绿色STEAM教育：中小学课堂活动

© 全球学校计划，2025。致谢关于全球学校项目如有疑问，请联系：globalschools@unsdsn.org全球学校计划是联合国可持续发展解决方案网络的一项倡议，旨在支持联合国教科文组织关于可持续发展教育（ESD）的路线图。该计划的愿景是创造一个世界，让每位小学和中学学生都具备必要的知识、价值观和技能，以有效应对本世纪最具挑战性的问题，并为所有人建设一个可持续和繁荣的世界。关于西门子能源 -全球能源技术领导者由全球学校项目、联合国可持续发展解决方案网络（SDSN）与西门子能源合作生产。能源转型是我们这一代人面临的最大挑战。我们如何在减少排放的同时增加能源供应？这是一场艰苦的斗争，没有灵丹妙药。但寻找解决方案一直刻在我们骨子里。在过去的150多年里，我们的工程师一直站在世界电气化的最前沿。如今，我们是一个拥有9.8万名成员的团队，我们分享着同样的热情、愿景和价值观。我们的多样性使我们变得强大，并帮助我们与合作伙伴共同找到答案。全球学校项目感谢以下教育工作者和人士为该指南提供了他们的专业意见：阿曼达·阿布伦、露西亚·瓦兹奎兹·加西亚、凯特娅·安格德尔米、阿梅特·穆拉特·泽伊蒂奥格鲁、钦阿萨·格拉西亚、辛西娅·布拉纳、加里玛·辛格、莉齐·穆宁吉、玛蒂·亨德里克斯、努夫·尤瑟夫、雷蒙德·米切尔·非洲、桑德拉·奥斯皮纳、萨尤玛·特里帕蒂卡特里娜·泰勒，埃利亚娜·扎瓦德，卡塔里娜·多斯桑托斯·瓦拉，萨南·阿鲁兹，埃琳娜·马丁内利，塞米赫·埃森德米尔，苏达·拉凯什，福托·路易斯·丰康，弗雷德·斯вай·费尔南德斯，卡塔里娜·苏奇，和多萝西娅·缪勒。 目录指南介绍第一部分：STEAM与可持续发展目标第三部分：课堂活动STEAM：一种整体教育方法 STEAM及其与可持续发展目标的关系 体现性别敏感性的方法 教学方法为教师 为学生主要学习者 初中 高中第四部分：附加资源 20第二部分：将可持续发展目标融入基于STEAM的活动 11初学者资源 高级学习者资源 4513页面 指南介绍第一部分STEAM和可持续开发目标。第一部分STEAM 的定义STEAM和和STEAM的可持续连接到开发可持续发展目标。开发目标。它还利用联合国教科文组织（UNESCO）的可持续发展教育框架，强调跨认知、社会情感和行为领域学习的重要性。T全球学校活动指南：绿色STEAM教育支持教师和促进者通过与学生开展与可持续发展目标（SDGs）相关的STEAM主题活动，激发他们的灵感与探究。旨在帮助教育工作者在小学和初中学生中点燃灵感与探究精神，帮助他们理解可持续发展目标（SDGs）的基本原则。本节探讨了 本指南分为四个部分：第四部分第二部分第三部分附加资源。教室活动。一步步的col活动选择设计用于启发学生和丰富学校社区。这些活动可以适应和重新用于多样化教室和上下文。本节提供附加资源和职业洞察力help 深化参与-与STEAM结合教育作为一个强大工具推进可持续发-可持续发展目标（SDGs）。这份指南提供了一系列活动，这些活动不仅可以在教室中使用，还可以在整个校园社区中使用。鼓励促进者遵循一系列结构良好的课程，这些课程将引导学生进行以绿色技能、应对气候变化、可再生能源和可持续消费为中心的、有意义且动手实践的项目。 整合SDGs into STEAM-基于活动。本节指南包含相关教学法方法与一个路线图设计一个STEAM-基于课程。 STEAM：一种整体教育方法了解更多：https://sdgs.un.org/STEAM及其与可持续发展目标（SDGs）的关系新的全球议程确立了17个可持续发展目标（SDGs），通常被称为SDGs，所有联合国会员国都致力于在15年内实现。2030年议程呼吁社会各界各行各业采取行动与合作，包括企业、公共机构、公民和教育机构。然而，为了让这一愿景变为现实，每个人都必须认识到这些目标，并探索他们如何能够为实现可持续发展目标做出贡献。第一部分：STEAM与可持续发展目标我2015年，193个国家一致同意采纳一项全球行动计划，以应对人类面临的重大挑战，包括气候变化、不平等、饥饿和其他紧迫问题。