd）資助的教學(xué)資源和非正式教育改革也應(yīng)該強(qiáng)調(diào)這一聯(lián)系；NSF和DoEd，州教育委員會(huì)，以及其他參與K-12科學(xué)教育的機(jī)構(gòu)應(yīng)該在適當(dāng)?shù)牡胤桨选凹夹g(shù)”一詞加入科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、課程和教學(xué)材料的標(biāo)題和內(nèi)容中；NSF和DoEd，以及教師教育正式認(rèn)可的機(jī)構(gòu)，鼓勵(lì)高等教育機(jī)構(gòu)在教師準(zhǔn)備中使他們能更好地教授所有課程中的技術(shù)內(nèi)容；NSF應(yīng)該支持發(fā)展一種或多種監(jiān)測(cè)美國(guó)學(xué)生或公民技術(shù)素養(yǎng)狀態(tài)的評(píng)估工具；NSF和DoEd應(yīng)該資助關(guān)于人們?nèi)绾螌W(xué)習(xí)技術(shù)的研究，并把研究結(jié)果運(yùn)用到正式或非正式教育中；工業(yè)和聯(lián)邦機(jī)構(gòu)有責(zé)任實(shí)施基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，建立科學(xué)和技術(shù)博物館，為非技術(shù)民眾提供更多機(jī)會(huì)參與關(guān)于技術(shù)發(fā)展的討論；聯(lián)邦和州政府中具有指導(dǎo)、支持國(guó)家科學(xué)和技術(shù)事業(yè)的機(jī)構(gòu)，以及關(guān)注好的政府的私人基金組織應(yīng)該支持發(fā)起教育項(xiàng)目，以便提高政府和工業(yè)組織領(lǐng)導(dǎo)的技術(shù)素養(yǎng)；美國(guó)工程學(xué)社團(tuán)應(yīng)該為建立政府和媒體組織項(xiàng)目融資，這些項(xiàng)目為了創(chuàng)建一個(gè)有工程學(xué)背景的政策專家和編輯骨干隊(duì)伍；與工業(yè)組織有合作的NSF應(yīng)該資助設(shè)立創(chuàng)新精神提議獎(jiǎng)，來(lái)提高學(xué)生和大多數(shù)民眾的技術(shù)素養(yǎng)；白宮應(yīng)該添加一個(gè)“總統(tǒng)優(yōu)異獎(jiǎng)”到技術(shù)教學(xué)中，授予那些目前提供數(shù)學(xué)和科學(xué)教學(xué)的人。

這些建議反映了技術(shù)對(duì)于美國(guó)公民生活中的各種影響，以及開(kāi)展一些有組織行動(dòng)的必要性，以使技術(shù)素養(yǎng)惠及所有美國(guó)民眾。這一報(bào)告使人們能更好地理解如何建構(gòu)技術(shù)素養(yǎng)社團(tuán)，從組織和機(jī)構(gòu)的視角更好地呼吁技術(shù)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

（二）從技術(shù)素養(yǎng)到STEM素養(yǎng)

在美國(guó)，STEM教育的開(kāi)展由來(lái)已久，其不僅僅是一個(gè)單純的學(xué)科或課程層面的事情，更是美國(guó)的一種教育發(fā)展戰(zhàn)略，甚至是一種國(guó)家戰(zhàn)略。2007年，美國(guó)州長(zhǎng)協(xié)會(huì)（National Governors Association， NGA）頒布的“創(chuàng)新美國(guó)：擬定科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)議程”共同綱領(lǐng)指出，在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，只有具備STEM素養(yǎng)的人才能在激烈競(jìng)爭(zhēng)中取得先機(jī)，贏得勝利。他們認(rèn)為，STEM素養(yǎng)是個(gè)體在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域以及相關(guān)交叉領(lǐng)域中運(yùn)用個(gè)人關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界運(yùn)行方式的知識(shí)的能力。STEM素養(yǎng)包含科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)，但并不是四者的簡(jiǎn)單組合，其包含運(yùn)用這四門學(xué)科的相關(guān)能力、把學(xué)習(xí)到的零碎知識(shí)與機(jī)械過(guò)程轉(zhuǎn)變成探究真實(shí)世界相互聯(lián)系的不同側(cè)面的綜合能力。

