幼兒園STEM教育活動的組織與開展*

福建省廈門市科技幼兒園 陳秀麗

《3～6歲兒童學習與發(fā)展指南》(以下簡稱《指南》)中指出：“關注幼兒學習與發(fā)展的整體性。兒童的發(fā)展是一個整體，要注重領域之間、目標之間的相互滲透和整合?！?STEM教育與《指南》精神相契合，強調(diào)跨學科整合能力的運用，注重在真實的情境中，以問題解決為核心，鼓勵幼兒發(fā)現(xiàn)生活中的真實問題，并在問題驅動下創(chuàng)造性地解決問題。STEM教育有利于培養(yǎng)幼兒的批判性思考能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力、交流溝通能力、合作能力等。

筆者在幼兒園教學實踐中組織并開展了STEM教育活動，做出了一些嘗試，希望能給大家一些啟發(fā)。

一、STEM教育活動應以解決真實問題為內(nèi)容

豐富多彩的生活為幼兒提供了廣闊的學習平臺。幼兒在生活中遇到的種種真實問題都可能蘊藏著寶貴的教育資源，只要教師具有整合工程、科學、數(shù)學等領域的思維，熟悉各個領域的關鍵經(jīng)驗，并能將關鍵經(jīng)驗轉化為幼兒可經(jīng)歷的STEM經(jīng)驗，這些真實問題便可以成為STEM教育活動的內(nèi)容。

面對與自己生活息息相關的真實問題，幼兒能夠被探究的問題所吸引，從而點燃好奇心，激活思維，創(chuàng)造性地解決問題，實現(xiàn)經(jīng)驗的遷移。在真實問題情境中，因為幼兒的密切關注，讓探究充滿了意義，問題的解決又讓幼兒感受到自己貢獻了力量與智慧，增強了幼兒的成就感。相反，如果活動設計與幼兒的真實生活相脫節(jié)，幼兒便會陷入被動，積極性不高，思維很難活躍起來，活動效果就會大打折扣。

[案例一]活動室里，教師提供了積木與小車，讓幼兒搭建斜坡，并嘗試玩一玩斜坡，初步感受斜坡的結構。隨后，教師提供了各種大型戶外運動器械，如長木板、輪胎等，讓幼兒巧用斜坡輕松搬運輪胎，體會斜坡的作用。

“案例一”中，教師的活動設計看似合理，先引導幼兒初步感受斜坡的結構，再運用斜坡搬運輪胎以體驗斜坡的用途。其實，這個活動的效果并不理想。活動是教師主觀設計的，不是來自幼兒真正關心的問題。教師創(chuàng)設的情境是經(jīng)過教師選擇和控制的“實驗室”虛假情境，幼兒在斜坡的運用中解決問題的思維沒有被徹底激發(fā)，獲得的經(jīng)驗也不會深刻。

[案例二]一天，陽光明媚，幼兒把活動室里的一筐筐玩具搬到操場上，利用陽光進行殺菌消毒。但是玩具非常多，幾個幼兒來回跑了十多趟，累得滿頭大汗。于是教師抓住這個教育契機，向幼兒提出一個問題：“你們這樣搬玩具，有什么感受？有沒有好辦法能夠輕松搬玩具？”幼兒的思維一下子就被激發(fā)了：“我們可以用車子運玩具?！薄皩Π?，活動室里就有個餐車。”……緊接著，有個幼兒就提出了質疑：“可是從操場到活動室，中間還有一個臺階，車子推不上去?！边@時，另一個幼兒靈機一動，說：“可以將一塊板鋪在臺階上，就像斜坡一樣，這樣車子就能推上來了?！庇谑怯變号d致勃勃地討論選擇哪種材料最合適、使用哪種方案最好，并分組搭建起斜坡。第一次搭建成功之后，幼兒發(fā)現(xiàn)斜坡存在不牢固、寬度不夠等問題，于是進行調(diào)整，最后成功地搭建了斜坡，提高了搬運玩具的效率?；顒舆^后，幼兒對斜坡的興趣不減，于是教師建議家長帶著幼兒尋找生活中的斜坡，并實地觀察不同地點的斜坡的不同用途。

同樣是“斜坡”活動，“案例二”中，幼兒面臨一個與自己生活息息相關的真實問題，產(chǎn)生了非常濃厚的好奇心和探究興趣，形成了極其強烈的內(nèi)驅力。幼兒在探究過程中充當工程師的角色，熱情高漲，探究欲望極為強烈，真真切切地解決實際問題。當使用自己搭建的斜坡輕松搬運玩具時，幼兒見證了斜坡的有效性。伴隨著豐富情緒體驗的實際操作，幼兒對斜坡的用途形成了深刻的理解。

