汲精華，悟教學(xué)，STEM之于幼教新視角

1.STEM理念核心內(nèi)涵的追溯與思考

1.1 STEM教育——面向未來的教育變革之道

STEM是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)英語首字母的縮寫，是一種通過整合科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)容指引教學(xué)和學(xué)習(xí)的途徑和方法。STEM強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科性以及與現(xiàn)實(shí)指向性，它要求學(xué)生掌握基礎(chǔ)的科別知識后綜合運(yùn)用所掌握知識進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐。

可以說，STEM教育面向未來而存在，它是一種教學(xué)理念，倡以用一個(gè)新的教育視角與教育思維去進(jìn)行教育實(shí)踐，引發(fā)的更應(yīng)是一場教育變革?；蛘哒f，它也是一種方法論：讓學(xué)生們自己動手完成他們感興趣的、并且和他們生活相關(guān)的項(xiàng)目，從過程中學(xué)習(xí)并靈活運(yùn)用各種學(xué)科以及跨學(xué)科的知識。

1.2 STEM教育——提升素養(yǎng)的教育行徑之重

時(shí)代變遷引領(lǐng)教育變革。課標(biāo)又是國家教育意志的體現(xiàn)，是教育教學(xué)的基本準(zhǔn)則。從“雙基”到“三維目標(biāo)”再走向“核心素養(yǎng)”，這是從知識、教書到育人的更近一步審視。核心素養(yǎng)是適應(yīng)社會發(fā)展和終身發(fā)展的必備品格和關(guān)鍵能力，并作為深化課程改革的著力點(diǎn)和新航標(biāo)，STEM教育是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效途徑。

在STEM教育中，教育者首先提供、創(chuàng)設(shè)一個(gè)“實(shí)境”，在“實(shí)境”中針對具體問題及項(xiàng)目，學(xué)習(xí)者通過設(shè)計(jì)、制作、反思、調(diào)整等系列環(huán)節(jié)互動，從而解決問題、完成項(xiàng)目。在“設(shè)計(jì)—操作—反思—調(diào)整—再實(shí)踐—再調(diào)整”循環(huán)發(fā)展、螺旋上升的思維軌跡中建構(gòu)高階思維及社會品格。

STEM教育不單單是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)等學(xué)科素養(yǎng)。STEM教育重以培養(yǎng)批判性思維、學(xué)會學(xué)習(xí)與終身學(xué)習(xí)、信息素養(yǎng)、自我認(rèn)識與自我調(diào)控、創(chuàng)造性與問題解決、溝通與合作、成長型思維等核心素養(yǎng)。這些素養(yǎng)是每個(gè)公民都應(yīng)該具備，從而能夠適應(yīng)未來社會的發(fā)展，自如應(yīng)對科技帶來生活變化，并運(yùn)用科技知識保持生命延展。

把握STEM理念核心內(nèi)涵做“真”教育便是基于建構(gòu)主義氛圍，為學(xué)生架構(gòu)基礎(chǔ)知識與條件，讓其自主發(fā)現(xiàn)問題，綜合運(yùn)用跨學(xué)科知識，進(jìn)行學(xué)習(xí)遷移，從而解決問題，塑造STEM素養(yǎng)。STEM教育是面向未來社會，聚焦核心素養(yǎng)的教育新視角。

1.3 STEM教育——適切幼教發(fā)展的視角新風(fēng)

目前，中小學(xué)最廣泛應(yīng)用的課程模式是分科教學(xué)模式，即數(shù)學(xué)、科學(xué)等學(xué)科教師負(fù)責(zé)教授各自科目，很少重視學(xué)科之間的聯(lián)系。幼兒園課程是指為實(shí)現(xiàn)幼兒園教育目標(biāo)而采取的各種教育手段，是幫助幼兒獲得有益的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)其身心全面和諧發(fā)展的各種活動的總和。幼兒園課程包含著一日生活與學(xué)習(xí)的一切活動，其靈活性及可探索空間相對比較大，并未有如中小學(xué)分科式教學(xué)，這為實(shí)踐STEM教育理念提供有力保障。

