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6E教学模式下STEM环境教育课程设计与

实施

作者：张逸聪涂耀仁江丰光

来源：《中小学信息技术教育》2021年第11期

【摘要】本文基于6E教学模式设计并实施了以“解救小鲸鱼”为主题情境的环境教育课

程。教师通过引入、探究、解释、工程、丰富与评估6E教学模式步骤将多学科知识进行融

合，使学生们意识到维护海洋生态的重要性，并利用工程思维搭建海洋垃圾打捞设备，避免小

鲸鱼被人类产生的垃圾所困住，达到解救小鲸鱼的目的，实现学生多元化发展。该课程也为小

学STEM环境教育的落实提供了科学依据与技术支撑。

【关键词】6E教学模式;STEM;环境教育

【中图分类号】G434【文献标识码】B

【论文编号】1671-7384（2021）011-070-03

随着工业化的快速发展与人口的急剧增加，能源消耗愈发严重，随之而来的是重大的生态

危机，如大气污染、资源短缺、水土流失、森林退化、海洋酸化、微塑料污染等问题。生态问

题是当今各个国家必须面对的现实挑战，环境教育是解决生态问题的关键工具，扮演着至关重

要的角色[1]。传统的学校并未开设环境教育主题相关课程，学生只是通过科学与思政课了解

基本知识点，并不能很好地增加人与环境的关联度，提升对环境的态度与行为。STEM是多学

科的融合，学生能将孤立的、分散的知识点整合到项目中，发挥自己的主观及专业特性解决基

于真实情境的环境问题，以达到“内化于心，外化于行”的最终目的。

相关理论

1.STEM教育

STEM起源于美国，它是由科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）

以及数学（Mathematics）这四门学科首字母组合而成[2]。其中科学的意思是让人们客观地认

识世界，掌握自然界的客观变化规律;技术和工程则建立在客观规律上，促使人们更加了解世

界，并能改造和利用环境以解决现实中的难题;数学是技术和工程的基石，它为人类改造世界

提供了源源不断的动力。STEM将不同学科融合在一起，人们可以从多角度、多维度分析看待

事物，有利于培养学生的学习技能、工程思维、问题解决和团队合作能力，对学生个人和社会

发展也具有重要意义。

2.6E教学模式

5E教学法最早起源于生物学科，是由美国生物学课程研究（BSCS）提出的一种建构主义

教学模式[3]。为了更好地体现“工程设计”概念，美国国际技术与工程教育学会（ITEEA）在

5E教学法中加入“工程”环节，于2014年提出6E教学模式[4]（表1）。其六个阶段分别为：

Engage（引入）、Explore（探究）、Explain（解释）、Engineer（工程）、Enrich（丰富）与

Evaluate（评估），學生自主建构知识，并对基于真实情境的问题和项目进行科学探究。

“解救小鲸鱼”案例设计与实施

我们的海洋覆盖了全球绝大多数的面积，是人类的生命摇篮，对人类的生存发展至关重

要。但是近些年，人类无节制的活动加剧了海洋环境的恶化，没有干净的海洋，我们就无法拥

有健康的未来。本研究聚焦海洋污染物，学生们作为环保志愿者模拟前往海洋进行科研，在途

中碰到遇险的小鲸鱼，最终巧妙地搭建垃圾打捞器顺利解救了小鲸鱼。课程使用乐高

WEDO2.0套件进行跨学科知识迁移和解决挑战性任务，最终目标是让学生了解海洋的重要性

及人类对海洋造成的危害，提高学生的环保意识，增加他们绿色行为的次数。课程分为如下6

个环节。

阶段1.一：引入（Engage）

本环节先从公益纪录片OneOcean展开，教师向学生展示缤纷多彩的珊瑚和美丽的海底世

界，接着创设情境并播放动画：鲸鱼被大网缠住尾巴，大量的垃圾被收集在大网内，最终垃圾

太多它游不动了，我们需要帮它解开身上的垃圾！通过创设“解救小鲸鱼”情境，学生能更好地

融入课堂，调动自身的学习兴趣和积极性，引出对海洋和污染的思考。

阶段二：探究2.（Explore）

教师首先询问学生海洋大约占整个地球的比例，学生根据学习手册的资料推算出数值。接

着教师进一步询问“如果把地球上的水都汇总在一起，变为一滴，会有多大呢？”学生联系生活

和阅读学习材料后举手回答，分享观点并说明理由。接下来，教师引导学生思考如何打捞小鲸

鱼身上的垃圾？打捞设备的原理是什么？鼓励学生将草图绘制在学习手册上。学生在教师的指

导下利用身边的材料简单模拟