幼兒園STEM教育園本化路徑的思考與實踐

陳曉娟

當(dāng)前，STEM教育已經(jīng)成為國內(nèi)外K-12教育領(lǐng)域的熱點話題，為此，國內(nèi)不少幼兒園也開始進(jìn)行STEM教育的實踐和探索。

那么，在幼兒園該如何開展STEM教育呢？實踐中，我們發(fā)現(xiàn)，在幼兒園開展STEM教育，既不是固守藩籬、以舊替新，也不是另起爐灶、推陳出新，而是努力尋找園所的課程活動與STEM所倡導(dǎo)的核心價值理念、實踐路徑方面的契合點，在園本課程的基礎(chǔ)上對STEM教育進(jìn)行園本化的實踐探究。

一、幼兒園STEM教育園本化的可行路徑

1.在課程中有意識地滲透學(xué)科整合的理念

STEM是科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)的縮寫，從廣義上來說，凡屬此四個學(xué)科領(lǐng)域的教育皆可稱為STEM教育；從狹義上來說，則是尋求四者間的相互聯(lián)系與整合，將四個學(xué)科領(lǐng)域作為一個整體來設(shè)計課程、開展教育。從幼兒園層面上來理解，科學(xué)是關(guān)于“是什么”“為什么”的知識，以及獲取知識的過程和方法，是“發(fā)現(xiàn)”客觀事實和規(guī)律的過程；技術(shù)是有關(guān)“做什么”“怎樣做”的方法和技巧，以及相應(yīng)的工具和產(chǎn)品，是“發(fā)明”的過程；工程是運用技術(shù)進(jìn)行設(shè)計、解決問題、制作產(chǎn)品的過程，產(chǎn)品的不斷“迭代”是工程的重要特征；數(shù)學(xué)是對數(shù)、量、形關(guān)系的研究，是解決以上問題的工具。

STEM教育強調(diào)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四個學(xué)科領(lǐng)域的整合，這種整合并不是生硬的組合，而是學(xué)科之間存在著不可或缺的內(nèi)在聯(lián)系。科學(xué)是工程設(shè)計的基礎(chǔ)；技術(shù)嚴(yán)格意義上說并不是一門學(xué)科，而是科學(xué)或工程的產(chǎn)物，同時技術(shù)也可應(yīng)用于科學(xué)研究，支持工程活動；工程是運用科學(xué)知識、數(shù)學(xué)知識以及技術(shù)工具的實踐活動，用于解決實際問題或是制作實際的產(chǎn)品；數(shù)學(xué)則作為一種工具，運用于科學(xué)、技術(shù)和工程中。教師在設(shè)計組織活動的時候，要有意識地關(guān)注各學(xué)科的教育價值以及內(nèi)在聯(lián)系，注重幼兒在活動過程中對知識的融通、遷移和應(yīng)用。例如，在“快遞中心”項目活動中，幼兒想用廢舊的紙箱為快遞中心添置快遞柜。在畫設(shè)計圖的過程中，幼兒標(biāo)注所要用到的箱子的數(shù)量、形狀和位置，這實際上是在運用數(shù)學(xué)的思維建構(gòu)模型；在把箱子壘起來變成快遞柜的過程中，幼兒考慮科學(xué)中力與平衡之間的關(guān)系，嘗試把大的箱子放在下面，小的箱子放在上面，解決穩(wěn)定性的問題；幼兒使用工具，用剪刀、各種黏著材料、紙板對紙箱進(jìn)行固定，并且對不同膠的粘附性有所感知和區(qū)分，體現(xiàn)了他們將技術(shù)作為解決問題的一種方式；在整個過程中，幼兒不斷調(diào)整設(shè)計、改進(jìn)做法，參照設(shè)計監(jiān)控整個工程的進(jìn)展，并且始終聚焦問題、協(xié)調(diào)人員之間的合作與分工，可以看出幼兒具備了初步的工程思維。在這個過程中，科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)并非機械地組合，而是自然而緊密地聯(lián)系在一起。

2.在探究中堅持基于解決真實問題的取向

STEM背后蘊含的教育理念主要有以下三個方面：第一，問題意識，指的是能夠關(guān)注真情境中的真問題，即面對真情境、真問題時能夠找到解決方向；第二，工程意識，指的是面對需求，能夠想到如何通過設(shè)計一個產(chǎn)品來解決問題；第三，融通意識，指的是能夠運用科學(xué)知識、數(shù)學(xué)概念等多學(xué)科知識來解決真實問題。由此可見，探究由幼兒在生活中、游戲中遇到的真實問題為起點，探究的最終目的是為了發(fā)展幼兒的問題解決能力。也就是說，STEM教育活動的組織與開展應(yīng)以問題為導(dǎo)向。

