日1北师大-stem讲座-steam与核心素养

E-STEAM与核心素养黄宇北京师范大学国际与比较教育研究院前言：STEAM教育与核心素养的结合11STEAM教育是美国率先倡议发起的一种由科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineer)、艺术(Art)、数学(Mathematics)等多学科融合的综合性教育理念和教育模式。近两年，STEAM教育大潮以其高度的跨学科特征受到全球教育界的普遍关注，并且也在很大程度上冲击着我国的教育理念和教学体系。2016年我国颁布的《教育信息化“十三五”规划》中明确提出:“有效利用信息技术推进‘创客空间’建设，探索STEAM教育、创客教育等新教育模式，使学生具有较强的科技信息意识与创新意识。”同年，我国根据新世纪人才培养目标研制出中国学生发展的全新理念与蓝图，即2016年9月发布的《中国学生发展核心素养》勾勒出适应未来社会发展的新型人才形象，树立起我国教育立德树人的新航标。因此，需要讨论如何积极实践STEAM先进的教育模式，大力融合STEAM教育的核心理念，进而探索出能提升学生发展核心素养的未来之路。袁利平,张欣鑫.论STEAM教育与核心素养的对接[J].陕西师范大学学报(哲学社会科学版),2017,046(005):164-169.1STEAM教育与核心素养的结合STEAM教育与核心素养对接的必要性STEAM教育与核心素养对接的可能性STEAM教育与核心素养对接的路径核心素养：不同的认识和理解222OECD在1997年1997年12月启动的“素养的界定与遴选:理论和概念基础”(DefinitionandSelectionofCompetencies:TheoreticalandConceptualFoundations，即DeSeCo)项目。核心素养基础教育界所称“核心素养”的内涵可以从三个层次上来把握:最底层的“双基指向”，以基础知识和基本技能为核心;中间层的“问题解决指向”，以解决问题过程中所获得的基本方法为核心;最上层的“科学(广义)思维指向”，指在系统的学习中通过体验、认识及内化等过程逐步形成的相对稳定的思考问题、解决问题的思维方法和价值观，实质上是初步得到认识世界和改造世界的世界观和方法论。一般核心素养是由学科核心素养推演而来。2006年12月，欧洲议会(EuropeanParliament)和欧盟理事会(EuropeanCouncil)通过了关于核心素养的建议案.李艺,钟柏昌.谈"核心素养"[J].教育研究,2015(09):19-25+65.2学科核心素养系以学科理解或思维为核心的学科高级能力与人性能力，是信息时代学科教育的基本目标。它在本质上是学科知识观的根本转型:由事实本位走向理解取向。选择少而重要的学科核心观念，让它们彼此间建立有机联系，使课程结构由“学科事实覆盖型”转化为“学科观念理解型”，让学科核心观念植根于真实问题情境，学生由此可以跨越不同年龄或年级持续探究并发展学科理解，这是信息时代学科教育的第一要义。让学生通过亲身参与学科实践而学习学科，亲身经历学科知识的诞生过程，由此既理解学科性质，又发展学科实践力，这是信息时代学科教育的第二要义。这种新型学科教育的重要特征是实现了学科世界与生活世界、学科实践与生活实践的双向融合。我国学科教育改革迫在眉睫的任务是摒弃“间接经验论”与“双基论”，走向“直接经验论”与“核心素养观”。学科核心素养张华.论核心素养的内涵[J].全球教育展望,2016,45(004):10-24.2学生核心素养核心素养必须能够指导教师日常教学、促进教育评价、指引教育改革发展方向;在核心素养的遴选时要遵守素养可教可学、对个体和社会都有积极意义、面向未来且注重本国文化这三个原则。综合世界各个国家和地区以及国际组织对核心素养概念内涵的界定，同时考虑到不同学科角度对核心素养的研究，学生核心素养应该具备以下几个特征:首先，学生的核心素养应该是可培养、可塑造、可维持的，并且可以通过学校教育获得的。（教育性）其次，核心素养是对于每一个个体和整个社会都具有积极意义的重要素养。（社会性）最后，核心素养遴选时应与时代接轨，同时注意我国教育文化背景。（时代性和文化性）辛涛,姜宇,刘霞.我国义务教育阶段学生核心素养模型的构建[J].北京师范大学学报(社会科学版),2013(01):6-12.221世纪核心素养的框架及要素研究(一)实现成功生活与发展健全社会———以OECD框架为例

