前言

以技术与工程素养，筑就人类美好未来

在科技飞速迭代、产业深度变革的当下，新一轮科技革命与产业变革如汹涌浪潮滚滚向前，创新成为推动时代巨轮前行的核心动力。在这样的背景下，培养具有技术与工程素养的公民成为时代发展的迫切需求。技术与工程素养作为每一位公民都应掌握的关键能力，对于提升全人类的技术与工程水平，乃至决定人类命运的走向、塑造未来的发展格局，都具有举足轻重的意义。

从古代水利工程的修建，到近代工业革命中的机械制造，技术与工程始终是人类文明发展的关键驱动力。提升全民技术与工程素养，不但意味着公民能够更好地理解身边的科技产品与工程设施，面对科技带来的变化，能够积极适应，做出明智的决策，还意味着公民将在经济、智能制造等多个领域全面参与人类社会的创新发展，更意味着人类在应对气候变化、资源短缺等全球性挑战时，将共同参与人类困境解决方案的探索与实践，为人类文明的延续和发展贡献力量。

对此，国际社会已形成广泛共识并付诸行动。2015 年，联合国 193 个成员国共同通过《2030 年可持续发展议程》，提出经济、社会和环境三个维度的 17 项可持续发展目标。实现这些目标，工程科技创新是关键支撑力量。无论是促进经济可持续增长、推动社会公平，还是应对气候变化、解决资源短缺，都离不开技术与工程的创新应用。这就要求全人类具备一定的技术与工程素养，能够理解、参与并推动技术与工程的发展，以更好地应对这些全球性挑战，提升全人类的生活质量。世界工程组织联合会（WFEO）发布的《2030 年工程计划》以及其他国家发布的诸多报告，都聚焦于社会可持续发展对人类工程能力、未来工程师培养及工程教育变革的需求，再次强调了提升人类技术与工程素养的紧迫性。

我国早已意识到技术与工程素养对推动国家发展和人类进步的重要性。在教育体系不断深化改革的进程中，我国在各学段积极融入技术与工程素养培育的相关要求。当前，我国高等教育阶段的工程教育正从传统的学科导向，逐步向紧密贴合产业布局和未来发展的需求导向和问题导向转变，致力于为产业发展提供兼具创新性与实践性的人才支持。基础教育阶段的一至九年级以科学、劳动等课程为基石，将技术与工程教育内容巧妙融入课程标准，聚焦科学探究实践；高中阶段，依托通用技术学科，强化工程教育内容，为强化学生技术与工程素养培育，加强学生技术与工程知识体系和技术与工程思维的培育保驾护航。这一系列举措，充分体现了我国对技术与工程教育的高度重视，更凸显了提升全民技术与工程素养的坚定决心。

面对大国的使命担当，我们所能做的，并不止于此。

2023 年 12 月 9 日，联合国教科文组织（UNESCO）儿童青少年技术与工程教育教席在南京师范大学正式成立，这是K-12技术与工程教育领域具有里程碑意义的事件。作为教席主持人，我和团队积极响应教科文组织的发展战略，与众多国家建立了紧密的联系，围绕儿童青少年技术与工程教育展开深入合作。我们致力于构建一个集研究、教学、培训、交流以及社区参与和产教融合为一体的综合体系，通过课题研究、标准研制、课程开发等多种方式，推动儿童青少年技术与工程教育的发展，为提升全球青少年的技术与工程素养贡献智慧和力量。

基于这样的使命，2024 年，南京师范大学 K-12 技术与工程教育研究中心与国际技术与工程教育协会（ITEEA）合作，翻译出版了《技术与工程素养标准》一书。该书出版后，受到了教育界广泛关注，引发了诸多讨论。在这短短一年多时间里，科技发展可谓日新月异，存储与运算技术突破不断，云计算、人工智能等信息技术呈爆发式增长，并与新材料、新工艺深度融合，推动着传统工程领域向智能化加速转型。这样的变革浪潮对教育提出了全新挑战，也让我们更加深刻地认识到提升人类技术与工程素养的重要性与紧迫性。

