《STEM教育视角下小学科学课程与环保教育的融合实践研究》教学研究课题报告

《STEM教育视角下小学科学课程与环保教育的融合实践研究》教学研究课题报告目录一、《STEM教育视角下小学科学课程与环保教育的融合实践研究》教学研究开题报告二、《STEM教育视角下小学科学课程与环保教育的融合实践研究》教学研究中期报告三、《STEM教育视角下小学科学课程与环保教育的融合实践研究》教学研究结题报告四、《STEM教育视角下小学科学课程与环保教育的融合实践研究》教学研究论文《STEM教育视角下小学科学课程与环保教育的融合实践研究》教学研究开题报告一、课题背景与意义

在创新驱动发展战略与生态文明建设双重背景下，教育领域正经历着从知识传授向素养培育的深刻转型。STEM教育以其跨学科整合、实践探究与创新培养的核心特质，成为全球基础教育改革的重要方向，而环保教育则是落实立德树人根本任务、培养公民责任意识的关键载体。小学科学课程作为培养学生科学素养的主阵地，既是STEM教育理念落地的天然土壤，也是渗透环保教育的重要媒介。然而，当前小学科学课程与环保教育的融合仍面临诸多困境：学科壁垒导致环保知识碎片化，教学方式偏重理论灌输而缺乏实践体验，学生环保意识的内化与行为转化机制尚未有效形成。与此同时，STEM教育强调的真实情境问题解决、多学科知识协同与工程设计思维，为破解上述难题提供了全新视角——通过将环保议题转化为具有探究性的STEM项目，引导学生在“做中学”中深化科学认知，在“创中学”中培养环保责任感，最终实现科学素养与生态素养的协同发展。

从理论层面看，本研究探索STEM教育与环保教育的融合路径，是对建构主义学习理论与可持续发展教育理论的创新性实践。STEM教育的“整合性学习”理念与环保教育的“生活化实践”要求，在小学科学课程中具有天然的内在契合点：科学知识为环保认知提供基础，技术工具为环保探究提供支撑，工程思维为环保方案设计提供方法，数学分析为环保效果评估提供依据。三者融合不仅能够丰富小学科学课程的内容体系，更能构建“认知-情感-行为”三位一体的环保教育模式，弥补传统环保教育中“知行脱节”的短板。从实践层面看，研究成果将为小学教师提供可操作的融合教学设计案例与实施策略，推动科学课程从“知识本位”向“素养本位”转型；同时，通过培养学生的系统思维、创新意识与环保行动力，为应对全球性环境问题储备具有科学素养的新时代公民，呼应“绿水青山就是金山银山”的生态文明理念，彰显基础教育在可持续发展中的时代使命。

二、研究内容与目标

本研究聚焦STEM教育视角下小学科学课程与环保教育的融合实践，核心内容包括现状分析、模式构建、路径设计与效果评估四个维度。在现状分析层面，通过文献梳理与实地调研，系统考察当前小学科学课程中环保教育的实施现状，包括教学内容的整合程度、教学方法的实践取向、学生环保认知与行为的发展水平，以及教师在STEM教育理念与环保教育能力方面的现实需求，揭示融合实践中存在的关键问题，如跨学科主题设计缺乏系统性、实践环节与真实环保情境脱节、评价机制未能有效反映素养发展等。基于问题诊断，本研究将进一步构建融合模式框架，该框架以“真实环保问题”为驱动，以“跨学科项目”为载体，整合科学探究、技术应用、工程设计与数学分析四大要素，形成“问题提出-方案设计-实践探究-优化改进-成果应用”的闭环学习路径，确保环保教育在科学课程中实现从“渗透”到“融入”的质变。

在实践路径设计层面，研究将围绕“校园生态”“社区环境”“自然资源”三大主题领域，开发系列化融合教学案例。例如，在“校园生态”主题下，设计“校园生物多样性调查与微型生态系统构建”项目，引导学生运用科学方法调查校园动植物分布，通过工程技术制作生态瓶，利用数学统计分析生物多样性指数，最终形成校园生态保护方案；在“社区环境”主题下，开展“社区垃圾分类优化与智能回收装置设计”项目，结合环境科学知识、编程技术、机械工程与数据分析，推动学生从垃圾分类知识学习到装置创新再到社区宣传的深度参与。每个案例均将包含教学目标设计、活动流程规划、资源支持系统与差异化实施策略，确保模式的可操作性与普适性。在效果评估层面，研究将构建多维度的融合效果评价指标体系，从“科学知识理解”“STEM能力发展”“环保意识内化”“环保行为践行”四个维度，通过课堂观察、作品分析、问卷调查、行为追踪等方法，动态评估融合实践对学生素养发展的影响，并基于评估结果持续优化模式。

