基于STEM理念的幼兒園科學(xué)探究室活動(dòng)組織與實(shí)施研究

朱毅誠(chéng)

STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）的簡(jiǎn)稱。STEM教育，于20世紀(jì)80年代興起于美國(guó)，它通過(guò)科學(xué)、技術(shù)、工程以及數(shù)學(xué)的有效結(jié)合，充分培養(yǎng)幼兒的科學(xué)素養(yǎng)。STEM教育強(qiáng)調(diào)問(wèn)題的真實(shí)性、生活化，并側(cè)重體驗(yàn)和探究過(guò)程。

功能室活動(dòng)是幼兒園一日生活活動(dòng)中不可或缺的一部分，是幼兒園教育活動(dòng)中的重要組成部分。近年來(lái)，STEM教育多次被教育部以及中國(guó)教育科學(xué)研究院所提及。隨著STEM教育在幼兒園教學(xué)活動(dòng)中的融入與發(fā)展，筆者將以本園科學(xué)探究室活動(dòng)作為研究的藍(lán)本，通過(guò)訪談以及活動(dòng)案例分析，結(jié)合一線教學(xué)情況，總結(jié)出STEM理念下幼兒園科學(xué)探究室活動(dòng)組織與實(shí)施的策略，為幼兒園教育活動(dòng)融入STEM理念的組織與實(shí)施提供一定的參考價(jià)值。

一、問(wèn)題的提出

2016年，教育部頒布《教育信息化“十三五”規(guī)劃》以及2017年《中國(guó)STEM教育白皮書》，標(biāo)志著STEM教育已經(jīng)得到國(guó)家層面的重視。

張俊教授在《幼兒園科學(xué)教育》中提到幼兒園STEM教育的三大教學(xué)模式，即基于項(xiàng)目的STEM學(xué)習(xí)、基于生活的STEM學(xué)習(xí)和基于游戲的STEM學(xué)習(xí)。郝和平教授在辛辛那提大學(xué)莫牧教授提出的實(shí)施STEM教育的四個(gè)途徑和方法的基礎(chǔ)上提出：建立STEM學(xué)習(xí)中心，在日常教育活動(dòng)中、戶外活動(dòng)中及在項(xiàng)目活動(dòng)中開展STEM教育?？茖W(xué)室是幼兒園實(shí)施科學(xué)教育活動(dòng)的主要場(chǎng)所之一，也是STEM學(xué)習(xí)中心其中一個(gè)重點(diǎn)區(qū)域?？茖W(xué)室不同于班級(jí)科學(xué)區(qū)或科學(xué)角，它同時(shí)也是幼兒以自主學(xué)習(xí)為主的空間更大的科學(xué)活動(dòng)場(chǎng)所。如何結(jié)合STEM教育理念，更好地開展科學(xué)室活動(dòng)，是幼兒園教育亟待探討的一項(xiàng)重要課題。

二、研究方法與過(guò)程

（一）研究方法

通過(guò)對(duì)本園STEM理念下科學(xué)探究室活動(dòng)進(jìn)行非參與式的觀察，觀察方式為對(duì)每周的功能室活動(dòng)進(jìn)行抽樣觀察，為期兩個(gè)月。以科學(xué)探究室的?？平處煟ㄒ韵潞?jiǎn)稱A教師）作為訪談對(duì)象，旨在解決教學(xué)活動(dòng)中遇到的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)而改進(jìn)教學(xué)狀況，提高教師對(duì)STEM理念與科學(xué)探究室活動(dòng)的整合能力。

（二）研究過(guò)程

在園領(lǐng)導(dǎo)的支持下，本研究選取科學(xué)探究室活動(dòng)進(jìn)行觀察與分析，通過(guò)課例錄像和敘事記錄的方式對(duì)案例進(jìn)行研究，或是采用半結(jié)構(gòu)式的方式與受訪者A教師進(jìn)行面對(duì)面的深度交流，最后整理成文稿。

三、研究結(jié)果與討論

（一）教師對(duì)STEM教育理念理解不透徹

通過(guò)對(duì)不同活動(dòng)案例進(jìn)行分析以及對(duì)專科教師的訪談發(fā)現(xiàn)，部分教師對(duì)STEM理念認(rèn)識(shí)不透徹。如A教師認(rèn)為“STEM探究活動(dòng)以及科學(xué)室活動(dòng)的內(nèi)容大致上是一致的，只是在探究形式上有所不同”，該教師的本科專業(yè)為化學(xué)專業(yè)，但沒(méi)有接受過(guò)STEM教育理念的相關(guān)培訓(xùn)。A教師對(duì)STEM教育理念把握不準(zhǔn)，造成對(duì)課程內(nèi)容選取方面有所偏差，在課程內(nèi)容選擇上與STEM教育理念有所偏離。

