科学与技术有什么不同？现代中小学科技教育的目标定位、内容建构与方法设计

建立和发展中小学科技教育体系是完善拔尖创新人才发现和培养机制的重要组成部分，也是推进教育强国建设的一项基础性工作。2025年10月，教育部等七部门联合印发《关于加强中小学科技教育的意见》（简称《意见》），明确提出“以科学、技术、工程、数学为重点，切实加强中小学科技教育，夯实科技创新人才培育基础”，并提出“到2030年，中小学科技教育体系基本建立”“到2035年，科技教育生态系统全面构建”。可以说，在我国中小学教育实践中，当前正处于从科学教育向科技教育的形态转换阶段，这其中需要重点考虑的一个基础性问题是：在科技教育体系中，如何合理整合在追求和思维上常常显示出差异的科学与技术？对这个问题的回答事关中小学科技教育的目标定位、内容建构和方法设计，因此需要专门的探索。

传统的科学教育和新兴的科技教育虽然都包含除狭义的科学与技术教育之外的部分，如工程和数学，但科学与技术教育仍然是其核心的主体构成。所以，对科技教育内涵和逻辑的思考还是要以科学与技术的教育为核心。

从内涵来说，科技教育中的“科技”作为一个通用词汇已广泛出现在人们的日常学习、工作和生活之中，但对这一概念的理解还很难说已取得完全清晰且一致的认识，甚至可以说还常常存在一些长期的逻辑认识模糊或偏误。具体来看，主要反映在三个方面：一是模糊或混淆科学与技术的内涵和逻辑。在日常生活中，人们借助“科技”这一缩略用语主要指代“科学与技术”。这种缩略组合的表达方式容易让人淡化或模糊科学与技术在目的、对象、方法和过程等方面的差别，使科学与技术在理解上被简单等同，甚至偏向以技术来理解科技整体。[1] 二是以简单化的线性逻辑观念看待科学与技术的关系。人们常将科学理解为一套确定性知识体系，将技术视为对科学知识的应用或产出结果。然而，这种观念忽视了现实中有不少技术发明与创新并非直接或完全源于科学理论，而是时常来自经验性发现以及技术知识自身的积累与演进。[2] 三是存在“重技术轻科学”的倾向。由于科学具有较强的抽象性和数学化特征，科学知识生产过程又依赖长期、系统的研究积累，科学常被理解为远离日常生活的专业活动，是只有科学家在“闲人免进”的实验室中才能做的事。[3] 相比之下，技术作为解决现实问题、实现具体功能并产出有形成果的行动方式，更贴近日常生活，也更容易被感知为“有用”，从而在社会大众中获得更高程度的重视。

在当前中小学科学教育向科技教育形态转换的过程中，这些较普遍存在的关于科学与技术认识的模糊或偏误若长期作用于教育实践层面，便可能会转化为科技教育在目标、内容与方法上的系统性风险。

第一，教育目标的偏漏化风险。一方面，在科技被更偏向理解为技术的认识背景下，中小学科技教育目标的设定在实际中有较大可能更加侧重于培养学生进行技术设计、操作实施以及获得有形成果的能力。另一方面，从科学教育的当下实际发展问题来看，科技教育也有可能出现更偏向科学知识识记的培养目标偏差。[4] 这种目标设定的偏漏化取向风险不利于学生发展出较为完整和系统的科技素养，而只能在科技教育中部分提升学生的科学素养或技术素养。

第二，教育内容的拼接化风险。在科学与技术还时常被理解为“知识—应用”线性关系的认识背景下，科技教育的内容组织往往可能呈现出科学知识与技术活动的简单拼接形态。[5] 科学内容多被呈现为由既有理论、概念和定律构成的确定性知识体系，仅主要承担为后续技术实践提供指引和支撑的功能；技术内容则以操作工具、制作产品等实践性活动形式出现，更可能只被视为对科学知识的具体运用。这种内容组织方式在一定程度上会遮蔽科学与技术本应具有的多样化内涵和逻辑，科学与技术之间在当今科技前沿中的多样化交织关系也难以得到更切实的呈现。

第三，教学方法的操作化风险。以往的科学教育在实际教学中容易出现“重理论轻实践”的倾向，[6] 但更突出技术实践的科技教育在改变这种倾向的过程中，如果对科学与技术的逻辑关系没有整体把握则可能出现另一种极端化倾向，即倾向于过度强调方案设计、操作技能训练以及有形产品制作等实践活动。在这种可能性中，偏于技术实践的教学方法，一方面难以支持学生对科学与技术普遍性理论知识的系统理解，另一方面也难以有效组织科学求知活动和跨领域探究活动。