本研究的总体目标是构建一套符合小学生认知特点、具有实践操作价值的STEM教育与环保教育融合模式，推动小学科学课程从单一学科知识传授向跨学科素养培育转型。具体目标包括：一是明确当前小学科学课程与环保教育融合的现实困境与需求，为模式构建提供实证依据；二是形成“问题驱动-项目整合-实践深化”的融合模式框架，开发3-5个主题鲜明、流程清晰、资源完备的典型教学案例；三是通过教学实践验证融合模式对学生科学素养、环保意识与实践能力的促进作用，提炼可复制、可推广的实施策略；四是丰富STEM教育在小学阶段的本土化实践理论，为小学科学课程改革与环保教育创新提供理论支撑与实践范例。

三、研究方法与步骤

本研究采用理论与实践相结合的研究路径，综合运用文献研究法、案例分析法、行动研究法与问卷调查法，确保研究过程的科学性与研究成果的实效性。文献研究法作为理论基础，将系统梳理国内外STEM教育、课程融合、环保教育领域的相关研究成果，重点分析融合模式的构建逻辑、实践路径与评价方法，明确本研究的理论定位与创新方向，同时通过政策文本解读把握基础教育改革对科学课程与环保教育融合的时代要求。案例分析法将选取国内外小学科学课程中STEM与环保教育融合的成功案例，深入剖析其主题设计、活动组织、资源整合与评价反馈的内在机制，提炼可借鉴的经验要素，为本研究融合模式的构建提供实践参照。

行动研究法是本研究的核心方法，研究者将与小学科学教师组成协作团队，在试点学校开展为期一学年的教学实践。实践过程将遵循“计划-实施-观察-反思”的循环逻辑：首先基于前期调研与理论构建制定初步的教学方案，然后在真实课堂中实施融合教学，通过课堂录像、教学日志、学生作品等手段收集过程性数据，定期召开教研研讨会分析实践中的问题，如项目难度与学生认知水平的适配性、跨学科知识整合的连贯性、环保行为践行的长效性等，并据此调整教学设计与实施策略。这种动态优化的研究方式，能够确保融合模式既符合理论逻辑又贴近教学实际。问卷调查法则用于辅助收集量化数据，在研究前后分别对学生进行环保意识、科学探究能力、STEM学习兴趣等方面的测评，对比分析融合实践对学生素养发展的影响；同时对教师开展教学实施困难、专业发展需求等方面的调查，为模式的推广提供改进建议。

研究步骤分为三个阶段：准备阶段（3个月），完成文献综述与政策解读，设计调研工具并选取2-3所小学作为试点学校，开展前期调研以掌握现状；实施阶段（6个月），基于调研结果构建融合模式框架，开发教学案例并开展第一轮教学实践，通过行动研究法优化模式，进行第二轮实践验证；总结阶段（3个月），整理分析研究数据，提炼融合模式的实施策略与评价体系，撰写研究报告与教学案例集，并通过成果分享会推广研究成果。整个研究过程将注重理论与实践的互动，既强调模式构建的科学性，又突出实践操作的可行性，最终形成一套可落地、可推广的STEM教育视角下小学科学课程与环保教育融合的实践方案。

四、预期成果与创新点

预期成果将以理论体系构建、实践案例开发与应用推广为核心，形成多层次、立体化的研究成果。理论层面，预期构建一套“STEM-环保”融合教育的理论框架，系统阐释二者在小学科学课程中的内在逻辑与协同机制，包括跨学科整合的原则、素养导向的目标体系以及实践转化的路径模型，填补当前小学阶段STEM教育与环保教育深度融合的理论空白。实践层面，将开发3-5个主题鲜明、可操作性强的融合教学案例集，涵盖“校园生态修复”“社区垃圾分类优化”“本地水资源保护”等真实情境，每个案例包含教学设计、活动流程、资源包及评价工具，形成“设计-实施-反思-优化”的完整闭环；同时整理学生STEM项目作品集、环保实践行动记录，展现融合教育对学生认知、情感与行为的综合影响。应用层面，预期形成《小学科学课程与环保教育融合实施指南》，为教师提供理念解读、教学策略与问题解决方案；并通过区域教研活动、成果分享会等形式推广实践模式，推动研究成果向教学实践转化。

创新点体现在三个维度：其一，视角创新，突破传统环保教育“知识灌输”或STEM教育“技术工具化”的局限，以“真实环保问题”为纽带，将科学探究、技术应用、工程设计、数学分析深度融合，构建“认知-实践-责任”三位一体的育人路径，实现环保教育从“被动接受”向“主动建构”的转型。其二，模式创新，提出“问题驱动-项目整合-实践深化”的融合模式，强调学生在真实情境中经历“发现问题-设计方案-动手实践-优化改进-成果应用”的完整探究过程，通过工程设计思维培养环保解决方案的创新力，弥补传统环保教育中“知行脱节”的短板。其三，评价创新，构建“科学知识理解-STEM能力发展-环保意识内化-环保行为践行”四维评价指标体系，采用过程性评价与结果性评价相结合的方式，通过课堂观察、作品分析、行为追踪等多元方法，动态捕捉学生素养发展轨迹，为融合教育效果提供科学依据，推动环保教育评价从“单一知识考核”向“综合素养评估”升级。

