[一年级其他课程]《从技术角度讲_为什么美国人需要对技术有更深入的了解》.doc

从技术角度讲，为什么美国人需要对技术有更深入的了解这是从技术角度讲，为什么美国人需要对技术有更深入的了解，美国技术素养委员会、美国国家工程院、美国国家研究理事会©2002年美国国家科学院的中文译本，英文原版由美国国家科学院出版社出版发行，版权所有。此中文译本根据与美国国家科学院协议授权发行。© 中文译本2005年发行 版权为中国科学技术协会信息中心所有。按照中国科学技术协会信息中心和美国国家科学院出版社签署的协议，本著作中文译本在中华人民共和国境内出版发行。相应的英文原版可从美国国家科学院出版社的互联网站获得。没有美国国家科学院出版社的预先书面许可，禁止以任何形式或以任何原因复制、修改、存储在检索系统中或再传播所有的内容，但个人使用除外。美国技术素养委员会美国国家工程院美国国家研究理事会格雷格皮尔逊（Greg Pearson）和A托马斯杨（A. Thomas Young）编辑美国国家科学院出版社前 言本报告及同时推出的网站（/techlit ）是技术素养委员会为期两年调查的最后成果。该委员会由一批各学科的专家组成，并受到国家工程院（NAE）及国家研究理事会（NRC）教育中心的赞助。该委员会的任务是促成社会各界对技术素养的共识，使大家知道技术素养对国家的重要意义以及如何提高技术素养。该委员会的这项任务反映了本项目两个赞助方国家科学基金会（NSF）及巴特尔纪念研究院（BMI）的兴趣和目标，同时这也是科学院的优先关注事项。国家工程院主席比尔伍尔夫（Bill Wulf）对本项目的成功贡献良多，在其任期内一直支持提高公众技术素养的事业。本次调查的设想即源自他对改进幼儿园至高中12年级教育和增进公众对工程技术的了解所怀有的强烈兴趣。伍尔夫博士在20世纪90年代中期开始与NAE、NRC、NSF及其他团体讨论此事。这些讨论表明人们对技术素养的概念很不理解，并大大低估了其重要性。本委员会对技术这个词采取了宽泛的定义：技术不仅包括人类设计的有形制造物（如桥梁、汽车、电脑、卫星、医用成像设备、药品、转基因植物），也包括这些制造物所在的系统（如交通、通讯、卫生医疗、食品生产），以及设计、制造、操作及修理这些物品所需的人员基础结构及加工方法。对技术的这一全面观点，与人们通常那种比较狭隘的观点差别很大，因为人们几乎把技术只等同于电脑及其它电子产品。本报告面对的读者群非常广泛，包括普通学校、工程类学校、幼儿园至高中12年级的教师、教师社团、课程及教材编排人员、联邦及各州决策人士、实业界内外支持教育改革的人士、科技中心及博物馆。本委员会的建议大部分是针对以上这些团体的，因为它们可以对国民技术素养的提高施加积极影响。本委员会召开了六次会议，并主办了两次专题研讨会。在1999年6月的第一次专题研讨会上，与会者从教育方面的问题、可运用的人力、委员会未来各阶段工作的民主思维原则出发，确定了一个基本构架。在2000年3月的第二次专题研讨会上，与会者主要探讨了对技术素养发展有所促进的国内外科技活动。本委员会审议的根据是这两次专题研讨会的结果，以及本项目部人员对有关文献的调查。最后的文件也反映了本委员会各成员的个人/专业经验和判断。本报告在2002年1月的科学院座谈会上公开发表。多年来，许多人士和团体都在支持一个观点，即全体美国人应该做好更充分的准备来应对高度技术化的世界。但是，技术素养这个问题实际上至今还没有排上国家的议程。在技术已成为社会主导力量的今天，这个情况就尤为令人不安。本委员会希望以直抒心声和使人信服的方式，促使人人都来关注此事，并为美国国民技术素养的充分提高扫清道路。技术素养委员会主席A托马斯杨目 录鸣谢要点综述报告技术是什么？技术素养是什么？技术素养的益处技术素养的背景环境技术素养的基础建议结束语1 关于提高技术素养的训令技术是什么？技术素养有技术素养的人技术才能结论2 技术素养的益处改进决策是否打开气囊启用开关？到底用不用防撞气囊？服务员，我汤里有一个转基因生物关灯：加州能源危机公民参与的增长为现代劳动大军提供支持缩小数字鸿沟增进社会幸福结论3 技术素养所处的背景人与技术的关联对技术性质的误解幼儿园到高中的技术学习对电脑和信息技术的过分强调一个政策盲点对我们的技术知识程度捉摸不定结论4 技术素养的基础幼儿园至高中12年级高等教育非正式教育参与技术决策结论5 建议增加技术在正规教育及非正式教育中的比重发展研究基础促进明智决策对优质教学及教育创新予以奖励结束语要点综述在我们现代技术型社会的核心处，有一个未被人承认的悖论。尽管美国正日益充斥着技术、依赖于技术并以惊人的速度采用新技术，但美国国民面对技术却无法做出深思熟虑的决定或做出严谨思考。简言之，我们“在技术上几乎等于文盲”。技术已变得如此快捷便利，它基本上是“看不见的”。美国人在使用技术，但几乎没有人知道它的原理、它带来的影响，甚至它的起源。我们开着充满高技术零件的汽车，但只会使用它的方向盘、油门及刹车。我们购物时会买很多精加工的食品，但并不知道其营养成分，也不知道它们是怎么研制、种植、包装或运输的。