美國(guó)對(duì)科學(xué)素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重視由來(lái)已久。早在20 世紀(jì)50 年代，美國(guó)科學(xué)教育學(xué)者就提出了科學(xué)素養(yǎng)的概念，認(rèn)為其是提升國(guó)家綜合實(shí)力的關(guān)鍵，并得到普遍認(rèn)同。這與20 世紀(jì)前半葉的社會(huì)背景與科學(xué)自身發(fā)展是分不開(kāi)的。隨著科學(xué)知識(shí)體系的相對(duì)穩(wěn)定，以及技術(shù)和工程給生活帶來(lái)的巨大變化，技術(shù)素養(yǎng)等進(jìn)入公眾視野。隨著技術(shù)教育和工程教育重要性的凸顯，同時(shí)在TEA以及其他組織的努力下，技術(shù)素養(yǎng)和技術(shù)教育培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)（STL）被提出。至此，技術(shù)教育有了很大起色。

目前，隨著STL的普及和培訓(xùn)，人們對(duì)于K-12技術(shù)教育和工程教育的熱情逐漸高漲，在STEM教育中，技術(shù)教育的作用逐步提升。2009年ITEEA曾聲明，STEM教育所要傳達(dá)的內(nèi)容與《技術(shù)素養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)》（STL）的主要內(nèi)容有很大的一致性。該組織強(qiáng)調(diào)STL標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容是學(xué)生發(fā)展21世紀(jì)STEM素養(yǎng)的基礎(chǔ)，包括學(xué)生成為優(yōu)秀的問(wèn)題解決者、創(chuàng)造者、技術(shù)專家、工程師以及有知識(shí)涵養(yǎng)的公民所必需的核心能力。ITEEA相信所有真正的STEM項(xiàng)目都必須把STL作為幫助學(xué)生達(dá)到STEM素養(yǎng)的途徑。同時(shí)，在K-12的STEM教學(xué)中，人們普遍通過(guò)技術(shù)教育這一平臺(tái)，把工程設(shè)計(jì)、科學(xué)和數(shù)學(xué)知識(shí)整合進(jìn)來(lái)。通過(guò)更廣義的技術(shù)素養(yǎng)的培養(yǎng)，最終促進(jìn)STEM素養(yǎng)的形成。

總之，技術(shù)素養(yǎng)已成為當(dāng)今社會(huì)一種必不可少的基本素養(yǎng)，是現(xiàn)代社會(huì)生活中公民必備的一種基本能力。因此，要想在紛繁復(fù)雜的技術(shù)世界立足，要想成為具備STEM素養(yǎng)的公民，就必須具備與時(shí)俱進(jìn)的必要的技術(shù)素養(yǎng)。

二、把工程設(shè)計(jì)內(nèi)容整合進(jìn)K-12技術(shù)教育內(nèi)容框架

（一）工程學(xué)內(nèi)容融入技術(shù)教育的趨勢(shì)

在美國(guó)，技術(shù)教育一直都是K-12教育內(nèi)容的一部分，尤其在9～12年級(jí)，但工程學(xué)內(nèi)容一般在中等后教育階段開(kāi)設(shè)，在K-12階段，把工程設(shè)計(jì)內(nèi)容融入技術(shù)教育課程框架是技術(shù)教育發(fā)展的主要趨勢(shì)。克萊格（Craig Rhodes）和文森特（Vincent Childress）解釋了這一發(fā)展趨勢(shì)必然性的三個(gè)理由[4]：

一是支持工程師培養(yǎng)。他們認(rèn)為，美國(guó)未來(lái)幾十年將面臨工程師的嚴(yán)重缺乏。NSF估計(jì)2010年的缺口是7萬(wàn)人。同時(shí)，還列舉了9個(gè)事實(shí)，說(shuō)明這一情況的嚴(yán)重性。目前有數(shù)學(xué)和科學(xué)知識(shí)背景的高中畢業(yè)生成功進(jìn)修工程學(xué)位的少于15%；超過(guò)85%的學(xué)生不考慮工程師職業(yè)；100個(gè)高中畢業(yè)生中只有2人繼續(xù)完成工程學(xué)位；1000個(gè)女性或少數(shù)民族畢業(yè)生中只有5人成為工程師；歐洲是美國(guó)的3倍，亞洲是美國(guó)的5倍；全美將近一半的工程師到了退休年齡；全國(guó)范圍內(nèi)，工程專業(yè)招生和保留數(shù)下降；K-12學(xué)校缺乏工程學(xué)傳統(tǒng)；美國(guó)學(xué)生懶惰，感覺(jué)工程學(xué)令人厭煩，聰明的孩子選擇更令人興奮的專業(yè)。他們提出，把工程教育內(nèi)容融入K-12課程能填補(bǔ)這一鴻溝。

