本刊记者 / 李平沙 杨锦萌
编者按:本期稿件围绕“推进科学教育与生态文明教育相融合”这一主题,邀请北京师范大学教育学部课程与教学研究院教授、博士生导师高潇怡,北京市西城区青少年科技馆环保组组长、全国十佳科技辅导员赵溪,北京市海淀区中关村第三小学科学教育负责人、课程部副主任郝石佩来共同探讨这一问题。
内容相互渗透,重视实践探究
《环境教育》:中小学科学课程内容中包含的自然物质科学、生命科学等领域,都与生态文明有着直接关系。怎样看待科学教育与生态文明教育的关系?科学教育如何推动生态文明教育的发展 ?
高潇怡教授在人大附中实验小学“做自然的朋友——小小创变家”专场展示活动中展开指导。
高潇怡:我们可以在科学教育中渗透生态文明教育。一方面,“生态”这个词本身就是在物质科学、生命科学范畴之内,科学教育的具体内容中已经包含了生态文明教育的内容。另一方面,生态文明是科学教育应该有的一种立场或者视角,是科学教育的应有之义。学生通过接受科学教育,从而理解生态文明的内涵,并对其建立思考与认同,最终方能上升到行动层面。
那么,如何通过科学教育推动生态文明教育的发展呢?需要关注科学教育与生态文明教育在内容维度和实践维度上的关联。从内容维度看,科学教育可以成为生态文明教育的内容载体,二者在内容上相互渗透,具有很高的关联性;从实践维度看,科学教育鼓励学生进行科学实践,这个范畴比科学探究的范畴更加饱满。生态文明教育有很多涉及资源保护、低碳发展、人口健康等相关社会性科学的议题,都具有很强的社会关切和实践取向。同时,这些议题也与学生生活密切相关,能够调动学生的学习兴趣。因此,当我们基于这些生态文明相关议题开展科学实践的时候,能够更好地引导学生调用所学的科学知识、设计方案并采取行动,从而更好地改善身边的环境。
那么,如何通过科学教育推动生态文明教育的发展呢?需要关注科学教育与生态文明教育在内容维度和实践维度上的关联。从内容维度看,科学教育可以成为生态文明教育的内容载体,二者在内容上相互渗透,具有很高的关联性;从实践维度看,科学教育鼓励学生进行科学实践,这个范畴比科学探究的范畴更加饱满。生态文明教育有很多涉及资源保护、低碳发展、人口健康等相关社会性科学的议题,都具有很强的社会关切和实践取向。同时,这些议题也与学生生活密切相关,能够调动学生的学习兴趣。因此,当我们基于这些生态文明相关议题开展科学实践的时候,能够更好地引导学生调用所学的科学知识、设计方案并采取行动,从而更好地改善身边的环境。
总而言之,从内容和实践的这两个角度来看,科学教育与生态文明教育存在很多结合点,可以落实到教育教学各个层面。
赵溪:在新版的科学课标准中,在核心素养内涵和总目标中均明确指出了要热爱自然,具有节约资源、保护环境,推动生态文明建设和可持续发展的责任感。在教材与课程中也有很多内容涉及了人与自然的关系、地球环境等领域。科学课程的这些设计从理性认知和态度责任上提供了适合义务教育学段学生接受的生态文明教育。而在实践层面,中小学劳动教育中也有建设生态文明的内容。所以我认为,生态文明教育已经在中小学的教育活动与课堂中生根发芽,当然也包括科学教育。
赵溪:在新版的科学课标准中,在核心素养内涵和总目标中均明确指出了要热爱自然,具有节约资源、保护环境,推动生态文明建设和可持续发展的责任感。在教材与课程中也有很多内容涉及了人与自然的关系、地球环境等领域。科学课程的这些设计从理性认知和态度责任上提供了适合义务教育学段学生接受的生态文明教育。而在实践层面,中小学劳动教育中也有建设生态文明的内容。所以我认为,生态文明教育已经在中小学的教育活动与课堂中生根发芽,当然也包括科学教育。