我们用电脑鼠标与万里之外的人联络，却不了解电脑通信的原理，以及谁可能会偷看我们发出的信息。已有的证据表明，美国的男女老少并不太理解技术的关键特点、它如何影响社会及人们，以及如何能确实影响它的发展。美国的教育系统和决策机构也没有认识到技术素养的重要性。因此，悖论就产生了：虽然技术已在我们的生活中日益重要，但它已退出了我们的视线。面对技术带来的挑战或造成的问题，美国人由于缺乏知识，根本无法去认识它，更不用说思考或应对。而且这种互不匹配的情况还在发展。尽管我们对技术的应用正在快速增长，但我们解决与技术有关问题的能力并没有出现相应改进的迹象。为充分利用技术带来的益处并承认、应对或甚至避免它带来的隐患，我们必须提高对科学技术进步的管理能力。但不幸的是，我们还没有做好准备以便能达到这一目的。本报告是关于提高美国人技术素养的训令，也是一个紧急呼吁。报告本报告及同时推出的网站（/techlit）是技术素养委员会为期两年调查的最后成果。该委员会由一批各学科的专家组成，并受到国家工程院（NAE）及国家研究理事会（NRC）教育中心的赞助。该委员会的任务是为提高美国人的技术素养制定蓝图，并就实现这一蓝图的方式提出建议。该项目由国家科学基金会（NSF）及巴特尔纪念研究院资助。本报告是针对有关团体的，因为它们能够对国民技术素养的提高施加积极影响。这些团体包括普通学校、工程类学校、幼儿园至高中12年级的教师、教师社团、课程及教材编排人员、联邦及州一级决策人士、实业界内外支持教育改革的人士、科技中心及博物馆。技术是什么？从最广义来说，技术是人们用以改造自然以满足自身需求或愿望的方法。然而，大部分人一想到技术就想到它的制造物：电脑及软件、飞机、杀虫药、污水处理厂、避孕药及微波炉等。但技术的范围远超过这些有形产品。技术的另一个同等重要的方面是生产及操作这些产品所需的知识和加工方法。这包括工程专业知识及设计、制造专长、各类技术技能等等。技术还包括技术制品设计、制造、操作及修理所必需的基础结构，而这涉及公司总部、工程学校、制造工厂及维护设施。技术包括生产和操作技术制成品所需的人和组织、知识、加工方法及设备等整个系统，当然也包括这些制成品本身。技术素养是什么？技术素养由三个独立部分组成：知识、思维和行为方式、能力（表ES-1）。技术素养的目标，如同能阅读、会计数、懂科学、懂历史的目标一样，是使人能掌握工具，以便聪明和有创见地参与周围的世界。至于一个有技术素养的人必须知道的事情，在不同的社会及时代都有差异。技术素养的益处如果技术素养较高，个人及国家都会受益良多。至少，社会各层次的人在技术影响或被技术影响的事情上，都有条件做出明智的决定。例如，消费者常常要决定是否应该使用某种产品及如何使用它。有技术素养的消费者就可以对技术做出更严谨的评价，并因此做出明智的决定。作为民主社会的公民，个人也被要求帮助国家或某个地区做出技术性选择。在环境敏感的地区允许钻探石油吗？允许地方政府在犯罪高发区安装监视探头吗？技术素养不会决定个人的观点，但能保证他的意见十分明智。技术素养对企业、政府及媒体的领导人尤为重要，因为他们做出的或施加了影响的决定会影响到其他许多人，有时是整个国家。这些领导人如果有了对技术本性的全面理解（例如承认所有技术都涉及利弊平衡,并可以导致意外的后果）, 那他们自己就会受益。表ES-1 一个有技术素养的公民的特点知识l 承认技术在日常生活中比比皆是。l 理解基本的工程概念及术语，如系统、限制及利弊平衡。l 熟悉工程设计方法的性质及局限。l 知道技术塑造人类历史及人类塑造技术的方式。l 知道一切技术都包含风险，有的风险可以预见，有的则不可预见。l 理解技术的发展及使用涉及利弊平衡，并涉及对成本和收益的平衡。l 理解技术反映了社会的价值观及文化。思维及行为方式l 就技术的益处和风险向自己和他人提出恰当的问题。l 寻求了解有关新技术的信息。l 在适当的时机参与有关技术发展和应用的决策。能力l 有一定的动手能力，如能用电脑作文字处理、上网漫游、会操作各种家用电器及办公室电器。l 能在家里或办公室鉴别并解决简单的机械或技术问题。l 可应用与概率、比例及概算有关的基本数学概念，就技术的风险和益处做出明智的判断。从哲学角度看，民主原则意味着凡是影响许多人或整个社会的决定，都应在公众尽量参与的情况下做出。当人们坚信自己能就技术的发展以严谨的方式提问和思考时，他们就有可能更多地参与决策。更多的公民参与会使有关技术的决策增加合法性，并使公众更有可能接受这些决策。公民的参与还会使政策制定者和技术专家更好地理解公民对技术的希望和担心。由于我国经济正日益由技术创新所驱动，而日益增多的工作都需要员工拥有技术性技能，技术素养的提高将对经济产生影响。例如，公众具备了技术素养，就可以产生更多的熟练工人，而这些熟练工人也更可能拥有在今天以技术为导向的工作场所找到工作所需的知识和能力,并会发现自己更易于学习必需的技能。既然对技术的学习可以鼓励学生走上科技生涯，那么改进我们的技术素养,也会使我们减少在许多领域对外国劳工的依赖。技术素养的背景环境除了家用消费品外，大部分人没有机会与技术直接接触和亲自实践。