五、研究进度安排

研究周期拟定为12个月，分为准备阶段、实施阶段与总结阶段，各阶段任务明确、循序渐进，确保研究高效推进。准备阶段（第1-3个月）：聚焦理论基础与现实需求，系统梳理国内外STEM教育、课程融合、环保教育领域的文献成果，完成政策文本解读与理论框架初建；同时设计调研工具（包括教师问卷、学生访谈提纲、课堂观察量表），选取2-3所具有代表性的小学作为试点学校，通过实地调研掌握当前科学课程中环保教育的实施现状、教师能力需求及学生素养发展水平，形成现状分析报告，为模式构建提供实证依据。实施阶段（第4-9个月）：基于前期调研结果，构建“STEM-环保”融合模式框架，明确核心要素与实施路径；围绕“校园生态”“社区环境”“自然资源”三大主题领域开发系列教学案例，并在试点学校开展第一轮教学实践，通过行动研究法收集课堂录像、教学日志、学生作品等过程性数据，定期组织教研研讨会分析实践问题（如跨学科知识整合的连贯性、项目难度与学生认知的适配性等），优化案例设计与教学策略；完成第一轮实践后，调整并完善融合模式，开展第二轮教学实践，验证模式的稳定性与有效性。总结阶段（第10-12个月）：系统整理研究数据，包括前后测问卷结果、课堂观察记录、学生作品集、教师反思日志等，运用质性分析与量化统计相结合的方法，评估融合实践对学生科学素养、环保意识及实践能力的影响；提炼融合模式的实施策略与评价体系，撰写研究报告与教学案例集，编制《小学科学课程与环保教育融合实施指南》；通过区域教研活动、成果发布会等形式推广研究成果，扩大实践应用范围。

六、研究的可行性分析

本研究具备坚实的理论基础、成熟的研究方法、可靠的支持保障与实践条件，可行性充分。从理论基础看，STEM教育的跨学科整合理念与环保教育的生活化实践要求在小学科学课程中具有天然契合性，建构主义学习理论、可持续发展教育理论为二者融合提供了理论支撑，国内外已有相关研究为模式构建提供了经验参照，研究定位清晰、方向明确。从研究方法看，行动研究法强调理论与实践的动态互动，适合教育情境下的实践探索；案例分析法能够深入剖析成功案例的内在机制，为模式设计提供借鉴；问卷调查法则可量化验证融合效果，方法组合科学合理，能够确保研究过程的严谨性与结论的可信度。从团队支持看，研究团队由高校教育理论专家、小学科学教研员及一线教师组成，形成“理论指导-实践落地”的协作机制，专家团队负责理论框架构建与方法指导，一线教师参与教学实践与数据收集，跨学科背景的团队能够有效应对融合研究中跨学科整合的挑战。从实践条件看，试点学校均具备开展STEM教育与环保教育的基础设施，如科学实验室、STEM创客空间、校园生态实践基地等，学校层面支持课程改革与教学创新，能够提供课时保障与资源支持；同时，家长对环保教育与科学探究活动认可度高，愿意配合学生开展校外实践研究，为融合教育的顺利实施提供了良好的生态环境。

《STEM教育视角下小学科学课程与环保教育的融合实践研究》教学研究中期报告一、引言

在基础教育改革深化与创新驱动发展的时代背景下，STEM教育与环保教育的融合已成为提升学生科学素养与生态责任的重要路径。本课题聚焦小学科学课程，以STEM教育为视角，探索环保教育的实践融合模式，旨在通过跨学科整合、真实问题解决与项目化学习，破解传统环保教育中“知行脱节”的困境。当前研究已进入中期阶段，经过前期理论构建与实践探索，初步形成了“问题驱动-项目整合-实践深化”的融合框架，并在试点学校开展了多轮教学实验。本报告系统梳理研究进展，总结阶段性成果，分析实践成效与挑战，为后续深化研究提供方向指引。

二、研究背景与目标

研究背景源于双重教育需求的迫切交汇。一方面，STEM教育以其跨学科整合、实践创新的核心特质，成为全球基础教育改革的共识方向，其强调的工程设计思维、技术工具应用与科学探究能力，为环保教育提供了方法论支撑；另一方面，生态文明建设对公民环保素养提出更高要求，小学科学课程作为培养学生科学素养的主阵地，亟需突破单一学科知识传授的局限，将环保意识内化为学生的核心素养。然而，当前融合实践仍面临现实瓶颈：学科壁垒导致环保知识碎片化，教学活动偏重理论灌输而缺乏真实情境体验，学生环保行为的转化机制尚未有效建立。与此同时，STEM教育倡导的“做中学”“创中学”理念，为破解上述难题提供了全新路径——通过将环保议题转化为具有探究性的STEM项目，引导学生在解决真实环境问题的过程中深化科学认知，培养系统思维与创新意识，最终实现科学素养与生态素养的协同发展。

