【创新教育】中小学绿色STEAM教育指南发布
2025年6月10日，“全球学校计划”（Global Schools Program）与“联合国可持续发展解决方案网络（UN Sustainable Development Solutions Network，SDSN）”及“西门子能源”（Siemens Energy）公司联合发布《绿色STEAM教育：中小学课堂实践活动》（Greening STEAM Education：Activities for Primary and Secondary Classrooms）指南，旨在帮助教师通过STEAM实践活动引导学生理解可持续发展目标（SDGs），激发中小学生探索SDGs核心理念的兴趣。该指南基于联合国教科文组织"教育促进可持续发展"框架，强调认知发展、社会情感培养与行为实践的三维学习。
该指南的具体内容概述如下：
一、什么是STEAM教育，与可持续发展目标有何关系？
该指南认为：STEAM教育是一种以科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）和数学（Mathematics）为切入点，引导学生探究、对话与批判性思维的学习模式。其要求标准、评估、课程设计和实施建立内在联系，注重探究、协作，基于过程和体验式学习是STEAM方法的核心。
STEAM教育中的各学科具体为：
科学——科学激发学生好奇心，鼓励实验探索。其中生物学、化学与物理的学习为未来科学发现奠定坚实基础。
技术——技术对于驾驭充满数字创新的世界至关重要。教育技术使学生能够持续学习，赋予他们创造和创新的能力，同时提升他们的问题解决能力。编程与机器人技术等数字技能对其个人与职业发展至关重要。
工程——通过让学生设计可持续能源系统等实践，培养其创造性解决问题的能力和将创意落地的执行力。
数学——以其精确性和逻辑思维培养著称。数学能力是一项关键能力，赋予学生未来发展无限可能。
该指南特别强调STEAM中的“艺术”学科不仅仅包括纯艺术，而是融合了所有人文学科与艺术领域，以构建跨学科教育体验。具体包括：
纯艺术（Fine Arts）——包括绘画、雕塑与音乐，培养创造力与视觉表达能力，其细节洞察力对创新解决方案至关重要。
应用艺术与手工艺术——结合创意与实践，开发应对现实挑战的原型设计，对实现SDGs目标尤为关键。
语言艺术——提升沟通能力，使复杂概念通俗化，确保解决方案有效传播。
人文社科——包括哲学、经济学、地理学、历史学、伦理学及社会学等学科，提供伦理框架，评估解决方案对社会文化的影响。
2015年，193个国家一致通过《2030年可持续发展议程》，共同应对气候变化、不平等、饥饿等重大挑战，包括17个可持续发展目标。
为实现这些目标，UNESCO提出可持续发展教育（ESD），强调突破传统学科学习的框架，注重培养创造力、问题解决能力和批判性思维。同时，ESD融合了认知学习、价值观塑造和行为实践三个维度。该指南认为可持续教育的这些核心能力可以通过STEAM课堂传递给学生，并进一步概念化为绿色STEAM教育。
所谓绿色STEAM教育，指的是采用跨学科协作的STEAM教学模式，引导学生关注自然环境与气候变化、生物多样性丧失、资源过度消耗及社会不平等等现实挑战。这种灵活、实践导向的探究式教学能激发学生主动性、深化生态认知并赋能社会行动。
二、绿色STEAM教育的方法有哪些？
该指南认为科学方法（Scientific method）、设计思维（Design Thinking）和视觉思维策略（Visual Thinking Strategies）是开展绿色STEAM的三种有效方法。
科学方法——它是一种系统的方法，用于提出问题、检验假设并得出结论。科学家们利用这种方法在物理学、生物学和化学领域取得了突破性的发现。科学方法包括如下步骤：观察一种现象→提出问题→形成假设（可能的解释或预测）→通过实验验证假设→分析结果并得出结论→交流发现。
设计思维——是一种以人为中心的解决问题的方法，将同理心和终端用户的需求置于创新的核心。与基于项目的学习类似，课堂上的设计思维方法也包括定义问题并制定解决方案。学生将学习创新、前瞻性思维并提出创造性的解决方案。这种方法与可持续发展教育 (ESD) 紧密相连，因为它鼓励学生运用情商技能和同理心。
视觉思维策略（VTS）——是一种以学生为中心的协作式教学方法，旨在通过引导学生讨论艺术图像，提高批判性思维能力，促进包容性的社区建设和对话。VTS鼓励学生独立观察艺术作品，并用证据支持他们的评论。教师的角色是引导讨论。这通过开放式问题和引导技巧来实现。
三、如何将可持续发展目标融入STEAM活动？
该指南指出，无论哪个学科，将可持续发展目标融入基于STEAM的课程都可以按照以下步骤来实现。
对于教师来说，主要包括三个步骤：
1.确定核心学科——明确课程主学科（科学/技术/工程/艺术/数学）；
2.锚定现实问题——选择与SDGs关联的实际问题。例如，在科学课上，问学生：“为什么植物对地球上的其他生物是必不可少的？”这个问题与可持续发展目标13（气候行动）和可持续发展目标15（陆地上的生命）有关。在数学课程上，学生可以利用数据和建模来分析城市财政或优化灾害应对等。
