左小珊 明冠華 劉美麗 馬凱

摘? 要：以北京市少年宮（北京教學植物園）教學活動為例，介紹STEAM 教育、環境教育及二者融合產生的E-STEAM教育理念和教學設計。以真實環境問題為導向，運用科學、工程、技術、藝術等知識，將環境教育與STEAM教育有機融合，引導學生思考解決環境問題，豐富校外教育活動形式，在如何利用E-STEAM教育理論進行校外教學實踐方面進行有益探索。

關鍵詞：E-STEAM? 校外教育? 環境教育? 案例設計

一、E-STEAM教育的概念和內涵

STEAM 教育是美國率先倡議發起的一種融合科學（ Science） 、技術（ Technology） 、工程（ Engineer） 、藝術（ Art） 、數學（ Mathematics） 等學科的綜合性教育理念和模式，強化想象力、創造力、問題解決能力、靈活思維和勇于承擔責任等人文素質的作用。隨著全球性問題的演化，人類可持續發展議程對STEAM教育和環境教育提出挑戰，整合STEAM 和環境教育方案與框架的E-STEAM教育應運而生，其致力于引導公眾參與到全局性、整體性、功能性的社會生態問題的解決過程中。E-STEAM教育是以環境相關內容為主題，以STEAM教育為核心，以環境教育為載體，整合科學、技術、工程、數學及藝術等各學科的創新教育，強調人文性與科學性結合，并以真實環境為學習途徑，培養必要素養，解決真實問題的教育領域[1]。

二、E-STEAM教學活動案例開發

作為北京市生態文明教育基地，北京教學植物園擁有百畝植物園場地，具有E-STEAM教育場景優勢和跨學科教師團隊，并在此方面進行大膽探索和實踐。以“兒童參與式蚯蚓塔營建”活動為例，介紹E-STEAM教學活動案例設計和實踐的過程與思考。

（一）以真實的環境問題為任務驅動

解決土壤板結問題，最生態環保的方式是引入蚯蚓等地下生物，通過其有機活動改善土壤的結構和成分，讓土壤保持健康。面對真實問題，提出“自然界中的蚯蚓不會按照我們的安排、乖乖為我們工作，那怎么辦呢？”，讓學生思考生活中的環境問題。

（二）開展有效教學對象與學情分析

教學對象為北京教學植物園綠色科技俱樂部小學五年級及以上學生12人，該年齡段學生具備基本的生態意識，處于好奇心和探索欲較強階段，在前期活動中已具備使用小型制作工具的能力。

（三）科學設置與學科素養相關聯的教學目標

從E-STEAM教育的角度，結合核心素養目標，制定詳細的教學目標，提高育人效果，即引導學生了解花園土壤板結的問題，以利用搭建蚯蚓塔作為任務目標，提高學生的動手實踐、協作配合、解決復雜問題等能力，進而培育學生的生態情感。教學目標從科學素養、美感素養、環境素養、問題解決以及團隊合作五方面綜合考慮，每一方面又從知識與能力、過程與方法情感、態度與價值觀三個維度立體展開，讓每一個教學目標都落到實處。

（四）引入混合式教學方式

從可持續學習的角度設置課前、課中、課后三大板塊學習內容，利用《科創全國青少年科技創新服務云平臺》將前期知識性學習和后期拓展學習放在線上進行，集中學習的時間是120分鐘。

1.課前學習內容

課前學習內容主要讓學生了解挑戰，提前學習土壤板結及伴生的環境問題、蚯蚓塔知識等，這部分可以采用線上學習的方式。然后生成想法，提前在大腦中構思既能有效解決土壤板結問題，又能體現環保、美觀的蚯蚓塔雛形。最后根據初步想法收集所需材料、尺寸要求，尋找可用來制作塔身和蓋子的廢舊物品，課堂要求每人至少收集兩件廢舊物品。

2.課堂集體學習內容

學生攜帶課前作業和收集到的廢舊物品到北京教學植物園參加線下課程，課堂學習時間主要用于集中分享課前學習成果、小組共同動手實踐、作品展示和分享心得等，課堂教學主要分為學習分享、設計蚯蚓塔、建造蚯蚓塔、展示與評價四大板塊。

