中学生技术素养的理论分析和实践调查
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“培养具有科学素养的公民”一直是国际科学教育改革的主要目标，它关系到国家的综合实力与竞争力。[1]国务院的《全民科学素质行动计划纲要（2006-2010-2020年）》高度重视我国公民科学素养建设，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》也提出人才培养的体制改革，推进小学、中学、大学有机衔接，加强拔尖创新人才的培养，其目的都在于提高我国青少年的科学素养水平。科学和技术是密切相关的，又各有侧重，科学以探究为特点，技术以设计为特点。在现有的公民科学素养的培养计划中偏重科学，技术处于暧昧不明的地位，倾向于使用科学素养涵盖技术素养。[2]技术素养是解决真实的技术问题的能力，在强调创新人才培养的时代，技术素养对于学生综合素质和能力发展更为重要。因此，有必要了解技术素养的理论发展，并对中学生技术素养水平进行调查，以期为我国技术教育和创新人才培养提供启示。
一、国际技术素养教育的背景
国际基础教育阶段技术素养相关政策的提出，是一个伴随着提出、确认、实施和测评的时间逻辑顺序过程，并且正在逐渐趋近成熟，在这些政策的提出中我们可以看到技术素养的发展历程，以及在国际基础科学教育中的地位。技术教育提出的原因在于青少年在使用技术和理解技术两方面能力的双重缺失。
（一）美国技术素养教育政策
1985年，美国科学促进协会（AAAS）联合美国科学院、联邦教育部等12个机构启动了面向21世纪、致力于科学知识普及的中小学课程改革工程，也就是“2061计划”，该计划认为美国青少年的科技知识非常薄弱，所以此计划主要针对美国的基础教育，并在计划中关注三大核心课程，即科学、数学和技术。说明美国技术教育的改革正式开展，这也引发了国际技术素养教育的兴起。1990年，由25位技术教育专家组成的研究小组提出了“技术教育概念纲领”的报告，此纲领是当时最先进的一套技术教育理念，在其中初步构想出了涵盖内容较为广泛的技术教育课程。至此，技术教育取代了工艺教育，成为中小学教育课程的一部分。同时，课程内容和目标从传统手工和工业的培养，转为了培养学生的技术素养。1994年，国际技术教育协会在美国国家科学基金会（NSF）和全国航空与空间管理（NASA）机构的资助下，开始了名为“面向全体美国人的技术”（Technology for All Americans）项目的研究，项目进行到第三阶段，即2000年推出了《美国国家技术教育标准：技术学习的内容》（Standards for Technological Literacy ： Content for the Study of Technology），它是美国历史上出现的第一个全国性的技术教育学科标准，在“面向全体美国人的技术”项目的促使下，美国完整的技术教育课程体系已经逐渐建立起来。[3]2002年，美国国家工程院（NAE）和国家研究委员会（NRC）分别对K-12学生、K-12教师和学校外成年人，从知识、能力、批判性思维与决策三个维度进行了技术素养的评估，并得到了9条建议。
（二）其他国家技术素养教育政策