3.建立学科联结——与不同学科的教育工作者合作，应对共同挑战，努力实现可持续发展目标。例如，思考艺术、技术和工程如何协同工作，产生创新解决方案。通过探索不同领域之间的关系，并理解这些挑战的根源，可以巩固学生已熟悉或正在努力掌握的知识和技能。
对于学生来说，一旦创建了一个主题，可按照以下步骤：
1.探究与探索——探索和讨论与该主题相关的现实挑战，确定一个想要解决的问题；
2.调查与研究——学生研究当前的解决方案以及现有解决方案缺陷。
3.实施与设计——学生彻底探究问题、分析现有解决方案并确定尚需解决的问题后，将开发自己的解决方案或作品。在这一阶段，他们将运用上一阶段学到的技能、流程和知识。
4.测试与反思——学生测试他们的模型和原型。或者，他们可以解释他们提出的解决方案的设计或创作过程。学生应该考虑：1)什么是有效的？2)他们面临什么挑战？3)这个原型如何在现实生活中使用？
5.展示与行动——学生通过展示或演示分享他们的解决方案。这也提供了一个促进反馈的机会，并帮助学生学习如何给予和接受反馈。每次演示结束后，请班上其他学生参与讨论。可以讨论的问题包括：1)他们演示的哪些方面值得欣赏？这种表述旨在激发积极的评价，同时让参与者能够以尊重的态度分享他们的想法。2)你有什么问题想问演示者吗？
6.反思——学生会反思在演示过程中分享的反馈以及他们新掌握的技能。基于这些反思，他们可以修改自己的作品，并提出更好的解决方案。
四、有哪些可参考的绿色STEAM课堂实践活动案例？
该指南按小学（6-11岁）、初中（12-15岁）和高中（15-17岁）三个学段给出了一些具体的可参考的绿色STEAM课堂实践活动案例。这些活动分为多个部分，可根据不同的学校环境进行调整，不一定要完成所有活动。
指南建议教师可以鼓励学生记录STEAM日记，作为学习过程的一部分，将其作为反思学习的笔记本。在这些日记中，学生可以记录想法、观察、草图、实验和探究。
以下是“用回收材料创造时尚”主题活动的一个参考方案：
1.时间：50-60分钟
2.年级：小学
3.实施天数：1天
4.与STEAM对齐
科学：了解塑料的使用及其对环境的影响。
技术：探索编织在过去是一项创新技术。
艺术：设计时装。
5.与SDGs的相关性或实现
可持续发展目标12——负责任的消费和生产：促进对这一目标的认识和实践经验。
可持续发展目标17——实现目标的伙伴关系：促进团队合作，应对共同挑战。
6.目标
在本课程结束时，学生将能够：
1）练习基本的编织技术；
2）了解重复使用材料如何帮助他们的社区；
3）用回收材料制作简单的时尚作品。
7.所需材料
1）图书：《一个塑料袋》；
2）为每个学生预先切割的再生材料条，如建筑纸条（更容易的选择）；
3）清洁塑料袋，切成条状（老师准备）
4）旧t恤上的布条；
5）纸板织机（预先准备）：6英寸×8英寸纸板片；顶部和底部有预切槽；已预穿垂直线；
6）剪刀；
7）成品样品。
8.课程计划
1）课前准备（教师）
制作纸板织机：在纸板的顶部和底部各开约1.30厘米（1/2英寸）的槽；将垂直线系在纸板上；用胶带固定两端；
准备编织材料；剪出相同宽度的条；按颜色分类；为每个学生制作起始织布。
2）课堂导入
自1856年被发现以来，塑料已经改变了人类的生活。它重量轻、耐用、防水、绝缘、性价比高。塑料在社会、技术和医疗领域的好处是不可否认的。然而，这些品质对生态系统构成了重大威胁。大多数塑料不能完全分解，而是分解成可以严重影响人类和环境健康的微粒。当我们教孩子们使用回收材料编织和制作新形状时，我们鼓励他们反思编织在人类历史上的重要性。
3）教学步骤
①探究与探索——把学生围成一圈→展示《一个塑料袋》书中人们编织的图像→示范一个简单的上下编织动作→一起空手练习；
②调查与研究——首先，阅读《一个塑料袋》书中的相关部分，然后示范基本织法。
③实施与设计——给每个学生一台事先准备好的织机→从一种颜色的布条开始→在编织时使用上下织法口诀，教师可以根据需要提供帮助。
④展示与行动——展示学生进展，讨论他们选择的颜色，他们看到的样式，以及他们的设计如何支持或为他们的社区带来积极的影响。确保正面的评论只来自小组的其他成员。
4）教学反思
学生们完全理解了吗？下次我应该改进什么？这节课对学生来说够有趣吗。
资料来源：
UN Sustainable Development Solutions Network（2025）. Greening STEAM Education：Activities for Primary and Secondary Classrooms. https://files.unsdsn.org/Greening%20STEAM.pdf
[本文为教育部国别和区域研究基地中国教育科学研究院国际教育研究中心研究成果]
本文由中国教育科学研究院“教育国际前沿”课题组成员整理，课题组负责人张永军，编辑刘强，内容仅供参考。
