环境教育是认识价值观和澄清概念的过程，以此培养理解和欣赏人类、文化和自然环境之间相互关系所需的技能和态度。[1]1环境教育具有规范性、跨学科性、能动性，同时是跨领域的、多维导向的。[1]3 本研究立足E-STEM理念，初步设计出小学科学探究实践活动框架，通过三轮教学实践迭代优化，最终形成了小学科学探究实践活动“三维六步”框架，以指导一线小学科学教师设计和实施科学探究实践活动，提升小学生跨学科知识水平、科学探究能力和环境素养。 一、E-STEM对小学科学探究实践活动的理念引领 环境素养是科学教育的重要目标，E-STEM理念将环境教育（Environmental Education）深度融入科学、技术、工程与数学学习，具有鲜明的跨学科性、问题导向性和环境聚焦性，为设计小学科学探究实践活动提供了新的理论视角和实践框架。 （一）小学科学探究实践活动的本质要求 科学探究实践活动是小学科学课程的重要内容之一，有助于学生获得对事实和科学概念的深度理解。当前小学科学探究实践活动设计的相关研究主要围绕跨学科知识整合、真实问题解决情境创设以及科学素养提升展开。在跨学科知识整合方面，不少学者采用跨学科整合的方式，以帮助学生达成对科学知识的整合性理解。有学者基于DMP（design、make and play）框架，提出了以问题解决为主线、以跨学科知识为学习内容的STEM游戏化学习活动设计框架。[2]在情境创设问题解决方面，主要聚焦两个方面：一方面是探索项目式学习和游戏化学习在小学科学中的应用，以游戏化情境激发学生思考[3]；另一方面是形成了以5E、6E、5EX等为代表的学习模式[4-5]。在科学素养提升方面，通过“议题中心教学法”，以社会性议题为课程核心，教师综合运用多学科知识提升学生的环境素养。[6] （二）环境素养的基本内涵 当前关于环境教育及环境素养，研究者大多从环境问题认识、环境知识运用和环境问题解决三个方面展开。罗斯（Roth）将环境素养定义为感知和解释、采取行动以维持或改善环境系统的能力。有研究者将其定义为能关注环境及环境问题，并运用环境知识和技能解决、预防环境问题。[7]此外，也有研究者从自然资源方面入手，将环境素养定义为理解、分析、应对自然资源机遇挑战的环境知识和能力。环境素养是生态素养和公民素养的结合体[8]，包括环境概念和问题、态度和倾向，对环境问题的认知、理解，以及解决环境问题的能力，表现为自愿的个人和公民责任。[9] （三）E-STEM理念的实践与要素 E-STEM由北美环境教育协会（North American Association for Environmental Education）提出，尝试将环境教育融入STEM（science、technology、engineering and math）学习之中，并逐渐发展成为一种综合性的跨学科教育理念。[10]国内外研究者尝试将E-STEM理念与科学实践活动相结合。美国康奈尔大学推出“E-STEM”教师在线培训项目，通过系统性课程帮助教师掌握环境教育理念与STEM教学融合的方法。美国教育文化协会（Education & Cultural Society）在孟加拉国建立了STEM俱乐部（如哈希尔高中科学与环境俱乐部），学生参与为期一年的STEM项目，如城市学校屋顶绿化、学校蘑菇种植及环保烤炉等。美国国家环境教育基金会（National Environmental Education Foundation）开发了一系列环境教育在线资源，学生可以在线虚拟实地考察蒙特利湾水族馆、夏威夷火山国家公园等，借助虚拟深海潜水认识物种多样性及栖息地特征。此外，美国大自然保护协会（The Nature Conservancy）协同人民教育出版社和北京师范大学基于E-STEM理念设计系列课程，围绕“水的迷踪”“城市中的雨水”“探究土壤的构成”等主题开发了探究实践活动。 虽然上述国内外E-STEM实践在实施场景、参与对象与具体内容等方面存在差异，但始终以环境需求为出发点，依托多学科知识与工具，通过实践操作解决问题，并借助技术手段拓展学习与实践。基于此，将E-STEM理念的核心要素归纳为“环境导向”“跨学科整合”“工程实践”与“技术支撑”。“环境导向”是E-STEM理念的根基，确立了教育目标（为何做）；“跨学科整合”是方法论的核心，提供了知识基础（用何做）；“工程实践”是问题解决的载体，构建了行动路径（如何做）；“技术支撑”是探究活动的赋能工具，保障了过程效能（如何做得更好）。 二、“三维六步”框架构建 （一）“三维”目标体系 在紧密联系科学探究本质要求、环境素养基本内涵和E-STEM理念核心要素的基础上，本研究确立了“跨学科知识、科学探究能力、环境素养水平”的三维目标体系。 E-STEM的本质是“跨学科知识”的整合，解决真实环境问题（E）必然涉及科学（S）、技术（T）、工程（E）、数学（M）等多学科知识的交叉应用。将“跨学科知识”作为首要目标，旨在引导学生建立不同学科知识间的联系，形成对复杂环境问题的系统性理解，这是运用STEM方法解决环境问题的认知基础。“科学探究能力”是科学实践的核心能力，是指学生要像科学家一样思考和行动。学生不仅是知识接受者，还是主动探索者和问题解决者，需要关注学生运用科学方法获取知识、验证假设、建构理解的过程性能力。“环境素养水平”是E-STEM区别于传统STEM教育的核心标识。E-STEM明确将环境维度置于首位，其根本目的是提升学习者对环境问题的认知、理解、态度以及采取负责任行动的意愿和能力。环境素养不仅包含环境知识，还涵盖环境情感态度（如对自然的尊重）和环境行为能力（如识别环境问题），既响应国家“把生态文明教育融入育人全过程”的政策要求，又确保探究实践活动服务“人与自然和谐共生”的导向。