技术素养研究的高产地区主要集中在欧美国家，从最初的技术态度研究到世界级的数学素养、科学素养、技术素养等全方面的测定，技术素养的研究逐渐进入全球的研究视野之中。1984年，一项名为“学生对技术的态度”的调查首次出现于新西兰，说明已经开始关注技术。1999年，加拿大萨斯喀彻温省的研究者设计了面向学生历时5小时的技术知识和能力测试，包括多项选择题和开放性问题以及动手实践的题目，说明在加拿大已经开始了关于技术素养的二维测量研究。20世纪80年代，在英国学校测试评估委员会的资助下，对英国的设计与技术课程进行了一次大范围的调查评估。该项目涉及15000名15岁的学生，调点不是学生对技术概念的理解，而是学生进行设计与问题解决的能力。此次调查意味着技术的调查研究已经把核心定位为设计和解决问题。20世纪末，欧洲委员会（the European Commission）在17个欧洲委员会国家做定期的民意测验来评估政府官员对相关知识的理解和相关问题的态度。其中的测验内容集中于技术，大多数测试题目与生物工程、基因工程有关，也有一部分与信息技术有关。这项民意测验的目的是为决策者抉择最佳的技术素养改善方案提供科学依据。2000年，世界经济合作与发展组织（OECD）发起并组织实施了“国际学生评价”项目，简称PISA。PISA重在对OECD国家15岁学生的阅读、数学、科学方面素养进行测定。尽管该测定并没有设立明确的技术专题，但是也包含了很多与技术相关的问题。这些研究表明技术素养的测评领域已经逐渐进入了世界基础科学教育研究的主阵地。
二、我国技术素养教育的研究概览
相对于美国政策中技术素养的发展，我国还没有正式提出技术素养的培养，并且在一些国内研究中，对科学素养的研究正在趋近成熟，但是对于技术素养的研究还正处于起步阶段。国内关于技术素养的研究时间短；在社科类中只有少数文献是以学生为研究对象；关于这些技术素养的文献中，进行实际调查和评估的文献只有约9%。截止到2013年底，在中国知网文献总库中，国内关于技术素养研究的文献最早可追溯到1988年，以技术素养为题目的学术文章有235篇。在社会科学类别中包含技术素养的文章共201篇，其中核心期刊文章28篇。分析技术素养研究数量，我国技术素养的研究还未受到关注。
（一）技术素养的研究年份
图1是关于技术素养文献研究数量按照年份区分的统计，中国于1996年提出素质教育，发现从1996年到2000年的文章数量最多时只有两篇，其中1997、1998和1999三年甚至没有文献。这说明在素质教育提出的初期，只有极少的人关注到了技术素养。图中数据在2000年开始增长，于2005年时出现激增，数量几乎达到了上一年的3倍，此时的激增可能与2003年《普通高中技术课程标准》的颁布和2004年高中信息技术课程的开展有关，表示国内人们开始关注技术教育，也可能与国外的技术素养同科学素养已经进行区分有关，此次区分促进了国内对于技术素养的研究。在课程改革背景下，通用技术课程的建立，加大了人们对于技术素养的关注，技术素养已经进入我国基础教育领域。
（二） 技术素养的研究内容
按照研究内容，技术素养的研究领域可以分为三类：技术素养、教育技术素养和信息技术素养。如图2关于教育技术素养的文章有86篇，主要是针对中小学教师、师范生的研究；信息技术素养的文章有77篇，主要包括学生和教师的信息技术素养现状和培养方法。其中，研究内容涉及教育和信息技术素养的文章有11篇。单独以技术素养为题目的文章共有49篇，主要研究了技术素养的内涵，各地区技术素养现状评估或调查，以及对国外技术素养研究报告的评述。其中在各地区的技术素养调查中，发现有关于农村、欠发达地区或者具体城镇，如对陕西、四川的研究，但是没有针对北京市中学生的技术素养调查。
（三）技术素养的研究对象
按照对象区分，在201篇文献中，以教师为研究对象的文章有83篇，主要包括教师技术素养存在的问题，教师的信息技术素养或教育技术素养的现状，以及如何提高教师技术素养；以学生为对象的文章共有51篇，主要研究内容为学生技术素养现状以及如何提高和培养学生的技术素养。在51篇文章中包括以师范生为研究对象的7篇；余下67篇文章主要以技术素养本身为对象，包括内涵和提高途径，以及信息或技术的发展。从中得出目前国内对于学生技术素养的探究只有25.37%，只是整体研究的一小部分，还有很大的研究空间，这同时也意味着，国内在这方面的研究还未达到成熟。