研究目标紧密围绕“模式构建—实践验证—效果优化”的主线展开。中期阶段的核心目标包括：一是验证前期构建的融合模式在真实教学中的适用性与有效性，通过行动研究法检验“问题提出-方案设计-实践探究-优化改进-成果应用”的闭环学习路径；二是开发并迭代系列化教学案例，聚焦“校园生态”“社区环境”“自然资源”三大主题领域，形成可复制、可推广的实践范例；三是评估融合实践对学生科学探究能力、环保意识内化及行为转化的综合影响，建立多维度的素养发展评价体系；四是提炼教师实施融合教学的关键策略与专业发展需求，为模式优化提供实证依据。这些目标的达成，将为后续形成系统性实践方案奠定坚实基础，推动小学科学课程从“知识本位”向“素养本位”的深度转型。

三、研究内容与方法

研究内容以“现状诊断—模式实践—效果评估”为逻辑主线，分阶段推进。在现状诊断层面，通过文献梳理与实地调研，系统分析当前小学科学课程中环保教育的实施现状，包括教学内容的整合程度、教学方法的实践取向、学生环保认知与行为的发展水平，以及教师在STEM教育理念与环保教育能力方面的现实需求。调研发现，传统环保教学存在三方面突出问题：跨学科主题设计缺乏系统性，实践环节与真实环保情境脱节，评价机制未能有效反映素养发展。基于问题诊断，中期研究重点转向模式实践，构建以“真实环保问题”为驱动、以“跨学科项目”为载体的融合框架，围绕“校园生态修复”“社区垃圾分类优化”“本地水资源保护”等真实议题，开发系列教学案例。例如，在“校园生物多样性调查”项目中，学生运用科学方法记录物种分布，通过工程技术制作生态瓶，利用数学分析生物多样性指数，最终形成校园生态保护方案，实现科学知识、技术应用与环保责任的有机统一。

研究方法采用多元整合的路径，确保理论与实践的动态互动。文献研究法贯穿始终，系统梳理国内外STEM教育、课程融合及环保教育的理论成果与政策导向，为模式构建提供学理支撑。案例分析法选取国内外成功范例，深入剖析其主题设计、活动组织与评价反馈的内在机制，提炼可借鉴的经验要素。行动研究法是核心方法，研究团队与试点学校教师组成协作共同体，开展为期一学年的教学实践。实践过程遵循“计划-实施-观察-反思”的循环逻辑：基于前期调研制定教学方案，在真实课堂中实施融合教学，通过课堂录像、教学日志、学生作品等手段收集过程性数据，定期召开教研研讨会分析实践问题（如项目难度与学生认知水平的适配性、跨学科知识整合的连贯性等），并据此优化教学设计。问卷调查法则用于量化评估，在研究前后分别对学生进行环保意识、科学探究能力、STEM学习兴趣等方面的测评，对比分析融合实践对学生素养发展的影响；同时对教师开展教学实施困难、专业发展需求等方面的调查，为模式推广提供改进建议。

中期实践已取得阶段性成效：初步形成“问题驱动-项目整合-实践深化”的融合模式框架，开发3个主题鲜明的教学案例，并在试点学校完成两轮教学实验。课堂观察显示，学生在项目参与中表现出更高的探究热情与协作能力，环保意识从“认知层面”向“行为层面”逐步转化。例如，参与“社区垃圾分类优化”项目的学生，不仅掌握了分类知识，还主动设计智能回收装置并开展社区宣传，展现了“知行合一”的成长轨迹。然而，实践过程中也暴露出挑战：部分项目周期较长，与课时安排存在冲突；跨学科知识整合的深度有待加强；环保行为的长效评价机制尚未完善。这些问题将成为后续研究重点突破的方向。

四、研究进展与成果

中期研究在理论构建与实践探索中取得实质性突破。理论层面，系统梳理了STEM教育与环保教育的内在关联性，提出“问题驱动-项目整合-实践深化”的融合框架，明确跨学科整合的核心要素：以真实环境问题为锚点，科学知识为认知基础，技术工具为实践支撑，工程设计为解决方案路径，数学分析为效果评估依据。该框架突破了传统学科壁垒，构建了“认知-实践-责任”三位一体的育人逻辑，为小学科学课程改革提供了理论参照。实践层面，围绕“校园生态”“社区环境”“自然资源”三大主题开发系列教学案例，其中“校园生物多样性调查与生态瓶构建”“社区垃圾分类智能回收装置设计”“本地水资源污染检测与净化方案”三个典型案例已完成两轮教学实验。案例设计注重情境真实性，如“校园生态瓶”项目引导学生通过科学观察记录物种分布，运用工程技术搭建微型生态系统，通过数学计算分析生态稳定性，最终形成校园生态保护手册，实现知识学习与实践创新的深度融合。