为了更好地回应时代需求，我们决定将《技术与工程素养标准》做成精装版。希望本书能以全新的面貌，为教育界同仁提供更具价值的参考。

让我们一同仰望星空，关注人类社会发展的宏伟愿景；脚踏实地，通过专业研究与实践探索，推动技术与工程素养培育在教育领域的深入发展，为人类的美好未来筑牢根基。

是为序。

顾建军

2025年5月21日

联合国教科文组织

K-12技术与工程教育教席主持人

译者的话

在当代，技术与工程无处不在，技术与工程素养已成为儿童青少年走向未来生活的必备素养。1994年，国际技术教育协会（International Technology Education Association，简称ITEA）在多方机构支持下，组织专家开展“面向所有美国人的技术”项目的研究，开启了面向所有美国人的技术素养标准研制之路；1996年，该组织发布项目研究的第一份报告《面向所有美国人的技术：技术学习的原理与结构》（Technology for All Americans: A Rationale and Structure for the Study of Technology）；2000年，国际技术教育协会（ITEA）发布该项目的核心纲领性文件《技术素养标准：技术学习的内容》（Standards for Technological Literacy：Content for the Study of Technology，国内出版时翻译为《美国国家技术教育标准：技术学习的内容》）；2020年，由国际技术教育协会（ITEA）更名而来的国际技术与工程教育协会（International Technology and Engineering Educators Association，简称ITEEA）在对《技术素养标准：技术学习的内容》进行全面修订的基础上，又正式发布《技术与工程素养标准：技术与工程在STEM教育中的作用》（Standards for Technological and Engineering Literacy: The Role of Technology and Engineering in STEM Education，简称STEL）。为了更好地让读者了解国际上儿童青少年技术与工程教育的发展趋势和国际技术与工程教育协会（ITEEA）发布的新一代标准内容，南京师范大学K-12技术与工程教育研究中心在与国际技术与工程教育协会（ITEEA）多年专业合作的基础上，组织力量翻译了该标准。

感谢国际技术与工程教育协会（ITEEA）前任执行主席史蒂文·巴巴托（Steven Barbato）在与南京师范大学K-12技术与工程教育研究中心达成翻译合作意向方面发挥的积极作用，感谢国际技术与工程教育协会（ITEEA）现任执行主席凯利·杜利（Kelly Dooley）提供了原版书籍，感谢上海科技教育出版社对本书出版给予的大力支持和帮助。南京师范大学K-12技术与工程教育研究中心和上海科技教育出版社通力合作，促成了本书的顺利翻译和出版。

本书由南京师范大学K-12技术与工程教育研究中心主任顾建军教授主持翻译，北京师范大学国际与比较教育研究院院长刘宝存教授对全书翻译的文字进行审校。南京师范大学技术与工程教育学科施聪莺、柳月、王洁、杨儒雅，以及湖北工业大学杨秋月博士全程参与翻译工作，南京师范大学2021级科学与技术教育专业全体硕士生参与翻译研讨和资料查阅，南京师范大学2020级物理与技术教育专业本科生傅志成、韩其成、范小语参与部分章节的文稿整理。本书由南京师范大学K-12技术与工程教育研究中心成员共同构思、共同商议而成。在翻译过程中，参考了2000年国际技术教育协会（ITEA）发布的英文原版文件Standards for Technological Literacy：Content for the Study of Technology和中文翻译版书籍《美国国家技术教育标准：技术学习的内容》（黄军英等人翻译、武夷山审校、科学出版社于2003年出版），得到了浙江省教育厅教研室综合部副主任管光海博士等诸多专业人士的关心和帮助，在此，表示诚挚的谢意。

由于译者水平有限，不妥之处敬请各位专家和广大读者批评指正，以便我们进一步修改和完善。

译者

2023年11月28日

题献

小威廉·E. 道格（William E.Dugger,Jr.）

1937~2018年

制订《技术与工程素养标准：技术与工程在STEM教育中的作用》（以下简称《技术与工程素养标准》）的灵感源自小威廉·E. 道格博士。道格博士在20世纪90年代领导了“面向所有美国人的技术”（Technology for All Americans）项目，2000年，他主导了《技术素养标准：技术学习的内容》（以下简称《技术素养标准》）的首次发布，并致力于在全世界范围内解读和推广这一标准。在道格博士的不懈努力下，美国各州、各学区，其他一些国家和地区，各学校的教师、各大教科书出版商、测试开发人员、其他专业协会，以及许多其他与国际技术与工程教育协会（ITEEA）相关的机构和人员均采用了《技术素养标准》。于我们而言，道格博士既是同事又是益友。《技术与工程素养标准》的出版正是为了纪念他。