师曼,刘晟,刘霞,etal.21世纪核心素养的框架及要素研究

[J].华东师范大学学报:教育科学版,2016(3):29-37115,共9页.221世纪核心素养的框架及要素研究(二)指向终身学习———以欧盟参考框架为例

该核心素养框架主要包括:母语沟通能力、外语沟通能力、数学和科技基本素养、数字(信息)素养、学会学习、社会与公民素养、创新与企业家精神、文化意识和表现，并且每一素养又从知识、技能与态度(knowledge，skillsandattitudes)三个维度进行具体描述。该框架还指出，基本的语言、文字、数学、信息能力是终身学习的基础，“学习如何学习”支持个体所有学习活动，批判性思维、创造性、主动性、问题解决、风险评估、决策、情绪管理也是终身学习者必不可少的素养(EuropeanCommission，2006)。从其素养框架的名称、制订目标与框架内容可以看出，“学会学习”是欧盟基础教育阶段各门课程需要着力培育的素养，体现出这一框架“为终身学习服务”的主旨。师曼,刘晟,刘霞,etal.21世纪核心素养的框架及要素研究

[J].华东师范大学学报:教育科学版,2016(3):29-37115,共9页.221世纪核心素养的框架及要素研究(三)关注21世纪职场需要———以美国P21框架为例师曼,刘晟,刘霞,etal.21世纪核心素养的框架及要素研究

[J].华东师范大学学报:教育科学版,2016(3):29-37115,共9页.221世纪核心素养的框架及要素研究(四)突显核心价值观———以亚洲地区素养框架为例师曼,刘晟,刘霞,etal.21世纪核心素养的框架及要素研究

[J].华东师范大学学报:教育科学版,2016(3):29-37115,共9页.221世纪核心素养的框架及要素研究(五)重视公民日常生活和文化休闲质量———以俄罗斯素养框架为例2001年，俄罗斯联邦教育部普通教育内容更新战略委员会组织编制了《普通教育内容现代化战略》(《Стратегиимодерниациисодержанияобщегообразования》)，以此为标志，俄罗斯开始采用基于素养的方法，发展与改革教育，代替传统的知识传授。其核心素养包括认知素养、日常生活、文化休闲、公民团体和社会劳动素养等五个方面。认知素养主要是指获取信息和知识的能力;日常生活素养涉及个人健康、家庭生活等;文化休闲素养是指公民能够利用闲暇时间丰富个人文化精神生活;公民团体素养则帮助学生适应公民、选举人、消费者等角色;社会劳动素养教会学生分析劳动市场情况、评估自己的职业机会、处理劳动关系的伦理与道德、自我管理能力等。(俄罗斯联邦教育与科学部，2002)师曼,刘晟,刘霞,etal.21世纪核心素养的框架及要素研究

[J].华东师范大学学报:教育科学版,2016(3):29-37115,共9页.2核心素养的比较和归并师曼,刘晟,刘霞,etal.21世纪核心素养的框架及要素研究