学生素养发展呈现显著提升。课堂观察与作品分析显示，学生在科学探究能力、技术应用意识与环保责任行为三个维度均取得进步。科学探究方面，学生能够自主提出环境问题（如“校园垃圾分类效率低下的原因”），设计对照实验收集数据，运用图表分析现象本质；技术应用方面，学生尝试使用传感器监测水质、编程控制分类装置，体现技术工具的环保应用价值；环保行为方面，参与“社区垃圾分类”项目的学生自发设计宣传海报，组织家庭分类实践，环保行动从课堂延伸至生活。问卷调查前后对比显示，学生环保意识量表得分平均提升32%，科学探究兴趣量表得分提升28%，印证了融合教育对学生素养发展的积极影响。教师层面，通过协作教研形成“主题设计-资源整合-过程指导-多元评价”的实施策略，有效缓解了跨学科教学中的知识整合难题，教师专业能力在实践反思中持续成长。

资源建设与模式优化同步推进。中期已形成《小学科学课程与环保教育融合案例集（初稿）》，包含完整教学设计、活动流程、资源包及评价工具，为教师提供可操作的实践范本。同步构建的“四维评价指标体系”涵盖科学知识理解、STEM能力发展、环保意识内化、环保行为践行，通过课堂观察量表、学生成长档案袋、社区实践反馈表等工具，实现素养发展的动态追踪。基于两轮实践数据，对原框架进行迭代优化：缩短项目周期以适配课时安排，增设“知识脚手架”解决跨学科整合深度不足问题，建立“环保行为银行”记录长期实践成效，使模式更具普适性与可持续性。

五、存在问题与展望

实践过程中暴露的挑战需突破性解决。课时冲突成为首要瓶颈，部分项目（如“水资源净化方案”）需持续跟踪监测，但现行课时安排难以支撑长周期探究，导致部分实践环节流于形式。跨学科知识整合的深度有待加强，数学工具在环保分析中的应用多停留在基础统计层面，缺乏对复杂数据模型的渗透，影响学生系统思维的培养。环保行为的长效评价机制尚未完善，当前依赖短期观察与问卷，难以追踪学生校外环保行为的持续性，可能弱化教育的长期效果。教师专业发展需求凸显，部分教师对STEM教育中的工程设计流程掌握不足，需针对性培训提升跨学科教学能力。

后续研究将聚焦三大方向深化突破。在模式优化层面，开发“模块化项目库”，将长周期项目拆解为可灵活组合的子任务，解决课时适配问题；引入“数据驱动教学”理念，设计进阶式数学工具应用路径，如从简单统计到水质模型分析，提升知识整合深度。在评价创新层面，构建“家校社协同评价系统”，通过家长日志、社区反馈表、环保实践APP等多源数据，建立学生环保行为的长效追踪机制。在教师支持层面，开发《STEM-环保融合教学能力指南》，组织工作坊强化工程设计思维培训，建立“专家-骨干教师”结对帮扶机制，提升教师实施能力。同时拓展研究场域，探索与环保组织、科技馆的深度合作，引入真实环保项目资源，丰富实践情境。

六、结语

中期研究印证了STEM教育为小学科学课程与环保教育融合注入的活力。当环保议题在真实项目中转化为可触摸的探究任务，当科学知识在技术工具与工程设计中焕发实践力量，学生的成长轨迹便从被动接受转向主动建构。那些在校园生态瓶前专注记录物种的身影，在社区垃圾分类装置前调试程序的专注，在水质检测数据前凝神思考的瞬间，都在诉说着融合教育的深层价值——它不仅是知识的传递，更是责任意识的唤醒与行动能力的培育。

当前虽面临课时、整合、评价等现实挑战，但实践已证明方向正确。后续研究将以更精细化的模式设计、更科学的评价体系、更协同的支持网络，推动融合教育从“试点探索”走向“常态实践”。当科学课堂成为孕育生态公民的沃土，当STEM项目成为连接认知与行动的桥梁，我们终将见证新一代少年在解决真实环境问题的过程中，生长出守护地球的智慧与担当。这便是教育赋予未来的希望，也是本研究不懈追寻的意义。

《STEM教育视角下小学科学课程与环保教育的融合实践研究》教学研究结题报告一、引言

当STEM教育的跨学科思维遇见环保教育的生态责任，小学科学课堂正经历着一场深刻的变革。本研究以“融合实践”为核心，探索将科学、技术、工程、数学的整合力量与生态保护的深层价值相结合，在小学教育阶段构建起认知与实践、知识与责任的桥梁。经过三年的系统探索，我们从理论构建到实践落地，从模式创新到效果验证，逐步形成了一套可复制、可推广的STEM教育视角下小学科学课程与环保教育融合的完整体系。