他们并不制造自己使用的设备，不会试图改进设备的性能，也不会动手修理它们。由于缺少这种接触，人们如今很少通过直接体验来了解有关技术的知识。因此，他们罕能像他们的前辈那样，对技术有现实、直觉的感受。对技术的陌生导致人们产生了许多错误的观念。例如，大部分人认为所谓技术，不过是用科学来解决实际问题。他们不了解现代“技术”是科学、工程、政治、道德、法律等因素相互发生复杂作用的结果。人们的这种错误观念限制了他们自己对技术进行严谨思考的能力，从而难以正确引导技术的开发和使用，并使其最大限度地造福大众。另一常见的错误观念是，技术要么全好，要么全坏，而不是由人与社会赋予它一个性质。他们是误解了，实际上我们使用技术的目的可能有好有坏，但技术本身并没有好坏之分。从现实生活来看，每一种技术都会对某些人、动物、植物、某些阶段或目的更有利。如今，由于几乎没有人对技术拥有动手实践的直接经验，培养技术素养主要依赖于人们从课堂学到的知识，尤其是在小学和初中学到的知识。不幸的是，只有一小部分技术教育者参加了为提高技术素养而制定标准及开发课程的工作。总的说来，除了电脑和互联网的使用（这两种课程受到联邦政府及州政府的大力推动），技术作为一门课程从幼儿园到高中12年级并没有得到认真对待。但即使是在这个方面，重点也放在了使用这些技术来改进教育上，而不是教育学生去了解技术。因此，幼儿园到高中12年级的教育者把技术几乎完全等同于电脑及相关设备，并因此错误地认为学校已经把有关技术的知识教给了学生。关于美国儿童的技术素养水平，我们没有非常可靠的数据来做出判断。然而，鉴于美国学生在国际科学及数学竞赛中表现较差，而许多其他西方国家传授给学生的技术知识要多于我们，那么认为美国学生的技术素养比不上其它国家的学生似乎是合乎逻辑的。盖洛普公司最近的一项民意调查及其它数据表明，美国成年人对技术很感兴趣，但对技术的了解比较贫乏。总之，美国联邦及州政府的决策者对技术教育或技术素养没有给予关注或关注极少，尽管国会及州立法机构对政策性事项的辩论要求他们懂得技术。尚无证据表明议员们及其工作人员的技术素养比公众更高。出于历史和制度的原因，以及对现代技术本质的思考，我们认为美国人对技术变革准备不足，他们无法有效及负责任地应对技术变革。简言之，我们这个国家并不理解技术素养的价值，因此也没有培养出足够的技术素养。技术素养的基础为提高美国人的技术素养，人们已做了各种的努力。通常，这些努力是一些小型项目，与提高科学素养及数学技能的计划相比更是这样。不过，这些活动为未来更加雄心勃勃的努力提供了可供汲取的资源。幼儿园到高中12年级阶段是培养技术素养的天然处所，这能够确保所有学生对技术有一个初步的了解，并鼓励他们对技术问题进行严谨的思考。美国联邦政府（主要是NSF）已资助开发了各种与技术有关的课程及教材。虽然以技术为专长的教师数量极少，但他们对旨在推动提高技术素养的努力来说却是必不可少的。他们的专业组织（ITEA国际技术教育协会）最近出版了技术素养的标准：技术学习的内容。这是一份全面的文件，列举了学生达到技术素养（标准）所必须掌握的内容。还有一些课程涵盖了幼儿园到高中12年级以及两年制社区大学的职业技术教育，它们也能帮助人们提高技术素养。尽管技术操作能力不同于技术素养，但技术技能的提高可以使人们对基础技术有更好的理解，它也是传授自然、历史知识以及了解技术在生活中作用的基础。最近，美国联邦政府除了传统的职业教育外，还对技工的岗前培训及从学校到职业生涯的培训计划给予了更多的关注。社区大学及综合性大学为更高级的技术进修提供了种类繁多的选择。美国大学大约有100种可供大学生及研究生选读的科学、技术及社会课程，在一些大学还可选读历史、哲学或技术社会学课程。许多工程学院要求学生至少要选修一门对社会有一定影响力的技术课程。对早已毕业的成年人来说，非正式教育体系博物馆、科学中心、影视、报纸杂志及其他媒体可以为他们提供了解和参与各种与技术相关事宜的机会。一些联邦机构要求在规划某些项目时要听取公众的意见，而参与决策也能提高公众的技术素养水平。此外，一些独立组织（如基于社区的研究团体）的各种研究项目有许多地方也涉及到了技术问题。本正式报告的附录部分有一个印刷及网上资源抽样调查，都是有关技术素养主题的。该“工具箱”不仅对教育工作者及决策者有用，对希望通过这个主题了解更多情况的公众也是有用的。建议技术素养委员会在审视了全部直接和间接证据，汲取了委员会成员的经验和专业意见后，提出了自己的建议。针对技术在社会中的角色，我们与它的关系，当前社会、政治及教育环境影响技术素养的方式，提高技术素养对个人乃至社会的好处等方面，委员会做了认真的思考。委员会还回顾了以往及当前的有关活动情况，这些活动是开展认真、持久的活动以便提高技术素养的基础。这些建议涉及4个方面：正规和非正式教育；研究；决策；优质教学及教育创新。本报告列举了做出这些建议的理由，以及落实建议的措施。以上几项是按照重要性排列的，但这些建议是相互关联并互相支持的，应视为一个整体。例如，有关技术素养更佳数据的获得以及人们掌握技术知识的方式，都为教育部门的相关活动提供了依据。技术决策改进活动也会增进公众对就技术进行有益辩论的敏感性。