纵观国际与生态文明素养培育相关的研究与实践，聚焦于环境素养、生态素养与可持续发展素养等方面，其中在全球颇有影响力的成果主要为以下两项。联合国教科文组织(UNESCO)在其于2017年印发的文件《Education for Sustainable Development Goals (Learning Objectives)》中强调教育本身既是一个目标，也是实现所有其他可持续发展目标的一种手段。该框架提出了可持续发展素养的八大关键能力，这八大能力主要包括系统思维能力、预期能力、规范能力、战略能力、协作能力、批判思维能力、自我意识能力、综合解决问题能力 [1] 。而以北美环境教育协会(NAAEE)为代表的环境素养测评框架提出环境素养主要由知识，关键能力和态度构成。此理论这也是诸多学者测评环境素养与可持续发展素养时普遍使用的一个测评框架 [12] 。

此外众多学者也通过大量实验不断探索生态素养培育的有效方法，其中直接接触自然系统对学生生态素养培养尤为重要 [13] ，学生常常对于书上描述的环境状况了如指掌，却忽视了对自身周围的生物环境的了解 [14] 。这可能会导致学生开始忽略生态知识的重要性，从而使学生生态素养无法有效提高的问题越来越严重 [15] 。而实际的自然经验能够促进环境关注 [16] ，能够促进在场所教育中识别和反思制约我们可持续发展的主要问题 [17] 。学校应当配备必要的基础设施，以满足学生与自然界接触的需求，并鼓励学生进行户外活动，这能够提高学生以生态为中心的价值观水平以及生态友好态度 [18] 。Ertekin曾对土耳其16个高中学生进行了为期4天的生态素养夏令营，结果发现学生们掌握的与野外实习相关的知识、环境敏感度以及环境保护意识均显著提高，对保护自然的态度和行为都变得更加积极 [19] 。

在教育和培养过程中，除了生态环境知识以外，生态素养价值观、情感和态度的培养应当同等重视，学生的环境价值观和态度更能解释学生环保行为的差异 [20] 。大量研究发现，学生所拥有的环境知识并不能直接转化为他们的环保行为和技能 [21] ，情感在其中起到了中介作用 [22] 。有的学者则认为只有当个体的环境态度非常强烈的时候，他们的环境保护行为才会付诸实践 [23] ，并且女性表现出比男性更高的环境保护倾向 [24] 。虽然结果存在一些差异，但都指出了情感和价值观的培养在生态素养教育中的重要性。总的来说，国际环境教育经过长期发展，目前更加注重自然、实践、户外及体验等多元教育形式，普遍认为与传统课堂教育相比，与自然密切亲近的教育方式更能激发学生对环境保护的认同感和浓厚兴趣。

现阶段我国中小学生态文明教育地域差异较大，西部地区由于政策支撑不够，经济发展滞后，学校生态文明教育仅停留在绿化美化方面。相比之下东部经济发达地区的生态文明教育更注重素质培养，更重视理论在实践中的应用。但是中小学生生态文明教育总体上还是以单纯的说教式灌输为主，学校、学生和家长都存在意识淡薄的问题 [25] 。我们应该培养学生亲近自然的生活兴趣，开发校本课程以解决缺少官方教材的现状，形成生态校园氛围并将生态文明教育引入家庭、引入生活，并引导学生不断成长。此外，教育者的经验不足，认知错误也是导致学生无法提高生态文明素养的一大原因 [26] 。

目前国内大部分学者认为学校仍然是培养生态文明素养的主战场，学校是学生最重要的信息来源，它理应在提高生态素养方面发挥重要作用。而目前我们的学校只在一定程度上对学生进行了环境知识的培养，但环境知识不足只是导致环境问题或行为的其中一个因素，学校还需努力解决环境素养的其他组成部分 [27] 。中小学教育培训应开设有关生态文明的基础性公共课，不断创新教育方式，将传统学科教育与生态环保知识和生态文明教育有机结合 [28] 。我国的生态文明教育不能存在于世界之外，应该谦虚借鉴、吸收其他国家生态教育方面的有益做法和成功经验，这是走好我国生态文明建设之路的重要保障 [29] 。