（四）技术素养的测评研究
值得关注的是，在国内201篇文章中，直接涉及测评的文章共有9篇，涉及现状调查的文章共有9篇。综合考察这些文章，实际进行技术素养测评的文献共有18篇，只占国内技术素养研究文献的8.96%，在这些技术素养调查或评估的研究中，关于普通高中生的只有5篇，其中涉及信息技术素养的有2篇。这进一步说明了国内对于技术素养研究的不成熟，而且缺少完善的评估理论，同时也体现出了本研究的理论意义和研究的必要性。
三、中学生技术素养的实践调查
通过综述国际基础科学教育领域有关技术素养测评的研究进展，并在详细调研分析国内技术素养研究议题的基础上，我们主要借鉴了国际技术教育协会指定的技术素养评估矩阵，采取半开放式问卷，调查学生的技术素养水平。
（一）测评框架和指标
借鉴国际技术教育协会出版的《美国国家技术教育标准：技术学习的内容》的结构，我们将技术素养的测评框架定位为四个维度、三大领域。如表1，纵轴是技术素养的认知维度的四维要素结构，横轴是技术素养的三个领域。整体研究即可以理解为在技术和社会领域、设计和系统领域、信息和通信技术领域中，关于技术的知识、能力、批判性思维和决策以及对技术的态度。由此，我们得到中学生技术素养测评指标，一级指标为四个维度，即知识、能力、批判性思维和决策、态度，每个一级指标下包括3个二级指标，具体内容见表2。开放式问卷中的题目包括了技术和社会、设计与系统、信息与通信技术三大领域。
表1 技术素养实际测评框架
表2 中学生技术素养测评指标
（二）技术素养二级指标的统计分析
我们在北京、河北、山东和上海四个地区按照经济发展水平各选取中心城市（区）、普通城市（区）、县城（近郊）、县以下农村（远郊），每个城市（区）各选取2所高中，示范和非示范各1所，每所学校选取2个班级，共计64个班级，有效问卷的学生数为2352人。可靠性的统计Cronbach's Alpha= 0.802>0.75，说明问卷具有较好的信度，指标以国际技术教育协会的标准为基准，具有良好的效度。在技术素养四个维度下还有12个二级指标，我们将按照一级指标的顺序依次对二级指标作描述性分析。知识维度的3个二级指标分别是产品、系统和资源。图3是技术素养知识维度的二级指标的得分统计图，可以看到产品、系统和资源的最大值、最小值和平均值。在三者中，产品和系统项的最大值均为2分，说明在这两项中，均有学生掌握得十分优秀。但是从三者的均值中我们发现，3个二级指标中，产品和资源都在1.5等级之上，并且产品项的均值分数高于其余两者，系统指标的均值为1.43分是三者中最低的，说明学生对系统的知识略差于产品和资源知识，其中学生掌握得最好的是产品知识内容。
能力维度的3个二级指标是掌握技术、解决问题和应用判断。图4是技术素养能力维度的二级指标的得分统计，可以得到掌握技术、解决问题和应用判断的最大值、最小值和平均值。在三者中都有学生获得满分，但是从三者的均值中我们发现，3个二级指标中，只有掌握技术指标的得分在1.5等级之上，解决问题和应用判断两个指标的得分都没有达到1分等级。说明学生在能力的3个指标中，表现突出的是掌握技术，但是解决问题和应用判断的能力略逊一筹。
图5是技术素养批判性思维和决策维度的二级指标的得分统计，我们可以看到提出问题、收集信息和参与决策的最大值、最小值和平均值。在三者中提出问题和参与决策两项，均有学生获得满分，从三者的均值中我们发现，在3个二级指标中，提出问题和参与决策指标的得分在1.5等级之上，说明学生在提出问题和参与决策时能够利用批判性思维，并且作出恰当的选择和反馈。收集信息的1.15的均值表现出的是学生收集信息的途径、描述和评价的批判性思维不够完善，需要在此方面加强。