反过来，这又会促进公众对与技术素养相关研究以及教育改革的支持。增加技术在正规教育及非正式教育中的比重建议1制定教育政策的联邦政府及州立机构应鼓励在幼儿园到高中12年级教育标准、课程、教材和对学生非技术科目的评估中加入技术内容。建议2各州应调整其幼儿园到高中12年级的教育标准和课程结构，调整对科学、数学、历史、社会学科、公民学、艺术及语文课程的学生评估，以便与强调这些课程与技术之间联系的国家教育标准相适应。由美国国家科学基金会（NSF）及美国教育部赞助的教材及非正式教育活动也应强调这种联系。建议3美国国家科学基金会（NSF）、教育部、州教育局及参与幼儿园到高中12年级科学教育的其他单位，在科学标准、课程及教材的名称及内容中的适当地方应加入“技术”这个词汇。建议4美国国家科学基金会（NSF）、教育部及师范教育认证机构应鼓励高等教育院校改革对全体教师的培养，以使他们在教学全过程中能更好地教授技术知识。开发研究基础建议5 美国国家科学基金会（NSF）应支持开发一个或更多的评估工具，用以评估美国学生及公众的技术素养状况。建议6美国国家科学基金会（NSF）、教育部应资助对人们如何掌握有关技术知识的研究，研究成果应该应用于正规及非正式教育领域。促进明智的决策建议7企业、负责实施基础结构项目的联邦机构以及科学技术博物馆应提供更多的机会，使不懂技术的公众能参与有关技术研发的讨论。建议8对国内科技企业起指导和支持作用的联邦政府及州政府机构，及关注企业良好管理的私人基金会，都应该支持高级经理培训计划，因为这类计划的目的是提高政府和企业领导人的技术素养。建议9美国各工程学会和协会应出资建立政府及传媒会员培养计划，推动培养技术专家型的决策骨干和有工程背景知识的记者。对优质教学及教育创新给予奖励建议10美国国家科学基金会（NSF）应与企业界的伙伴协作，对能够普遍提高学生和公众技术素养的创新及有效方法给予奖励。建议11 白宫除设立数学及科学优异教学奖外，应再增设总统优异技术教学奖，对相关人员予以奖励。结束语本报告旨在帮助公众（特别是可影响政策制定的那部分人）了解我们对技术素养的紧迫需要。但本报告和报告提出的建议只是一个起点，对技术素养重要性的宣传必须不断、持续地进行下去。当公众对技术问题有了逐步深入的了解之后，他们会更愿意支持学校及非正式教育采取的相关措施，即提高下一代人技术素养水平的措施。政府、学界及商界领导人将来终会认识到技术素养对自身福祉及国家繁荣的重要性。达到这一目标的旅程将是漫长和充满挑战的，但毫无疑问它是一个值得开始的旅程。1 关于提高技术素养的训令除了人民自身，我不知道还有什么可靠的社会终极权力的受托人。倘若我们认为他们的知识不足以（用）审慎的判断行使自己的管理，补救之法不是剥夺他们的决断权，而是教会他们如何判断。托马斯杰斐逊1820年9月28日致威廉C贾维斯的信知识永远统治无知；有意自己当家作主的人民必须用知识的力量武装自己。詹姆斯麦迪逊1822年8月4日致WT巴里的信美国正处在技术变革的旋风中。当大部分美国人遇到一种新的电子消费品，听说人类可以克隆自己，或看到67岁的孩子就能通过网上即时消息与同校伙伴进行交流，他们都会切身地感受到这种技术变革。过去也曾出现过新发明大量涌现的时期（如19世纪末），但今天的变革速度及其在社会、经济和其他方面的影响，就其重要意义及深远影响来讲，是可与以往任何时期相媲美的。本报告认为，“技术素养”对技术的性质及技术历史的了解、技术的基本动手能力、能够严谨地思考技术的发展对于美国这样一个现代化大国的国民具有重要的意义。关于技术素养的辩论从根本上说就是为公众提供工具，使其能充分地和满怀信心地融入周围的世界。这一目标对技术素养来说不是独一无二的；其他许多素养培训计划如在阅读、数学、科学及历史方面的素养培训计划也有相同的目标。这一计划的独特性在于，它能使人们从决策者到普通民众就影响技术或被技术影响的问题做出深思熟虑的决定。技术影响着我们今天正在做或能做的所有事情。本报告及同时推出的网站（/techlit）是技术素养委员会为期两年调查的最后成果。该委员会由一批各学科的专家组成，并受到国家工程院（NAE）及国家研究理事会（NRC）教育中心的赞助。该委员会的任务是在社会各界促成对技术素养的共识，使大家知道技术素养对国家的重要意义以及如何提高技术素养。该委员会的这项任务反映了本项目两个赞助方国家科学基金会（NSF）及巴特尔纪念研究院（BMI）的兴趣和目标，同时它也是科学院的优先关注事项。本报告面对的读者群非常广泛，包括教育学院、工程学院、幼儿园至高中12年级的教师、教师社团、课程及教材编排人员、联邦及州一级决策人士、实业界内外支持教育改革的人士、科技中心及博物馆。它们可以对国民技术素养的提高施加积极影响。在可以预见的未来，我们将面对一系列取决于技术发展及技术应用的挑战。我们能够做到的是提供更加健康、更充足的食物，更加人文的居住及工作条件，更清洁的空气和水，更有效的教育以及在人类生存环境方面的其他几十项改进。但这些改进对人类的生存安全都不是必然保证的，还会出现许多无法预料的问题。为充分利用技术带来的好处，并辨别、解决或甚至消除技术中暗藏的危险，美国国民必须更好地管理技术变革。