从技术创新维度的形成看技术素养_科学素养论文

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中图分类号:N031 文献标识码:A 文章编号:1674-7062(2009)05-0056-07

具备基本的科学技术知识和使用技术的能力是生活在技术时代必备的公民素养。近年来我国对公众科学素养十分重视,但是,由于科学与技术是有区别的,科学素养与技术素养的内涵也存在着不同,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,颇有用科学素质代替技术素质的倾向。从一般的意义上来说,为了培养适应社会发展所需要的技术人才,哪一种能力应当加以强调?在基础教育和高等教育中各应侧重什么?还需要进一步明确。特别为了提高我国自主创新能力,是否需要从形成技术创造力的高度来重新解读技术素养,都是值得探讨的重点。

一 技术素养的内涵和构成的通常理解

技术存在于人类生活的每一个时空,技术影响到每个人每个时空的生存。使用技术的过程是主体的心智过程,即主体内在的技术素养的显现。

简单地说,技术素养是解决真实的技术问题的能力。谈及技术素养必然涉及与此相关的概念——科学素养。由于科学技术经常被简约地称为“科技”,那么,科学素养的概念是否就涵盖了技术素养呢?本文认为,必须单独提出技术素养的概念。

(一)技术素养概念确立的基础——科学与技术的区别

技术素养与科学素养的区别主要来源于科学与技术的区别。

国外哲学界对科学与技术的区别研究很多,其中特别重要的贡献是将技术作为一个独立的研究领域加以确立。海德格尔认为人与世界的关系首先是一种操作的关系,其次才是认识观照的关系。海德格尔是用产生性来说明技术与人的创造性的关系。他说“Technē属于‘产生’(poiēsis/bring-forth);它是某种产生性的东西”[1]。让-伊夫·戈菲(Jean-Yves Goffi)在《技术哲学》一书中同样强调技术与科学、技术与工艺之间的区别和联系。他认为工艺是科学在技术上的应用,就是应用科学,如果说工艺属于应用科学,那么就存在从科学到技术和从技术到科学的循环。[2]陈昌曙在《技术哲学引论》中,从两个不同方面分别列出“应当从哲学观点考察技术”的十条理由,并对科学与技术的区别作了划分。[3]张华夏、张志林在《技术解释研究》中对科学和技术的关系作了进一步的阐述,认为技术是达到某种实际目的,在实践中组织起来并加以具体化的智慧手段。[4]他们通过对科学与技术的认识论的对比,形成了技术认识论的特殊范畴,具体包括技术问题、技术功效、技术设计、技术发明、技术解释和技术预测、技术评价、技术实施以及技术进化等范畴。吴国盛等人认为技术在形而上意义上高于科学(而不是科学的应用),技术比科学有更漫长的历史和更深刻的人性根源。[5]

上述问题的讨论,为区分科学素养与技术素养奠定了基础。概而言之,从知识论角度,科学素养更侧重于科学知识的掌握,技术素养则侧重于技能和技术物的使用知识;从能力角度,科学素养强调科学发现能力和科学研究方法,技术素养强调技术行为能力和技术方法;从态度和情感方面,科学素养提倡科学精神和科学态度,技术素养则涉及对技术的接受程度,其价值判断有正有负。

(二)技术素养的构成要素和度量

在国内,与技术素养相关的,如科学素养的研究在我国则已初具规模,取得了一些成果。我国已拥有了一批研究专家和以中国科学技术协会为代表的研究组织,对科学素质内涵进行了考察对于科学素养的测定和评估,引进了国际学生评价项目、米勒(J.D.Miller)的科学素养三维度模型理论,提出了科学素养调查指标体系本土化的问题,[6]但是技术素养的专门研究还很少见。

在国内学者陈昌曙、张华夏争论技术价值论还是技术认识论是技术哲学的核心问题时,[7]国外学者已经综合这两方面的观点,从技术态度(价值判断)和技术概念(技术认知)来评估人的技术素养。

许多技术史和技术社会学的研究往往是通过人工制品来揭示技术发展的某些问题,虽然我们并不把技术归结为工具或人工制品,“然而人工制品仍旧是技术的动态表达的焦点,并提供了一个现成的、可见的发展索引。[8]海德格尔指出:“通行于世的关于技术的观念——即认为技术是工具和人的行为——可以被叫做工具的和人类学的技术规定。技术之所以是,包含着对器具、仪器和机械的制作和利用,包含着这种被制作和利用的东西本身,包含着技术为之效力的需要和目的。这些设置的整体就是技术。”[9]人工制品作为技术的结果和重要维度之一,对其进化过程的把握是技术进化研究的必要途径之一。因此,了解人们对技术物的认知和使用能力也是技术素养的重要指标。

