本文作者为Stephanie V. Bestelmeyer（Asombro科学教育研究所）、Monica M. Elser（亚利桑那州立大学）、Katie V. Spellman（阿拉斯加大学费尔班克斯分校）、Elena B. Sparrow（阿拉斯加大学费尔班克斯分校）、Stephanie S. Haan-Amato（Asombro科学教育研究所）和Anna Keener（Asombro科学教育研究所）。论文发表于《生态学前沿与环境》（Frontiers in Ecology and the Environment）2015年第13卷第1期（2015年1月）。
论文的核心议题是倡导对美国K-12（幼儿园至12年级）的生态学教育模式进行范式转变，从当前主要关注通过学生亲自进行科研活动来学习科学的方式，扩展到将协作、跨学科思维和科学传播这三大技能实践作为生态学教育的有机组成部分。作者认为，这不仅是培养未来生态学家的需要，更是培养具有生态素养、能在任何职业生涯中取得成功的公民的需要。
论文的主要观点是，现代生态学研究面临全球性、复杂性的问题，要求生态学家具备超越传统科研技能的能力，包括：参与跨学科合作、理解社会-生态系统、进行大规模研究，以及向公众、政策制定者和K-12教育界有效传播科学。然而，针对生态学研究生提出的“文艺复兴式科学家”培养目标——强调协作实践、跨学科基础和科学传播能力——却在美国K-12生态学教育的讨论中被普遍忽视。当前美国K-12科学教育改革（如《新一代科学标准》(NGSS) 和《共同核心州立标准》(CCSS)）已为融入这三大实践提供了契机，因为它们本身就嵌入了对协作、沟通和跨学科概念的要求。因此，生态学家和教育工作者应抓住机遇，开发能将这三大实践与学生生态学科研项目相结合的教育模式。
论文的论据与阐述主要围绕以下五个具体的、在旱地生态系统背景下开发的K-12生态学教育项目案例展开，每个案例都旨在示范如何整合协作、跨学科思维和科学传播中的至少一项核心实践：
第一个案例：通过公众参与科学研究进行协作训练。 公众参与科学研究（PPSR，Public Participation in Scientific Research，包括公民科学）项目被用作培训学生和生态学家协作技能的平台。这类项目本质上是科学家与非科学家之间的伙伴关系，为大规模生态研究提供了可能，同时也要求参与者发展有效的团队合作与人际交往技能。论文以阿拉斯加大学的“Melibee项目”和全球性的“GLOBE项目”为例进行阐述。Melibee项目通过研究入侵植物白花草木犀对当地浆果植物授粉的影响，将生态学家、学生、教师、土地管理者、部落成员和普通公民凝聚成一个跨越阿拉斯加广阔地理区域的研究团队。项目通过举办培训工作坊，不仅传授数据收集技术，还专门设计了旨在提升协作问题解决和沟通能力的活动。随后，教师和生态学家再将这些协作实践传递给课堂中的学生。学生们通过一个基于网络的平台输入、分享和可视化数据，并与全州其他参与者交流，从而亲身体验到自己在大型协作中的不可或缺的作用。GLOBE项目则是一个全球尺度的PPSR网络，学生使用标准化协议在学校本地进行研究，同时将数据贡献给全球性的合作项目（如分析植物生长季开始时间）。这些项目展示了如何通过PPSR构建跨越学科和大空间尺度的协作研究团队，并克服了学校附近缺乏研究设施的障碍（可通过在线平台参与）。其支持理论在于，解决大规模生态问题需要依靠多样化团队的合作，而这种合作能力是需要通过特定训练来培养的，PPSR为此提供了理想的情境。
第二个案例：通过K-12城市生态学项目进行跨学科思维训练。 论文指出，超过一半的世界人口生活在城市，解决城市可持续性问题需要跨学科的方法，联结自然科学、社会科学、城市规划者和市民等多个利益相关方。然而，课堂教学通常将这些学科分隔开来。为了示范跨学科教学，论文介绍了亚利桑那-凤凰城中央长期生态研究（LTER）项目教育团队开发的“城市热岛（UHI，Urban Heat Island）效应”教学单元。该单元面向初中生，引导他们调查城市热岛效应的成因与后果。学生通过实地考察收集建成环境和自然环境的数据，并使用“影像发声”（Photovoice）这种参与式方法，通过摄影分享个人对热岛效应的体验与观察，这常常能揭示环境公平议题。学生们还讨论所拍摄影像背后的动机与反应，并最终接受挑战，设计一座热效率高的房屋。这个单元的终极目标是让学生通过公共展览和项目来与社区互动。实施这一跨学科单元的关键挑战是如何将其融入现有分科教学的课程体系。一个成功的解决方案是由多学科教师团队（例如科学、社会研究、语言艺术、数学教师）协作授课。这反映出，处理大型跨学科生态问题，无论在科研还是K-12教育层面，都需要新的思维方式和多学科协作。