基于我国当前的生态文明教育现状，似乎我们仍在努力跨越生态文明素养教育理论与实践之间的鸿沟。因此，为了探寻提升我国中小学生生态文明素养的良好培育模式以及不同阶段学生与生态文明素养相关的认知行为发展规律，本研究计划开展一项低碳生态文明素养培育实验。该实验将以中小学生为研究对象，立足于生态文明教育的实际情境。我们将通过实验对比不同培育模式下的学生在生态文明素养上的表现差异，以及不同学段的学生在生态文明素养各维度上的认知行为变化。此次研究有望在理论上丰富我国在生态文明素养领域的研究成果，为国内生态文明素养研究的深入发展提供实证依据。同时，这项研究也将对我国的生态文明建设产生积极影响，对提升人民生活质量以及提高国民生态文明素养具有一定的实践意义和作用。

采用方便抽样的方法，被试来源于温州市的某所小学和某所中学，各选取150人，学生受教育程度覆盖中小学段，并确保男生和女生各150人。采用随机分组的方式，将被试分为三个组：实验组1、实验组2和控制组，每组人数各为 100人，每组中包含男女中学生各25名，男女小学生各25名。

为不影响学生正常的上课秩序，研究团队于周末对学生进行培训，单次培训时长为40分钟，培训共10个课时。培训之前，将被试随机分配到实验组与控制组，其中每一组被试包含中学生、小学生各50人，男生女生各50人。对实验组1进行生态文明素养系统化培训，对实验组2进行生态文明理论培训，对控制组进行常规的思想道德教育培训。通过测量工具检验各组学生在培训前后的变化情况以及他们之间的差异，以验证生态文明素养系统化培训在提升学生生态文明综合素养方面的作用(如 图1 所示)。

实验组1采用基于生态文明素养的五个学习模块内容，每个模块培训时长为2个课时，每个课时长40分钟。五个模块分别为：生态文明知识培训、生态文明行为培训、生态文明价值观培训，生态文明意识培训，生态文明技巧培训。此外，每周还会带领学生前往湿地公园与大自然近距离接触。实验组2的培训内容为单一的生态文明理论培训，其余实验条件与实验组1相同。控制组的干预培训内容为常规的中小学生思想道德教育，共进行10个课时。

根据中小学生成长规律，培训测试所使用的工具为研究团队基于UNESCO可持续发展能力，NAAEE环境素养测评框架以及习近平生态文明思想所编制的《“双碳”生态文明素养评定量表》。问卷在实验前期采取方便抽样的方法发放问卷561份，剔除无效问卷77份，剩余有效问卷484份。数据分析结果显示生态文明素养的各维度α系数分别为0.78、0.74、0.75，整体问卷总信度α系数为0.866，说明问卷信度较好。问卷共17题，包含3个维度各维度对应指标如 表1 所示。

在探索中小学生生态文明素养的发展规律时，研究发现不同年龄段的学生在提升生态文明素养方面表现出显著差异。小学生的认知发展特点使其更适合在生态文明知识维度上接受培养，而初中生则在生态文明意识维度上提升更为明显。这表明教育者需根据学生的年龄特征和发展需求，制定差异化的教育计划。

小学阶段的学生思维活动依赖于具体事物和经验，具有强烈的集体性和模仿性。因此，教师可以利用形象教具、生动描述和互联网技术等手段，帮助学生理解能源浪费和环境污染问题。通过课程和教材，可以组织节水节粮节电倡议会、垃圾分类知识竞赛等活动，以及丰富的课堂讨论，引导学生树立尊重和保护自然的发展理念，增强环保意识。

中学阶段是形成世界观、人生观和价值观的关键时期，生态文明素养的培养尤为重要。中学生的培训应注重扩展生态知识领域，培养辩证思维和实践创新能力。培训内容应涵盖基础知识、政策法规、技能技术、行为与生活方式、态度与价值观等方面，以及节能、节水、节材、节粮、节地、环保与低碳等节约环保类别。目的是培养学生节约资源、反对浪费的态度，加强资源忧虑意识和责任感，以及培育节约光荣、浪费可耻的价值观。同时，培训还应辅以生态伦理观，培育学生内化和外化人与自然和谐共生的伦理价值理念。