由于技术已渗透到社会的方方面面,技术素养也体现了与现代技术社会生产方式和生活方式相一致的生活态度。因此,国外对技术素养的度量更多的是从技术态度和技术概念的理解两个方面进行。瑞特等人(Raat and de Vries)在“学生技术态度倾向”(Pupils' Attitudes Toward Technology,简称PATT)项目中着重研究了学生对技术的态度和技术概念的理解,发现13岁左右的孩子对技术概念的理解是模糊的。女孩子对技术兴趣低于男孩子,对技术重要性的评价也低于男孩子。[10]贝默等人(Bame,E.,Dugger,W.,Jr.,de Vries,M.,& McBee)使用PATT问卷调查美国的几个州的学生,得出了与瑞特相同的结论,同时发现如果孩子家长有一个从事技术职业对孩子的技术态度影响是正面的。[11]

鲍瑟等人(Richard A.Boser,James D.Palmer,Michael K.)从技术态度和技术概念两个方面考查了初中学生的技术素养,又把技术态度分为五个层次的内容:对技术的一般的兴趣、对技术的态度、作为男孩与女孩活动的技术、技术的后果、技术是困难的;发现在“对技术的兴趣”与作为“男孩子与女孩子活动的技术”两个因素,性别差异显著,而在技术概念上,两性没有太大差异。[12]

在国际上,有关技术态度的度量更多地见于对新技术的接受程度的度量中,既有专门对某一领域技术的度量,如生物技术接受度的研究[13]和对危险技术接受度的研究[14],也有企业专门讨论顾客对新技术新产品接受度研究。[15]多数学者认为技术素养是由技术态度、新技术的接受程度、对技术的理解和认知、技术实践(技术的使用)构成。其中较有代表性的包括技术接受模型(Technology Acceptance Model,TAM)和技术准备指数(Technology Readiness Index,TRI)模型。由帕拉苏拉曼(Parasuraman A.)于2000年建立的技术准备指数(Technology Readiness Index,TRI)模型则超越了个别技术的范围,从“为实现目标,人们在工作和生活中欢迎和应用新技术的倾向”这种一般的角度,对公众的技术接受度进行研究。该模型包括4个维度:乐观主义、创新性、不适感和不信任感[16]。

二 技术素养何以构成技术创造力的基础

技术素养通常被作为普通公民应具备的最基本的应对技术社会的态度和能力。技术创造力可以看作是个体或团体为了解决技术的问题和技术限制,提出新奇的解决方案,导致新的科学研究结果出现的能力。那么,按这样的理解,技术素养是否必然地就成为技术能力的最高体现——技术创造力的基础呢?上述有关技术素养的构成和度量的研究都没有突出与技术创造力密切相关的某些基本素养,如技术设计能力;而技术知识、使用技术物的能力、技术态度等并不能必然地产生技术创造力。基本理论的含糊必然影响实践的盲目,所以本文认为,有必要回答技术素养蕴藏着技术创造力的必要条件是什么,技术素养如何才能构成技术创造力的基础。

(一)技术素养构成要素与技术创造力的逻辑关系

佩诺(Charles Perrow)于1967年提出了一个概念架构,以作业的标准化程度、例外性(exceptions)与问题难度,将技术区分成常规技术、工艺技术、工程技术、非常规技术等四种类型,面对例外的情境,必须依照个人的直觉或过去经验判断,更依赖创意的表现;碰到非常规性与工艺性技术牵涉到高难度的问题解决,也需要较多的协调整合、创造能力、回馈性的沟通,以协调组织内成员的活动。[17]由此可见,技术是一个不断需要发挥创造力的领域。可以说,一个人所具有的技术素养和专业训练构成了对于解决技术常规问题的基本条件,如果要解决非常规技术问题则需要技术创造力。从技术能力的构成逻辑来说,其基础是技术素养,其高级成分应当就是技术创造力,具体包括技术发明、技术设计能力和技术创新能力(技术的产业化和技术的市场化)。但是,现有的技术素养构成的一般认定并不构成技术创造力的基础,其中,缺失了一块内容,即技术形成能力。技术素养要真正成为技术创造力的基础,则要在技术素养的培养中使创造性的因素得到提升。从个体角度,培养设计能力和解决问题的能力;从团体和组织角度,则需要增加技术创新的知识和能力,具体包括协调整合能力、回馈性的沟通能力,以协调组织内成员的活动。