态度维度的3个二级指标是对技术的看法、情感感觉和行为倾向。图6是技术素养态度维度的二级指标的得分统计，可以得到对技术的看法、情感感觉和行为倾向的最大值、最小值和平均值。在三者中，对技术的看法有学生获得满分，从三者的均值中发现，3个二级指标中，没有指标的得分在1.5等级之上，三者中均值最高的是情感感觉，最低的是对技术的看法。
四、中学生技术素养的研究启示
国民科技素养的高低，在一定程度上影响了选择发展道路的能力。世界各国不仅提出促进本国科学素养发展的措施和计划，还不定期进行调查，及时了解本国公民科学素养水平的变化规律和影响因素。近年来，发达国家又将技术素养视为与科学素养同等重要的地位，为提高青少年技术素养水平进一步制定提升策略，以期对本国的科技人才培养和科技创新夯实基础。因此，本研究通过对技术素养理论分析，进一步考察中学生的技术素养现状。其研究启示如下。
（一）理论研究启示
科学素养一直被视作国际基础科学教育的核心目标，随着技术的发展和革新，技术素养独立于科学素养之外成为了国际学界关注的热点问题。美国在2003年出台了《国家技术教育标准：技术学习的内容》，并且技术教育的重视程度有了明显的提高。很多政府机构和科学技术团体已经开展了逐年全国性抽样调查，目的是了解人们的技术素养现状。我国中小学教育中，技术还没有成为教学与评价的中心。因为技术在教育的中价值不断增长，所以需要重视技术在基础教育中的作用，教育工作者和学生的技术素养状况也需提高关注度。另外，在我国数学课程标准和其他科学科目的课程标准中分别提及过数学素养和科学素养，但是对于技术素养还没有强调，我国课程标准中也缺失技术素养，这也从一个侧面反映出我国在技术教育理论方面的薄弱，同时也说明了这一领域有着较大的发展空间。
中学生技术素养调查在北京市、河北省、山东省和上海市四个地区进行取样，高中生在认知水平和技术能力方面较初中生而言更为成熟，因此我们选取了高中阶段。实践调查问卷中，技术素养的四个维度满分分别为2分，学生整体表现出的技术素养为1.4分，没有达到高分区（高于1.5分），从技术素养的四个指标得分情况分析，学生表现最好的是知识维度、表现最差的是能力维度，相对而言，批判性思维和决策、对技术的态度两个维度表现处于中等。技术作为手动为主的领域，能力维度的低水平表明学生不具备基本的技术素养要求。同时我们研究发现，态度与其他三个维度存在着低度的显著相关关系，通过进一步分析我们发现，显著的相关主要发生在态度维度中的情感感觉项，此项与知识、能力、批判性思维和决策维度的二级指标存在着显著的正相关关系。也就是说如果学生对于技术学习的态度积极，并有着较高的兴趣，那么他们在技术的知识、能力、批判性思维和决策方面可能会表现优秀，在生活和学习中能够大胆使用较多的常用技术。这表明技术素养的情意指标对于学生在知识、能力和批判性思维方面的表现起到了较大作用。
整体看来，学生技术素养的水平较低，且我们选取的是高中生，也表明我国中学生整体技术素养水平不容乐观，与国内有关科学素养的调查横向比较可以发现，技术素养薄弱程度更大。因此，我国一方面有必要在教育政策和教学理念上显化和明确技术素养教育的观念，比如纳入新修订的课程标准，另一方面在实践中要平衡教师科学与技术教学的能力，加强技术素养的修炼，从而更有效地提升学生的技术素养水平
参考文献：
[1]王晶莹.中美理科教师对科学探究及其教学的认识[D].华东师范大学博士学位论文，2011：9.
[2]罗玲玲.从形成技术创造力的向度解读技术素养[J].科学技术哲学研究，2009：10.
[3] 国际技术教育协会.美国国家技术教育标准：技术学习的内容[M].黄军英，等译.北京：科学出版社，2003：1.