从道理上说，人们对科学与技术的主要逻辑认识误区，以及由此在科技教育中可能引发的风险与挑战，根源在于缺乏对科学与技术各自内在逻辑及其相互关系的系统性理解。推动中小学科技教育实现高质量发展，有必要回到科学与技术本身，对其内涵与逻辑加以辨析，并在此基础上进一步探索二者在科技教育中的关系定位和整合框架。

（一）科学的内涵与逻辑

何谓科学？这是一个可以有很多回答角度的问题。其一，从最为基本的认识来看，科学首先是一种知识。狭义的科学指的是关于自然现象的本质及其规律的知识。[7] 在广义上，科学可以被定义为用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系。[8] 其二，科学也是一种方法。科学家贝尔纳指出，科学是由许多操作组成的方法，这些操作旨在“引导人类去规定、寻求、试验并运用社会发展任一阶段中一般值得问的也是能答复的问题的答案”。[9] 其三，科学是一种活动。在这一理解下，科学可以被阐释为一种“利用理论（有时是以数学形式表示的理论）来解释自然过程和自然系统的做法”。[10] 总体来看，虽然关于科学的具体定义丰富多样，但这些定义常常具有一个比较基本的共识：科学的根本目的在于认识世界。

实际上，科学的目标在于认识世界这一观点在亚里士多德关于“理论”的论述中就有直接的体现，他认为理论的科学以获得对真的把握为目的，其意义内在于求知本身。[11] 近现代以来，尽管科学在发展中显示出更多的实践性和功利性特征，同时也呈现出与技术、工程越来越交互的态势，但认识世界依然是科学探究更典型的根本指向。因此可以说，从基本逻辑来看，当今的科学依然遵循经典的科学逻辑，主要可以被理解为以认识世界为目的的求真活动，它主要通过观察、实验等经验性方法发现和解释自然现象的本质与规律。

（二）技术的内涵与逻辑

何谓技术？这也是一个需要在众多回答中找寻真义的问题。当下，人们普遍关注的技术定义主要有三类。其一，技术是一种知识。它是指“设计人工事物，以及在科学知识指导下计划对人工事物实施操作、调整、维持和监控的知识领域”。[12] 其二，技术是一种工具或手段。技术哲学研究者埃吕尔认为，技术是“在一切人类活动领域中理性地取得的并具有绝对有效性的手段总体”。[13] 在《辞海》的定义中，技术是指根据生产实践经验和自然科学原理而发展成的各种工艺操作方法与技能。[14] 其三，技术是一种活动或过程。根据米切姆对技术的解读，作为技术的活动指的是人们为实现某种特定的目的，运用知识和意志，进行制作、发明、设计、制造、操作等行为的活动。[15] 从技术的多样化定义来看，技术的根本目的在总体上可以被理解为改造世界。

技术的根本目的在于改造世界，这个观点也有历史渊源。在亚里士多德的论述中，“制作”主要对应的技术就是以某种善为目的，这种目的体现为活动之外的产品或结果。[16] 虽然，人们对技术的认识和理解会随着技术的发展不断丰富，但改造世界在今天依然是学习和创新技术的根本指向。因此，从基本逻辑来看，当今的技术在典型的意义上依然可以被理解为以改造世界为目的的求用活动，它主要通过设计、试验、评价与实施等环节，将构想转化为可行的人工事物，以实现特定功能并改造世界。

（三）科学与技术逻辑的整合框架

科学主要回答“是什么”“为什么”的问题，遵循求真逻辑；技术主要回答“做什么”“怎样做”的问题，遵循求用逻辑。可以说，这两种在典型意义上具有差异的逻辑构成了科学与技术的逻辑张力，两者既会相互连接又会相互牵引、拉伸。科技教育若缺乏具有统整和平衡意义的科学与技术逻辑框架，便容易被陷入科学与技术割裂或拉扯的偏差状态，从而导致科学与技术要么在科技教育实践中被机械并置，要么被组织为“先科学、后技术”的简单化结构，甚至还可能只保留单一的技术或科学。这种处理方式不仅难以回应当前我国科学与技术高度融合的发展态势，也不利于科技教育体系的整体建构和复合型科技创新人才的培养。因此，有必要在承认二者逻辑差异的前提下，探寻一种能够在逻辑上有机整合科学与技术的理论和实践框架。