而科学教育在这一生态文明教育谱系中的独特作用在于培养“知其然,亦知其所以然”的生态文明公民。从中小学生的心理发展规律来看,进入青春期的青少年自我意识增强,导致说教式、命令式的管教方法容易适得其反,而同时青少年的逻辑思维能力迅速发展,科学教育正是通过培养青少年利用理性的视角去探索、理解人与自然的关系,由此自发性地认同生态文明理念。
郝石佩:科学教育与生态文明教育二者之间存在着紧密的联系和互相促进的关系。首先,科学教育为生态文明教育提供了理论基础和实践指导。例如,通过学习自然物质科学,学生可以了解地球的物理化学性质,认识到自然资源的有限性和宝贵性;通过生命科学的学习,学生可以了解生物多样性的重要性,认识到生态系统的平衡对于生命存续的关键作用。这些科学知识为培养学生的生态意识和环境责任感奠定了坚实的基础。
郝石佩:科学教育与生态文明教育二者之间存在着紧密的联系和互相促进的关系。首先,科学教育为生态文明教育提供了理论基础和实践指导。例如,通过学习自然物质科学,学生可以了解地球的物理化学性质,认识到自然资源的有限性和宝贵性;通过生命科学的学习,学生可以了解生物多样性的重要性,认识到生态系统的平衡对于生命存续的关键作用。这些科学知识为培养学生的生态意识和环境责任感奠定了坚实的基础。
其次,生态文明教育能够为科学教育注入价值导向,帮助学生建立起正确的自然观和价值观。生态文明教育强调人与自然和谐共生的理念,要求人类在发展经济、改善生活的同时,更要注重环境保护、资源节约和生态平衡。通过生态文明教育的渗透,科学教育不仅传授知识,更能培育学生的环境伦理和可持续发展的思维方式。
科学教育与生态文明教育的结合也有助于培养学生的创新能力和实践能力。生态文明教育鼓励学生将科学知识应用于解决实际环境问题,发明创新的技术和方法,促进绿色发展。这种教育方式能够激发学生的探究兴趣,培养他们的动手能力和问题解决能力,为他们成为未来的环境保护者、科技创新者和绿色经济的建设者打下坚实的基础。
把握价值内核,引领自觉行动
《环境教育》:在中小学科学教育过程中,如何将科学教育与生态文明价值观相结合,在传递科学知识的同时提升中小学生的生态环境保护意识?
高潇怡:价值观是科学教育的一个内核,传递生态文明价值观是科学价值观的一个重要方面。学生从科学学习过程中习得知识,到获取情感、态度和价值观,再落实到具体行动,这是一个循序渐进的过程。如果生态文明教育活动的目标仅仅只是向学生传递或者让其记忆某些事实性的知识,并不能直接引发行动,并没有触及价值观层面。这也是目前很多学校的生态文明教育活动水平存在明显差异的一个原因,有些活动看似进行得轰轰烈烈,实际上浅尝辄止。
国家植物园(北园)开展自然观察课,引导青少年用科学方法了解植物与其他生物之间的关联。国家植物园 / 供图
教师在设计一个具体教学活动之初,就应该明确指向价值认同。如果教师传递给学生的是一种观点性表达,这种观点是需要学生通过行动和实 践才能去认同、理解的知识,那么在这个过程中,学生必然要卷入实践活动,从而同步获得情感、态度和价值观。在一个完整的活动链条中,知识经验层面的目标、方法层面的目标和情感态度层面的目标,实际上形成了有机的统一。
我们以“水资源保护”主题为例,如果教师单纯地告诉学生地球上水资源的分布和数量,这些仅仅是事实上的知识,对于学生来说只是一组组数字而已,并不能建构深层次的理解。但如果活动目标直接指向让学生理解“水资源很重要”“水资源极易受到污染”这种观点性的表达,那么自然会衍生出一系列学生可以去体验、去思考、去自主驱动完成的活动。因为这些观点需要基于证据来理解,这就可以引发学生主动地查阅资料、收集更多的信息进行科学论证,并进一步开展科学探究实践等活动。接下来,教师就可以自然而然地导向行动层面的探讨:水资源既然如此重要又极易被污染,那我们应该怎么办呢?日常生活中有哪些保护水资源的具体措施呢?有哪些科学技术可以用来节约和保护水资源?