（二）課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)單一

筆者在研究中發(fā)現(xiàn)，該教師對(duì)課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)上的把握參差不齊。A教師認(rèn)為：“科學(xué)室加入STEM理念即是在S和T的后面加入E、M，將科學(xué)探究式賦予更多的可能性?！边@導(dǎo)致A教師在活動(dòng)中的內(nèi)容結(jié)構(gòu)只涉及到某一領(lǐng)域，或以某一領(lǐng)域作為重點(diǎn)目標(biāo)。

如在分類活動(dòng)“幫物品找好朋友”中，A教師只以科學(xué)領(lǐng)域作為本次活動(dòng)的目標(biāo)內(nèi)容，把對(duì)貝殼的科學(xué)認(rèn)知、生活特性等作為活動(dòng)的重點(diǎn)難點(diǎn)。因此在活動(dòng)中幼兒只得到科學(xué)領(lǐng)域方面的發(fā)展，而忽視了幼兒在其他領(lǐng)域的發(fā)展。教師應(yīng)對(duì)課程內(nèi)容的結(jié)構(gòu)進(jìn)行整合，因?yàn)楦黝I(lǐng)域并非割裂而是有機(jī)統(tǒng)一的。

（三）工程思維缺乏有效引導(dǎo)

通過(guò)對(duì)案例進(jìn)行分析，教師在組織活動(dòng)的過(guò)程中，缺乏對(duì)幼兒進(jìn)行工程思維的有效引導(dǎo)。以活動(dòng)“紙橋承重”為例，教師在活動(dòng)中只對(duì)紙橋的搭建類型和搭建方法及過(guò)程進(jìn)行重點(diǎn)指導(dǎo)，沒(méi)有對(duì)工程設(shè)計(jì)、制作、總結(jié)反思、修改、再制作等一系列的過(guò)程進(jìn)行有效的引導(dǎo)。A教師認(rèn)為：“工程思維貫穿在科學(xué)探究活動(dòng)的過(guò)程中，從開始階段到結(jié)束階段都滲透著工程思維。”工程思維需在活動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行跨學(xué)科整合，重視整個(gè)循環(huán)過(guò)程，從而形成螺旋式上升型的經(jīng)驗(yàn)積累以及學(xué)習(xí)過(guò)程。很明顯，A教師并沒(méi)有將工程思維的培養(yǎng)放在該功能室活動(dòng)的重點(diǎn)指導(dǎo)上。

四、基于STEM理念的幼兒園科學(xué)探究室活動(dòng)組織與實(shí)施策略

（一）以“主題項(xiàng)目式”探究作為抓手

早期STEM教育是培養(yǎng)幼兒學(xué)習(xí)品質(zhì)的良好途徑，教師應(yīng)運(yùn)用合理分組、學(xué)習(xí)活動(dòng)項(xiàng)目化等策略來(lái)實(shí)施早期STEM教育，并在實(shí)施過(guò)程中注意為幼兒提供適宜的支架，充分發(fā)揮教師作為引導(dǎo)者、合作者與支持者的角色功能。STEM教育活動(dòng)與項(xiàng)目活動(dòng)都是以幼兒興趣為課程設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)，探究的內(nèi)容豐富多彩，強(qiáng)調(diào)以問(wèn)題導(dǎo)向?yàn)榛A(chǔ)，結(jié)合科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)四個(gè)方面開展的整合性教育。

以科學(xué)探究式活動(dòng)為例，教師在制訂本學(xué)期課程計(jì)劃時(shí)，可根據(jù)大主題以及小主題相結(jié)合的方式來(lái)制訂。比如本學(xué)年第一學(xué)期，以“變化”作為大主題，包括物質(zhì)、人類、植物等小主題作為活動(dòng)具體開展的主題?；顒?dòng)的具體內(nèi)容也要以幼兒的探究水平及本園幼兒生活經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)而制訂。而在具體小主題方面，如在“幫物品找好朋友”活動(dòng)中，幼兒可從掌握簡(jiǎn)單的、維度較少的分類方法逐漸過(guò)渡到掌握復(fù)雜多維的分類方法。幼兒園STEM教育的每一節(jié)活動(dòng)都應(yīng)以層層遞進(jìn)的方式，隨著主題的深入而變化。