在探索生态文明教育的有效路径时，直接接触大自然被发现对学生生态文明素养的提升具有深远的影响，超越了单纯理论学习的效果。这一过程构建了一个全方位、深层次的学习体验：学生们置身自然之中，直观感受生态之美，不仅与自然建立了情感上的纽带，还通过亲眼见证生态系统的微妙平衡与生物多样性，深化了对生态文明理论的认知。实践中的学习，如参与生态保护活动，不仅让学生将理论知识转化为实际行动，如采取绿色生活方式，还促进了创新思维的发展，为解决环境问题提供了实际操作的平台。更重要的是，这样的亲身体验唤醒了学生的社会责任感，让他们意识到自身行为对环境的长远影响，进而成为推动社会生态文明进步的力量。同时，自然环境对个体的心理健康产生的正面效应，如压力缓解和情绪提升，进一步促进了学生全面素质的提高，使他们更加积极地投入到生态文明建设中去。因此，接触大自然不仅是一种教育方法的创新，更是培养未来地球公民意识与能力的关键途径。

结合皮亚杰的认知发展理论，以上实验结果呼应了儿童认知发展的阶段性特点。皮亚杰认知发展理论认为，儿童的认知发展经历着一系列阶段，从感知运动阶段到具体运算阶段，再到形式运算阶段，每个阶段都伴随着认知方式和思维能力的特定转变。

在实验中，小学生和中学生在不同年龄阶段都在接受生态文明素养培训后获得了显著提高。这与皮亚杰的认知发展理论相呼应，小学生处于具体运算阶段，对于具体的环保知识，如垃圾分类等，更容易通过实际体验和感知方式来理解和学习。中学生已步入形式运算阶段，他们开始能够进行逻辑推理和概念抽象，因此对生态文明意识等更抽象的概念有更深刻的理解。随着年龄增长他们能够进行更高级的逻辑推理和系统性分析，从而更全面地理解生态文明的内涵和影响。

此外，实验结果还验证了不同培训条件对学生生态文明素养提升的影响，系统化生态文明培训获得的效果最为显著，与皮亚杰理论中认知发展的渐进性和阶段性特点相符。系统化培训可能为学生提供了更具结构性和有层次的知识体系，有助于他们在不同认知阶段逐步深化理解。而对比未接受培训的学生，更进一步印证了培训在促进认知发展方面的积极作用。

因此，本次实验在皮亚杰的认知发展理论框架下，揭示了儿童认知发展与生态文明素养提升之间的内在联系。这不仅有助于加深我们对儿童认知发展的理解，也为实施有效的生态文明教育提供了理论支持和指导，有望推动教育实践更加符合儿童认知特点，补充和拓展我国生态文明素养培训研究体系。

系统化生态文明素养教育在当前中小学教育体系中具有重要意义。随着社会的不断变化和环境问题的日益凸显，培养学生的生态意识和环境责任感已成为当务之急。在这一时代背景下，系统化的生态文明素养教育注重知识传递与认知提升，通过课堂教学和多媒体资源向学生传递丰富的生态知识，帮助他们深入理解生态系统、资源利用以及环境保护等核心概念。其次是注重培养学生的环保价值观和情感认同，引导他们培养热爱自然、尊重生命、珍惜资源的情感。透过情感教育和生态体验活动，学生逐渐培养起责任感和使命感，形成积极的生态情感。此外，系统化生态文明素养教育强调培养学生的批判性思维、创新思维以及问题解决能力，通过案例分析、讨论互动等教学方式，使学生能够从多维度、系统性的角度思考生态问题，进而提升他们的综合分析和解决问题的能力。同时，强调将知识转化为实际行动，引导学生在日常生活中践行生态理念。学校可以组织生态志愿者活动、校园环保行动等，让学生亲身参与环保实践，培养他们的环保行为习惯。最后，鼓励学生积极参与社会环保活动，增强他们的社会责任感和影响力。通过社会实践、社会调研等途径，学生将更深入地了解社会环保问题，提升他们的社会参与能力。生态文明不仅是一种价值观，也是一种跨学科的概念，需要多学科的合作来深入研究。因此，高校应当加强生态学、心理学、教育学、管理学等学科交叉融合贯通，建立覆盖气候系统、能源转型、产业升级的碳达峰、碳中和核心知识体系，培养出具有深厚环保意识和可持续发展观念的专业人才。同时，教育部门需要制定相关课程标准、教材体系，教材应根据学生的年龄和认知水平，设计生态文明知识、技能和价值观等方面的培养内容，并且鼓励学生在日常生活中实践环保行动，从而将所学知识转化为实际行为。