在建构科学与技术逻辑的整体框架上，中华优秀传统文化中“知行合一”的思想可以提供重要的启示。知与行既有逻辑和功能差异，又内在统一，“知是行的主意，行是知的功夫。知是行之始，行是知之成。若会得时，只说一个知，已自有行在；只说一个行，已自有知在”。[17] 从功能层面看，知重在明理与判断，行在于践履与成事。知因行而得其落实，行因知而获其方向，二者共同指向对“理”的体认与实现，从而构成动态统一的整体结构。[18] 总体而言，“知行合一”的思想传统既看到了知与行两者的整体性，又看到了知与行的差异性和关联性，这提供了非常重要的思路。

科学与技术之间的关系可以在“知行合一”的结构中得到更为清晰的理解和把握。其一，科学与技术具有逻辑和功能差异，需要全面把握。科学在典型意义上作为求真活动，实质上是一种“知”的展开。它通过实验等经验性方法揭示自然现象的本质与规律，其主导价值在于澄明世界的真实法则。技术在典型意义上作为求用活动，实质上是一种“行”的展开。它通过设计、制作与实施等过程将构想转化为现实事物，其主导价值在于实现特定目的、改善现实状态。二者在科技教育中具有不可相互替代的地位，分别承担着认知深化与实践实现的不同功能。其二，科学与技术并非彼此孤立或线性递进，而是在实践过程中内在贯通。近现代大量科技实践表明，在问题驱动的创新进程中，科学探究和技术开发的联系不断强化，呈现出高度耦合的态势，科学与技术正在形成一个贯通发展的连续体。[19] 在这个连续体中，科学探究形成的知识可以为技术开发提供指引，而技术开发的成果可以为科学探究提供材料和方法手段。[20] 尤其在人工智能、量子信息科学、生物医学工程等高度交叉领域，这种交织形态更为显著。其三，科学与技术“合一”在于追求创新的统一性，即二者同为源于面向真实问题的创新实践活动。可以说，创新实践几乎都同时包含对世界的认知和对现实的改造。科学侧重于揭示规律、形成判断，技术侧重于实现构想、改变现实。因此也可以说，科学与技术是同一创新实践过程中的不同侧面。

总之，在从科学教育迈向科技教育的形态转换过程中，有必要以“知行合一”为基本思维框架建构科学与技术的整体逻辑。这一框架既尊重科学与技术在认知方式及实践取向上的差异，又强调二者在问题驱动实践中的生成统一，最终引导学生在真实问题情境中同时展开科学的探究与技术的创新性学习。

科学与技术逻辑张力的合理处理，是高质量推进科技教育的一个重要前提。中小学科技教育相对于传统而言的科学教育，要更加突出同时在“科学之知”“技术之用”以及两者的内在关系上开展教育，让学生在科技的综合领域达到“知行合一”“用创合一”的整体发展状态。所以可以说，科技教育在根本上以培养“知行合一”和“学创结合”的复合型科技创新人才为目标，强调学生能够整体把握科学与技术在逻辑上的差异以及在实践中的贯通关系；同时，追求在教学活动中对多方面内容加以统筹组织，力图使科学认知与技术行动在真实问题情境中协同展开。

基于科学与技术“知行合一”整体逻辑框架，中小学科技教育在目标、内容和方法三个层面需要作出战略推进。

（一）构建更加整体而系统的中小学科技教育目标体系

在教育目标方面，面向科学与技术“知行合一”整体逻辑的中小学科技教育，需要从整体育人视角重新审视科学与技术在科技教育目标中对应的定位，通过构建更加整体而系统的目标体系，使以二者为主的科技教育活动在育人进程中协同展开。

所谓整体，是指中小学科技教育应落实立德树人根本任务，在目标设定上不能局限于科学、技术、工程和数学中一个或少数具体板块的发展目标，而是要着重统整四者，特别是统整科学与技术两者不同的具体育人指向，最终能重点实现引导学生在科学求真与技术求用的组合过程中达到整体成长。简而言之，中小学科技教育旨在培养能够“知行合一”“学创结合”的复合型科技创新人才。这种复合型科技创新人才，既具备科技精神与品格，又能够理解和运用科技知识与方法，还能不断提升科技创新能力。

所谓系统，是指中小学科技教育目标的层次化与递进性安排。这种安排应遵循学生身心发展规律以及科技学习的阶段性逻辑，在不同学段形成循序渐进、各有侧重的发展梯度。《意见》明确提出要构建协同贯通的育人体系，并对不同学段作出区分性安排：“小学低年级阶段侧重感知体验和兴趣培养”“小学中高年级阶段侧重概念理解和动手探究”“初中阶段侧重实践探究和技术应用”“高中阶段侧重实验探究和工程实践”。