该路线图概述了2030年可持续发展议在标准、评估、课程设计和实施之间。探究、合作以及对过程式和体验式学习的重视是STEAM方法的核心。TEAM教育是一种学习方法，它利用科学、技术、工程、艺术和数学作为切入点，来引导学生探究、对话和批判性思维。STEAM需要有意地连接 程。S 我们所说的STEAM教育的绿色化是什么意思？什么是 STEM 与 STEAM？6 | 让STEAM教育绿色化STEM教育可持续发展教育G绿色STEAM教育代表了一种跨学科和协作的教学STEAM学科的方法。它让学习者接触自然环境与现实世界的挑战，包括气候变化、生物多样性丧失、不可持续的资源利用和不平等。这种适应性、动手实践、探究式的方法培养了学生的主动学习。学生可以承担不同级别的责任感，从科学方面激发学生的好奇心，鼓励学生实验和探索。学习生物学、化学和物理学为未来的科学发现奠定坚实的基础。在工程课程中，学生参与现实世界的挑战，设计并测试针对新型可持续能源系统或突破性材料的解决方案。通过将创造力和设计融入他们的学习，学生拓展了他们的视野，发现了处理问题的多种方法。与此同时，这些创造性的追求激励他们将自己的想象想法转化为具体成果。数学是一门至关重要的学科，以其精确性和逻辑思维的培养而备受赞誉。强调数学能力的重要性能够开启一个充满机遇的世界，激励学生认识到数学是一项关键能力，它能在他们未来的旅程中通往无数激动人心的道路。SSTEM教育中心侧重于科学、技术、工程和数学的课程内容。技术对于应对充满数字创新的世界至关重要。教育技术的发展使学生们能够持续学习，让他们在提升解决问题能力的同时，能够创造和创新。编码和机器人技术正在打开激动人心的门，使技术成为培养学生个人和职业生涯中所能应用的数字技能的关键焦点。E可持续发展教育（ESD）强调超越传统基于学科的学习框架，包括创造力、解决问题的能力和批判性思维。此外，ESD结合了学习的认知、基于价值观和行为方面。这些重要技能可以传播给学生 想知道更多关于ESD的信息？https://www.unesco. org/en/sustainable-development/educationSTEAM课堂的学员。核心ESD能力通常已经整合在STEAM课程目标之中。在一个团队合作项目中进行规划和领导学习探险。这鼓励解决问题，增强环境知识，培养环境责任感。它使学生能够做出明智的决策，采取行动改变社会和关爱地球。国际质量教育协会). 中小学课堂活动 | 7这里是如何不同的艺术形式增强STEAM及其在解决可持续发展目标（SDGs）时的重要性。艺术。它整合了所有艺术和人本领域，培养全面且跨学科的教育体验。应用艺术和手工艺术这些强调设计、工艺和现实世界环境中的问题解决。这些学科将艺术创造力与实际应用相结合，使学生能够开发原型、模型和功能性设计，以应对现实世界的挑战。这种实践经验对于应对可持续发展目标至关重要，这些目标需要具体的解决方案，例如开美术艺术包括绘画、雕塑和音乐。它们通过为学生们提供一个杰出的平台来表达他们的抽象思维、增强他们的视觉素养以及分享那些在情感上产生联系的复杂思想来培养创造力。通过艺术培养的技能——例如对细节的敏锐关注和原创性的火花——对于创造性地解决全球挑战语言艺术：这些都是有效沟通的关键。它们教会学生如何清晰地表达自己的想法，以能够与他人建立联系的方式进行写作，并参与到信息分享中。在 STEAM 领域，强大的语言技能至关重要，无论是撰写报告、发起意识宣传活动，还是进行演示。提炼复杂思想并以有趣且易懂的方式呈现的能力，确保了所提出的解决方案在世界范围内产生有意义的影响。文科：这些包括哲学、经济学、地理学、历史学、伦理学和社会研究，所有这些都帮助学生把握他们努力的总体概览。在这些学科中，鼓励学生反思他们的行为如何影响文化、伦理、经济和社会领域。在应对可持续发展目标时，必须考虑解决方案如何影响不同的社区和环境。