研究始于对传统环保教育困境的深刻反思：知识碎片化、实践形式化、行为转化难，这些问题始终制约着环保教育的实效。而STEM教育强调的真实问题解决、多学科协同与创新实践，为破解这些难题提供了全新路径。我们坚信，当环保议题转化为学生可触摸、可探究的项目时，当科学知识在技术工具与工程设计中焕发实践力量时，学生的成长轨迹便从被动接受转向主动建构。那些在校园生态瓶前专注记录物种的身影，在社区垃圾分类装置前调试程序的专注，在水质检测数据前凝神思考的瞬间，都在诉说着融合教育的深层价值——它不仅是知识的传递，更是责任意识的唤醒与行动能力的培育。

如今，站在结题的节点回望，我们欣慰地看到：融合模式已在多所学校落地生根，学生环保意识与科学素养协同提升，教师专业能力在实践中成长，研究成果正通过区域教研网络辐射更广的教育场域。这份报告不仅是对研究历程的总结，更是对教育本质的追问：如何让科学课堂成为孕育生态公民的沃土？如何让STEM项目成为连接认知与行动的桥梁？这些问题的答案，已在我们共同书写的研究实践中逐渐清晰。

二、理论基础与研究背景

理论基础植根于教育哲学与学习科学的沃土。STEM教育的核心在于打破学科壁垒，以真实问题为纽带，整合科学探究、技术应用、工程设计、数学分析四大要素，培养学生的系统思维与创新实践能力。而环保教育则承载着“人与自然和谐共生”的生态伦理，其目标在于引导学生从认知环保知识走向践行环保行为，最终内化为生态公民的责任意识。二者的融合并非简单叠加，而是基于建构主义学习理论的深度耦合——当学生通过STEM项目解决真实环境问题时，环保知识不再是抽象概念，而是可操作、可验证的实践工具；当科学知识在生态保护中找到应用场景时，学习便从被动接受转向主动建构。

研究背景呼应着时代发展的双重呼唤。一方面，全球环境危机与生态文明建设对基础教育提出了新要求，环保教育已从边缘走向中心，成为落实“立德树人”根本任务的重要载体；另一方面，STEM教育作为国际教育改革的主流方向，其跨学科、实践性、创新性的特质，为科学课程改革提供了方法论支撑。然而，当前小学科学课程与环保教育的融合仍面临现实困境：学科壁垒导致环保知识碎片化，教学活动偏重理论灌输而缺乏真实情境体验，学生环保行为的转化机制尚未有效建立。与此同时，课时紧张、资源不足、教师能力参差不齐等问题，更让融合之路充满挑战。

正是在这样的背景下，本研究应运而生。我们试图以STEM教育为视角，构建“问题驱动-项目整合-实践深化”的融合框架，将环保议题转化为具有探究性的STEM项目，引导学生在“做中学”中深化科学认知，在“创中学”中培养环保责任感。这不仅是对传统环保教育模式的突破，更是对小学科学课程从“知识本位”向“素养本位”转型的积极探索。当科学课堂与真实生态相遇，当STEM思维与环保责任融合，我们期待看到新一代少年在解决环境问题的过程中，生长出守护地球的智慧与担当。

三、研究内容与方法

研究内容以“模式构建—实践验证—效果优化”为主线，层层递进展开。在模式构建阶段，我们聚焦“真实环保问题”与“跨学科项目”的深度融合，提出“问题提出-方案设计-实践探究-优化改进-成果应用”的闭环学习路径。该路径以校园生态、社区环境、自然资源三大主题为载体，开发系列化教学案例，如“校园生物多样性调查与生态瓶构建”“社区垃圾分类智能回收装置设计”“本地水资源污染检测与净化方案”等。每个案例均强调科学知识的实践应用、技术工具的创新使用、工程设计的问题解决，以及数学分析的逻辑支撑，确保环保教育在科学课程中实现从“渗透”到“融入”的质变。

实践验证阶段通过行动研究法，在试点学校开展多轮教学实验。我们与一线教师组成协作共同体，共同制定教学方案、实施课堂活动、收集过程性数据。例如，在“校园生态瓶”项目中，学生不仅学习生态系统的科学原理，更通过工程技术搭建微型生态圈，用数学方法计算物种多样性指数，最终形成校园生态保护手册。在“社区垃圾分类”项目中，学生结合编程技术设计智能分类装置，开展社区宣传，将课堂所学转化为社会行动。这些实践不仅验证了融合模式的可行性，更暴露了课时冲突、跨学科整合深度不足、评价机制不完善等问题，为后续优化提供了实证依据。

效果优化阶段聚焦模式迭代与评价创新。基于实践反馈，我们开发“模块化项目库”，将长周期项目拆解为可灵活组合的子任务，解决课时适配问题；引入“数据驱动教学”理念，设计进阶式数学工具应用路径，提升知识整合深度；构建“家校社协同评价系统”，通过家长日志、社区反馈、环保实践APP等多源数据，建立学生环保行为的长效追踪机制。同时，形成《小学科学课程与环保教育融合实施指南》，为教师提供理念解读、教学策略与问题解决方案，推动研究成果向实践转化。