[J].华东师范大学学报:教育科学版,2016(3):29-37115,共9页.2“21世纪核心素养5C模型”研究设计研究所提出的“文化理解与传承素养”包括多个层面的含义，既包括对本民族传统文化的认同、扬弃与传承，也包括对他民族文化的包容、理解与尊重，因此，这一素养对于任何一个民族或国家的青少年都至关重要。对于每一个中国人而言，它包括在认知层面对不同文化内涵的共性与差异的认识和理解，在价值观层面能够认同并愿意传承中华民族优秀文化中所蕴含的价值观念、道德伦理、行为习惯等，在行为层面能切实践行优秀文化中所蕴含的这些价值观念。该素养是一个中国人具有中国根基和中国烙印的体现，而优秀传统文化更是涵养身心、规范品行、丰富人性不可替代的精神土壤，能够为其他素养提供价值指引。将价值观置于核心素养的中心地位，是亚洲国家特别是受儒家文化影响的国家或地区的共同趋势。魏锐,刘坚,白新文,等."21世纪核心素养5C模型"研究设计[J].华东师范大学学报:教育科学版,2020(2):20-28.2“21世纪核心素养5C模型”研究设计文化理解与传承素养是核心，该素养所包含的价值取向对所有行为都具有导向作用;审辨思维素养与创新素养侧重于认知维度，审辨思维强调理性、有条理、符合逻辑，创新素养强调突破边界、打破常规;沟通素养与合作素养侧重于非认知维度，沟通强调尊重、理解、共情，合作强调在实现共同目标的前提下做必要的坚持与妥协。魏锐,刘坚,白新文,等."21世纪核心素养5C模型"研究设计[J].华东师范大学学报:教育科学版,2020(2):20-28.2魏锐,刘坚,白新文,等."21世纪核心素养5C模型"研究设计[J].华东师范大学学报:教育科学版,2020(2):20-28.2刘永凤.国际"核心素养"研究的最新进展及启示[J].全球教育展望,2017,46(002):31-41.新世纪以来，国际“核心素养”领域研究主要形成四大研究主题，即“核心素养”体系的构建研究、“核心素养”的评估研究、“核心素养”的可持续教育研究以及基于“核心素养”的课程实践探索。STEM素养：面向环境素养和可持续发展素养33环境素养意识知识态度技能参与3环境素养认知、情意、技能、负责任环境行为（游雅如，2001、卢子华、许承先，2011）环境觉知与敏感度、环境概念知识内涵、环境价值观与态度、环境行动技能、环境行动经验

（李祯文，2003、杨筑珺，2011、蔡育泽，2012、吴忠宏等，2013、简资玲，2014、陈僾瑾，2015、张雅慧，2016、谢育泽，2016）环境行动、环境敏感度、环境态度、环境责任感、内控观、环境知识

（许世璋、徐家凡，2012）理性、情感、终极关怀

（许世璋、任孟渊，2014）3环境素养亨格福德(Hungerford)等[6]为预测负责任的环境行为，特提出环境素养模式，其包含彼此间有着相互作用的八个变量，其中认知性质的变量包括环境问题的知识、生态学概念、环境行为策略三项;态度性质变量包括态度、价值观、信念、环境敏感度四项；个性要素仅包括控制观一项。Sia等则进一步使用多元线性回归的方法，探讨环境素养模式中相应变量对负责任环境行为的贡献力。结果显示，环境敏感度、环境行为策略知识与技能、个体控制观、群体控制观、对待污染与技术的态度、心理性别角色等变量影响环境行为，其中环境敏感度、环境行为策略知识与技能对环境行为最具影响力。陈德权,娄成武.环境素养评价体系与模型的构建及实证分析[J].东北大学学报(自然科学版),2003,024(002):170-173.彭远春.国外环境行为影响因素研究述评[J].中国人口·资源与环境,2013,23(008):140-145.3环境素养是人们在生产、生活中逐渐修习、积累而形成的关于环境、人与环境的关系以及人类对待环境的行为的一种综合素质。它主要包括对环境知识的掌握程度,环境行为能力的大小以及环境意识的强弱3个方面。这3方面又分别有众多子项,如环境意识又具体包括了:系统化的知识、积极的态度、正确的价值观、科学的行为方法论等。陈德权,娄成武.环境素养评价体系与模型的构建及实证分析[J].东北大学学报(自然科学版),2003,024(002):170-173.3陈德权,娄成武.环境素养评价体系与模型的构建及实证分析[J].东北大学学报(自然科学版),2003,024(002):170-173.可持续发展目标（SDGs）中的教育在2015年联合国第六十九届大会中通过的《关于2015年后发展议程的联合国首脑会议成果文件》提出的可持续发展目标中，目标4为提供包容和公平的优质教育，让全民终身享有学习机会，其中的4.7条提出到2030年时，所有进行学习的人都掌握必要的知识和技能来促进可持续发展，具体做法包括进行关于可持续发展、可持续生活方式、人权和性别平等、促进和平和非暴力文化和全球公民意识的教育，以及了解文化多样性和文化对可持续发展的贡献等。SDGs的目标4：确保包容和公平的优质教育，让全民终身享有学习机会4.1

