: 在STEAM框架内利用艺术启发的方法论重新构想科学教师关于可持续性教育的学习

《African Journal of Research in Mathematics, Science and Technology Education》:Re-imagining Science Teacher Learning About Sustainability Education Using Arts-inspired Methodologies Within a STEAM Framework

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月27日 来源:African Journal of Research in Mathematics, Science and Technology Education

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  人类世,即发展阶段已达到影响关键行星过程规模的时期,已经降临。渗透入教育项目数十年的跨课程主题在缓解与可持续性相关的压力方面并未见成效。本文主张,需要创造性、批判性探究来改变科学教师可持续性教育的基调。文章主张在科学、技术、工程和数学(STEM)学科中通过艺术

  
人类世,即发展阶段已达到影响关键行星过程规模的时期,已经降临。渗透入教育项目数十年的跨课程主题在缓解与可持续性相关的压力方面并未见成效。本文主张,需要创造性、批判性探究来改变科学教师可持续性教育的基调。文章主张在科学、技术、工程和数学(STEM)学科中通过艺术启发的方法支持更具变革性的认识论,倾向于STEAM(Science, Technology, Engineering, Arts and Mathematics)框架。这项定性研究以批判理论为框架,借鉴了教学内容和学习情境的概念领域。基于问题的传递、多学科主题内容整合以及问题解决技能是该模型的基石。研究人员探讨了南非一所高等教育机构的教师学习,以回答关键问题:“艺术启发的方法论,如反思性和拼贴探究,如何能够使科学教师重新构想课程中可持续性的教学与学习?”十一名经目的性挑选的科学教师参与了反思性日志、拼贴探究和教案总结开发。反思性日志涉及教师重新构建他们与自然世界的联系。拼贴被用于表征采用STEAM方法的教学内容相关理念。研究结果表明教师如何将与环境的联系具象化,并创建了新的元认知途径,以批判以STEAM方法为基础的教学法。研究建议致力于采用多模态途径和学科多元性,使用STEAM走向可持续性教育途径。
在当前的全球背景下,世界正经历人口与发展压力、人为生态系统与气候危机以及地球系统危险临界点带来的四重挤压。教育系统已将可持续发展教育(ESD,一种旨在通过教育推动可持续发展的理念)纳入课程体系,但过去几十年的实践表明,ESD在缓解环境挑战方面并未见成效。这是因为ESD具有规定性,倾向于新自由主义议程,无法将发展与自然资源消耗脱钩,存在“认识论盲点”——即狭隘地认为仅靠科学、技术、工程和数学(STEM,整合科学、技术、工程和数学的教学框架)学科就能支持创新以解决现实问题。传统的科学和数学教育因历史地缘政治事件巩固了学科边界,导致可持续性教育(SE,关注应对复杂挑战的知识、技能、价值观和态度的教学方法)往往采取表面化方法。尽管STEAM(Science, Technology, Engineering, Arts and Mathematics,在STEM中融入艺术的教育框架)方法在基础教育中较普遍,但在高等教育环境中却十分匮乏。因此,开展这项研究是为了探讨如何通过艺术启发的方法论,解除“学科利己主义”,促使科学教师重新构想课程中的可持续性教育。

研究人员探讨了在STEAM框架下,艺术启发的方法论如何使科学教师重新构想可持续性教育。该研究得出结论,艺术启发性方法能够使教师具象化他们与环境的联系,创建新的元认知途径,从而批判并重塑以STEAM方法为基础的教学法。这项研究的重要意义在于,它为高等教育中科学教师的可持续性教育提供了变革性认识论的新路径,倡导采用多模态途径和学科多元性,推进STEAM走向可持续性教育(STEAM4SE,将STEAM与可持续性教育结合的模式)。该论文发表在《African Journal of Research in Mathematics, Science and Technology Education》上。

该研究采用定性研究设计,以后结构主义为范式,理论框架为批判理论和Quigley等人提出的STEAM教学概念模型。样本队列来源于南非夸祖鲁-纳塔尔省一所高等教育机构荣誉学位项目中注册的30名科学教师,经目的性挑选最终确定11名参与。研究关键技术方法包括:反思性日志、协作拼贴探究和教案总结开发。参与者在自然保护区进行为期五天的沉浸式活动。通过迭代编码和主题分析等定性数据分析方法对生成的数据进行处理,以增加研究的可信度和严谨性。

Activity 1: Place-based Reflexive Journaling: Connecting Self, Place, and Sustainability(基于地点的反思性日志:连接自我、地点与可持续性)
通过让参与者在自然保护区静坐并记录情感与记忆,研究发现教师从个人的怀旧情绪转向了行星关系。例如,Nicki通过芦荟植物联系到亡母与“地球母亲”,Leah反思了人类与自然单向索取的关系。这表明基于地点的沉浸能够激发教师与环境在情感和具象上的联系。

Activity 2: Collaborative Collage Inquiry: Visualising Transformative Pedagogy(协作拼贴探究:可视化变革性教学法)
通过小组创建拼贴并讨论其与课程的联系,研究得出教师能够以非线性、创造性的方式将科学主题与多个可持续发展目标(SDG,联合国提出的全球发展目标)联系起来的结论。第一组在拼贴中展示了粮食不安全主题,将单作、性别平等等问题与科学课程结合,挑战了孤立教学。

Activity 3: Lesson Plan Summaries: Applying STEAM-inspired Approaches to Classroom Practice(教案总结:将STEAM启发的途径应用于课堂实践)
通过将拼贴探究的见解整合到教案总结中,研究发现教师能够将反思转化为基于STEAM方法的课堂实践。Group One针对“粮食不安全”设计了包含社区调查、花园规划、可持续设计等环节的探究计划,证明艺术启发的方法能够促使教师重构教学法,使学习者能够应对现实问题。

Analysis(分析)
通过主题分析,研究归纳出三个主题:通过基于地点的沉浸获得与环境在情感和具象上的联系;对不可持续实践和个人教学角色的批判性反思(如Lee通过瀑布意识到教学不应只是信息的倾倒);以及通过STEAM整合对SE教学法进行创造性重构。

在讨论部分,研究人员强调本研究优先考虑了情感和感官在教师教育中的参与,为认知和社会情感维度创造了反思空间。通过批判理论的操作化,即批判性反思,教师能够打破传统教学,赋能学习者应对现实挑战。STEAM教学概念模型的多个维度在此研究中得到体现,如问题导向学习、问题解决技能以及多学科整合。艺术启发的方法揭示了教师关于SE的思考可以通过创造性的协作得到深化。在结论部分,研究指出,当教师有机会停下来重新审视时,他们会通过理解自己与世界的相互联系来重塑现实。通过沉浸于特定空间和时间,教师能够与环境建立联系并进行思考,反思如何重塑教学。基于反思性日志和拼贴探究的艺术启发方法,为教师在情感上与地点建立联系、批判ESD霸权框架以及通过STEAM方法重新打造SE教学开辟了途径。研究建议创建一条使用STEAM走向可持续性教育途径,以参与多元知识和教学方式。该本体论中介的方法论有潜力促使教师超越科学教学中传统教学法和内容范畴。
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