在整体性与系统性原则的共同引导下，中小学科技教育应逐步形成多层次和具有连续性的“基础认知—综合应用—创新突破”结构目标体系，使学生能在现代科学与技术的逻辑联结过程中实现认知深化与行动掌握的协同发展，为复合型科技创新人才的成长提供目标导引。

（二）建设均衡且逻辑相关联的中小学科技教育内容体系

在内容层面，面向科学与技术“知行合一”整体逻辑的中小学科技教育需要建设均衡且逻辑相关联的教育内容体系。当前中小学科技教育中，内容体系的系统性不足问题较为突出。科学与技术教育的内容往往或以简单拼合的方式呈现，或由单一逻辑主导进行安排，都容易导致科学探究与技术学创之间难以形成有机统一。基于“知行合一”的基本框架，中小学科技教育内容应在全面涵盖科学、技术、工程、数学等内容的基础上，通过清晰的逻辑关联形成整体，使所有内容在体系中各具侧重、相互支撑，从而呈现出多要素协同融合的网络化状态。

从内容结构看，中小学科技教育内容可区分为普遍性内容与具体性内容两个基本层面，这两个基本层面需要做到均衡且逻辑相关联。普遍性内容主要指向让学生对科学、技术、工程和数学的本质、目标、方法及过程进行基本理解，包括科学、技术、工程和数学的基本观念与历史等内容。这种普遍性内容为学生把握科学与技术的逻辑差异及其内在联系提供根本的认知框架，是统摄具体学习活动的重要基础。具体性内容则围绕科学、技术和科技综合问题展开，引导学生在情境化活动中参与探究，发展知识、思维与实践能力。这类内容具有鲜明的情境性与实践性，在内容构成上往往涵盖科学、技术、工程和数学等领域，使学生在综合运用知识与方法的过程中体验科技活动的整体性。

此外，中小学科技教育还应特别增补融合科学与技术的交叉领域内容，使其成为连接中小学科技教育普遍性内容与具体性内容的桥梁纽带。面对人工智能、生物技术等快速发展的重要交叉领域，仅依赖单一学科知识和素养已难以支撑复杂问题的解决，因此中小学科技教育要专门进行此类前沿交叉内容的组织。中小学科技教育要通过普遍性内容的统筹引导，使学生能够在具体问题情境中基于对科学与技术根本规律的理解合理选择知识与方法，在科学探究与技术创新性学习的互动过程中把握二者的内在联系，逐步形成跨领域整合能力。

（三）创新兼重培养认知与行动的中小学科技教育教学方法体系

在教学方法层面，面向科学与技术“知行合一”整体逻辑的中小学科技教育需要创新兼重培养认知与行动的教学方法体系。由于中小学科技教育内容中既有普遍性内容，又有具体性内容，还有交叉领域内容，所以教学活动不宜采用单一的方法。面向多元一体的教育内容，中小学科技教育在方法中应追求依据教育内容所蕴含的科学或技术逻辑进行有针对性的组织，使学生在理解与实践的互动过程中形成完整经验。

对于普遍性科技教育内容，如科学、技术、工程和数学的基本观念与历史等，中小学科技教育宜通过阅读、讨论、思辨与交流等方式开展教学。这些方法致力于引导学生理解科学与技术的本质特征及其发展过程，逐步建立认知框架。

对于具体性科技教育内容，中小学科技教育则需要依据科学探究与技术创新性学习的不同逻辑采取差异化教学方式。科学探究类活动的方法侧重围绕科学问题提出假设、收集证据并进行推理验证，引导学生经历科学求真的过程；技术实践类活动的方法则侧重围绕技术问题进行方案设计、评价与实施，使学生在解决实际问题中体验技术求用的过程。

此外，中小学科技教育还应通过问题驱动的实践活动组织方式促进科学认知与技术行动的有机融合。围绕真实情境中的综合性问题组织学习主题，可以使学生在同一学习进程中同时经历科学探究与技术学创，这是体现“知行合一”教学思想的重要方式。当代前沿科技领域中广泛存在的“科学化的技术”与“技术化的科学”等交叉形态，为学生理解科学与技术的关系提供了重要情境。教师可组合项目式学习、探究式学习等方式，引导学生在科技实践活动中综合运用多学科知识与方法，使科学认知与技术行动相互生成、彼此修正，从而形成对科学与技术关系的整体性把握。