當然，并不是任何真實問題都適合幼兒探究。在選擇真實問題時，教師要衡量問題是否具有可行性、價值性、趣味性、生活性以及問題是否在幼兒的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)。有些真實問題本身非常復雜，幼兒會淹沒在復雜的關系中，難以操作與實施，如“怎樣改善水污染”這一問題就不具有操作性。教師選擇問題“宜小不宜大”，應關注幼兒身邊的小問題。

二、STEM教育活動應以工程設計為架構

工程在STEM活動中有著特殊的整合作用，它是STEM活動進展的明線。幼兒在日常生活中所獲得的經(jīng)驗是散亂的，而工程可以把這些經(jīng)驗串聯(lián)起來，然后通過經(jīng)驗遷移、運用轉化，讓幼兒的經(jīng)驗能夠有一個輸出口，以工程作品的形式展現(xiàn)出來，將幼兒的思維可視化、外顯化、物質化。因此，STEM活動應以工程設計為活動的架構。

科學和數(shù)學是STEM活動的暗線。一個科學合理、能引發(fā)深度學習的工程設計活動，必然會整合科學或數(shù)學領域的經(jīng)驗，它們之間有著天然的內(nèi)在聯(lián)系，是密不可分、相互聯(lián)系的。例如，利用一些材料制作一艘船，就會涉及科學、數(shù)學的整合：什么材料做的船才會浮在水面上，就是科學原理；做船涉及計算和測量，就是數(shù)學問題。制作一艘船這項工程，需要靈活運用各個學科的經(jīng)驗，才能達到解決問題的目的。如果沒有科學、數(shù)學經(jīng)驗的整合，只是單純地制作船，那么它將會變成一個低水平的手工制作活動，無法引發(fā)幼兒的深度學習。

三、STEM教育活動應以高階學習帶動低階學習為策略

一個好的STEM教育活動往往是以高階學習帶動低階學習，將高階認知策略與低階認知策略相整合，促進幼兒高層次思維的發(fā)展。如果一個活動連一個高階認知策略都沒有使用，那么這個活動的質量一定不高，無法引發(fā)幼兒高水平的思考，也就無法促進幼兒的深度學習。STEM教育活動中不能全部都是低階認知策略，當然也不能全是高階認知策略。如果全是高階認知策略，沒有低階認知策略中的收集信息等做支撐，活動也無法開展下去。

在關于斜坡的案例中，真實問題更能激活幼兒的思維，使他們充分調(diào)動大腦，用批判性的思維，分析問題中可利用的現(xiàn)實資源以及可能會遇到的阻礙，分析各種方案的優(yōu)劣并進行決策。在實際解決問題的過程中，幼兒用細致的觀察力洞察存在的問題，積極思考、調(diào)整策略，創(chuàng)造性地解決了問題。他們使用了收集信息、比較、分析等低階認知策略，也運用了問題解決、創(chuàng)見、決策、實驗四種高階認知策略。他們將低階認知策略與高階認知策略相整合，產(chǎn)生了高層次的思考，使活動深入開展。

四、組織與開展STEM教育活動應避免走入的誤區(qū)

(一)切莫重動手制作，輕科學探究

STEM教育活動注重以工程設計解決實際問題，鼓勵幼兒通過動手操作，進行探究學習。這種“做中學”的方式旨在讓幼兒在動手實踐中發(fā)現(xiàn)問題、進行調(diào)整，最終形成工程作品。其本質并不在于強化動手操作，讓幼兒學習制作某一作品、獲得某項技能，而在于通過工程進行探究，以更生動、更靈活、更深入的方式發(fā)展幼兒的思維能力與創(chuàng)造性解決問題的能力。如果過分看重工程制作而忽視了科學探究，那么制作活動就會僅僅停留在技能培養(yǎng)層面，幼兒無法實現(xiàn)深度學習。

[案例三]“廈門的古厝”活動中，幼兒自己設計了古厝，并使用建構材料搭建古厝。在搭建過程中，幼兒遇到了很難搭建出尖的立體的古厝屋頂?shù)膯栴}，于是教師引導幼兒通過各種方式將屋頂材料(KT板)與房屋墻面進行連接，連接的過程中使用了包括透明膠帶、超輕黏土、毛根、夾子等材料。

“案例三”中，表面上幼兒忙得熱火朝天，但在熱鬧的背后，幼兒獲得的只是膚淺的技術，即使用不同材料進行連接。STEM教育活動中必須要包含科學探究，科學探究是STEM教育活動的基礎。沒有科學探究作為基礎，STEM教育中的創(chuàng)造性工程項目就可能成為毫無科學性的低級設計活動，甚至是純粹的手工制作活動。因為離開了科學探究的邏輯性、嚴謹性，創(chuàng)造就成為無源之水、無本之木。