二是能促進(jìn)和豐富STEM教學(xué)。目前，很多職業(yè)需要有更多的學(xué)術(shù)知識(shí)背景，所以，把科學(xué)和數(shù)學(xué)教育融合進(jìn)技術(shù)教育和工程教育，乃至職業(yè)技術(shù)教育內(nèi)容中成為美國(guó)一大教育發(fā)展趨勢(shì)，即STEM，其既可以被看成一種整合性的課程，也可以被看成是一種教學(xué)方式。雖然STEM教育進(jìn)行了很多年，但其中，數(shù)學(xué)和科學(xué)受到更多的重視，技術(shù)教育和工程教育經(jīng)常處于被忽視狀態(tài)。通過(guò)技術(shù)教育把工程學(xué)內(nèi)容整合進(jìn)來(lái)，一方面可以平衡STEM中各個(gè)學(xué)科的關(guān)系，另一方面可以促進(jìn)和豐富STEM的教學(xué)內(nèi)容和方式。

三是有利于培養(yǎng)和創(chuàng)造技術(shù)素養(yǎng)的公民和社會(huì)。他們認(rèn)為，這一發(fā)展趨勢(shì)最終受供需關(guān)系影響。如果社會(huì)需要更多的工程師，就會(huì)更多關(guān)注工程教育。同時(shí)，指導(dǎo)美國(guó)K-12階段技術(shù)教育教學(xué)的指導(dǎo)性文件——《國(guó)家技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)》（STL）明確指出，工程設(shè)計(jì)內(nèi)容對(duì)培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)是非常重要的。在STL列出的K-12的20個(gè)技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)中有4個(gè)涉及到工程設(shè)計(jì)，還有很多與設(shè)計(jì)主題有關(guān)的內(nèi)容滲透在各標(biāo)準(zhǔn)中[5]。同時(shí)，國(guó)家工程研究院（NAE）主席威廉姆斯·沃爾夫（Williams Wulf）也指出，在高中教育階段設(shè)置高水平的工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是重要的[6]。在這一趨勢(shì)之下，2007年，技術(shù)教育更名為技術(shù)和工程教育，2010年，國(guó)際技術(shù)教育家協(xié)會(huì)（ITEA）更名為國(guó)際技術(shù)和工程教育家協(xié)會(huì)（ITEEA）。在理論界，以美國(guó)《技術(shù)教育雜志》（Journal of Technology Education）為代表，近五年以專題研究形式集中探討了技術(shù)教育向技術(shù)和工程教育融合的發(fā)展趨勢(shì)。

（二）兩種主要的技術(shù)工程教育（TEE）整合課程模式

把工程教育內(nèi)容融合進(jìn)技術(shù)教育，如何構(gòu)建TEE課程框架成為關(guān)鍵問(wèn)題。學(xué)者們提出各種各樣的TEE課程模式。羅曼（Roman）認(rèn)為，這種課程應(yīng)該包括整體的設(shè)計(jì)方法，把數(shù)學(xué)和應(yīng)用科學(xué)合并進(jìn)工程學(xué)。更多教育家致力于整合STEM課程來(lái)達(dá)到把工程教育內(nèi)容融合進(jìn)技術(shù)教育的目的。越來(lái)越多的州接受STL來(lái)指導(dǎo)發(fā)展K-12技術(shù)和工程教育課程。更多STEM教育家也認(rèn)識(shí)到工程設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)的重要性，提供有吸引力的場(chǎng)景，允許學(xué)生運(yùn)用學(xué)來(lái)的科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)和工程學(xué)知識(shí)來(lái)解決真實(shí)的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)不斷實(shí)踐，兩種主要的TEE課程模式為更多人所接受。