但是，STEM的主題式探究與傳統(tǒng)意義上的主題教學(xué)以及項(xiàng)目研究又有一定的差別。STEM的主題式探究強(qiáng)調(diào)以問(wèn)題作為導(dǎo)向，關(guān)注幼兒已有生活經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并運(yùn)用技術(shù)以及數(shù)學(xué)工具解決問(wèn)題，形成“問(wèn)題——想象——計(jì)劃——?jiǎng)?chuàng)造——反思——改善”的工程思維鏈。因此，幼兒園在設(shè)計(jì)功能室課程內(nèi)容時(shí)需因地制宜，以“主題式探究”作為課程建構(gòu)的藍(lán)本。

（二）課程內(nèi)容生活化、真實(shí)化

《幼兒園科學(xué)教育》一書中提到，幼兒園STEM教育是基于生活的STEM學(xué)習(xí)。早期STEM教育的學(xué)科融合、真實(shí)情境與問(wèn)題導(dǎo)向，能夠有效地激發(fā)幼兒的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣?；赟TEM教育的幼兒園科學(xué)教育應(yīng)以核心素養(yǎng)與真實(shí)境遇的相互交織為根本路徑，讓幼兒在真實(shí)的、契合幼兒生活場(chǎng)景的情境下進(jìn)行活動(dòng)。

以科學(xué)探究室活動(dòng)“葉子的秘密”為例，最初的課程設(shè)計(jì)是教師找來(lái)一些種類相同的葉子讓幼兒在室內(nèi)進(jìn)行觀察和表征，之后讓幼兒進(jìn)行分享、總結(jié)葉子的基本特征。而基于STEM理念的科學(xué)探究活動(dòng)應(yīng)該將課程內(nèi)容建立在幼兒真實(shí)的生活上。如探究葉子的外形和特征，首先教師需摒棄傳統(tǒng)的教學(xué)模式，讓幼兒在大自然的環(huán)境中就地取材，摘取自己想要觀察的葉子并將其帶回科學(xué)探究室進(jìn)行觀察。而教師選取一些周遭環(huán)境未曾出現(xiàn)的研究對(duì)象讓幼兒進(jìn)行觀察與研究，這樣“有目的”的引導(dǎo)違背了真實(shí)性以及生活化的原則，使得STEM理念下的幼兒園科學(xué)探究室活動(dòng)就如無(wú)源之水，無(wú)本之木。

（三）以“S-T-E-M”為切入點(diǎn)，提高整合性

眾所周知，STEM教育包含四個(gè)方面的內(nèi)容。但STEM教育不應(yīng)是簡(jiǎn)單的“S+T+E+M”的教育，而是將這四個(gè)方面或是四個(gè)領(lǐng)域的內(nèi)容有意識(shí)地進(jìn)行有機(jī)整合，融于一體。即：科學(xué)是關(guān)于物質(zhì)世界的知識(shí)，也是獲取知識(shí)的過(guò)程與方法以及對(duì)待物質(zhì)世界的態(tài)度與情感；技術(shù)是改造物質(zhì)世界的手段或活動(dòng)；工程是運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和技術(shù)手段進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、解決問(wèn)題、制作產(chǎn)品的一種規(guī)劃與過(guò)程；數(shù)學(xué)則是關(guān)于數(shù)、量、形、時(shí)間、空間等關(guān)系的認(rèn)識(shí)。從中可以看出，科學(xué)回答的是“是什么”和“為什么”，技術(shù)回答的是“做什么”和“怎樣做”，科學(xué)提供物化的可能，技術(shù)提供物化的現(xiàn)實(shí)；科學(xué)是發(fā)現(xiàn)，技術(shù)是發(fā)明；科學(xué)是創(chuàng)造知識(shí)的研究，技術(shù)是綜合利用知識(shí)于需要的研究。

教師在設(shè)計(jì)功能室活動(dòng)時(shí)，應(yīng)考慮到以上四個(gè)領(lǐng)域的內(nèi)容不僅僅是四個(gè)學(xué)科相加，而是整合。以“消失的物質(zhì)”活動(dòng)設(shè)計(jì)為例，首先教師選取了幼兒生活中幾種常見物質(zhì)作為實(shí)驗(yàn)的對(duì)象，投放了有關(guān)“溶解”與“溶液”的科學(xué)啟蒙書籍，以供幼兒閱讀與參考，給幼兒提供了各類實(shí)驗(yàn)工具，引導(dǎo)幼兒認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)工具，了解操作方法，提高實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性。在活動(dòng)過(guò)程中，幼兒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前的猜想，并在實(shí)驗(yàn)后驗(yàn)證自己的猜想是否與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，從而初步形成“設(shè)計(jì)、猜想——實(shí)施——驗(yàn)證、總結(jié)反思——再實(shí)施”的螺旋式上升的工程思維，通過(guò)在記錄表上記錄實(shí)驗(yàn)情況，滲透數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的概念，讓幼兒更清晰地對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行認(rèn)知。