到2030年，确保所有男女童完成免费、公平和优质的中小学教育，并取得相关和有效的学习成果。4.2

到2030年，确保所有男女童获得优质幼儿发展、看护和学前教育，为他们接受初级教育做好准备。4.3

到2030年，确保所有男女平等获得负担得起的优质技术、职业和高等教育，包括大学教育。4.4

到2030年，大幅增加掌握就业、体面工作和创业所需相关技能，包括技术性和职业性技能的青年和成年人数。4.5

到2030年，消除教育中的性别差距，确保残疾人、土著居民和处境脆弱儿童等弱势群体平等获得各级教育和职业培训。4.6

到2030年，确保所有青年和大部分成年男女具有识字和计算能力。4.7

到2030年，确保所有进行学习的人都掌握可持续发展所需的知识和技能，具体做法包括开展可持续发展、可持续生活方式、人权和性别平等方面的教育、弘扬和平和非暴力文化、提升全球公民意识，以及肯定文化多样性和文化对可持续发展的贡献。4.a

建立和改善兼顾儿童、残疾和性别平等的教育设施，为所有人提供安全、非暴力、包容和有效的学习环境。4.b

到2020年，在全球范围内大幅增加发达国家和部分发展中国家为发展中国家，特别是最不发达国家、小岛屿发展中国家和非洲国家提供的高等教育奖学金数量，包括职业培训和信息通信技术、技术、工程、科学项目的奖学金。4.c

到2030年，大幅增加合格教师人数，具体做法包括在发展中国家，特别是最不发达国家和小岛屿发展中国家开展师资培训方面的国际合作。30教育2030行动框架对应《2030可持续发展议程》的要求，联合国教科文组织在2015年11月制定了《教育2030行动框架：迈向全纳、公平、有质量的教育和全民终身学习》，将《议程》中针对教育领域的10个具体目标区分为7项目标（target）和3项实施举措（meansofimplementation），详细列举了相关的路径、策略和指标。《教育2030行动框架》充分吸收了2000年以来联合国教科文组织各项教育计划的经验，强调了“对人类发展和经济、社会、环境可持续性的教育目标及其相关性的最新关注”，认为“教育应当是实现每一项可持续发展目标战略的一部分”，从而“以全民教育运动为基础继续向前推进”，拓展了可持续发展教育的理论和实践内容。（参见：

UNESCO，Education2030FrameworkforAction,Incheon,Korea,2015；UNESCO,RethinkingEducation:TowardsAGlobalCommonGood,Paris,France,2015.）反思教育：全球共同核心利益同时，联合国教科文组织还发布了《反思教育：向“全球共同核心利益”的理念转变》的报告，对可持续发展教育的理念进行了详细梳理。《学会生存：教育世界的今天和明天》（《富尔报告》.1972年）和《学习：财富蕴藏其中》（《德洛尔报告》.1996年）之后的第三部报告全书分为四个部分。第一部分强调可持续发展成为核心关切。教育必须找到应对这类挑战的办法。第二部分重申人文主义方法。要求教育和学习超越狭隘的功利主义。第三部分复杂世界中的教育决策。关注全球教育治理和国家决策。第四部分教育是一项共同利益吗？重新界定教育和知识的概念，不仅将教育视为公共利益（public