综合上述观点,本文认为从形成技术创造力的高度来重新解读技术素养的话,必须对技术素养的构成要素作下述的界定:技术素养由技术知识(技术通用知识、技术专门知识)、技术行为能力(掌握技术物和技术过程的技能、技巧)、技术形成的能力(制造加工能力、小发明能力、设计能力、沟通能力和整合能力)、技术思想和方法(对技术的总体理解,包括对技术创新的理解,技术发明和设计的方法等)、技术态度和情感(技术的乐观、悲观主义、技术的价值、发展技术的动机)、对新技术的接受度(不适感、不信任感)等复杂的要素所组成。只有在技术素养的内涵增加了一些与形成技术创造力必要的条件,如技术形成的能力、技术发明和设计方法、技术创新的理解等等,技术素养才能逻辑地构成技术创造力的基础。(见图1)

(二)将设计能力和解决问题能力纳入技术素养的结构

技术发明是技术知识的核心,代表了最基本的技术工艺原理和技术物构成原理,但是,技术工艺的实施程序和技术物的成形,还是离不开设计。设计保证发明中的技术原理得以实现,设计还联接人的情感和社会文化,保证发明物被社会所接纳。因此,设计是发明的必备要素,也是技术生产的必备要素。从专利角度解读,中国的专利分为发明专利、实用新型专利和外观设计专利。发明专利是技术原理的突破,所谓发明能力,可以简单地定义为能够获得发明专利的能力。而技术设计能力则是一种更为普通的使技术原理实现和完善的能力,即获得实用新型专利和外观设计专利的能力。发明能力是技术创造力的主要成分,也是最高的能力。不能苛求一般人都具有获得发明专利的能力,但是普通人经过努力,却比较容易获得实用新型专利和外观设计专利。许多学生所获得的专利大都是这类专利。从基本的设计能力这一较低层次的创造力培养入手,大概是解决现有的技术素养培养方案与技术创造力之间缺乏联系的路径之一。一些发达国家和地区在技术素养培养方案中提出设计能力和解决问题能力的培养,正是出于这样的考虑。

美国学者列文和朱卡(Theodore Lewis,Karen F.Zuga)在2005年美国国家科学基金项目的报告中,提出了一个新的技术素养整体框架,特别指出,创造力是原有的技术素养标准缺失的部分,创造力应当作为技术教育的重要目标被纳入到技术素养的标准当中,这就涉及设计和解决问题的能力。[18]瑞典学者朗恩和弗斯特(Ruin,A.& Fast,C.)的实践证明,可以通过设计这一媒介促进和扩展儿童的创造力潜力。学生的设计成果作为一个可测量的创造力标准能够很好地评估课程的效果。[19]台湾学者侯世光、张玉山在中学科技教育中强调,“设计是一种创造力,它是每个人都拥有的潜在能力;设计是一种教育训练,它结合了艺术与科学,甚至可能更进一步超越此二者”[20]。要通过教育,让学生树立一种意识:实作(设计与制作)才是技术的本质。在学校教育中,不仅要强调实践动手能力的培养,还要强调创意设计,使学生深切了解创意设计与制作的本质,才能提升学生的技术创造力。技术本身内在隐含着问题的解决,将技术定义为一种人为的设计的过程也不为过。因此,将设计能力和问题解决能力纳入技术素养培养的框架之中,才能在逻辑上构成技术创造力的基础。

(三)将沟通能力和整合能力纳入技术素养的结构

除了技术设计能力应当纳入技术素养的结构之外,支持技术创新的能力也应当涉及。在很多人看来,任何技术都是由技术内部的发展规律所决定的,即使是偶然的发明,也会对社会产生某种影响。我们不难发现,这种观点隐含了技术决定论的因素。与之不同,另一种强有力的观点认为,依据技术体系内在的发展逻辑产生的技术发明,并不一定能导致社会政治、经济与文化的巨大变革,除非此项新技术被社会接纳并运用,因此问题的关键在于技术的运用,而不是简单用技术发明就可以解释一切。正是技术创新使技术发明转化为社会所需要的技术,技术创新通过知识产权制度的约定、生产体系的建立和市场的检验,全面地展示了技术发明真正被社会接纳的过程。一个国家如果只有技术发明能力,却不具有技术开发能力(技术创新能力),那么这个国家的技术创造力是不完备的。对于技术创造力,与对于技术的观点一样,“我们必须将其历史化,我们必须考虑它们在某种具体的社会秩序内与那些具体的利益形式的接合。”[21]离开了技术的实施,则是不完备的技术创造力,而技术的实施则是一个技术与社会的互动过程。技术的实施是以技术创新体现出来的。