序言

托马斯•洛夫兰

（Thomas Loveland）

项目负责人

马里兰大学东海岸分校（University of Maryland Eastern Shore）

玛丽•霍普夫

（Marie Hoepfl）

项目联合负责人

阿巴拉契亚州立大学（Appalachian State University）

史蒂文•巴巴托

（Steven Barbato）

项目联合负责人

国际技术与工程教育协会

菲利普•里德

（Philip Reed）

2020~2021年任国际技术与工程教育协会主席

欧道明大学（Old Dominion University）

自2000年《技术素养标准》发布以来，人们从未减少对技术相关教育课程的重视。当时和现在一样，技术教育的主要目标都是提高全体学生的技术素养，帮助学生对技术及其在社会发展中的地位形成广泛的理解，使他们成为技术世界的积极参与者、谨慎创造者和广泛使用者。所有技术系统都与社会和环境中的情境息息相关，并且会造成或将造成预期或非预期的后果。当前我们面临的许多全球性问题都是由技术选择造成的，因此，参与决策的公民需要具备较高水平的技术素养。

在过去的20年里，教育发生了翻天覆地的变化。在学前至12年级（PreK~12）的课程中，越来越强调设计，尤其强调技术与工程设计。这反映出人们愈加重视基于设计的学习（design-based learning），认可探究、批判性思维、动手制作和实践(hands-on making and doing)对学习的促进作用，以及关注学生在不同情境下可终身适用的学习技能。此外，科学、技术、工程和数学（STEM）教育在学生大学入学和就业（包括在高技能职业就业）准备中发挥的作用也得到了社会的认可。尽管有了这样的认识，但技术与工程在学前至12年级学生教育中的角色和定位，仍常常被狭隘地定义或误解。为此，《技术与工程素养标准》应运而生，以澄清这些问题。

《技术与工程素养标准》阐明了技术与工程在STEM教育中所发挥的作用，但是和技术与工程有着跨学科联系的，并不仅限于科学和数学这两个学科。人们认为，素养（literacy）泛指从语言艺术、社会研究和艺术等众多学科领域中习得的能力。因此，《技术与工程素养标准》试图强调技术与工程学习具有更广泛的跨学科属性，如社会、伦理、经济、环境和美学因素必须与技术因素一同考虑。长期以来，设计、制作与实践的过程一直是技术与工程教育实验室-教室（laboratory-classroom）的标志，并为学生提供了充分的机会来思考和应用不同学科的内容知识、技能和价值观。

《技术与工程素养标准》提供了一个全新的视角来理解“具备技术与工程素养的学生应知应会些什么”。本书未定义一个单一的课程模式，也未声明其可以作为STEM标准，而是描述了学前至12年级技术与工程教育的内容和实践能力。美国各州、各学区，其他一些国家和地区，以及教师等，可基于《技术与工程素养标准》开发适合特定教育环境的课程。

《技术与工程素养标准》与2000年发布的最初版《技术素养标准》相比，有几处明显的不同。核心学科标准的数量从20个减少至8个，相关基准从288个减少至142个。这不仅蕴含着技术与工程专业和STEM领域人员的心血投入，也反映了人们对“权威”标准的渴望。所谓“权威”标准，就是这些标准和基准中所定义的理念和能力具有持久性，随着时间的推移，不会因为技术革新而变化。《技术素养标准》中的“设计世界”在本书中被重新定义为“技术与工程情境（contexts）”。这反映出《技术与工程素养标准》期待实现方法上的转向，即尝试从过于宽泛的技术与工程活动转向更具现实意义的活动，这种具有现实意义的活动既可进行本土化灵活应用，亦能帮助学生吸收并应用本书的核心内容和实践能力。对于每一类情境领域，《技术与工程素养标准》都给出了课程教学案例。此外，本书还概述了技术与工程实践（practices），明确了所有学习技术与工程的学生都应具备的关键特质和个人品质。因此，《技术与工程素养标准》是一份指南，教育工作者可以在此基础上开展课程教学、实施课程评价、设计教学环境、与更广泛的教育界建立联系，为学生的未来做好准备。

本次修订工作得到了美国国家科学基金会（National Science Foundation）和美国技术基金会（Technical Foundation of America）的资助。感谢修订项目领导组的成员，他们全程参与了此项工作；感谢审查与写作组的成员，他们牺牲个人的时间，利用自身的专业知识，促成本书的成形；还要感谢对书稿进行审读并给予建议的每个人。我们希望本书的出版能够成为催化剂，继续推动技术与工程素养全民化目标的实现。