学生因为理解而认同,因为认同才会有行动,这是一个非常重要的逻辑。因此,情感、态度、价值观层面的目标其实是科学教育的一个内核,它不应该只停留在空喊“口号”层面,而应该是教师在设计活动之初应该具备的重要指向。我们必须明确,情感态度价值观才是构成行动的一个非常重要的基础和动力。一个真正有生命力的生态文明教育活动,一定是可以真正打动人心的活动,也一定是可以落实到具体行动的活动。
赵溪:一是要充分理解 2022 版本科学课新课标中的相关要求,深挖课标与教材中有关生态文明价值观的教学要点,在教育过程中予以强调和重视。
二是要加强科学教师的生态文明教育,形成认同、理解、践行生态文明价值观的科学教师队伍,价值观的教育首在身教,次在言传,很多不在主体教学设计上的细节都可以成为生态文明教育的着力点,例如在科学课的实验中经常需要使用各种材料,材料的来源可以使用废旧物品,在使用过后的处理上也应追求垃圾减量与分类原则。
赵溪老师在北京教科院通州区第一实验小学教育集团杨庄校区进行科学家精神讲座。
三是要注重科学知识在当下时代的生态意义,例如小学科学中有材料导热性的相关内容,对比金属与非金属的导热性能,教师可以将这一知识拓展到断桥铝、老建筑铺设保温层等实际应用中,从人类增强建筑保温性能的角度来进行生态文明教育。
四是要开展具有生态文明价值的科技类实践活动,北京的中小学生可以参加北京市中小学生环境教育系列活动、北京市“美境行动”、北京市中小学生观鸟赛、金蕊自然笔记、小小自然观察员活动、北京市小学生绿色创新挑战赛、全国中学生水科技发明竞赛、环丁青少年环保创意大赛等一系列科技类环保竞赛与活动。通过参加活动学生可以在竞争与交流中进行实践、提高认知、扩展眼界、开拓思维、获得激励。
郝石佩:我认为可以通过以下几个途径促进科学教育与生态文明价值观的结合。一是课程内容整合。在自然科学课程中,如生物学、地理学和物理学,穿插环境保护和生态文明的相关内容,例如介绍生物多样性、气候变化、水资源保护等话题。同时,设计跨学科的项目,让学生从多学科角度了解和思考环境问题,比如结合经济学探讨可持续发展策略,或结合社会学讨论环境正义等。
二是校园文化建设。制定和推行校园内的环保规章制度,如垃圾分类、节能减排、绿色出行等,通过日常行为培育学生的环保习惯。开展主题日或周活动,如地球日、世界环境日等,通过举办讲座、展览等活动提升学生的环保意识和参与度。
三是强化实践活动。组织野外考察、环境调查、社区服务等实践活动,让学生亲身体验自然环境,增强对环境问题的感知能力。开展环保项目和竞赛,如废物利用创意比赛、环保科技创新大赛等,激发学生的创造力和实践能力。与当地环保组织合作,让学生参与真实的环境保护项目,体验环境保护工作的真实情况。
四是鼓励家庭和社区参与。鼓励学生将在学校学到的环保知识带回家中,与家人共同实践节能减排、垃圾分类等生态环保行为。联合社区开展环保宣传活动,让学生参与到社区环境改善中,扩大生态文明教育的影响范围。
四是鼓励家庭和社区参与。鼓励学生将在学校学到的环保知识带回家中,与家人共同实践节能减排、垃圾分类等生态环保行为。联合社区开展环保宣传活动,让学生参与到社区环境改善中,扩大生态文明教育的影响范围。
构建多元评价,提高学习效果
《环境教育》:从教育评价的角度看,如何有效评估科学教育与生态文明教育的实施效果,保证其教育质量?