技术创新是企业的技术经济活动,其过程必然是以团体的形式进行。正因如此,阿迈布丽Amabile,T.M.)试图通过个体创造力向团体创造力的转化,把创造和创新这两个概念加以衔接(见图2)。她认为个体创造性观念的产生是创新过程的核心建构成分,而组织创新则为组织将个体创造力加以成功实践的展现。[22]阿兰德等人(Arad,S.,Hanson,M.A.& Schneider,R.J.)也认为个体创造的过程是创新活动的核心要素,但是个体的创造表现仅是一个必要因素,而非充分因素,需要通过团体创造力的运作才能够达到成功的实践。[23]

因此,很多学者把技术创新看作是将新奇的观念或问题解决策略加以实践的集体历程。创新多是组织的创造性活动,特别需要人的沟通能力;技术创新又是涉及技术、经济、社会文化和组织管理的复杂过程,需要多学科的知识整合能力。沟通能力和知识整合能力也应当与设计能力一道,被纳入技术素养培养的框架之中,与增加技术知识、形成技术行为能力、技术态度融为一体,共同构成技术素养的基本要素。

三 技术素养培养的新认知

教育的功能一方面体现在以个人本位的考虑,促进人的全面发展;一方面体现社会本位的考虑,为社会培养有用的人才。无论从哪一方面考虑都离不开技术素养的培养,因为人就是一个技术化生存的生物,不具有基本的技术素养,就得不到身心的健康和社会生存的能力;人又是一个具有创造性的生物,发挥技术创造力也体现了人的最高价值之一。为了经济发展注入创新的活力,社会需要的人才不仅具有技术知识和技术行为能力,还应具有创意设计能力、技术开发能力。所以,从形成技术创造力的高度来认识技术素养的培养,在基础教育和职业教育中,就要加强技术设计和技术发明的启蒙。

(一)通过创意设计能力培养提高技术素养

一国的创意设计能力都与承担公民基础素质教育的中学阶段有直接关联。世界发达国家和地区在培养技术素养方面有着独特的理解。如英国在中小学普遍开设《技术与设计》课程,这大概是英国的创意产业能够成为英国第二大产业的原因之一。只有全民的设计能力和欣赏水平达到一定的程度,一个国家的设计竞争力才能傲视群雄。英国基础教育的做法值得称道。受此启发,台湾地区目前也在奋起赶上,将技术设计能力列为科技教育课程重点培养的能力。台湾学者更多地使用技术创造力的概念,抽象性地概括了技术这一古老的事物与人的创造力伴随而生的特点。

从STS教育的视角衡量,我国基础教育中有关技术素养的培养存在着以下误区。第一,以科学素养代替技术素养,重视科学知识的传授,忽视技术知识的传授。例如大学和中学开展的学生科技创新活动中,对科学知识的强调多于对技术原理的强调,科技与设计的结合并不紧密。第二,将技术素养降低为动手能力的培养,例如中小学的技术实践课程中,不动脑的重复性动手活动较多,缺乏创意。第三,习惯于传授知识,忽视体验和实践。高中新增设的《技术与设计》课的试点教材,有的偏重知识,形式呆板,成为又一门死记硬功夫背的功课。

技术素养的培养需要遵循技术态度和技术能力形成的规律。尤其在非专业性的普及教育中,普通学生很难做出技术原理的发明,对他们更应强调应用技术原理进行设计。学生通过技术原理操作、技术运用,接触技术思想方法、技术文化,可以学习到一种与现代技术社会生产方式和生活方式一致的生活态度,以及不断发展的技巧,这种技巧与科学认知最大的不同就是通过设计造物。

在心理机制上,科学认知与技术设计是有较大区别的心理活动。科学认知过程发挥作用的思维活动,主要需要观察、抽象、概括、分类、推理等能力,认知的结果以“求真”为主要目的,去发现已有事物的规律。设计过程主要需要是观察、想象、构绘等能力,以“求真、求美、求善”的统一为目的,创造出新的事物。设计,需要一定的技术知识(操作原理),又要掌握如何“具体型构”的技能。“操作原理”(operational principle,)说明某个装置是怎样工作的;“具体型构”决定装置的形状、结构与组织形式,实现所预想的操作原理,达到技术的目标、任务和指标,这些是由设计完成的。设计能力的培养不能以知识和认知为主要内容,掌握设计表达的工具才是重要的。设计表达能力,又称为构绘能力,包括文字、图形、模型等设计语言和技能的掌握。“学习设计是一种典型的以行为和思考为基础的学习。”[24]所以学习创意设计必须动脑与动手结合,掌握设计技能,才能够有效地表达创意。