goods），更应视为共同利益（common

goods）。3可持续发展公民必须掌握一些重要能力，以便建设性和负责任地参与今天的世界，这一点已经是一项普遍共识。能力涵盖了个人在各种复杂背景和情况下开展行动和自我发挥所必需的特定属性。能力中包括认知、情感、意志和动机要素;因此实际上是知识、才能和技能、动机和情感倾向的一种相互作用。能力是教不会的，必须靠学习者自己培养。能力来自经验和思考，从行动中获得（教科文组织，2015年;Weinert，2001年）。3重要能力是指跨领域能力，全世界所有年龄段的学习者都必须具备这种能力(不同年龄段培养不同的能力)。可以将重要能力理解为一种横向、多功能和不受所处环境影响的能力。这种能力并不会取代在某些背景和环境下顺利开展行动所需的特定能力，而是涵盖了后者，并且侧重点更广泛(Rychen，2003年;Weinert，2001年)。32019年，联合国教科文组织(UNESCO)发布《探索21世纪的STEM素养》(ExploringSTEMcompetencesforthe21stcentury)报告。[1]该报告基于现有研究提出了STEM素养框架及培养STEM素养的有效途径。该报告有四个部分，内容涉及STEM教育和STEM素养的内涵和价值、STEM素养的构成要素、STEM素养培养的途径和STEM素养融入课程框架的思路。STEM素养第一，从教育领域内部认识STEM教育的作用。虽然STEM教育的最初目的是为了满足全球性人才市场对STEM领域人才的需求，但有研究者更关心青少年在学校教育中对STEM领域学习兴趣和学习质量不高的问题。联合国教科文组织指出，社会变革已经到了新阶段，工业革命4.0时代已经到来，STEM学科间的边界以及STEM学科和非STEM学科间的关系，值得重新审视;而如何变革STEM领域现有的教育方式更需要思考。第二，超越教育领域认识STEM教育的作用。联合国教科文组织认为STEM教育不仅是教育领域的话题，也是能为一些全球性重大问题的解决提供解决思路的社会性和文化性话题，特别是那些和联合国2030可持续发展战略目标相关的全球性问题。教育特别是STEM教育，在帮助达成这些可持续发展目标方面将扮演重要角色。冯翠典.联合国教科文组织21世纪STEM素养框架及其实现路径[J].比较教育研究,2020,42(10):58-65.3STEM素养(一)STEM知识STEM知识包括每个STEM学科各自的认识论知识、程序性知识和技术性知识。认识论知识是指这些独立学科的观念、概念、原则、理论如何关联的知识。程序性知识提供了获得和实践STEM技能的基础，比如测量数据、考虑精确性、保证效度和信度，以及如何选择和展示。技术性知识是和具体领域、职业相关的知识。1.各学科领域的大概念大概念是某一具体学科领域的核心概念，也是任何学科领域研究的基石。每个大概念都和体现该学科领域连贯性的多个概念相连接。教师如果能持续地把学习内容关联到大概念，并在不同的课上加强这些大概念，学习就是有连贯性的、有意义的和有影响的。2.贯穿STEM学科的大概念