高瞻課程和瑞吉?dú)W課程是當(dāng)代非常具有影響力的兩個(gè)幼兒園課程模式。就幼兒園教育而言，STEM教育某些核心內(nèi)涵與瑞吉?dú)W方案教學(xué)，高瞻課程（High/Scope）有著諸多共通之處。高瞻課程（High/scope）發(fā)始于1962年，以皮亞杰兒童發(fā)展理論為基礎(chǔ)，被認(rèn)為是“適宜兒童發(fā)展的教育實(shí)踐”。其中最具特色的部分包括“計(jì)劃—做—回憶”三個(gè)基本環(huán)節(jié)。這與STEM理念所倡導(dǎo)的“提出問題—討論決策—制定計(jì)劃—實(shí)施計(jì)劃—反思改進(jìn)”的教育模式有著不謀而合的共同之處。

瑞吉?dú)W方案教學(xué)或項(xiàng)目教學(xué)模式融合小組合作、實(shí)踐考察、探究發(fā)現(xiàn)、展示表達(dá)等課程實(shí)施內(nèi)容。STEM關(guān)注于“整合”的意義和價(jià)值，是關(guān)注學(xué)生參與的學(xué)習(xí)，是基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)（PBL，Project-Based Learning），它運(yùn)用科學(xué)探究過程和工程設(shè)計(jì)過程，是跨學(xué)科的，是主動學(xué)習(xí)的，是合作學(xué)習(xí)，它是連接抽象知識與學(xué)生的生活整合過程。高質(zhì)量的STEM教育可以通過高質(zhì)量的基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)加以實(shí)踐。

就當(dāng)前幼教發(fā)展來看，幼兒園實(shí)施STEM教育并非拋棄原有的經(jīng)驗(yàn)，而是要在理解STEM內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，聚焦STEM核心要點(diǎn)，以未來教育新視角對當(dāng)前幼教經(jīng)驗(yàn)的精華汲取并不斷優(yōu)化完善。

2.幼兒園STEM教育踐行的基點(diǎn)把握與審視

2.1 STEM教育意識貫于教與學(xué)之中。

韓延明先生在《大學(xué)理念探析》一文中有所論述，所謂“理念”是人們經(jīng)過長期的理性思考及實(shí)踐所形成的思想觀念、精神向往、理想追求和哲學(xué)信仰的抽象概括”?！袄砟睢笔且粋€(gè)形而上的哲學(xué)概念，屬于精神的范疇?！耙庾R形態(tài)”屬哲學(xué)范疇，可以理解為對事物的理解、認(rèn)知，它是一種對事物的感觀思想，它是觀念、觀點(diǎn)、概念、思想、價(jià)值觀等要素的總和。若把STEM看做是一門課程進(jìn)行模式化，那便是對STEM的狹隘定義。STEM是一種理念，踐行STEM應(yīng)處于一定的意識高度，將意識形態(tài)滲透于教育行為中，這要求我們以一種基于思辨的、合作的、探究的、創(chuàng)新的視角去審視與踐行教育。

2.1.1 新思維新審視，構(gòu)建智慧型教師

教師是推動STEM教育的先行者。中國教育科學(xué)研究院聯(lián)合STEM教育研究中心頒布《STEM教師能力等級標(biāo)準(zhǔn)》。《標(biāo)準(zhǔn)》共分為七個(gè)一級指標(biāo)，分別為STEM教育價(jià)值理解、科學(xué)與數(shù)學(xué)應(yīng)用、工程與技術(shù)實(shí)踐、跨學(xué)科理解與實(shí)踐、STEM課程開發(fā)與整合、STEM教學(xué)實(shí)施與評價(jià)、STEM環(huán)境創(chuàng)設(shè)與利用。首當(dāng)而為，便是提升教師對STEM教育價(jià)值的理解與內(nèi)化。當(dāng)下，校內(nèi)外機(jī)構(gòu)強(qiáng)化聯(lián)動，資源共建共享，強(qiáng)化跨學(xué)科師資培訓(xùn)，這有力幫助教師獲得多學(xué)科STEM學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。在充分研學(xué)STEM理念的基礎(chǔ)上，我們可以將STEM作為變革教學(xué)模式的新路徑，或許可以對現(xiàn)有教師研訓(xùn)進(jìn)行一種STEM新視角下的從新而為。如，以教師組織親子游活動為例，傳統(tǒng)意義上簡單“三步走”到STEM視角下多維度的“計(jì)劃-實(shí)踐-反思-延續(xù)”教育模式，這其中不僅有教師的自我研訓(xùn)，繼而生成社會實(shí)踐性質(zhì)的課程內(nèi)容，又創(chuàng)新幼兒園家長工作新形式。