设计充分展现了一个人的创造性,通过设计能力的培养可以有效地开发学生的创造力。设计包围着每个人的生活,每个人都有过设计的实践,都具有一定的设计能力,设计并不神秘。设计能力的培养应从小学起步,初中是关键。小学主要是感知设计和欣赏设计,在中学则可以开设设计的课程。设计不应当是仅限于专业训练的内容,而应当成为培养普通公民的技术素养不可或缺的内容。

(二)重视培养沟通能力和跨学科知识整合能力

在高等专业技术人员的培养中,技术素养的培养应当着力于技术创造力的形成,特别应当以完整的技术创新的过程来重新组织教学。创新是一项复杂的问题解决过程,涉及的活动包括产品设计,以及与产品创新相关功能部门的协调,公司资源、结构、策略的配合。要打破原有的封闭式设计人才培养模式,提高信息和情感沟通能力以及知识整合能力,培养具有跨学科知识的创意人才,才能应对技术创新的需要。

为了适应全球化的经济发展和技术创新的特点,一些发达国家的工程教育机构正在进行改革,从以基础与应用技术知识为基础,以学科为导向、以教材为核心的传统范式,转向多学科、情境化的,以对技术知识深层次理解为基础,以学生为核心的新型范式。这就是基于问题和项目的学习(Based-Problem Learning,简称PBL)。这种新型的学习方法,作为一种教育哲学和创新性教学方法能够为工程专业的学生提供建构型的学习环境,以利于其培养可持续性发展所需的技能。

推行以问题为导向、以项目为基础的课程学习,在认知学习方面是围绕着问题和项目所展开和进行的;在内容方面尤其着眼于跨学科的学习方法,突破传统与科目有关的界限。更重要的是,学习中采用社会的方法,即基于团队的学习。团队学习特性强化了该种学习过程是一种社会活动,学习主要通过对话与沟通实现。此外,学生不仅相互学习,而且还学习如何分享知识、组织合作式学习过程。团队工作将鼓励学生培养“过程型技能”,例如合作,学习管理,同行间学习。以丹麦奥尔堡大学的PBL为例,该校的学习资源包括授课、辅助课程、企业、实验室、专家,与其他团队之间的互动和信息共享等等。几乎所有的项目工作都是由自我组建的团队来完成。团队规模从第一学期的正常意义上的6-7人到最后学期的2-3人而有所变化。实践证明,在PBL环境下学习的学生被证实具有较高的创新与创造能力。奥尔堡大学工程专业的毕业生很受企业的欢迎。奥尔堡大学的毕业生所具备的技术与工程知识并不逊色于那些传统的授课式学习环境大学内的毕业生。同时,奥尔堡大学的毕业生表现出较高的创新与创造能力,较高的项目管理技能以及与其他部门更好地进行沟通与合作的能力。[25]

2003年台湾的一些高校以吴静吉教授的研究成果为理论基础,开展了以跨校、跨领域的方式推动“创意的发想与实践”之创造力课程,从最初的十九所学校参与,到2005年已经扩大到四十多所。参与学校以中央厨房的方式整合各校资源,再供给各校使用。[26]而这些学校的教学管理部门能够打破学校管理的条条框框,统一协调,才能将跨校、跨领域的创造力开发计划落到实处。跨校、跨专业邀请从事创新与创造力之工作者现身说法,将个人从事创造力实践之经验与学生们分享,使学生们对创意的酝酿及产生过程到产品落实之过程有所了解。期末参与学校再开展跨校的创意设计大赛和成果展出,给学生的创造力以展示的空间和机会。这种教学实践的意义不仅在于调动了学生的学习动力,整合了教学资源,更重要的是以新的人才培养模式引领教育改革,适应了世界技术创新的新趋势,即现在的创新都很难以单科独进的方式进行,而是学科间的交叉。

总而言之,技术创新是更为复杂的团体组织过程和社会过程,信息交换能力、知识的整合能力构成了技术创新人才所必备的条件。在以往的经验中,通常把这些能力作为社会交往能力,被纳入管理人才的培养方案中,而不作为技术素养的构成要素,排除于技术人员的培养方案中。这种偏颇的观点往往造成我国技术人员在创新实践过程中与其他领域的交流障碍。如今,是否到了改变这种传统观念的时候了呢?

[收稿日期]2008-12-28

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