1.PEC課程模式

“準(zhǔn)工程學(xué)”（Pre-Engineering Curriculum，PEC）課程模式旨在采用一種課程結(jié)構(gòu)，即利用一種特殊的科目，如科學(xué)和數(shù)學(xué)，作為把工程學(xué)和技術(shù)進(jìn)行整合的平臺(tái)，或者把工程學(xué)、技術(shù)、科學(xué)和數(shù)學(xué)進(jìn)行整合，即STEM課程。但不同于STEM課程，PEC課程只在高中開(kāi)設(shè)，使學(xué)生有機(jī)會(huì)解決真實(shí)世界中的工程問(wèn)題，幫助他們運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)、科學(xué)和技術(shù)知識(shí)。表2所示的是一些PEC課程項(xiàng)目的例子[7]。

2.PLTW課程模式

“項(xiàng)目引領(lǐng)”（Project Lead The Way，PLTW）課程模式，也稱為“基于問(wèn)題”或“基于項(xiàng)目”的課程模式（Problem-based or Project-based Curriculum，PBC）。PLTW是一個(gè)非盈利的組織，與公立學(xué)校、私立學(xué)校和高等教育一起合作，通過(guò)給學(xué)生提供設(shè)計(jì)解決各種問(wèn)題方案的機(jī)會(huì)，提升工程師和工程技術(shù)師的數(shù)量及質(zhì)量。PLTW提供多年的“基于問(wèn)題”或“基于項(xiàng)目”的課程，這些課程在美國(guó)初中或高中開(kāi)設(shè)。初中指6～8年級(jí)，只涉及技術(shù)的廣度而非深度。到2010年，已經(jīng)被全美50個(gè)州和哥倫比亞特區(qū)共1400所中學(xué)采納，約占全美中學(xué)的7%[8]。

馬薩諸塞州是采納這一課程模式的最好范例。馬薩諸塞州把PLTW看成一個(gè)科目——工程學(xué)的派生物，并把它與科學(xué)內(nèi)容緊密相連。據(jù)路易斯（Lewis）描述，整個(gè)年級(jí)，課程設(shè)置向工程學(xué)傾斜。3～5年級(jí)，學(xué)生們主要學(xué)習(xí)工具和材料，通過(guò)使用多種工具和材料，找到或提出解決問(wèn)題的辦法，展示“工程設(shè)計(jì)技巧”。6～8年級(jí)，要求學(xué)生從事強(qiáng)調(diào)研究和問(wèn)題解決的工程問(wèn)題和技術(shù)方案。9～10年級(jí)，整年都要學(xué)習(xí)涵蓋工程設(shè)計(jì)、建筑技術(shù)、電力和能源技術(shù)、通訊技術(shù)和工業(yè)制造技術(shù)內(nèi)容的工程學(xué)和技術(shù)學(xué)課程。11～12年級(jí)，學(xué)生們能選修更高級(jí)的課程，如自動(dòng)化和機(jī)器人、多媒體和生物技術(shù)。所有年級(jí)的課程開(kāi)設(shè)都有一個(gè)明顯的工程職業(yè)傾向，而且學(xué)生們也能選修學(xué)院水平的工程學(xué)課程[9]。印第安納州的教師們也都擁護(hù)這一課程模式，認(rèn)為其是技術(shù)教育很有價(jià)值的構(gòu)成內(nèi)容，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)大有裨益，多數(shù)教師認(rèn)為這一課程模式對(duì)培養(yǎng)高中生的工程能力很有效果[10]。

（三）國(guó)家工程和技術(shù)教育中心的努力和貢獻(xiàn)