在思辨的、創(chuàng)新的、求合作的STEM內(nèi)涵引領(lǐng)下，借以具體教育實(shí)踐，教師對STEM理念做到切實(shí)理解與內(nèi)化，指導(dǎo)教師用STEM理念看待一切教育活動。這樣的教育變革不僅提升教師課程建設(shè)能力，創(chuàng)新強(qiáng)化家園合作共育，更塑造著智慧型師資隊(duì)伍。

2.1.2 強(qiáng)化課程審議，踐行主題學(xué)科整合。

教師STEM專業(yè)素養(yǎng)尤為關(guān)鍵。幼兒園教育多以主題建構(gòu)式課程模式展開，圍繞某一主題脈絡(luò)，聚焦幼兒學(xué)科核心素養(yǎng)，將多領(lǐng)域?qū)W科內(nèi)容加以融合，這對實(shí)踐STEM跨學(xué)科教育提供教學(xué)模式基礎(chǔ)。幼兒教師是“全科”教師，涉及學(xué)科含及健康、語言、社會、科學(xué)（數(shù)學(xué)）、藝術(shù)等。而就教師單一學(xué)科素養(yǎng)而言，幼兒教師卻又缺乏一定的高度與深度，這是一把雙刃劍。強(qiáng)化課程審議，將給予教師在小組備課、年級組備課中加強(qiáng)學(xué)習(xí)與合作，不同素養(yǎng)教師發(fā)揮所長，強(qiáng)化專業(yè)內(nèi)容相關(guān)聯(lián)度，便于教師對主題脈絡(luò)做細(xì)化梳理，更有效促進(jìn)學(xué)科融合。

2.1.3 捕捉教學(xué)動態(tài)，把握生成教育契機(jī)。

STEM教育強(qiáng)調(diào)的是“動態(tài)性”、“生成性”，是建構(gòu)主義下的以幼兒為中心的教育。區(qū)別于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在STEM理念倡導(dǎo)下，我們將更加聚焦教育的動態(tài)發(fā)展，追隨幼兒主體，有效把握生成教育。

樂高教育是STEM教育解決方案之一，其“4C”教學(xué)模式—“聯(lián)系、建構(gòu)、反思、延續(xù)”與STEM核心內(nèi)涵有著諸多謀和之處。一次關(guān)于“花盆”的樂高游戲中，在課程預(yù)設(shè)中，其重點(diǎn)落在壘高、圍攏的基本技能的掌握。首先，通過實(shí)物觀察折紙游戲等，幼兒對花盆的基本構(gòu)造形成感性認(rèn)知。幼兒第一次嘗試中問題不斷涌現(xiàn)：花盆輕輕一推就倒？“土壤”不斷滑落……抓住問題，教師組織孩子再次討論，比較分享，深化反思：原來要運(yùn)用互鎖結(jié)構(gòu)花盆才更牢固，高度一致土壤才不會流溢。交流共享后，幼兒二次調(diào)整與操作。教師在踐行教育關(guān)鍵點(diǎn)在于，少一點(diǎn)示范，給孩子試錯的機(jī)會，抓住教育契機(jī)，隨時(shí)做出預(yù)設(shè)內(nèi)容的生成把握。

2.2 基于“實(shí)境”的沉浸式環(huán)境打造。

沉浸理論（Flow Theory）于1975 年由創(chuàng)造力研究者、美國著名心理學(xué)家米哈里首次提出。他這樣表述“沉浸”的含義：“說明的是這樣一種狀態(tài)，人們投入到一種活動中去而完全不受其他干擾的影響，這種體驗(yàn)是如此地讓人高興，使人可以不計(jì)較任何代價(jià)與付出，人們完全出于對事情本身的興趣而做它?！边€將其形容為“愉悅、創(chuàng)造”以及“全身心投入的過程”。沉浸式體驗(yàn)環(huán)境強(qiáng)調(diào)以現(xiàn)實(shí)情境體驗(yàn)的方式來增加活動的吸引力；以獨(dú)特有趣的游戲體驗(yàn)來展示活動的魅力性；以真實(shí)實(shí)踐的體驗(yàn)道具來提高活動的模擬度。孩子們在真實(shí)有趣的活動體驗(yàn)中，提高他們各方面的素養(yǎng)和素質(zhì)。