高潇怡:我认为核心是要打破原来的以结果为导向的评价体系。生态文明教育评价既涉及对学习结果的评价,也涉及对整个学习过程的评价。比如,我们可以要求学生去建构一个模型或者去做一个展示以阐释自己对生命周期的理解。那么学生就需要在探究实践的过程中收集相关证据、整合核心概念,也只有真正的科学实践才能帮助学生真正理解这些核心概念。实际上,这时候我们的评价方式就是给学生设计一个任务,在完成这个任务的过程中,教师可以看出学生对核心概念和跨学科概念的理解程度,可以观察到学生科学实践的具体表现。我们还可以设计一些具体指标评价学生的参与过程,比如评估学生的小组合作能力、观察他在小组学习中扮演的角色、评价他的学习态度等,从而总体评估学生的学习过程。
总之,评价可以是多种方式,如观察、访谈、设计、展示及写作等。有效的评价应该以多元的过程性评价为主,它不仅可以检验学习结果,还可以提高学生知识的迁移理解和应用能力,充分调动学习的动机,从而更好地促进学习。
郝石佩老师在为全国小朋友录制“编程第一课”。
赵溪:教育教学评价手段与其有效性一直是教育工作者关注的重点问题,科学作为义务教育阶段的国家课程,其评价手段一般采用常见的教学评价手段,例如诊断性评价、过程性评价、形成性评价等,其针对的对象是教学过程与学生,其评价指标具体而客观,已有成体系的评价框架。而对于生态文明教育则应归属教育评价范畴,其针对的是学校整体生态文明教育的开展情况。以北京市教委设立的金鹏科技团地球与环境分团为例,对学校环境教育方面的教育目标、教育内容、教育资源、教育渠道等开展专家测评,关注经费、设施、教师、课程、社团、成绩等指标。而对生态文明教育活动进行教学评价也在不断发展,如我于 2022年开展的“减排实践家”活动,利用国家电网 App的用电量查询功能,对参与活动学员家庭的年用电量进行跟踪评价,发现与未参与活动的对照组相比,参与活动学员的家庭年用电量下降了 10%。这就是充分利用物联网、图像识别等信息技术,探索使用技术手段开展环保行为的评价。
郝石佩:我认为可以从以下四个方面推动教育评价。第一,明确教育目标。确保科学教育与生态文明教育的目标是明确的,并与教育标准和期望的学习成果相一致。这些目标应涵盖知识、技能和态度三个方面。
第二,制定评价标准。根据教育目标,制定具体、可操作的评价标准。这些标准应当包括理论知识掌握、实践技能运用以及生态文明价值观和环保意识的体现。
第三,建立全面评价体系。构建一个多元化的评价体系,包括学生的自我评价、同伴评价、教师评价、项目评价及校外专家评价等。结合定量和定性评价方法,如笔试、口试、作业、报告、实验操作、案例分析、参与讨论等。
第四,注重过程与结果评估。在评估中注重学习过程,监测学生的学习进展和反思能力,以及他们在解决环境问题中的参与度和创造性。结果评估则关注学生的知识掌握程度、技能运用能力和生态文明价值观的内化情况。
引进平台资源,服务活动主题
《环境教育》:教育部等十八部门联合印发的《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》指出,要全面动员相关单位,服务科学实践教育,深化环保设施开放,丰富环境科普内容形式,打造生态文明教育基地。从校内外协同育人角度,如何促进生态科普实践?您有什么具体建议?