文科提供了一个深思熟虑的道德框架，引导我们走向负责任和可持续的创新。 STEAM教育T他的指南拥抱了STEAM，提供了一种更统一的方法，与可持续发展教育的整体愿景相一致。STEAM教育以科学、技术、教育、艺术和数学为中心。关键的区别在于“A”的添加及其所代表的含义。STEAM中的“A”代表不仅仅是 发可持续技术或增强绿色基础设施。是无价的。 教学方法一种性别敏感方法科学方法W象征在人文社科领域表现显著；然而，进入与 STEM 学科（科学、技术、工程和数学）相关的本科项目的女性比例仅为 18.5%，而所有学科中的比例为 56.5% (STEM女性).验证假设的实验。N既然我们已经解释了STEAM、STEM以及绿色STEAM教育的概念，那么让我们讨论如何在课堂上实施这些方法。我们将提供三种教育方法，它们可以作为应用STEAM方法论的工具。教育工作者有一个独特的机会来培养女孩对 STEM 的兴趣。学校可以积极吸引和激励女孩追求 STEM 领域，为她们提供高质量的职业生涯指导。科学方法是一种系统性方法，用于提出问题、检验假设和得出结论。科学家们已使用该方法在物理学、生物学和化学领域做出了突破性发现。科学方法包括： 010203040506提供建议。沟通发现形成假设（一个可能的解释或预测）。分析结果并得出结论。对现象进行观察。 小学和中学课堂活动 | 9设计一个原型(或系列)原型)以进行测试你全部或部分的解原型引用：设计思维。教学与学习创新中心伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校。citl.illinois.edu/paradigms/design-thinking.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感智能技能和同理心。了解更多：https://tll.gse.harvard.edu/design- thinkin 设计思维共情Develop a deep对挑战D设计思维是一种以人为本的解决问题的方法，将同理心和终端用户的需求置于创新的中心。类似于项目式学习，课堂中的设计思维方法包括定义问题并开发解决方案来解决它。学生学会创新、具有前瞻性，并提出创造性的解决方案。 参与连续短周期创新过程到不断改进你的设计测试头脑风暴潜在解决方案；您的解决方案g 清晰地阐述你想的问题to solve构思定义选择和发展 视觉思维策略了解更多：https://www.watershed-ed.org/视觉思维策略（VTS）是一种协作式、以学生为中心的教学方法，通过引导对艺术图像的讨论，提升批判性思维能力，并促进包容性社群建设和对话。VTS讨论的三种教学方法——科学方法、设计思维和视觉思维策略——对于STEAM实施是必要的；然而，它们可能并不能完全涵盖STEAM学习的所有方面。 物理指向到图像中讨论的区域。对比和互补链接学生评论。客观中立地改述评论—不要使用“正确”、“错误”或“好”等词语。总结学生回答使用条件性语言（“山姆认为这可能是……”), 保持对话开放以供其他解释。鼓励学生独立观察一件艺术作品，并用自己的观点来支持他们的评论。老师的角色是促进讨论。这是通过开放式问题和促进技术来完成的。尽管这些方法提供了坚实的基础，但融入更广泛范围的策略可以为教师提供更大的灵活性，以将STEAM教育适应各种学习者和环境。 作为一名教师，要创建一个以STEAM为重点的活动或项目，您需要：为教师例如：在经济学课上请就可持续发展目标8（体面劳动与经济增长）提出一个相关问题，例如为什么一个国家内的人们需要体面的工作。W在考虑如何将可持续发展目标融入以STEAM为基础的课程，以促进参与式探究式学习时，无论您教授的是哪个学科，都可以遵循以下步骤将可持续发展目标融入其中第二部分：将可持续发展目标融入基于STEAM的活动在科学课上，问学生：“为什么植物对居住在这个星球上的其他生物至关重要？这个问题与 SDG 13：气候行动和 SDG 15：陆地生物相关。1.