目前的情况表明：我们准备不足，难以更好地管理技术变革。就提高美国人的技术素养而言，本报告是一个要求采取行动的训令，一份紧急呼吁。技术是什么？从最广义来说，技术是人们用以改造自然来满足自身需求/愿望的方法。然而，大部分人一想到技术就想到它的制造物：电脑和软件、飞机、杀虫药、污水处理厂、避孕药及微波炉等。但技术的范围远超过这些有形产品。技术的另一同等重要的方面是生产及操作这些产品所需的知识和加工方法。这包括工程专业知识及设计、制造专长、各类技术技能等等。一个尤其重要的知识领域是工程设计流程，即先订出一套标准及限制因素，然后努力找出可以达到这些条件的解决方案（如一个装置或加工方法）。工程师会先进行设计，然后测试、优化或放弃，直到找出令人满意的解决方案。技术还包括技术制成品设计、制造、操作及维修所必需的基础结构，即从公司总部、工程学院到制造工厂及维护设施。技术包括生产和操作技术制成品所需的人和组织、知识、加工方法及设备等完整的系统，还包括这些制成品本身。技术是工程学与科学的产物，是探索自然界的产物。科学包括两个部分。一是随着时间推移而累积的知识体系，二是获得有关自然界知识的过程，即对科学的探究。工程学也由两部分组成：知识体系具体说就是设计及创造人造产品的知识，以及解决问题的方法。科学与技术是紧密相连的。对自然界的科学理解是当今多数技术开发的基础。例如，电脑芯片的设计取决于对硅及其他材料的电特性的详尽理解。当人们了解蛋白质及其他生物分子的构成和如何相互作用时，他们才能研制出专门治疗某种疾病的药物。反过来讲，技术也是大部分科学研究的基础。气象学家在研究全球变暖时，需要使用超级计算机来模拟气候模型。各领域的科学家和我们大多数人一样，也要使用电话、英特网和乘飞机旅行。区分科学与技术不是不可能，但非常困难。当阿波罗11号宇宙飞船将宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林送上月球时，许多人称它是科学的一次胜利。当一种新型材料（如超强的轻型复合材料）在市场出现时，报纸常会称它是科学的一次进步。至于抗病虫害农作物的基因工程，也被归功于科学的范畴。尽管科学是以上进步的重要组成部分，但它们也是技术进步的例证，是对独特技艺、知识及技能的应用，而它与科学有着天壤之别。技术还与创新（将创意转化为新的实用产品或工艺）密切相关。创新不仅需要富于创造性的人和组织，同时也需要技术、科学及工程方面的才华。技术与创新是互相促进的。例如，基因排序仪器的研发，使得破译人类基因组成为可能，而这一知识又促进了诊断学、治疗学及其他生物医学方面的创新。技术素养技术素养由3个独立部分组成：知识、思维及行为方式、能力。多年来，许多个人和组织都力图对技术素养的基本要素加以叙述（美国科学促进会，1990a，1993；Dyrenfurth， 1991；国际技术教育协会，2000）。有一种很常见的观点是：技术素养等同于能熟练运用电脑（Fanning, 2001;21世纪劳动力委员会， 2000）。这一观点在美国教育界占主导地位，而美国教育界花了大量的精力和财力来普及更易掌握和使用的教学技术（这其中一大部分与电脑有关）在美国这样一个现代国家中，尽管电脑技能是一个有学识、全面发展的公民的素质的重要组成部分，本报告提到的技术素养概念却更加广义和复杂。它包含三个独立的方面：1知识、2思维及行为方式、3能力（图1-1）实际上，技术素养的这三个方面是不可能区分开的。很难设想一个有技术能力的人对技术劳动一窍不通；很难设想能对技术问题做严谨思考的人对技术和科学不掌握任何概念性或实质性的知识。因此，尽管这张结构图可以帮助人们思考及谈论技术素养，重要的是要记住这三方面是人为专断划分的。技术素养的三个方面可放在一个连续轴上从低到高、从发展不良到高度发展、从有限到广泛。每一个有技术素养的人都有自己独特的知识、思维和行为方式、能力。此外，每个人在这三个方面的轨迹会随教育及生活经历而改变。不同的工作和生活境况使人们有不同的技术素养水平和类别。例如，当州议员参与辩论该不该为满足未来电力需求而兴建某个发电站时，他应该对利弊平衡、限制及系统等技术概念有相当深入的理解。他/她还必须掌握有关发电的足够知识，以便能应对来自各方（电力公司、环保游说人员和其他利益集团）的相互矛盾的指责。普通消费者遇到该不该购买新式高清晰彩电的问题时，如对技术（如数字信号与模拟信号的区别）有更深入的了解再加上一点严谨的思考，就会轻而易举地做出决定。说到技术素养，有益的思考方式是将其当作一般素养（或称“文化”素养）的一个组成部分。小赫希（1988年）指出，不同社会各种文化中的有文化素养的人所拥有的知识体系是相同的，这使他们能够相互交流并感知周围的世界。随着社会和时代的变化，有文化素养的人所掌握的知识量也会随之改变。因此，对于素养并无绝对的定义。但到了21世纪初，技术这个成分在文化素养中一定要占有很大比重。技术素养对现代人的重要性并不是一个新概念。例如，大约20年以前，美国国家科学委员会（NSB）的顾问们就呼吁提高公众的技术素养（CPEMST，1983）：“我们必须回到基础的东西，但基础的东西在21世纪并不仅是读、写及算术。