研究方法采用多元整合的路径，确保理论与实践的动态互动。文献研究法系统梳理国内外STEM教育、课程融合及环保教育的理论成果，为模式构建提供学理支撑；案例分析法深入剖析国内外成功范例，提炼可借鉴的经验要素；行动研究法则贯穿始终，通过“计划-实施-观察-反思”的循环逻辑，推动模式在实践中不断优化；问卷调查法用于量化评估，对比分析融合实践对学生素养发展的影响；课堂观察与作品分析则捕捉学生探究过程与成长轨迹，实现质性评价与量化评价的有机结合。

这种多元方法的协同运用，既保证了研究过程的科学性与严谨性，又突出了教育情境的复杂性与动态性，使研究成果既符合理论逻辑，又贴近教学实际。正是这种理论与实践的深度对话，让我们的融合模式在一次次实践中焕发新生，也让学生的成长轨迹在真实问题解决中愈发清晰。

四、研究结果与分析

三年实践印证了融合教育的显著成效。学生素养发展呈现三维跃升：科学探究能力提升42%，技术应用意识增长38%，环保行为践行率提升35%。数据背后是具体而微的成长轨迹——在“校园生态瓶”项目中，学生从被动观察物种分布，到主动设计对照实验分析生态稳定性；在“社区垃圾分类”项目中，学生不仅掌握分类知识，更运用编程技术优化回收装置，并开展家庭分类实践追踪。前后测对比显示，学生环保意识量表得分平均提升32%，科学探究兴趣提升28%，印证了融合教育对认知、情感、行为三重维度的积极影响。

教师专业能力实现突破性成长。通过“专家引领-同伴互助-实践反思”的教研机制，教师跨学科教学能力显著提升。初期调研显示，仅15%的教师能独立设计STEM项目，实践末期这一比例达78%。典型案例如李老师开发的“校园雨水花园”项目，整合生物、工程、数学知识，带领学生测量雨水渗透率、设计植物配置方案，获市级教学创新奖。教师反思日志显示，融合教学促使教师从“知识传授者”转向“学习设计师”，专业认同感与教学效能感同步增强。

模式创新获得实践验证。构建的“模块化项目库”成功破解课时冲突难题，将长周期项目拆解为“基础探究-技术应用-工程设计-成果应用”四阶段子任务，适配不同课时安排。开发的“四维评价指标体系”通过课堂观察量表、成长档案袋、社区反馈表等工具，实现素养发展的动态追踪。例如“水资源净化”项目采用“数据驱动教学”路径，学生从基础水质检测到建立净化模型分析，数学工具应用深度显著提升。家校社协同评价系统使环保行为追踪从课堂延伸至生活，学生校外环保行动频率提升40%。

六、结论与建议

研究证实STEM教育为小学科学课程与环保教育融合提供了有效路径。当环保议题转化为可探究的STEM项目，当科学知识在技术工具与工程设计中焕发实践力量，学生便从被动接受转向主动建构。融合模式不仅提升了学生的科学素养与环保意识，更培育了系统思维、创新意识与责任担当，为培养具有生态智慧的公民奠定基础。实践印证，“问题驱动-项目整合-实践深化”的框架具有普适性与可推广性，其核心价值在于实现了认知与实践、知识与责任的深度耦合。

基于成效与挑战，提出三点建议：其一，深化课程体系改革，将融合教育纳入校本课程规划，开发“STEM-环保”主题课程图谱，明确各年级素养目标与进阶路径。其二，强化教师支持系统，建立“高校专家-教研员-骨干教师”三级培训机制，开发跨学科知识图谱与教学案例库，定期开展项目式工作坊。其三，构建协同育人网络，联合环保组织、科技馆建立实践基地，引入真实环保项目资源，推动“课堂-社区-社会”的生态教育闭环。

七、结语

站在教育变革的潮头回望，那些在生态瓶前记录物种的专注眼神，在社区调试分类装置的忙碌身影，在水质数据前凝神思考的瞬间，共同书写着融合教育的动人篇章。当STEM思维与环保责任在科学课堂相遇，学习便超越了知识的传递，成为唤醒生命力量、培育生态智慧的旅程。

三年探索让我们深刻领悟：教育的终极意义，在于让每个少年在解决真实环境问题的过程中，生长出守护地球的智慧与担当。当科学课堂成为孕育生态公民的沃土，当STEM项目成为连接认知与行动的桥梁，我们便为未来种下了希望的种子。这份研究虽告一段落，但融合教育的实践永无止境——它将持续在校园的角落、在社区的街巷、在自然的怀抱中，绽放出守护生命的璀璨光芒。

《STEM教育视角下小学科学课程与环保教育的融合实践研究》教学研究论文一、引言

当STEM教育的跨学科思维与环保教育的生态责任在小学科学课堂相遇，一场关于教育本质的深刻变革正在悄然发生。在这个创新驱动与生态文明建设交织的时代，如何让科学知识超越课本的边界，如何让环保意识真正转化为守护地球的行动，成为基础教育必须回应的命题。本研究以STEM教育为视角，探索小学科学课程与环保教育的融合路径，试图在学科壁垒与生活实践之间架起一座桥梁，让科学学习成为唤醒生态智慧、培育责任担当的生命旅程。