STEM教育不僅僅是“1+1+1+1=4”的結(jié)果，更多的是讓幼兒在活動(dòng)中充分運(yùn)用綜合思維，將資源進(jìn)行整合，從而不斷提高幼兒學(xué)習(xí)積極性，提升活動(dòng)的有效性。

（四）以工程思維貫穿教學(xué)過(guò)程

《3—6歲兒童學(xué)習(xí)與發(fā)展指南》指出：幼兒的學(xué)習(xí)方式是通過(guò)直接感知、實(shí)際操作和親身體驗(yàn)去模仿、感知、探究的，是在“做中學(xué)”“玩中學(xué)”“生活中學(xué)”，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，逐步形成自己的理解與認(rèn)識(shí)。木工室活動(dòng)正好符合幼兒這種學(xué)習(xí)方式。在木工室活動(dòng)中，幼兒感知和體驗(yàn)了優(yōu)秀的傳統(tǒng)木工文化，培養(yǎng)了技術(shù)素養(yǎng)和工程創(chuàng)造，提升了幼兒解決問(wèn)題和跨學(xué)科整合的能力，幼兒的計(jì)劃性、創(chuàng)造力、想象力、工程思維、設(shè)計(jì)制作能力等都得到了提升，達(dá)到了“做中學(xué)”“玩中學(xué)”的目的。

以活動(dòng)“紙橋承重”為例，在導(dǎo)入部分，教師利用多媒體課件引起幼兒對(duì)橋梁探索的興趣，對(duì)各種類型和結(jié)構(gòu)的橋梁進(jìn)行科學(xué)認(rèn)知，讓幼兒了解不同類型的橋梁有不同的承載能力。在活動(dòng)開始階段，幼兒根據(jù)自己的想法設(shè)計(jì)紙橋的造型。在動(dòng)手操作的過(guò)程中，幼兒制作的紙橋往往與開始時(shí)的設(shè)計(jì)有一定的偏差，但幼兒在不斷嘗試的過(guò)程中對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整、修改，并再次制作。完成制作后，幼兒往往擁有成功的自豪感并樂(lè)于與他人進(jìn)行分享，教師可與幼兒一同進(jìn)行總結(jié)與回顧，分析紙橋的結(jié)構(gòu)與承重之間的關(guān)系，并將幼兒在探究過(guò)程中存在的問(wèn)題以及亮點(diǎn)進(jìn)行歸納梳理。幼兒在進(jìn)行科學(xué)探究的過(guò)程中，如果操作的內(nèi)容綜合性較強(qiáng)，或是需要合作的內(nèi)容，一次的活動(dòng)時(shí)間往往是不夠的。在活動(dòng)結(jié)束后，教師可設(shè)立“未完成作品區(qū)”，用來(lái)放置幼兒未完成的作品，留作幼兒下一次活動(dòng)的制作延續(xù)，既有助于幼兒進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)的累積，也為幼兒對(duì)自身作品進(jìn)行“總結(jié)——反思——再實(shí)施”做了鋪墊，形成螺旋式上升型的經(jīng)驗(yàn)積累以及學(xué)習(xí)過(guò)程。

STEM教育強(qiáng)調(diào)通過(guò)以工程為核心的設(shè)計(jì)和制造活動(dòng)，解決生活中真實(shí)的、有意義的問(wèn)題。教師應(yīng)將“科學(xué)”與“技術(shù)”有機(jī)地結(jié)合在一起，為其可能性以及現(xiàn)實(shí)性提供實(shí)踐平臺(tái)，通過(guò)“設(shè)計(jì)——改進(jìn)——再設(shè)計(jì)”的方式不斷優(yōu)化項(xiàng)目，從而改變幼兒解決問(wèn)題的思維方式以及實(shí)踐模式。

綜上所述，基于STEM理念下的幼兒園科學(xué)探究室活動(dòng)應(yīng)以“主題項(xiàng)目式”作為探究大框架，選取貼近幼兒生活的內(nèi)容，并與當(dāng)?shù)貧夂颉⑽幕厣?、地理環(huán)境、區(qū)位優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，符合真實(shí)性與可操作性。教師在構(gòu)建具體活動(dòng)時(shí)應(yīng)用綜合性思維去看待課程，積極整合并運(yùn)用多方面資源，如社區(qū)資源、新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段等，讓幼兒在具有工程思維的環(huán)境中不斷地進(jìn)行實(shí)踐，從而解決生活以及游戲中遇到的實(shí)際問(wèn)題。

（責(zé)任編輯：郭凱云）