STEM教育活動目的不是培養(yǎng)“能工巧匠”，而是培養(yǎng)全面發(fā)展的人。教師要避免走入重技術而輕科學探究的誤區(qū)，注意STEM教育活動要有跨學科的課程設計，包含科學探究能力的滲透，不能只是單純的技術運用。在 STEM 教育活動中，幼兒的動手操作只是手段，工程制作是載體，發(fā)展幼兒的能力才是目的。只有把發(fā)展幼兒的能力放在首位，才能讓幼兒獲得真正的成長。

(二)切莫重學習結果，輕學習過程

STEM教育活動中，最有價值的地方在于探究過程，而非結果。過分看重學習結果，為制作而制作，將與STEM教育活動的目的背道而馳。

[案例四]幼兒在操場上游戲時，一陣風刮過，于是有的幼兒問教師：“這風到底是從哪里刮來的？”為了判斷風向，教師帶領幼兒想出一個解決辦法——制作風向標。在了解風向標之后，幼兒畫設計圖，開始使用材料制作風向標。

“案例四”中，教師引導幼兒制作風向標，在問題驅動下開展工程制作，問題來自幼兒的生活，表面上這是很好的STEM教育活動。但在這個活動中，制作風向標被當作最終的目的，幼兒對問題的情境沒有經(jīng)過仔細分析，便匆匆地將任務鎖定在制作風向標上。這不利于幼兒創(chuàng)造性地解決問題。仔細分析問題情境，就會發(fā)現(xiàn)“案例四”中幼兒提出的問題隱藏著多種可能性，指向不同的解決問題的方向，可能會產(chǎn)生不同的問題解決路徑。

仔細觀察——從哪里可以看出有風刮過？

判斷——風刮過時，周圍的物體是怎么動的？朝哪個方向動？

推理——從物體運動的方向，推測風是從哪個方向刮來的。

比較——風刮過時，什么物體運動得最明顯？

提出解決辦法——為了更加準確、方便地判別風向，生活中人們會使用什么方法？在幼兒園里，可以怎樣準確識別風向？將自己的方法用設計圖進行展示。

進行決策——每種方案有哪些優(yōu)點和缺點？哪種方案最好？

批判性思考——作品是否有效？還需要做哪些調(diào)整？

如果這樣開展活動，幼兒將經(jīng)歷完全不同的探究過程。經(jīng)過對情境的具體分析，幼兒歷經(jīng)了觀察、判斷、推理、比較、決策等過程，最終創(chuàng)造性地解決問題。幼兒的思維是開放的、自由的、發(fā)散性的，沒有了提早預知結果的束縛，他們可能創(chuàng)造出各種各樣判斷風向的作品。組織這樣的活動，不是為了最后顯性的結果而開展，活動也沒有被某一個指定的成果套住。幼兒在與同伴的互動、碰撞、質疑中獲得啟發(fā)，分析解決辦法的科學性、可行性，這才有助于他們創(chuàng)造性解決問題能力的發(fā)展。

(三)切莫重整合教學，輕分科教學

與分科教學相對，STEM教育是一種整合性課程。在開展STEM教育的實踐中，存在三種課程實踐模式：第一種是以STEM課程取代科學、數(shù)學分科教學，將數(shù)學、科學與工程進行整合，組成一門新的STEM課程；第二種是不改變原有課程結構，將STEM教育理念融合在科學課程或主題課程中，踐行STEM教育理念；第三種是把STEM課程作為一種后設課程，即在分科課程之后設置的課程，讓幼兒在學習分科課程的基礎上再學習STEM課程。

筆者不主張用STEM課程取代分科課程，更傾向于后兩種課程模式，因為STEM課程重在對分科課程知識的綜合運用，解決實踐中的真實問題，這是其優(yōu)點。但其劣勢就在于幼兒獲得的知識是零散的、不成系統(tǒng)的，無法形成系統(tǒng)的學科經(jīng)驗。分科教學有其不可替代的優(yōu)點，它以學科本身的邏輯來組織，能使幼兒獲取系統(tǒng)的關鍵經(jīng)驗。分科教學是STEM教育的基礎，如果沒有分科教學讓幼兒獲得系統(tǒng)的學科關鍵經(jīng)驗，僅靠STEM課程不可能有效地保證幼兒掌握系統(tǒng)的知識。如果沒有理解學科知識，沒有掌握學科基本的能力，便談不上綜合運用與創(chuàng)造性解決問題。經(jīng)驗的缺乏就會成為制約STEM教育活動深入開展的瓶頸。幼兒對學科關鍵經(jīng)驗掌握得越系統(tǒng)，解決真實問題時綜合運用各領域經(jīng)驗的能力就會越強。