左小珊 明冠华 刘美丽 马凯

摘  要：以北京市少年宫（北京教学植物园）教学活动为例，介绍STEAM 教育、环境教育及二者融合产生的E-STEAM教育理念和教学设计。以真实环境问题为导向，运用科学、工程、技术、艺术等知识，将环境教育与STEAM教育有机融合，引导学生思考解决环境问题，丰富校外教育活动形式，在如何利用E-STEAM教育理论进行校外教学实践方面进行有益探索。

关键词：E-STEAM  校外教育  环境教育  案例设计

一、E-STEAM教育的概念和内涵

STEAM 教育是美国率先倡议发起的一种融合科学（ Science） 、技术（ Technology） 、工程（ Engineer） 、艺术（ Art） 、数学（ Mathematics） 等学科的综合性教育理念和模式，强化想象力、创造力、问题解决能力、灵活思维和勇于承担责任等人文素质的作用。随着全球性问题的演化，人类可持续发展议程对STEAM教育和环境教育提出挑战，整合STEAM 和环境教育方案与框架的E-STEAM教育应运而生，其致力于引导公众参与到全局性、整体性、功能性的社会生态问题的解决过程中。E-STEAM教育是以环境相关内容为主题，以STEAM教育为核心，以环境教育为载体，整合科学、技术、工程、数学及艺术等各学科的创新教育，强调人文性与科学性结合，并以真实环境为学习途径，培养必要素养，解决真实问题的教育领域[1]。

二、E-STEAM教学活动案例开发

作为北京市生态文明教育基地，北京教学植物园拥有百亩植物园场地，具有E-STEAM教育场景优势和跨学科教师团队，并在此方面进行大胆探索和实践。以“儿童参与式蚯蚓塔营建”活动为例，介绍E-STEAM教学活动案例设计和实践的过程与思考。

（一）以真实的环境问题为任务驱动

解决土壤板结问题，最生态环保的方式是引入蚯蚓等地下生物，通过其有机活动改善土壤的结构和成分，让土壤保持健康。面对真实问题，提出“自然界中的蚯蚓不会按照我们的安排、乖乖为我们工作，那怎么办呢？”，让学生思考生活中的环境问题。

（二）开展有效教学对象与学情分析

教学对象为北京教学植物园绿色科技俱乐部小学五年级及以上学生12人，该年龄段学生具备基本的生态意识，处于好奇心和探索欲较强阶段，在前期活动中已具備使用小型制作工具的能力。

（三）科学设置与学科素养相关联的教学目标

从E-STEAM教育的角度，结合核心素养目标，制定详细的教学目标，提高育人效果，即引导学生了解花园土壤板结的问题，以利用搭建蚯蚓塔作为任务目标，提高学生的动手实践、协作配合、解决复杂问题等能力，进而培育学生的生态情感。教学目标从科学素养、美感素养、环境素养、问题解决以及团队合作五方面综合考虑，每一方面又从知识与能力、过程与方法情感、态度与价值观三个维度立体展开，让每一个教学目标都落到实处。

（四）引入混合式教学方式

从可持续学习的角度设置课前、课中、课后三大板块学习内容，利用《科创全国青少年科技创新服务云平台》将前期知识性学习和后期拓展学习放在线上进行，集中学习的时间是120分钟。

1.课前学习内容

课前学习内容主要让学生了解挑战，提前学习土壤板结及伴生的环境问题、蚯蚓塔知识等，这部分可以采用线上学习的方式。然后生成想法，提前在大脑中构思既能有效解决土壤板结问题，又能体现环保、美观的蚯蚓塔雏形。最后根据初步想法收集所需材料、尺寸要求，寻找可用来制作塔身和盖子的废旧物品，课堂要求每人至少收集两件废旧物品。

2.课堂集体学习内容

学生携带课前作业和收集到的废旧物品到北京教学植物园参加线下课程，课堂学习时间主要用于集中分享课前学习成果、小组共同动手实践、作品展示和分享心得等，课堂教学主要分为学习分享、设计蚯蚓塔、建造蚯蚓塔、展示与评价四大板块。