在如何把工程設(shè)計(jì)融入K-12學(xué)校技術(shù)教育方面，國(guó)家工程和技術(shù)教育中心（The National Center for Engineering and Technology Education， NCETE）做出了巨大貢獻(xiàn)。NCETE建立于2004年9月15日，得到NSF的資助，是全美17個(gè)學(xué)和教中心（Center for Learning and Teaching， CLT）之一。NCETE由一個(gè)強(qiáng)大的團(tuán)隊(duì)組成，包括9所大學(xué)和4個(gè)專業(yè)組織。NCETE的最終目標(biāo)是把工程設(shè)計(jì)、問(wèn)題解決和分析技能通過(guò)技術(shù)教育融合進(jìn)K-12學(xué)校，以增加工程和技術(shù)教育家的質(zhì)量、數(shù)量和多樣性。工程學(xué)教師和技術(shù)教育家合作，有計(jì)劃、有步驟地共同完成以下四方面任務(wù)：建立一個(gè)研究者和領(lǐng)導(dǎo)者團(tuán)體，針對(duì)工程和技術(shù)教育領(lǐng)域的新問(wèn)題進(jìn)行研究；創(chuàng)建一個(gè)研究團(tuán)體，增進(jìn)對(duì)工程和技術(shù)學(xué)科學(xué)和教的理解；培養(yǎng)本科和碩士水平的技術(shù)教育教師，使這些教師能把工程設(shè)計(jì)整合進(jìn)課程；增加選擇工程學(xué)、科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)為職業(yè)路徑的學(xué)生數(shù)量和多樣性。目前，NCETE正在與工程和技術(shù)教育家一起幫助一線的技術(shù)教師把工程設(shè)計(jì)概念引進(jìn)到9～12年級(jí)，讓這些年級(jí)的學(xué)生了解在設(shè)計(jì)過(guò)程中工程分析的作用。

2004-2012年間，NCETE共開(kāi)展了150多項(xiàng)關(guān)于把工程設(shè)計(jì)、問(wèn)題解決和分析技能整合進(jìn)K-12學(xué)校的研究和活動(dòng)。研究的主題或領(lǐng)域主要包括：在技術(shù)教育中工程設(shè)計(jì)的特征；教授工程設(shè)計(jì)的技術(shù)教師的專業(yè)發(fā)展；教授工程學(xué)概念；創(chuàng)造力；設(shè)計(jì)問(wèn)題解決過(guò)程中的認(rèn)知過(guò)程；把數(shù)學(xué)和科學(xué)整合進(jìn)工程和技術(shù)教育；設(shè)計(jì)評(píng)估；工程學(xué)挑戰(zhàn)[11]。NCETE的博士成員還撰寫(xiě)了大量相關(guān)的博士畢業(yè)論文。

NCETE同時(shí)也指出存在的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。2012年，在提交給NSF的一份報(bào)告中指出，最大的挑戰(zhàn)是工程設(shè)計(jì)活動(dòng)缺乏一個(gè)懲戒性的以標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)機(jī)制，以及技術(shù)教育教師專業(yè)發(fā)展問(wèn)題，幫助教師轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)的課堂環(huán)境，創(chuàng)設(shè)一個(gè)嶄新的課堂環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)生接受工程設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)，并確認(rèn)與他們完成工程設(shè)計(jì)相關(guān)的需要和需求，架構(gòu)起有實(shí)用性標(biāo)準(zhǔn)和限制條件的設(shè)計(jì)問(wèn)題，提出多種解決問(wèn)題的方案，做出評(píng)估，并實(shí)施設(shè)計(jì)。創(chuàng)設(shè)這樣一個(gè)課堂環(huán)境對(duì)教師的教學(xué)提出了挑戰(zhàn)。

三、技術(shù)教育教師及其新教學(xué)策略和教學(xué)方法的采用

無(wú)論是教育目標(biāo)的達(dá)成，還是新課程的實(shí)施，都需要教師及其課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的保障。隨著美國(guó)K-12階段TEE課程以及STEM課程的實(shí)施，教師及其教學(xué)活動(dòng)，尤其是傳統(tǒng)教學(xué)方法和教學(xué)策略受到極大挑戰(zhàn)。為應(yīng)對(duì)新情況，一種新的教學(xué)方法——“基于問(wèn)題或項(xiàng)目”的教學(xué)方法或策略正在被廣泛采用。

《技術(shù)和工程教師》（Technology and Engineering Teacher，前身為The Technology Teacher）雜志刊發(fā)的大量文章描述了教室中進(jìn)行的“以問(wèn)題為基礎(chǔ)”的學(xué)習(xí)活動(dòng)?！都夹g(shù)教育雜志》（Journal of Technology Education）和《技術(shù)學(xué)習(xí)雜志》（Journal of Technology Learning）近5年也發(fā)表了大量類似文章。這些理論研究反映了一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)：為了應(yīng)對(duì)新的TEE課程，“以問(wèn)題為基礎(chǔ)”的教學(xué)方法，或稱為“以項(xiàng)目為基礎(chǔ)”的教學(xué)方法，得到越來(lái)越普遍的探索和運(yùn)用。