第三个案例：通过“近同伴教学”进行科学传播训练。 “近同伴教学”是指由教育阶段稍高的学生教授较低年级学生的策略。论文介绍了由Asombro科学教育研究所开发的“科学实习生”模型。在该模型中，五年级学生学习特定的生态学模块（如沙漠生物群系、季节与气候、物质与能量），这些模块与州立科学教育标准和共同核心标准对齐。学生在Asombro教育者的指导下通过动手研究活动学习主题知识，然后接受挑战，成为近同伴教学者。他们需要准备并练习适合低龄学生（幼儿园至三年级）的动手活动，并思考如何将复杂概念清晰、准确地传授给年幼的学习者。每个班级在一个学年内会重复此过程两次。评估显示，五年级的近同伴教学者获得了沟通技能、对课程内容的精通、领导力意识，并开始理解教师工作的挑战与回报。而低年级的近同伴学习者则获得了参与动手科学活动的宝贵机会，并在这些高年级学生身上看到了与自己背景相似的科学榜样，这对于打破科学家刻板印象、鼓励少数族裔学生未来投身科学领域尤为重要。此模型的原理在于，近同伴教学者与学习者的知识基础相似，认知距离更小，教学更有效，同时教学者自身在准备和教学过程中能深化理解并提升沟通与领导技能。
第四个案例：通过“数据果酱”竞赛进行科学传播训练。 “数据果酱”竞赛旨在挑战高中生运用非传统形式，向非科学家受众传播长期生态数据集中的趋势。该竞赛由Jornada Basin LTER项目创立，学生使用来自Ecotrends网站的生态和社会数据，创作歌曲、舞蹈、实物模型、信息图、游戏或动画视频（例如一个基于野兔种群数据制作的棋盘游戏“Cottontailopoly”）来解释数据故事。竞赛已被其他州的生态教育者复制。学生在竞赛中面临的主要挑战是如何创造性地呈现数据趋势，这常常是他们首次用数据来创作图形之外的东西。教育者鼓励学生利用自身其他方面的才艺（如舞蹈、音乐、木工）来完成项目。参与教师报告，学生通过此项目在数据解读、科学传播、技术性读写和计算机素养方面获得了技能和信心。学生反思也表明，理解和创造性地展示数据趋势是项目中最具挑战性也最有回报的部分。这个案例的理论支撑是，生态学家日益依赖大型复杂数据集，但公众理解这些数据存在困难，需要像数据艺术家一样的熟练传播者来提取数据意义并讲述相关“故事”。“数据果酱”通过竞赛形式激励学生扮演这一角色，培养其处理复杂信息和创新传播的能力。
第五个案例通过模型图（Figure 1）从理论上进行整合阐述。 论文用一张概念图强调了K-12生态学教育应反映现代生态学所需的全部技能和理解。该图将生态学教育置于一个三角模型中，三个顶点分别是跨学科思维、协作和科学传播，中心是“通过研究实践进行生态学教育”。这直观地表明，学生应该在科研活动中同时学习和实践这三项技能，而非将其视为独立或后续培养的内容。这为上述所有具体案例提供了一个统一的理论框架，即理想的K-12生态学教育应当是研究性学习与三项核心实践技能培养的深度融合。
论文的结论与意义在于，要培养能够应对复杂、跨尺度、跨学科问题并能积极与公众互动的当代生态学家，就需要在K-12阶段创建一个将这些实践技能融入生态学家身份认同的文化。早期训练有助于学生认识到生态学领域所需技能的广泛性，可能鼓励更多学生（特别是目前在该领域代表性不足的群体）考虑选择生态学作为职业。论文呼吁生态学家和生态教育工作者必须倡导在K-12生态学教育中融入这套实践技能。尽管文中案例源自旱地生态系统，但这些模型可以且已经扩展到其他生态系统。在美国大多数K-12教师正面临实施新教育标准挑战、且许多小学教师对教授科学准备不足的背景下，生态学家及生态教育界人士必须发挥主导作用，实施那些在鼓励真实生态研究的同时，又能促进协作、跨学科思维和科学传播的项目。最终，实现广泛的生态素养公众教育需要生态学家和教育工作者在大多数人接受正式生态学教育的K-12阶段，就准确描绘生态学的概念、实践和思维方式。