什么樣的問題對幼兒來說是真實的問題呢？例如，在“我是小木工”活動中，“如何把釘子敲進(jìn)去”“釘子怎樣才不會歪”“如何做一張桌子”“桌子腿怎么放才不會倒”等是真實的問題；在“小小冰棒棍”的活動中，“怎樣利用簡單的冰棒棍搭建出立體的房子”“用什么工具和材料去固定冰棒棍，房子才不會倒”等是真實的問題；小球滾到了床底下，用胳膊夠不著，用樂高玩具拼個“鏟子”還是夠不到，用另一個小球去把小球“撞”出來，還是失敗了，“到底用什么樣的工具才合適”是真實的問題。真實的問題來源于幼兒的生活和游戲，無論是生活中的真實問題還是游戲中的問題，對于幼兒來說都是他們的真問題。他們始終面對的是一種真實的情境，幼兒對于問題是感興趣的，問題反映了他們的迫切需要，對于他們而言是有意義和有價值的。幼兒為了解決問題不斷調(diào)動自己的已有經(jīng)驗，思考各種辦法，同時又在解決問題的過程中不斷豐富和發(fā)展著自己的經(jīng)驗，并一直處于一種主動的、積極的、專注的狀態(tài)中，這些都是真實的問題所引發(fā)的有意義的學(xué)習(xí)。

3.在制作中強調(diào)以工程活動為主線的思維

STEM教育與以往科學(xué)探究不同，科學(xué)探究需要證據(jù)，需要邏輯推理，需要對事實進(jìn)行解釋、對未知進(jìn)行預(yù)測，而工程則是一種基于某種需求并具有目的性的活動，它要考慮各方面系統(tǒng)的聯(lián)系，要不斷地重復(fù)、創(chuàng)造與迭代，并允許多種解決方案。組織幼兒開展工程活動，最重要的是讓孩子在工程活動中發(fā)展工程思維。工程活動的核心概念集中于以下幾個方面：系統(tǒng)、分析、模型、限制、優(yōu)化、權(quán)衡。通過設(shè)計和制造的過程解決問題，在設(shè)計和解決的過程中系統(tǒng)思考，分析各種因素，借助模型看到各種限制條件，權(quán)衡優(yōu)化設(shè)計，這就是工程思維。

為了開展戶外游戲，幼兒園為大班小朋友購買了一批木梯，不同長短、高矮的木梯究竟怎樣擺放才能搭建出有趣的攀爬路線呢？教師把決定權(quán)交給了幼兒。孩子們興奮極了，開始你一言我一語地發(fā)表意見，教師鼓勵幼兒把自己的想法在紙上記錄下來。第一次按照圖紙進(jìn)行搭建時，幼兒發(fā)現(xiàn)自己最初的設(shè)計有很多不合理的地方。教師為幼兒投放了梯子模型，幼兒一邊嘗試操作模型，一邊對自己的設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，通過不斷的討論和改進(jìn)，終于搭建出了最有趣合理的攀爬路線。

在以往的制作或建構(gòu)活動中，教師更多地是將指導(dǎo)重點放在發(fā)展孩子的想象與建構(gòu)能力上，沒能關(guān)注工程思維。在以工程為主線的制作或建構(gòu)活動中，教師要從明確的問題出發(fā)，引導(dǎo)孩子進(jìn)行設(shè)計，達(dá)成目標(biāo)，并引導(dǎo)幼兒不斷反思和改進(jìn)，從而使得活動具有工程活動的特征。當(dāng)然，工程活動對于幼兒來說是存在挑戰(zhàn)性的，因此對于不同年齡段的幼兒，工程標(biāo)準(zhǔn)可有不同，而且相對于制作產(chǎn)品或成果，教師更應(yīng)注重幼兒在活動中工程思維的培養(yǎng)。

4.在情境中關(guān)注實踐創(chuàng)新與合作的體驗

STEM活動提倡以小組化的項目活動形式為依托，這決定了多數(shù)時候幼兒將以團(tuán)隊合作的方式進(jìn)行活動。另外，工程活動是一個復(fù)雜的過程，其中涉及材料分配、人員分工、計劃制定、設(shè)計實施及方案優(yōu)化，不是僅僅依靠一個人的力量就可以完成的，需要幼兒具有團(tuán)隊精神，與同伴合作完成。未來的時代是一個需要團(tuán)隊精神的時代，STEM活動就是在團(tuán)隊合作中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，而幼兒之間的能力不同、個性不同、想法不同，當(dāng)不同的想法碰撞在一起，合作創(chuàng)新的思維意識便在不知不覺中養(yǎng)成。

