郑建锋 肖萍 张玉慧 陶思炜 段苹丽 王锦涛 李治云 任浩

[摘要]  简要概述了中小学地震科普的重要性、地震科普现状及存在的问题，重点探讨了基于STEAM教育理念的中小学地震科普发展路径。鉴于中小学地震科普教育现状及存在的问题，在明确地震科普教育主旨、服务对象或受众群体及有效科普内容和形式的基础上，本文运用STEAM教育理念对中小学地震科普有效路径提出思考，并以初中学段为例做具体案例分析，提出构建STEAM视角下地震科普生态体系。STEAM教育是融合了科学、技术、工程、艺术和数学 的跨学科教育理念，强调学科融合，并以项目为主线，教师为引领，学生为主体的一种全新的学习形式。本研究认为地震科普宣传需要融入STEAM教育理念、构建高质量科普教育体系，涵盖校内和校外的教育活动和主动学习能力，营造一个适合科普教育发展的生态体系。

[关键词] 中小学; 地震科普; STEAM教育; 生态体系

[DOI] 10.19987/j.dzkxjz.2023-157

0  引言

中国是一个地震频发的国家，在全世界的大陆地震中，中国大陆地震占了将近三分之一^[1-2]，仅2018—2022年，就发生了181次 5.0 级以上的地震^[3]。地震是一种突发的、剧烈的地壳运动形式，具有突发性、瞬时性、破坏性大、影响面积广及连锁性强等特点，其诱发的次生灾害对人类生活带来了巨大的影响和财产损失^[1，4]。以2008年5月12日汶川M_S8.0地震为例，地震严重破坏地区超过10万km²，受灾区共237个县（市），87000人死亡或失踪，造成直接经济损失8451亿元^[5]。面对我国地震活动分布广、频度高、强度大、次生灾害重等基本国情，加强地震科普宣传工作、提高民众的防震减灾意识和能力是一项长期的战略任务。地震科普的形式和内容极大地影响宣传效果等诸多方面，而民众对地震科普知识的认知直接影响着自救互救能力和紧急应变能力的形成。学校是人员集中的地方，也是地震发生时最容易造成人员伤亡的公共场所之一。开展防震减灾知识宣传、全面提升师生的防震减灾意识和自救互救能力，有利于其正确认识地震、科学防范地震灾害，对维护生命财产安全、保障经济发展和维持社会稳定具有十分重要的意义。

地震科学是一门涉及面广且复杂的综合性学科，其科普内容涉及较广^[4，6]，主要包括地震相关的自然科学和社会科学常识。当前中小学开展地震科普教育主要是以传统方式（如防震演练、地震相关的知识竞赛与知识讲座等）进行，以线下群体活动为主，所花费的人力、物力以及时间均较多，且活动成效并不理想。因此，在中小学开展地震科普教育，急需借助一种新的途径或形式开展有效地震科普。作为一种注重实践，强调跨学科整合的教育理念，STEAM教育以学习者为中心，基于项目制、任务-问题为导向的学习方式，培养学生科学、技术、工程、人文及数学5个方面素养的同时，发展学生批判性思维和科学思维、提高解决问题的能力^[7-10]。结合中小学生的认知特点，本文尝试性地将STEAM教育理念融入到中小学地震科普发展路径的构建中，以期供同行参考。

1  中小学地震科普现状及存在问题

1.1  地震科普现状

根据前人研究总结出地震科普现状^{[5-6，11-14]}： ① 从全国范围来看，科普公众接触率中学生群体具有明显优势；民众日常接觸防震减灾科普最多的形式为地震灾害相关讲座和展览，希望了解到的内容为应急避难技能与自救互救知识。 ② 常见科普类别为地震科普作品、科普活动及科普场所3大类。 ③ 地震科普宣传通常在地震后或 “5·12 全国防灾减灾日”等集中开展宣传，科普形式主要为传统媒体和新媒体2种形式，共11类科普教育具体形式（表1）。 ④ 地震科普内容聚焦5个方面，涵盖震前、震中、震后及弘扬抗震救灾精神（表1）。 ⑤ 中小学地震科普，在组织学生学习防震减灾知识方面，重视程度从高中、初中、小学逐渐降低；学习方式方面，小学采取的方式更多元化、灵活多变（如互动游戏、兴趣小组、知识竞赛等形式）；开展地震应急演练频次方面，3个学段差距不大。