學習分享環節主要是讓學生分享課前相關知識的學習，以及在小組內分享自己對于蚯蚓塔的初步設計想法，展示自己在家庭中收集的可用于制作的廢舊物品。小組成員了解其他人的設計想法之后，通過討論集體決定本小組的最終實施方案，細化方案并制作詳細的制作流程和時間控制表。每個小組完成設計方案后，可以進入建造環節。動手制作前先進行工具學習，包括認識工具和工具安全使用方法的學習，確保每一位組員都掌握工具使用方法后，小組成員之間進行分工合作，完成具體的動手制作內容。課堂在保證安全的情況下進行，領導小組成員在規定的時間內完成學習內容。完成基本的建造和美化后，每一個小組派代表展示和分享自己的作品。

3.課后學習任務

課堂學習結束后給學生布置課后學習內容，保證持續的學習效果。課后學習主要圍繞蚯蚓塔如何持續管理，蚯蚓壤生態系統的關系思考以及建造后的生態心理建設等方面開展。

比如，布置具體的課后思考：1）自學蚯蚓的飲食結構特點和飼養知識，制作蚯蚓投喂計劃表，制訂蚯蚓投喂規則；2）了解蚯蚓塔里發揮生態作用的不只蚯蚓，還有伴隨食物腐爛產生的各種微生物，它們形成了一個土壤生態系統，發生著能量流動；3）假如你也是一條住在這里的小蚯蚓，你想寫點什么呢？請以蚯蚓的視角撰寫一篇小作文，文體不限，字數300字以上。

4.教學檢測和評價

主要采用作品評價和活動自評表進行評價。自評表通過知識學習、設計思維、小組合作、生態思考、分享展示等方面對自我學習進行評價。其中具體的指標體現勞動精神、廢舊物品利用、自然感知力、表達能力以及生態情感等方面的內容。以給自己幾顆星的方式，讓學生自我評價。

三、總結和反思

（一）由單一的課堂教學轉換為課前、課中、課后持續地開展學習

考慮到該活動涉及知識量較大、學生基礎有差異等因素，按照E-STEAM教學理念，計劃把方案設計調整為將部分知識以問題探索的形式引導學生提前到網站自主學習，帶著思考到植物園場地內集中完成設計和建造等動手過程，并增加課后延伸學習的內容，給學生留有課后繼續思考和學習的空間。

（二）由課堂授課轉變為線上、線下混合式學習

案例設計采用線上、線下混合式教學，通過《科創全國青少年科技創新服務云平臺》學習《為花園建造蚯蚓塔》項目內容，讓學生對蚯蚓塔有基本認知后，再以小組合作的方式為教學植物園設計和制作既能有效解決土壤板結問題，又能體現環保、美觀的蚯蚓塔。線上學習過程根據學生自身的知識基礎進行選擇性學習，對于學生個體更加有效。

（三）項目內容從單一環境問題上升到整體生態環境大概念的思考

北京教學植物園是一個專門面向青少年開展自然教育活動的教學場所，日常會讓學生了解一些與環境相關的問題和技術方法，如土壤板結、植物病蟲害防治、雨水收集、落葉回收處理、生態堆肥等。該活動重點讓學生關注土壤板結的真實問題，學習和制作一些可以解決問題的小型生態景觀，引導學生在真實情景下，綜合運用跨學科知識，提高解決復雜問題的能力，由環境小問題思考生態循環的大問題。

該教學設計還有很多需深入思考的問題，例如，如何引導學生持續關注并解決環境問題，如何合理安排課時和內容，是否要將E-STEAM的全部知識內容作為教學重點體現等。后期我們將開展教學實踐探索，開發觀察、維護、心靈驛站、蚯蚓食譜制作、蚯蚓糞肥轉化效果觀察、生態心理蚯蚓樹洞活動、蚯蚓塔維修和升級改造等延伸活動，持續探究拓展E-STEAM教育成效。

【參考文獻】

[1]黃宇，崔慧慧.以教育應對氣候變化挑戰[J].環境教育，2021（07）：48-51.

[2]黃宇.從STEM到STEAM，以“A”打造未來人才[J].教育家，2021（06）：38-39.

[3]秦德增，秦瑾若.核心素養視角下的STEAM跨學科融合模式研究[J].教育理論與實踐，2018，38（22）：52-56.

[4]岳偉，陳俊源.環境與生態文明教育的中國實踐與未來展望[J/OL].湖南師范大學教育科學學報：1-9[2022-05-05].

[5]呂作文.關于跨學科環境教育校本課程的開發模式探討[J].高考，2021（33）：83-84.