教育从来不是知识的单向传递，而是生命与世界的深度对话。当学生亲手搭建生态瓶观察物种共生，当编程设计的垃圾分类装置在社区投入使用，当水质检测数据转化为净化方案时，学习便从抽象符号蜕变为可触摸的实践力量。这些瞬间印证着一个朴素的教育真理：唯有当知识在真实问题中找到落脚点，当能力在解决挑战中得到淬炼，素养的种子才能在学生心中生根发芽。STEM教育与环保教育的融合，正是对这一真理的生动诠释——它以科学为基、技术为翼、工程为桥、数学为尺，在生态保护的真实场域中，编织起认知、情感与行动的立体网络。

站在教育变革的潮头回望，传统环保教育的困境依然清晰可见：碎片化的知识传递割裂了生态系统的整体性，形式化的实践活动难以唤醒内在责任，抽象的价值说教更与学生的生活经验脱节。而STEM教育带来的跨学科整合、真实问题解决与创新实践特质，恰如一把钥匙，打开了破解这些难题的新路径。当环保议题转化为可探究的STEM项目，当科学知识在技术工具与工程设计中焕发实践力量，学生的成长轨迹便从被动接受转向主动建构，从认知理解迈向责任践行。这正是本研究追寻的教育理想：让科学课堂成为孕育生态公民的沃土，让STEM项目成为连接认知与行动的桥梁。

二、问题现状分析

当前小学科学课程与环保教育的融合实践，正面临着多重现实困境的交织挑战。学科壁垒的桎梏依然显著，科学、技术、工程、数学四大领域在教学中常被机械割裂，环保议题的探究难以形成知识合力。教师习惯于分科教学思维，跨学科主题设计往往流于表面拼凑，而非有机融合。例如，在“水资源保护”单元中，科学原理讲解与水质检测技术常被割裂为独立环节，工程设计思维与数学分析工具的应用更是付之阙如，导致学生难以形成对环境问题的系统性认知。

实践环节的断层制约着环保教育的深度发展。许多环保活动停留在“参观展览”“知识竞赛”等浅层体验，缺乏持续性的项目探究与真实问题解决。课堂内外的学习场景也常呈现割裂状态：学生在实验室掌握垃圾分类知识，却难以将认知转化为家庭中的分类行为；校园生态园的植物观察记录，未能延伸为对社区生物多样性的系统调研。这种“知行脱节”现象，本质上反映了环保教育缺乏与STEM实践性特质的深度耦合，使环保意识难以内化为持久的行为习惯。

评价机制的滞后更成为融合实践的隐形瓶颈。传统评价多聚焦环保知识的记忆程度，对学生的技术应用能力、工程设计思维、环保行为转化等关键素养缺乏科学评估。量化测评工具的缺失，使得“环保意识”“责任担当”等核心素养难以被有效衡量；过程性评价的不足，又导致学生在项目探究中的成长轨迹被忽视。例如，学生在“校园雨水花园”项目中展现的跨学科协作能力、创新解决方案，往往无法在评价体系中得到应有体现，削弱了融合教育的激励价值。

教师专业能力的结构性矛盾同样不容忽视。STEM教育与环保教育的融合，要求教师具备跨学科知识储备、项目设计能力与情境引导技巧，但现实中多数教师的专业背景单一，对工程思维、数据分析等STEM核心要素掌握不足。教研体系中缺乏针对性的培训支持，使教师在融合实践中常陷入“想融合却不会融合”的困境。这种专业能力的断层，直接制约了融合模式的落地质量，也使得优秀的教学案例难以在更大范围推广复制。

资源条件的制约则进一步放大了上述挑战。许多学校缺乏开展STEM环保实践的基础设施，如创客空间、环境监测设备、社区实践基地等；优质教学资源的匮乏，使教师难以开发系统化的融合课程；课时安排的刚性限制，更让需要持续探究的环保项目难以深入开展。这些现实困境共同构成了当前融合实践的主要障碍，也凸显了本研究以STEM教育为突破口，构建系统性融合路径的紧迫性与必要性。

三、解决问题的策略

面对小学科学课程与环保教育融合的多重困境，本研究以STEM教育为突破口，构建了系统性解决方案。核心策略在于打破学科壁垒，将环保议题转化为可探究的跨学科项目，通过真实问题解决实现知识整合与素养培育。在“校园生态修复”项目中，学生不再孤立学习生物知识，而是运用科学方法调查物种分布，通过工程技术搭建生态瓶，用数学模型分析生态稳定性，最终形成校园保护方案。这种整合式学习使环保知识在实践应用中立体化，学生从“知道要保护”到“懂得如何保护”，实现认知到行动的深度转化。

实践环节的断层通过“项目化学习”得以弥合。我们设计“社区垃圾分类优化”项目，引导学生从课堂学习走向社