美國(guó)愛(ài)達(dá)荷大學(xué)教育學(xué)院2015界博士畢業(yè)生蘇珊（Susan）對(duì)這一方法進(jìn)行了專題研究，并寫(xiě)成博士學(xué)位畢業(yè)論文，詳細(xì)闡述了這一方法的概念、特征、過(guò)程、需要的技術(shù)技能及運(yùn)用這一教學(xué)方法的效果等。她的調(diào)查結(jié)果顯示：第一，這一教學(xué)方法無(wú)論對(duì)學(xué)生還是教師都提出了更高的要求，在學(xué)生方面，要求學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的合作、思考能力和責(zé)任分擔(dān)；第二，這一教學(xué)方法能有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)業(yè)成績(jī)，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力、思考能力和自我評(píng)價(jià)能力；第三，這一方法雖然在多數(shù)高中教學(xué)中運(yùn)用，但還有很多教師不能很好地理解、掌握和運(yùn)用，所以需要在教師教育項(xiàng)目中加強(qiáng)對(duì)這一教學(xué)方法的培訓(xùn)②。

這一教學(xué)方法應(yīng)對(duì)的是工程設(shè)計(jì)所需要的工程設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)理念（Team-Based Engineering Design Thinking），所以，如何在教學(xué)中分組，如何開(kāi)展合作學(xué)習(xí)是最關(guān)鍵的問(wèn)題。為滿足教學(xué)分組的需要，美國(guó)教室環(huán)境布置，尤其是課桌椅的擺放都遵循了分組教學(xué)的要求。同時(shí)，建立了專門的技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)訓(xùn)室。教學(xué)合作包括學(xué)生的合作，也包括教師的合作。以一堂機(jī)器人課為例，需要數(shù)學(xué)老師、科學(xué)老師，甚至英語(yǔ)老師一起在技術(shù)實(shí)驗(yàn)室上課。通過(guò)機(jī)器人設(shè)計(jì)平臺(tái)，來(lái)幫助學(xué)生運(yùn)用所學(xué)到的數(shù)學(xué)和科學(xué)知識(shí)。

四、對(duì)我國(guó)技術(shù)教育改革發(fā)展的啟示

（一）建立適合我國(guó)基礎(chǔ)教育的技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)

在我國(guó)基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，技術(shù)教育處于邊緣地位，在教學(xué)內(nèi)容上也過(guò)于偏狹。計(jì)算機(jī)技術(shù)作為信息技術(shù)的重要組成部分，被納入基礎(chǔ)教育課程，成為基礎(chǔ)教育階段主要的技術(shù)教育內(nèi)容。毋庸置疑，信息技術(shù)在基礎(chǔ)教育階段越來(lái)越受到重視。為保障信息技術(shù)師資質(zhì)量，我國(guó)頒布了《中小學(xué)信息技術(shù)師資標(biāo)準(zhǔn)》，來(lái)進(jìn)行師資質(zhì)量的規(guī)范。但這不足以傳遞技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)涵的全部。培養(yǎng)有技術(shù)素養(yǎng)的人也應(yīng)該是我國(guó)教育的選擇，把對(duì)技術(shù)本質(zhì)的理解納入素養(yǎng)的范疇，把更系統(tǒng)和適合的課程內(nèi)容納入基礎(chǔ)教育是一種必然趨勢(shì)。為此，有必要建立國(guó)家中小學(xué)技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)保障基礎(chǔ)教育階段技術(shù)教育目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

在技術(shù)教育內(nèi)容選擇上，基礎(chǔ)教育階段技術(shù)教育內(nèi)容應(yīng)該由一個(gè)國(guó)家和地區(qū)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平?jīng)Q定，基礎(chǔ)教育階段的技術(shù)教育內(nèi)容應(yīng)該以此為依據(jù)，確定一個(gè)核心技術(shù)領(lǐng)域分類，應(yīng)該由相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者進(jìn)行調(diào)研和研究來(lái)具體確定。這一技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)不僅包括由這些核心技術(shù)領(lǐng)域決定的主要教學(xué)內(nèi)容，還包括課程建構(gòu)、學(xué)生評(píng)估體系和技術(shù)教師專業(yè)發(fā)展項(xiàng)目，來(lái)保障實(shí)現(xiàn)技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)所要求的學(xué)生應(yīng)該達(dá)到的教育目標(biāo)。