1.2  存在的问题

当前中小学地震科普存在着诸多问题，主要体现在宣传内容及形式和科普意识方面。

1.2.1  宣传内容及形式方面

中小学生地震科普薄弱，存在城乡、区域差别，总体而言，对地震、自然科学现象及相关概念和定义不清晰，知其然不知其所以然，缺乏对现阶段地震科学研究发展现状的了解。未了解我国只有省级及以上政府部门才有发布地震预报的权限，进而导致误读相关行政部门发布的地震相关信息，缺少辨别地震谣言的能力。自救互救装备知识与技能、应急避难场所与应急棚户区的标识与位置宣传普及力度不够，缺乏科学自救互救能力，地震发生时盲目逃生。科普宣传拘泥于形式、缺乏创意创新、内容单一，对学生不具有吸引力，且未考虑乡村和城市学校的学情不同，存在科普宣传的“一刀切现象”。在面向中小学学生开展相关工作时，未注重实施过程内容的针对性以及实施后的受众性。此外，缺乏U—G—S（大学/科研机构—政府—中小学）联动机制，社区及各级行政部门尚未达成良好的协作，未形成良好的地震科普宣传的生态体系。

1.2.2  科普意识缺乏

我国学生学业压力较大，参与课外活动的时间少，缺乏科普尤其是地震科普意识。教师自身科普宣传意识欠缺，避震逃生应急能力不强，大部分教师单纯认为进行科学科普宣传只是科学老师的职责。学校对地震科普的重要性认识不够，且部分落后地区中小学相关硬件设施不完善，不具备开展好地震知识科普的能力。在面向中小学开展科普教育时须注重实施过程内容的针对性以及受众群体的反馈。综上所述，当前以传统宣传方式为主的地震科普形式难以满足对中小学生进行有效科普教育的需求。

2  STEAM教育在中小学地震科普教育的融入路径

STEAM教育理念以学生发展为中心、突出实践和跨学科整合、遵循学生的认知特点和发展规律，受到国内外教育界的广泛关注和认可^[7-11]。鉴于中小学地震科普教育现状及存在的问题，本研究认为地震科普宣传需要融入STEAM教育理念、构建高质量科普教育体系，涵盖校内和校外的教育活动和主动学习能力，营造一个适合科普教育发展的生态体系。本文接下来先简单介绍STEAM教育理念及其与地震科普的关联性，从时间（学段维度）、空间（主体维度）和功能（要素维度）3方面对中小学地震科普教育发展路径进行分析，最后以具体实例探讨STEAM教育在中小学地震科普中的融入。

2.1  STEAM教育简介及特征

2.1.1  STEAM教育简介

STEAM教育是融合了科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）和数学（Mathematics）的跨学科教育理念，强调学科融合，并以项目为主线，教师为引领，学生为主体的一种全新的学习形式^[7-10]。STEAM教育于2014年由美国学者格雷特·亚克门（Georgette Yakman）引入中国^[8-9]。此外，STEAM教育强调知识与实际问题的结合，旨在培养学生的科学、技术、工程、设计、数学素养及人文艺术涵养^[7-10]。

2.1.2  STEAM教育特征与地震科普的联系

STEAM教育强调学科知识融合、真实场景/情景化、学习者为中心及注重工程设计（图1），具有基于项目制、问题/任务-合作探究为导向、注重实践等特征。地震科普主要涉及科普作品、活动及场馆3大类别，将地震科普融会贯通至中小学，这就需要以学习者（受众对象）为中心，结合特定的真实场景或者说情景化，将科普知识进行跨学科融合运用。不难看出，STEAM教育促进学生自主建构知识，并对基于真实情境的问题和项目进行科学探究，完全吻合地震科普教育的需求。

2.2  基于STEAM教育理念的地震科普发展路径思考

我国地震频发、强度大等特点决定了地震科普教育需要持续性和常态化。面向中小学生地震科普时需要明确3个方面： ① 宣传对象或者受众群体是谁？基础教育学段的中小学生； ② 地震科普教育的主旨是什么？全面提升中小学生们的防震减灾意识和自救互救能力，助其正确认识地震现象，科学防范地震灾害，激发对科学探索的兴趣，培养科学家精神和责任担当； ③ 什么是有效科普？其内容和形式有哪些？通过特定的科普宣传，获取地震相关常识及一定的防震减灾技能，能进行地震响应行为，如自救互救，谣言信息识别等（图2）。面对中小学开展地震科普，本文运用STEAM教育理念从学段、空间和要素（内容、途径）3方面进行构思。

（1）根据受众对象的特征（如城乡及区域差别，不同学段的认知特点、思维能力的差异），基于STEAM教育理念，设计相应的地震科普宣传形式和内容，打通学段壁垒，呈现科普教育连贯性，起到教育一个学生、带动一个家庭、辐射整个社会的效果。

（2）科普宣传是科技界与教育界的共同责任，科教融合理应打通高等教育阶段到人才培养初期壁垒，在政策引导下实现科教融合育人的新格局^[15]。地震科普宣传主要涉及政府、学校、家庭、场馆、高校与科研院所、企事业单位及社会组织几大空间主体（图3左图）。各主体之间通过目标协同、机制协同，育人优势要素，和市场的共同作用下，形成相互关联共赢共生的体系结构，构成中小学地震科普教育生态体系的重要主体元素（图3右图）， 发挥科普教育体系的无限可能^[15-18]。