通過探索、游戲和建立對自然世界和人造世界的好奇心來開展STEM教育，以STEM沉浸式體驗(yàn)環(huán)境的打造為切入點(diǎn)。比如，當(dāng)幼兒探索工具或一些簡單的器械是如何運(yùn)作時(shí)他們就在學(xué)習(xí)技術(shù)的概念。創(chuàng)設(shè) “實(shí)境”支持幼兒對周圍世界的探索來獲得基礎(chǔ)的STEM知識和技能，讓他們在之后與STEM相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)獲得成功的機(jī)會更大。尤其強(qiáng)調(diào)諸如數(shù)字感覺、科學(xué)探究、問題解決和批判思維等基礎(chǔ)學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成。

2.3 根植于“玩”的深度學(xué)習(xí)。

朱家雄先生在《幼兒園課程》一書中指出，根據(jù)幼兒園教育活動中游戲和教學(xué)的成分，可以相對地將幼兒園教育活動分完成為無結(jié)構(gòu)化教育活動（純游戲）、低結(jié)構(gòu)化教育活動、高結(jié)構(gòu)化教育活動以及完全結(jié)構(gòu)化教育活動（純教學(xué)）。STEM強(qiáng)調(diào)的是跨學(xué)科的教育，關(guān)注主動探究與合作學(xué)習(xí)，它是連接抽象知識與孩子的生活整合過程。基于幼兒學(xué)習(xí)規(guī)律與特點(diǎn)，幼兒園STEM教育絕非單一學(xué)科的疊加，更傾向于低結(jié)構(gòu)化的教育活動，根植于玩，在做中學(xué)，玩中學(xué)。在有效權(quán)衡不同結(jié)構(gòu)化教育活動比重，把握一日各活動游戲精神的同時(shí)，要求我們對“玩什么”、“怎么玩”的深思慎取，它更應(yīng)指向的是高思維型的深度學(xué)習(xí)。

從人工智能理論來看，深度學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)，是通過構(gòu)建具有很多隱層的機(jī)器學(xué)習(xí)模型和海量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，來學(xué)習(xí)更有用的特征，從而最終提升分類或預(yù)測的準(zhǔn)確性。從教育領(lǐng)域來看，深度學(xué)習(xí)理論更久遠(yuǎn)可追溯到中國古典治學(xué)理念《禮記·中庸》十九章有云： “博學(xué)之，審問之，慎思之，明辨之，篤行之”。21世紀(jì)學(xué)習(xí)伙伴組織（ Partnership for 21 st Century Learning，P21 ） 于 2007 年推出了《21 世紀(jì)學(xué)習(xí)框架》?！犊蚣堋分袠?biāo)定的多數(shù)能力（如審辨思維與問題解決、協(xié)作與交流、創(chuàng)造與創(chuàng)新等） 即為深度學(xué)習(xí)能力。

2.3.1 問題意識下的高階思維構(gòu)建

深度學(xué)習(xí)是基于批判性思維的深層次學(xué)習(xí)。在倡以STEM教育之下，幼兒園教育絕非對教育現(xiàn)象的淺嘗輒止、蜻蜓點(diǎn)水，而應(yīng)是基于現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)背后的問題，是層層問題深化的思辨學(xué)習(xí)。

幼兒園建構(gòu)游戲一角：“如何讓機(jī)器人站起來”的問題為先導(dǎo)，幼兒觀察分析“機(jī)器人為什么總往前面倒？”，原來前面設(shè)置了駕駛機(jī)艙、機(jī)器人手臂伸向前比較長、它的頭太大，在多與少、輕與重、大與小的數(shù)學(xué)認(rèn)知（M）中，幼兒對材料進(jìn)行拆卸調(diào)整，用建構(gòu)技術(shù)（T）加以支持，在機(jī)器人前方做出支架，從原先的兩只腳變成三只腳，原來三角支架最為牢固，運(yùn)用并不斷形成科學(xué)認(rèn)知（S）。除了支架的改造，還可以進(jìn)行哪些部位改裝，進(jìn)而深入探尋力的平衡，不斷完善機(jī)器人的工程設(shè)計(jì)（E）。這一系列分析、設(shè)計(jì)、制作、調(diào)整、反思，是對現(xiàn)實(shí)問題的不斷發(fā)現(xiàn)與思考。