（二）重視技術(shù)教育理論研究，鼓勵(lì)技術(shù)界、科學(xué)界和工程界專家學(xué)者的參與

我國(guó)歷史上，把與技術(shù)有關(guān)的稱為“奇技淫巧”，技術(shù)教育則被排除在正規(guī)教育體制外。直到今天，我國(guó)技術(shù)教育在基礎(chǔ)教育階段依然薄弱，相關(guān)理論研究亦然。我國(guó)發(fā)展技術(shù)教育，需要自上而下的頂層設(shè)計(jì)，但更需要自下而上的理論研究和問(wèn)題澄明，來(lái)糾正人們對(duì)技術(shù)教育的誤解，為技術(shù)教育在實(shí)踐中的困難突圍進(jìn)行理論造勢(shì)，更為頂層設(shè)計(jì)提供更加專業(yè)和適當(dāng)?shù)睦碚撘罁?jù)。對(duì)技術(shù)的本質(zhì)，對(duì)技術(shù)教育各種理論問(wèn)題的探究，都需要有一個(gè)強(qiáng)大的理論隊(duì)伍，尤其是技術(shù)教育界、工程界和科學(xué)界專家學(xué)者的介入。

另外，還要使技術(shù)教育界和工程學(xué)界以及科學(xué)界，甚至職業(yè)教育界的專家學(xué)者聯(lián)合起來(lái)，以會(huì)議或研究雜志為溝通平臺(tái)，就一些相互交叉融合的問(wèn)題共同探討。

（三）用整體理念開(kāi)發(fā)技術(shù)教育課程，并進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)方法改革

技術(shù)教育課程設(shè)置和教學(xué)方法改革是技術(shù)教育成功的關(guān)鍵。在技術(shù)教育課程設(shè)置方面要體現(xiàn)系統(tǒng)性和整體性。這里的系統(tǒng)性和整體性是指，一方面理清技術(shù)教育、工程教育、職業(yè)教育以及學(xué)術(shù)教育之間的關(guān)系，使內(nèi)容設(shè)計(jì)避免重復(fù)；另一方面整合幾種教育內(nèi)容，尤其是技術(shù)、工程學(xué)、科學(xué)和數(shù)學(xué)之間的內(nèi)容融合。只有課程內(nèi)容上系統(tǒng)完整，才能體現(xiàn)技術(shù)教育的精髓，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)的目標(biāo)。

另外，在技術(shù)教育的教育階段安排上，要體現(xiàn)連貫性和完整性，使我國(guó)中等和中等后教育階段的技術(shù)教育內(nèi)容一脈相承、由易到難，使各階段學(xué)習(xí)彼此銜接。教學(xué)方法既要結(jié)合技術(shù)教育“以解決問(wèn)題”為核心的特征，又要結(jié)合我國(guó)基礎(chǔ)教育的特點(diǎn)，以及中國(guó)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，進(jìn)行改革和調(diào)整，講究教學(xué)方法的時(shí)效性。

（四）注重技術(shù)教育師資培養(yǎng)

美國(guó)非常重視技術(shù)教師的培養(yǎng)，國(guó)家設(shè)立各種師資培養(yǎng)項(xiàng)目，有本科層次的，也有碩士和博士層次的。就我國(guó)目前情況而言，技術(shù)教育師資還比較缺乏，水平參差不齊，整體不高。培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)教育教師是我國(guó)發(fā)展技術(shù)教育的當(dāng)務(wù)之急。除了職前培養(yǎng)，還應(yīng)加強(qiáng)在職培訓(xùn)，提高技術(shù)教師的專業(yè)素養(yǎng)。

參 考 文 獻(xiàn)

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Trends of Technology Education in American K-12 Education

Shao Changlan

Abstract The United States is a developed country in technology and technology education. In the 21st century， in response to the new social and economic problems， there are some new trends in technology education： establishing the technology literacy and STEM literacy as the technology educational goal， so as to build a technologically and STEM literate society； integrating the engineering and engineering design into K-12 curriculum framework， forming a variety of integrated technology engineering education courses， such as “pre-Engineering” curriculum and “project-based” curriculum； and adopting “issue-based” teaching strategies.

Key words America； K-12； technology education； development trends

Author Shao Changlan， associate professor of Tianjin University of Technology and Education（Tianjin 300222）