（3）鉴于中小学生思维能力和认知水平不同，需分学段设计地震科普内容，不同学段科普内容要体现侧重点（表2）。从受众对象的学段维度入手，分析个体发展特征及地震科普侧重点。基于STEAM教育理念（项目制、任务/问题为导向、合作探究、真实场景如科技场馆、学校内外环境等），设计科普活动、作品，让中小学生主动学习，从地震科普转为学生自主探究的综合实践活动，激发学生兴趣，让学生展开探索式学习，自主发现问题后进行解决，寻找解决问题的方法和途径（图4）。

2.3  STEAM教育的地震科普融入实例?以初中为例

初中生年龄在13～15岁左右，认知方面体现为抽象逻辑思维得到发展，能够处理假设情境，进行科学推理，但很大程度上还是依赖于感性经验支持。其次，初中生心理社会方面处于青春期，情绪波动较大，对未来充满憧憬，进取心强，自控能力不断增强，容易在社会要求和社会交往中产生角色混乱，开始对人生及世界进行思考和探索。针对初中生段学生，围绕STEAM教育强调科学、技术、工程、人文及数学5个元素来设计科普活动、作品为主来展开地震科普。

以“模拟地震逃生”活动为主题，对学生进行小组划分，引导学生自己查找地震逃生资料、进行逃生方案设计，开展“模拟地震逃生”小组方案比赛。逃生方案需要体现5个元素的融入：地震场景布置的素材及物品（S-科学元素：有什么？）；地震现场的设计（E-工程元素及T-技术元素：用什么？做什么、怎样做？学到什么？）；地震场景的规模及大小（M-数学元素：如何融入？）；模拟逃生、自救互救方案策划（A-人文元素）。“模拟地震逃生”的开展属于科普活动，小组情景模拟比赛就是科普作品的体现。

STEAM教育理念体现为科学与技术通过工程与艺术进行整合，总体建立在数学基础上。“模拟地震逃生”活动属于一个项目（project），学生在设计整个活动的过程中需要综合考虑STEAM教育强调的5个元素。例如，科学元素层面，地震逃生模拟现场素材及物品需要从科学的角度来进行选择；地震现场的设计则需要综合考虑技术及工程元素的应用；地震场景及逃生现场的规模需要融入数学的元素；整个“模拟地震逃生”活动的方案策划及作品呈现则是人文元素的体现。通过设计科普活动、作品，小组成员合作、小組之间互评总结，在进行地震科普宣传的同时，培养并提高了中小学生科学、技术、数学、人文及工程的5个方面素养、团队合作精神、创新探究学习能力，激发了对科学的学习热情，进一步响应国家对新时代人才“五育并举、立德树人”的培养需求。

3  结论

普及地震相关的防震、减灾知识，有助于激发中小学生对科学的兴趣，培养科学家精神、爱国情怀及责任担当。鉴于学段不同，中小学生的认知存在极大的差异性。研究认为STEAM教育理念（以学生为中心，强调跨学科整合、情景化教学、注重实践及项目制、问题-探究为导向的学习方式）极大地满足中小学地震科普要求，响应了国家“五育并举”教育方针的号召。由此，在中小学开展地震科普时，在考虑受众对象学段差异性的同时，将STEAM教育融入地震科普的形式和途径中，鼓励不同主体协同育人，构建适应中小学地震科普教育的生态体系。

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The path of earthquake science popularization in primary and secondary schools under the frame of STEAM education

Zheng Jianfeng¹， Xiao Ping^{1， *}， Zhang Yuhui¹， Tao Siwei¹， Duan Pingli¹， Wang Jintao¹， Li Zhiyun²， Ren Hao²

1. Yuxi Normal University， Yunnan Yuxi 653100， China

2. Yuxi Nier Elementary School， Yunnan Yuxi 653100， China

[Abstract]  This paper briefly summarizes the importance， current situation and existing problems of earthquake science popularization in primary and secondary schools， and focuses on the development path of earthquake science popularization based on STEAM education concept. On the basis of clarifying the main purpose， service target group of earthquake science popularization education， and effective popular science content and form， this paper applies the concept of STEAM education to propose the effective path of earthquake science popularization in primary and secondary schools. Taking the junior high school section as an example to make a specific case analysis， this paper suggests to build an earthquake science popularization ecosystem from the perspective of STEAM education. STEAM education is an interdisciplinary education concept that integrates science， technology， engineering， arts and mathematics， emphasizing the integration of disciplines. It is a new form of learning in which taking projects as the main line， teachers as the lead， and students as the main body. This study argues that STEAM education needs to be integrated into the earthquake science popularization， and a high-quality science education system should be constructed， covering both on- and off-campus educational activities and active learning ability， so as to create an ecosystem suitable for the development of science popularization education.

[Keywords] primary and secondary schools; earthquake science popularization; STEAM education; ecosystem