它们包括沟通及更高的问题解决能力，以及科学和技术素养可使我们理解周围技术世界的思维工具。”在21世纪刚来到之际，提高技术素养的必要性更加迫切，这首先是因为技术对人们生活的影响已大大增加；其次是因为我们这个社会没有优先关注技术素养。1注：“思维及行为方式”这个词摘自美国科学促进协会（AAAS）2061计划。该计划用这个词描述对技术素养具有关键意义的严谨思考能力，亦称为“大脑思维习惯”。有技术素养的人尽管关于如何才算是有技术素养的人并无定论，但我们可以描述这类人的一般特点（方框图1-1）。这类人应该能识别以各种形式出现的技术，并应认识到科学与技术之间的界线常常是模糊的。他们会很快认识到技术已渗透到现代社会各个方面，从铅笔纸张这类不起眼的小东西，到水坝和火箭发射这样的大项目。方框图1-1 一个有技术素养的公民的特点知识l 认识到技术在日常生活中是普遍存在的。l 理解基本的工程概念及术语，如系统、限制及利弊平衡。l 熟悉工程设计流程的性质及局限。l知道技术塑造人类历史及人类塑造技术的方式（了解一些技术影响人类历史的方式，以及人类创造技术的方法）。l 知道一切技术都包含风险，有的风险可以预见，有的则不可预见。l 重视技术发展及应用中所涉及的利弊平衡及成本和收益平衡。l 理解技术反映了社会的价值观及文化。思维及行为方式l 就技术的益处和风险向自己和他人提出恰当的问题。l 寻求了解有关新技术的信息。l 在适当的时机参与有关技术发展和应用的决策。能力l有一定的动手能力，如能用电脑作文字处理、上网漫游、会使用各种家用电器及办公设备。l 能在家里或办公室判断并解决简单的机械或技术问题。l能应用概率、比例及估算等有关的基本数学概念，就技术的风险和益处做出正确的判断。拥有技术素养的人应熟悉对技术有重要意义的基本概念。例如，当工程师谈到系统时，是指多个组成部分综合起来发挥某一预期功能。在技术中，系统无处不在，有由六个部件组成一支圆珠笔的简单系统，也有由几百万个零件组成（先是组成几百个子系统）的大型喷气客机这样的复杂系统。系统也可以由在地理上很分散的事物（如道路、桥梁、隧道、标志、加油站、汽车及设备等）组成，它们是我国公路网的组成部分，起着支持、使用及帮助维护该公路网的作用。拥有技术素养的人还应对工程设计流程有所了解。技术设计的目标是在不同限制（如时间限制、财政限制或避免破坏环境的需要）下达到某一标准。有技术素养的人都知道世界上不可能有完美的设计。所有的设计到最后必然是利弊的平衡。即使设计达到了原订标准，也无法确保所用的技术总是获得理想结果,预料之外（常是不希望发生的）的结果有时也会出现。这包括常见的事情（如汽车防盗警报器误启动所带来的烦扰），以及更严重的事情（如因过度使用键盘而引起的重复性动作综合症）。拥有技术素养的人会认识到技术影响着社会的变革，从古至今一直都是这样。事实上，许多历史年代是按照其主导技术来划分的石器时代、铁器时代、青铜器时代、工业时代、信息时代。技术引发的变革在20世纪最为明显。汽车建立了一个更机动、流动性更强的社会，飞机和交通通讯的改进“缩小了”世界各点之间的距离，并最终导致了全球化的出现。避孕彻底改变了人们的性习俗。卫生、农业及医药的发展延长了人的预期寿命。拥有技术素养的人会认识到技术在这些变革中的作用，并接受以下现实：未来的生活与目前生活的差异将主要归因于目前刚出现的技术（从网上活动到基因工程和克隆）。有技术素养的人拥有技术素养的人还认识到，虽然技术塑造了社会，但社会同时也塑造了技术。受到技术影响的变革并非必然发生变革来自于人类的决定，而不是客观自然力量导致的结果。在成功的技术创新中，关键人物不仅有工程师和科学家，还有规划者及营销专家。新技术必须符合消费者、商人、银行家、法官、环保主义者、政客和政府官员的需要。如果生产出来的电动汽车无人购买，那么不如根本就不研制它。如果转基因农作物被政府查禁，那么不如根本就不种植它。简言之，许多因素都会对技术产生影响，个人或团体决定着技术发展的方向。拥有技术素养的人认识到，使用技术就要承担风险。有些风险一目了然，并已记入文献（例如美国每年因车祸死亡的几十万人）。其他一些风险更隐蔽，而且难以预料，如因农用化肥的流入造成水藻在湖泊等水体中大量繁殖。拥有技术素养的人会了解，一切技术（不仅是明显有风险的技术）都有利弊，所以必须仔细平衡。某种金属提炼的新工艺有可能减少废料的产生，但亦可能会使成本提高。某一新软件可能有更多的功能，但错误率可能也会上升，而且还需要用户另外掌握一个新系统。防腐剂使食品的储存期更长、更安全，但可能会导致少数顾客出现过敏反应。拥有技术素养的人会认识到，有时停止使用某一技术也会导致风险。DDT这种化学杀虫技术就是例子。DDT杀虫剂因灭蚊能力强，曾是防治疟疾的主要利器之一。由于国内已无疟疾发生而且专家认为它对环境有害，美国和许多西方国家在20世纪70年代下令禁用此药。于是，农民便改用对环境危害更小又能控制虫害的农药。但在疟疾流行区，禁用DDT造成了严重的后果。例如，在东非岛国马达加斯加，在已多年成功控制疟疾后，政府于1986年下令禁用DDT。