STEM是科学、数学、工程和技术等领域内在地相关联的整体，必然有贯穿各学科的大概念。联合国教科文组织提到了两套跨学科的大概念可以借鉴。3.和STEM职业相关的技术性知识除了接受基本的教育，学校也要为学生未来的职业做好准备。课程开发者还需要给学生提供技术性知识，这包括了职业性知识和所有工程师和技术人员都通用的知识。该报告综合采用了卡内瓦尔等人(Carnevale,A.P.,etal.)[10]及希克曼和科贝尔(Siekmann,G.&Korbel,P.)的研究。冯翠典.联合国教科文组织21世纪STEM素养框架及其实现路径[J].比较教育研究,2020,42(10):58-65.3（二）STEM技能是指实施STEM任务需要的技能，有认知性技能、操作性技能和技术性技能，以及合作和交流技能。这些技能对STEM领域和非STEM领域的任务都很重要。1.认知性技能认知性技能包括以下五个方面。第一，信息处理-数据解释和数据分析。第二，问题解决和工程思维。第三，科学探究。第四，计算机思维和信息交流技术。计算机思维包括逻辑推理、分解、模式识别、抽象和算法。第五，设计思维、创造性和创新能力。2.操作性和技术性技能操作性技能是指能够正确地、安全地使用和操作科学技术设备、仪器、标本、物质等的技能，这些都是某一具体的职业所必须具备的，比如，电工、飞机技师、汽车技师和机电工程师等。技术变革非常迅速，社会和国家的需求也在变化，操作性和技术性技能的培养是对劳动市场的动态变化有预见性和回应性的表现。3.合作和交流技能合作和交流技能既是STEM素养结构的重要组成部分，也是STEM教育的重要目标。对于如何培养STEM素养依然存在讨论，目前达成的基本共识是:有效的合作和交流技能并不会自然地发生，从而需要明确地培养;而如何让学生面对复杂性的和相关联的真实任务，从而触发真正的团队合作和交流是STEM教育的必然要求。冯翠典.联合国教科文组织21世纪STEM素养框架及其实现路径[J].比较教育研究,2020,42(10):58-65.3(三)STEM态度和价值观关于STEM态度和价值观，联合国教科文组织强调这不是可以单独培养的要素，而是深植在一系列的STEM实践活动中慢慢涵养的。关于STEM实践，该报告采用了美国国家科学协会的观点，该组织使用了STEM“实践”来描述STEM实践者在调查现象、设计并建构模型以及系统地解决问题过程中的态度、行为和活动。“实践这个词表明从事科学调查或问题解决不仅需要技能，也同时需要认知性和社会性知识，以及相应的态度和价值观。从事STEM实践会逐渐增强个体的STEM素养，这包括STEM知识、技能、态度和价值观的整体情况。STEM实践包括:提出问题和定义问题;开发和使用模型;计划和实施调查;分析和解释数据;使用数学和计算机思维;建构解释(对科学来说)和设计方案(对工程来说);参与基于证据的讨论;获得、评价和交流信息。联合国教科文组织在此基础上提出了STEM态度和价值观的要素，包括好奇心、正直、客观性、开放、坚持等12个方面。冯翠典.联合国教科文组织21世纪STEM素养框架及其实现路径[J].比较教育研究,2020,42(10):58-65.3(一)通过具体学科的途径开展STEM教育当下，很多学校采取具体学科的途径开展STEM教育，特别是在高年级中。这种途径中，STEM只是作为一种方便的称谓，各学科依然是独立的。当然，如果每个学科都能实践科学、数学、工程、技术和设计思维的哲学，那每个学科也都可以给学生提供较好的STEM教育。但是这些学科之间的联系可能不明确，STEM素养也得不到很好地培养。(二)通过融合性的途径开展STEM教育融合性(Integrated)的STEM教育是培养STEM素养的必然选择。在这种情况下，学习的重点不是独立的学科知识，而是解决真实世界的问题。联合国教科文组织引用德拉福斯(AlexDelaforce)的研究说明了融合的不同程度和样态。冯翠典.联合国教科文组织21世纪STEM素养框架及其实现路径[J].比较教育研究,2020,42(10):58-65.3冯翠典.联合国教科文组织21世纪STEM素养框架及其实现路径[J].比较教育研究,2020,42(10):58-65.(三)通过教学的途径开展STEM教育联合国教科文组织还推荐了一些探究为本的教学途径来促进STEM在课程中的融合。这些可被看作基于学科的方式和多学科/超学科的方式的介乎中间的形式。第一，关注真实情景中的真实问题。给学生提供机会作出不同学科间自然地连接，发展能够解决真实问题的能力和批判性思维能力。第二，把一个设计活动放置在学习过程中。可以让学生应用已获得的STEM知识来完成相应的设计任务。第三，开展基于问题的学习。即围绕已发现的问题开发解决方案的方式。这种学习的成功关键是选择不良结构的问题以及学生能够获得指导学习过程的支持。第四，开展基于项目或基于探究的学习。这和基于问题的学习类似，学习活动也是围绕解决问题进行，但教师作为学习的服务者和信息的提供者的功能加强了。冯翠典.联合国教科文组织21世纪STEM素养框架及其实现路径[J].比较教育研究,2020,42(10):58-65.E-STEAM：环境教育的融入44STEM教育发展至今，经历了多种形式的变革。STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics)4门学科英文首字母的缩写。从教育意义上来说，STEM教育可以称为一种“元学科”，强调面向真实世界，将多学科知识进行交叉融合，运用以问题为导向的系统化的学习方式，培养学生的跨学科聚合思维，同时具备各学科的基础知识能力，继而获得解决问题时所需要的素养与技能。STEAM教育是在“STEM教育+”基础上发展而来的一种教育方式，STEAM教育是一种培养学生创造力和跨学科创造性思维的教育方式。STEAM教育在STEM教育基础上增加了Art（人文艺术），但是STEAM教育的核心并不是关于STEM教育或艺术。学科知识和教育实践在不同的背景下表现形式是不同的，创造性思维推动着艺术、STEM和其他学科的进步以及知识建构(Root-Bernstein&Root-Bernstein,1999)。而STEAM教育的核心就是关于模糊学科界限的学习，这意味着要将STEAM教育推广到一个更具包容性的范式，超越艺术与科学的单纯联系，进入一个广泛涉及创造性、跨学科、现实世界和探究性学习的领域。