2.3.2 合作探究下的人文內(nèi)涵追求

深度學(xué)習(xí)是基于學(xué)習(xí)共同體的合作學(xué)習(xí)。在典型“STEM+飛機(jī)場項(xiàng)目”中，主題確立后，聚焦問題進(jìn)行集體決策討論：針對機(jī)場的基本要素、功能特點(diǎn)等，教師和幼兒共同分享信息、家長資源參與信息收集，幼兒主題知識經(jīng)驗(yàn)更加明晰。以小組為單位，合作制定規(guī)劃圖，明確分工，實(shí)施計(jì)劃：用廢舊材料創(chuàng)建了登記手續(xù)辦理臺、大件行李托運(yùn)區(qū)、安檢區(qū)、候機(jī)室、登機(jī)口、飛機(jī)內(nèi)場等設(shè)施設(shè)備……為進(jìn)一步完善設(shè)施，在制作接近尾聲時(shí)，幼兒通過民主投票，確定名稱，并共同繪制海報(bào)。在活動展開的后期，再次發(fā)動家長資源，帶領(lǐng)幼兒參觀機(jī)場，從中發(fā)現(xiàn)新問題，為后續(xù)完善提供支持。

香港嶺南大學(xué)社會科學(xué)院院長魏向東先生表示“未來很多學(xué)習(xí)認(rèn)知能力，比如算術(shù)能力、記憶能力都可以被人工智能取代。但人工智能替代不了情操方面的東西，比如怎樣和人溝通、怎樣對人表示同情”。STEM教育要求學(xué)生通過合作學(xué)習(xí)或協(xié)作學(xué)習(xí)方式解決問題，在STEM教育溯求之下，在合作中交流融通，形成個(gè)體的人文精神、社會價(jià)值觀。合作不拘泥于小組之間，更需社會聯(lián)動，需更廣范疇的STEM社會實(shí)踐平臺打造。

2.3.3 設(shè)計(jì)理念下的創(chuàng)新精神塑造

“全球孩童創(chuàng)意行動”的發(fā)起人Kiran Sethi“把學(xué)習(xí)帶到現(xiàn)實(shí)中，讓孩子用自己的力量創(chuàng)造改變，可以直接提升他們的幸福感和競爭力?！边@個(gè)行動旨在引導(dǎo)中小學(xué)生主動尋找現(xiàn)實(shí)問題，并創(chuàng)造性地解決它。在幼兒園不乏一些創(chuàng)意設(shè)計(jì)、DIY制作、積木建構(gòu)等活動，這其中不乏科學(xué)、工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科素養(yǎng)要求，倡以STEM教育，依據(jù)Design Thinking設(shè)計(jì)理念，支持幼兒的“創(chuàng)新創(chuàng)造”。“設(shè)計(jì)思維”發(fā)源于設(shè)計(jì)界，后來被各行各業(yè)借鑒，斯坦福大學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)院把它歸納成一套科學(xué)方法論后，迅速風(fēng)靡全球高校和中小學(xué)。它一共分為5個(gè)步驟，引導(dǎo)孩子們以“人的需求”為中心，通過團(tuán)隊(duì)合作解決問題，獲得創(chuàng)新。

移情（Empathy）：收集對象的真實(shí)需求；

定義（Define）：分析收集到的各種需求，提煉要解決的問題；

頭腦風(fēng)暴（Ideate）：打開腦洞，創(chuàng)意點(diǎn)子越多越好；

原型制作（Prototype）：把腦子中的想法動手制作出來；

測試（Test）：優(yōu)化解決方案。

2.問題與挑戰(zhàn)并存

從1983年到2015年，關(guān)于STEM教育，美國國會、教育部、總統(tǒng)科技顧問委員會、國家科學(xué)技術(shù)委員會、美國州長協(xié)會等部門和機(jī)構(gòu)，先后出臺了26項(xiàng)政策、法規(guī)和研究報(bào)告。STEM的教育之路才剛剛起步，問題與挑戰(zhàn)并存。

對于STEM教育實(shí)踐大多仍停留在理念的表面，也存在著盲目跟風(fēng)現(xiàn)狀，把STEM教育等同于機(jī)器人教育、創(chuàng)客教育，這些都是對STEM教育的誤解。幼兒園STEM教育實(shí)踐的研究道路上則少之又少，目前諸多園所也是處在嘗試階段，對于STEM教育實(shí)踐突破口的尋求缺乏理論支撐，僅是憑個(gè)人臆想而為，更甚有一味直接搬弄國外一些課程。在不斷學(xué)習(xí)與踐行中，我們亟需基于幼兒STEM素養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的頂層設(shè)計(jì)，需基于一體化STEM創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的支持與聯(lián)動，以此基準(zhǔn)加以STEM教育踐行，借以STEM實(shí)例為突破，從根本上改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式和方法，用以推進(jìn)教師的教學(xué)模式的變革，促進(jìn)專業(yè)化發(fā)展，提高孩子適應(yīng)未來。