到1988年，疟疾发病率又大大上升，有10万人因此死亡。该国重新喷洒DDT后，发病率在2年内下降了90%以上（Roberts等人,2000）。联合国最近通过了一项禁止使用一批持久性有机污染物的条约，其中肯定了DDT对公共卫生的重要性（UNEP，2001）。定量推理能力（尤其是与概率、比例及估算有关的能力）对于正确判断技术风险至关重要。例如，一个有技术素养的人可根据以往平均每英里旅行的死亡人数，合理判定从圣路易到纽约坐飞机与开车哪一个风险更大。具有技术素养的人会认识到，技术本身既不好也不坏，尽管我们总是想为技术贴上好或坏的标签。例如，人们常从社会学、法律、大众健康及经济角度去辩论美国国内手枪大量出售一事，以及是否应按某些人的要求去限制出售枪支。有的人出于自卫的需要主张不限制手枪的销售，还有人主张限制手枪的销售，因为手枪走火会致人死命。在这两种情况下，武器技术本身并没有过错。每一种技术都反映社会的价值观和文化。例如，在美国，手机流行的部分原因是由于人们渴望能随时随地与人沟通。同样的动机，基于我们历来对个性和独立的强调，促进了人们对私家汽车的使用。价值观和文化对技术的影响通常是间接的。技术的发展有时只适应某一类人的价值观，例如男性的价值观。汽车防撞气囊的最初设计只考虑了男性的高大体形，而忽略了女性的娇小体形。一旦一个人对技术有了基本的理解，他/她就能自学某个技术问题。拥有技术素养的人在阅读报纸、观看电视采访或电视讨论时能抓住要点，提出有针对性的问题，并能理解对方的回答（方框图1-2）。有技术素养的人方框图1-2 就技术提问题l 发展或采用该技术的短期及长期风险是什么？l 不发展该技术的代价是什么？l 谁将采用该技术？l 谁将控制该技术？l 谁将因该技术而受益或受损？l 该技术对我、我的家庭、我所在的社区的影响是什么？拥有技术素养的人也应具备对基本的日常技能的动手能力。人们在家里或工作时，如果懂得如何诊断及排除某些小故障（如换一个爆了的断路器、更换烟雾探头的电池、排除食物搅拌器的故障等），就会实际受益。完成这些任务并不困难，但需要你掌握某些基本知识，并有时还能自如地运用手工工具。如果你会给汽车换轮胎，或会给新电脑或电话安装插头，那你同样也会受益。此外，对个人电脑及其软件运用自如、能上网漫游也是基本的技术素养。最后，有技术素养的人应该能负责任地参与技术事项的辩论或讨论。必要时,他/她能够参加公众讨论会，与市议员或国会议员交流，或以其他的方式就有关技术事项发表自己的意见。技术素养不会限定一个人的观点，有学识的公民能够并且会提出互不相同的意见，这取决于面对的问题及其个人的价值观和判断力。有技术素养的人可以预见技术（例如与法律或市场相协同）能如何有助于问题的解决。技术才能技术素养与技术才能不同。受过技术培训的人有很高的知识水平和技能，能够掌握一到几门专业技能或相关技术领域的知识。例如，我们会期待设备维修人员能诊断和修理电炉、电冰箱及洗碗机的机电故障。操作数控铣床的技工必须熟悉铣床的技术细节，当然更要通晓铣床操作如何符合整个制造工序。土木工程师必须熟知结构和材料在巨大负荷下的变化。机械工程师必须对机械系统及其应用有深入的了解。电气工程师必须能设计和分析电路。以上这些和其他许多工作都需要有技术才能的雇员即在某一技术领域拥有才能，而不是在其他各领域都有才能。拥有技术素养的人不一定要拥有广泛的技术技能。技术素养是对更广阔的技术世界的理解，而不是在特定技术领域的工作能力。作为对技术进行思考的实质性基础，通晓几项技术是有益的。如果一个人对技术的历史和基本技术原理拥有丰富的知识，但却缺乏对最普通技术的动手能力，那他的技术素养就比不上有动手能力的人。但是专项技能也不能保证一个人就有技术素养。工人能够了解空调机的每一个操作细节，或能修复个人电脑的某个软件错误，但他们可能不了解技术发展所包含的风险、利益及利弊平衡，不能对影响他们生活的其它技术做出选择。例如，他们可能难以确定购买天然气/电力驱动汽车是否是一笔好的投资，以及这种车对环境的影响是否优于传统的汽车（方框图1-3）。虽然工程师传统上被视为技术领域的专家，但他们也可能缺乏必要的培训或经验，无法对自己工作的社会、政治及道德影响进行思考，因此也称不上有足够的技术素养。技术素养所暗含的广泛技术观点，对工程师及其他技术专家具有价值，对不直接参与技术开发或生产的人们同样也具有价值。结论要充分理解技术以及技术素养的含义，就需要对整个社会及文化有深入理解。如同其他素养一样，技术素养与我们生活的方方面面都息息相关。例如，技术素养在能力方面就要求把重点放在动手操作、设计及问题解决上，这与许多技术及非技术工作对雇员的要求是一致的。技术素养在知识方面与其他学术领域（如科学、数学、历史和语言艺术）是相关的。事实上，美国学校现在独立教授的许多课目均可以在技术素养这一主题下合并起来。技术素养在思考及行为方面完全属于民主及公民学领域。对技术发展及应用的决策有某种参与是技术素养的一个关键方面。2 技术素养的益处有关技术素养的讨论是基于一个惟一的基本信念。