学习分享环节主要是让学生分享课前相关知识的学习，以及在小组内分享自己对于蚯蚓塔的初步设计想法，展示自己在家庭中收集的可用于制作的废旧物品。小组成员了解其他人的设计想法之后，通过讨论集体决定本小组的最终实施方案，细化方案并制作详细的制作流程和时间控制表。每个小组完成设计方案后，可以进入建造环节。动手制作前先进行工具学习，包括认识工具和工具安全使用方法的学习，确保每一位组员都掌握工具使用方法后，小组成员之间进行分工合作，完成具体的动手制作内容。课堂在保证安全的情况下进行，领导小组成员在规定的时间内完成学习内容。完成基本的建造和美化后，每一个小组派代表展示和分享自己的作品。

3.课后学习任务

课堂学习结束后给学生布置课后学习内容，保证持续的学习效果。课后学习主要围绕蚯蚓塔如何持续管理，蚯蚓壤生态系统的关系思考以及建造后的生态心理建设等方面开展。

比如，布置具体的课后思考：1）自学蚯蚓的饮食结构特点和饲养知识，制作蚯蚓投喂计划表，制订蚯蚓投喂规则；2）了解蚯蚓塔里发挥生态作用的不只蚯蚓，还有伴随食物腐烂产生的各种微生物，它们形成了一个土壤生态系统，发生着能量流动；3）假如你也是一条住在这里的小蚯蚓，你想写点什么呢？请以蚯蚓的视角撰写一篇小作文，文体不限，字数300字以上。

4.教学检测和评价

主要采用作品评价和活动自评表进行评价。自评表通过知识学习、设计思维、小组合作、生态思考、分享展示等方面对自我学习进行评价。其中具体的指标体现劳动精神、废旧物品利用、自然感知力、表达能力以及生态情感等方面的内容。以给自己几颗星的方式，让学生自我评价。

三、总结和反思

（一）由单一的课堂教学转换为课前、课中、课后持续地开展学习

考虑到该活动涉及知识量较大、学生基础有差异等因素，按照E-STEAM教学理念，计划把方案设计调整为将部分知识以问题探索的形式引导学生提前到网站自主学习，带着思考到植物园场地内集中完成设计和建造等动手过程，并增加课后延伸学习的内容，给学生留有课后继续思考和学习的空间。

（二）由课堂授课转变为线上、线下混合式学习

案例设计采用线上、线下混合式教学，通过《科创全国青少年科技创新服务云平台》学习《为花园建造蚯蚓塔》项目内容，让学生对蚯蚓塔有基本认知后，再以小组合作的方式为教学植物园设计和制作既能有效解决土壤板结问题，又能体现环保、美观的蚯蚓塔。线上学习过程根据学生自身的知识基础进行选择性学习，对于学生个体更加有效。

（三）项目内容从单一环境问题上升到整体生态环境大概念的思考

北京教学植物园是一个专门面向青少年开展自然教育活动的教学场所，日常会让学生了解一些与环境相关的问题和技术方法，如土壤板结、植物病虫害防治、雨水收集、落叶回收处理、生态堆肥等。该活动重点让学生关注土壤板结的真实问题，学习和制作一些可以解决问题的小型生态景观，引导学生在真实情景下，综合运用跨学科知识，提高解决复杂问题的能力，由环境小问题思考生态循环的大问题。

该教学设计还有很多需深入思考的问题，例如，如何引导学生持续关注并解决环境问题，如何合理安排课时和内容，是否要将E-STEAM的全部知识内容作为教学重点体现等。后期我们将开展教学实践探索，开发观察、维护、心灵驿站、蚯蚓食谱制作、蚯蚓粪肥转化效果观察、生态心理蚯蚓树洞活动、蚯蚓塔维修和升级改造等延伸活动，持续探究拓展E-STEAM教育成效。

【参考文献】

[1]黄宇，崔慧慧.以教育应对气候变化挑战[J].环境教育，2021（07）：48-51.

[2]黄宇.从STEM到STEAM，以“A”打造未来人才[J].教育家，2021（06）：38-39.

[3]秦德增，秦瑾若.核心素养视角下的STEAM跨学科融合模式研究[J].教育理论与实践，2018，38（22）：52-56.

[4]岳伟，陈俊源.环境与生态文明教育的中国实践与未来展望[J/OL].湖南师范大学教育科学学报：1-9[2022-05-05].

[5]吕作文.关于跨学科环境教育校本课程的开发模式探讨[J].高考，2021（33）：83-84.