在“我是小電工”項目活動的開展過程中，幼兒遇到的不僅僅是科學(xué)和技術(shù)方面的問題。項目一開始，常常聽到爭吵聲：“我想接電線?！薄拔乙蚕虢与娋€?！薄把b電池盒的人太多啦！”“怎么沒有人去拿工具呢？”孩子單獨玩游戲玩得很好，當(dāng)組合在一起成為一個團(tuán)隊時，就出現(xiàn)了爭搶游戲材料、分工不均的問題。工程不得不停了下來，孩子們開始爭論起來：“不能所有的人都來接電線?！薄耙惨腥四貌牧??！薄拔覀儜?yīng)該學(xué)會分工?！薄拔覀儜?yīng)該聽××的，他最能干！”“我也想當(dāng)小指揮，這樣不公平?！奔ち业臓幊尺^后，孩子們只能選擇找尋解決問題的方法。他們坐下來開始協(xié)商，開始妥協(xié)，強勢的孩子選擇用合理的方法讓大家聽從自己的指揮，弱勢的幼兒則選擇了服從，或是在自己并不愿意的“崗位”上找尋樂趣，學(xué)會適應(yīng)。為了避免混亂，孩子們甚至畫出了每個人要做的工作，并且對材料有所規(guī)劃。在一個團(tuán)隊中，孩子們體會著如何分工與合作。

團(tuán)隊合作讓幼兒有了分工意識，在合作中孩子了解到自己喜歡做什么，可以做什么，別人又能做什么；合作也讓幼兒具有了團(tuán)隊意識，很多幼兒在談及自己的活動時都會說：“我們小組……”團(tuán)隊意識讓幼兒意識到，大家為了一個共同的目標(biāo)去各盡其能。為了這個目標(biāo)的實現(xiàn)，幼兒表達(dá)自己的意見，接納別人的想法，這種想法的碰撞、接納和妥協(xié)會引發(fā)幼兒對于自己經(jīng)驗的反思、修正和補充，經(jīng)驗的分享也就意味著借助別人的經(jīng)驗來生長自己的經(jīng)驗。

二、幼兒園STEM教育園本化應(yīng)把握的原則

1.敏銳的STEM意識是開展STEM教育的前提

在開展STEM活動時，教師首先要有STEM的意識，用STEM的理念去引領(lǐng)自己的實踐，用STEM的眼光去判斷某個問題或項目活動所蘊含的教育價值。當(dāng)教師對幼兒所感興趣的問題進(jìn)行判斷篩選時，需要有意識地考慮這個問題對幼兒來說是否是真實情境中產(chǎn)生的真問題，而非一時的興奮；這個問題是否蘊含著科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)方面的目標(biāo)和聯(lián)系；在解決問題的過程中是否可以讓幼兒以團(tuán)隊合作的形式，以一種工程的思維去反復(fù)設(shè)計修改，不斷改進(jìn)，從而具有長期深入探究的價值。正是因為有了這樣的意識，在組織活動的過程中，教師才會重點關(guān)注科學(xué)、數(shù)學(xué)乃至技術(shù)、工程方面的目標(biāo)，以便在活動中看到STEM教育的機會，同時注重實現(xiàn)STEM教育的價值，包括問題解決能力、創(chuàng)新能力和高級思維能力。

2.關(guān)注工程和設(shè)計是實施STEM教育的核心

解決問題是一個復(fù)雜的過程，需要用到方方面面的知識和技能。STEM強調(diào)各學(xué)科之間的整合，但數(shù)學(xué)、科學(xué)依然有自己的學(xué)科特點，它們是解決問題的方法、工具和途徑，是進(jìn)行STEM活動的基礎(chǔ)。工程活動作為主線，將各學(xué)科整合。在工程活動中，幼兒將數(shù)學(xué)、科學(xué)等學(xué)科的知識學(xué)以致用，通過設(shè)計解決問題，在工程活動中真正感受知識的力量，學(xué)習(xí)解決問題，學(xué)會學(xué)習(xí)，所以工程思想應(yīng)該成為STEM教育的核心。

3.情境中的真實問題是推進(jìn)STEM活動的起點

從教育心理學(xué)的角度來看待，只有對學(xué)習(xí)者而言真實的、感興趣的問題，才能引發(fā)有意義的學(xué)習(xí)，而不是機械被動地操作和記憶。無論是生活中的問題還是游戲中的問題，只有幼兒真正感興趣，與他們自己的經(jīng)驗相聯(lián)系，并且幼兒意識到通過自己的探究能夠為自己的生活和游戲帶來改變，這樣的問題對于幼兒來說才是有意義和有價值的，他們才能持續(xù)地思考、專注地探究，促使新舊經(jīng)驗之間有效銜接。由此可見，起點是由幼兒的問題引起的，過程是由幼兒的問題推進(jìn)的，幼兒的能力也是在解決問題的過程中獲得的。

4.把握幼兒教育的基本屬性是組織STEM活動的宗旨

STEM活動并不是脫離以往幼兒園的活動另起爐灶，而是在幼兒園已有活動基礎(chǔ)上的改進(jìn)與融合。盡管STEM活動有自己的學(xué)習(xí)特征與價值取向，但幼兒階段的STEM教育面對的是3～6歲的幼兒，幼兒有相應(yīng)的年齡特點和學(xué)習(xí)方式，所以幼兒園的STEM活動不能脫離幼兒園教育的基本屬性，比如幼兒發(fā)展的整體性、生活性、游戲性、趣味性、社會性等。