高潇怡:学校应该充分挖掘校外资源,加强与校外机构的合作,采取“引进来”和“走出去”的策略,打通校内外教育体系之间的联系。首先,校外科普基地是学生知识的优良场所,参观基地能让学生身临其境地感受科学的魅力。然而,目前很多学校带领学生参观科普基地往往流于表面,参观完成也意味着学习进程的结束。实际上,学校在组织参观之前,应主动了解科普基地的情况,根据不同基地的特点设计适用于学生的教学参观方案。精心设计的参观活动方案能更好地提升活动的意义和效果,一个完整的活动设计应包括三个要点:一是要做好参观前的充分准备;二是要做好参观时的指导和活动设计;三是做好参观结果的跟进和评价。在这个过程中,学校尽可能引进更多的校外资源,让整个活动的内容更加丰富。
其次,我们要鼓励发展项目式学习,项目式学习存在于社会关系当中,能更好地将学生引入学习过程中去。比如,在生态文明教育中,学生往往可以发现与日常生活密切相关的主题,极大地激发其学习的兴趣。那么,学校可以向教师和学生提供校外平台及资源的支持。这时,无论是“引进来”校外专家的讲座,还是“走出去”进行参观学习,实际上都是为整个项目式学习服务的,围绕一个学习主题来设计整个教学活动,才能更好调动学生学习的积极性,形成学习的自驱力,从而达到校内外协同育人的目的。
赵溪:引入校外的优质资源有助于提高生态文明教育专业水平,提升学生的学习兴趣,拓展眼界。校内外协同育人开展生态科普实践需要做好以下四点:一是承担学生参观学习的相关单位做好人员培训工作,包括我国育人的基本目标、学生活动的选题与组织等,根据学生需求进行展示空间、活动场地与环境的建设,设计适合的环境教育讲座与活动。二是开发适合在学校使用的设备、资源与课程,例如适合学校使用的堆肥系统、屋顶绿植系统、雨水收集系统、新能源系统、气象站系统,并配以相关实践活动与课程,让绿色校园建设既能满足环保需求又能承载教育功能。三是建立交流与评估机制,定期由相关协会开展生态文明教育基地的交流与沙龙活动,由主管部门开展教育效果评估工作,监督与激励并重。四是强化信息技术,建立并发展学生志愿者队伍,利用网络举办净滩、巡河、观鸟、宣教等学生可以参与的生态志愿活动,为表现积极的学生志愿者记录志愿服务时长。
国家植物园(北园)开展的环境教育活动“从一粒种子开始爱上自然”,引导孩子了解植物生长过程。 国家植物园 / 供图。
郝石佩:促进校内外协同育人,我们可以从搭建平台与资源共享的角度出发,充分开发校内课程与学习项目,如开发集知识性、趣味性、实践性于一体的生态科普课程,设置生态环保主题课程、绿色发展相关的选修课等。
积极与环保组织、科研机构、企业等合作,开展环境教育项目,如专题讲座、工作坊、环境监测项目等。共享各机构的资源和专业知识,为学生提供更广阔的学习平台。同时,充分利用互联网与新媒体,开发在线课程、建立学生环保社群等。通过网络资源和互动性的科普方式,扩大生态文明教育的影响力。
鼓励学生参与社区环保活动,如社区绿化、环保宣传、废品回收等,实践服务学习的理念。通过社区服务,学生能够将所学知识应用到实际问题中,同时培养公民责任感。积极带领学生“走出去”,鼓励环保设施、自然保护区、植物园等对学校开放,成为学生学习和实践的场所。建立校园与这些设施之间的定期参观、学习和实习机制。
积极与环保组织、科研机构、企业等合作,开展环境教育项目,如专题讲座、工作坊、环境监测项目等。共享各机构的资源和专业知识,为学生提供更广阔的学习平台。同时,充分利用互联网与新媒体,开发在线课程、建立学生环保社群等。通过网络资源和互动性的科普方式,扩大生态文明教育的影响力。
鼓励学生参与社区环保活动,如社区绿化、环保宣传、废品回收等,实践服务学习的理念。通过社区服务,学生能够将所学知识应用到实际问题中,同时培养公民责任感。积极带领学生“走出去”,鼓励环保设施、自然保护区、植物园等对学校开放,成为学生学习和实践的场所。建立校园与这些设施之间的定期参观、学习和实习机制。
最后,强化家校合作,将环保教育延伸到学生的家庭中,鼓励家长参与环保实践,如家庭节能减排、共同参与环境保护活动等。