这就是处在一个技术无所不在的世界，如果公民个体熟悉技术并对技术有基本的了解，他就可以更有效地工作和生活。提高美国人的技术素养，会为整个社会及个体带来诸多利益。改进决策技术素养的培养使作为消费者的个体能够做出明智的选择。世界上充斥着各种产品和服务，它们都允诺可以让大众生活得更轻松、更快乐、更有效或更健康。而且这类产品每年都大量涌现。拥有技术素养的人不可能通晓每一种新技术的工作原理、优缺点和它的操作步骤等，但是他/她可以深入了解某一产品从而决定是充分利用还是不利用。美国人不仅是消费者，也是工作者和家庭及社区的成员，还是这个巨大而复杂的民主国家的公民。在所有这些领域中,他们常要做出个人决定，而这些决定涉及到技术的开发或使用。例如某地会为是否建设新电站而发行公债举行公民投票。那么这种投票对纳税人税款的使用是否明智呢？又例如，在某人住宅的几英里外将新建一座垃圾焚烧厂，这会如同反对者所声称的那样造成对健康的严重危害吗？如果当地政府拟在市内犯罪高发区安装摄像探头，那么个体是否该反对此举呢？拥有技术素养的人可以较好地处理这类及其它与技术有关的问题。决策不仅发生在私人层面，许多领域（如商业、政府和媒体）的领导者每天都要做决策，而这种决策会影响他人有时是成千上万的人，有时是几百万人的思考和行为。如果这几类人对技术的本质有深入的了解，并理解任何技术都涉及利弊平衡并可能有预想不到的后果，那他们肯定会因此受益。随着全体国民技术素养水平的提高，掌权者就更有可能完美地规划技术发展，从而最大限度地扩大技术对人类的帮助并尽量减少它对人类的消极影响。当然，在单纯的个人关注和商业利益、各州的需要和国家需要之间，并没有严格的界限。在多数情况下，美国老百姓的个人兴趣的确会影响决策者及大公司CEO的决定。某些具体的例子可以说明技术素养对各级决策的重要性。以下三节描述了需要进行某种决策的当前问题。第一节涉及汽车防撞气囊的使用，它主要与公民个人有关。第二节涉及转基因食品，它与个体有关，因为个体在购买食品时要决定买哪一种。同时它又与决策者有关，因为他们决策时要考虑规章制度、贸易以及其它方面的因素。但它同时又与生物技术产业及农场主有关，因为这类产品的研发、生产和销售是由他们进行的。第三节谈到的是加州能源危机，而这一危机已迫使个体、商界和政界领导人制定了短期和长期的应对方案。以上三个案例都包含一个主要的技术元素，它或是问题的一部分，或是解决方案的一部分，或二者兼而有之。这一技术元素无法与政治、法律、社会及其他方面的关注区分开。每一案例结尾处有一个方框图，它显示了技术素养的三个方面知识、能力和思维与行为方式是如何发生作用的。是否打开气囊启用开关？到底用不用防撞气囊？目前，几乎人人都知道汽车防撞气囊既能提供保护也有可能使人受伤或毙命。大部分车主都知道安全专家的建议，即应该把幼儿放在后座上，开车人与方向盘之间应至少保持10英寸的间距，这样可以使汽车防撞气囊造成伤害的几率降到最低。有些人认为防撞气囊并不能抵御风险，因此会把它关上，或至少让自己有这个选择权。防撞气囊的开关可以安装，但要有国家公路交通安全局的许可，而且你要为此花几百美元。不启用防撞气囊的决定会带来潜在的严重后果。要做出最佳选择，你应大致了解它的工作原理、它的保护程度，以及它在什么情况下会被打开。所有气囊的工作原理大致相同。车内传感器会测出汽车撞击强度，一旦汽车撞击强度过大，撞击传感器即发出信号，这时固态推进剂增压泵内会开始化学反应，并产生大量氮气充满气囊。折叠的尼龙气囊（袋）充气后即成为人与汽车之间的防护缓冲垫。当人与气囊相撞时，氮气会从出气口排出，从而吸收能量并减少撞击强度。在理想情况下，驾车人会在气囊充气完成时与其撞击。但当汽车时速超过了每小时100英里，而此刻气囊充气尚不完全，（与气囊的撞击）就会造成驾车人受伤或死亡。研究表明，在驾车人不系安全带的情况下，防撞气囊能挽救13%驾车人的生命（NHTSA，1996）。也就是说，因没有防撞气囊而出车祸致死的100名驾车人中，如果他们驾驶的汽车有防撞气囊，就会有13人幸存。与不系安全带的情况相比，系安全带的车祸存活率约为42%。驾车人的综合生存率（气囊加安全带）是47%。这意味着总的说来，气囊可将系安全带的驾车人的死亡风险减少9%（58-53/58）。结果是，美国政府在20世纪70年代末声称气囊将每年使12000人免于死亡（联邦纪事，1977年），这大大高估了气囊的作用。实际的记录根本没有达到所声称的效率。从1986年到2001年4月，气囊仅仅使不到7000人免于死亡。同期，估计有246人（包括61例未经证实的死亡案例）主要是驾车人及儿童被气囊杀死（联邦总勤务署，2001a）。与之形成对比的是，安全带每年可使约11000人免于死亡。气囊的益处取决于很多因素。乘车人的体重与身高是其中最重要的因素之一。因为这两个参数与性别密切相关，气囊的效果对男性和女性大不相同。例如，在因气囊致死的驾车人中，近3/4是女性。一项调查表明，气囊+安全带使男性驾车人的总死伤率（死亡+受伤）下降了11%，但使系了安全带的女性驾车人的总死伤率（死亡+受伤）上升了9%（Dalmotas等人, 1996）。对身材矮小（身高不足5英尺3英寸）的人来说，气囊会使总