20世纪40-50年代以来，基于充分发展科学和工程能力，推进创新和保持人才竞争力的需要，以STEM教育为代表的科学教育得到了充分的发展。而在同一时期，为了应对环境的危机，环境教育开始兴起，致力于培养生态和环境素养来理解环境问题及其相关的社会、经济、价值观念等。在学科发展史上，这两个领域独立发展，各自形成了比较完整的理论体系，关联性不大。全球性问题20世纪90年代末，特别是21世纪以来，诸如气候变化、食品问题、生物多样性消失等这样一些非常复杂并且具有争议性的问题不断涌现。无论是在科学研究领域还是社会生活领域，这些问题都引起了高度的关注。人口问题：人口数量增长过快、人口老龄化环境问题：环境污染和生态破坏资源问题：森林减少、耕地减少、生物多样性减少、水资源短缺和水污染金融问题：频繁的金融危机政治问题：国际秩序和体系变革、民族分离主义、不平等恐怖主义问题：国际恐怖主义核安全问题：核能利用、核材料和核设施的安全保卫能源安全问题：脆弱的能源供给、价格、储运和消费安全网络安全问题：网络信息安全和网络设施安全粮食安全问题毒品泛滥问题移民（难民潮）问题卫生问题贫困问题如何应对挑战？全球性问题/人类的可持续发展议程为科学教育（STEM教育）和环境教育提出了挑战。能否有一种整全的方案或框架，引导公众参与到全局性、整体性、功能性的社会-生态问题的解决过程中来，从而让我们的教育有效地应对全球性问题的挑战？未来的趋势由于我们面临的问题具有高度的复杂性，我们需要培养能够有效应对如此情境的大众。近年来，科学教育（STEM教育）和环境教育已经出现了一种相互靠近、相互融合的趋势。近期发表的研究成果表明：在信息和交流技术（ICT）的支持下，伴随着公民科学（citizenscience）的发展，科学教育（STEM教育）和环境教育有可能进行前所未有的融合，从而更好地应对当前的全球挑战。融合的可能性目前，环境教育对于如何通过参与性行动鼓励公众参与环境问题提供了研究成果，而STEM教育为代表的科学教育研究则为学习者理解自然系统和过程提供了理论框架，这两方面恰恰是全球性问题的核心，也是二者可以互补融合的基础。48E-STEAM是环境为主题的跨学科教