有原則，會應(yīng)用：幼兒園STEM活動開展與分析

裴巧琴

引 言

中國教育科學(xué)研究院STEM教育研究中心正式發(fā)布的《中國STEM教育白皮書》指出：STEM教育有助于培養(yǎng)一大批有創(chuàng)新思維、動手能力的人才，以滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。在這樣的趨勢帶動下，中國STEM教育發(fā)展的新方向、新模式逐漸明晰起來。STEM教育是通過科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個相關(guān)領(lǐng)域整合的綜合性課程。在幼兒園階段，教師應(yīng)幫助兒童獲得真正有意義的STEM學(xué)習(xí)經(jīng)驗，并將這樣的正向體驗延續(xù)到未來的學(xué)習(xí)中[1]。

一、幼兒園開展STEM教育的主要原則

（一）生活性原則

生活性原則源于我國教育家陶行知先生提出的“生活即教育”，教育與生活是相互交集、相互作用的。幼兒的思維特點以具體形象為主，真實可感的事物更能激發(fā)幼兒的探究欲和求知欲。因此，幼兒園開展STEM教育需遵循生活性原則，主張將STEM教育結(jié)合幼兒日常接觸的事物進行活動，開展貼近幼兒真實生活的活動。

例如，“下水道堵住了”是大班生活環(huán)節(jié)的一個小插曲。倒水時幼兒們發(fā)現(xiàn)——水堵住了，因此有的幼兒用手去摳洞，有的用筷子疏通，有的直接報告教師……“水不往下流，可能發(fā)生了什么？可以用什么工具？”為了解決這一問題，幼兒找來了各種材料進行嘗試，結(jié)果第一次的材料沒有起到明顯的作用（吸管太短插不深、毛根軟使不上力、筷子是直的不能轉(zhuǎn)彎……）。幼兒又展開了第二次討論：怎樣來改造工具？連接、組合、找疏通劑……源于生活的問題不斷激發(fā)幼兒去實踐。

從上述案例中我們可以看到，來自幼兒生活中的STEM教育更真實、更自然，為尋求問題的解決方法，他們進行了不同的嘗試，在猜測、動手、實踐的過程中不僅總結(jié)出疏通下水道的可能性方法，還比較了各種工具的優(yōu)勢與不足，同時通過解決生活化問題，使幼兒們積累了生活經(jīng)驗。

（二）低結(jié)構(gòu)性原則

低結(jié)構(gòu)性原則就是滿足兒童感知、操作和體驗的需求，一方面營造自由寬松的氛圍、開放學(xué)習(xí)環(huán)境，引導(dǎo)幼兒在與材料的互動中深入探索，獲取科學(xué)探究的核心經(jīng)驗；另一方面，鼓勵和引導(dǎo)幼兒學(xué)習(xí)做簡單的計劃和記錄，在操作及驗證中梳理活動經(jīng)驗[2]。

例如，“吹泡泡”是中班上學(xué)期的一個區(qū)域活動。教師打破以往準(zhǔn)備好泡泡水、吹泡泡器的常態(tài)，給予幼兒任務(wù)單：先做泡泡水，再做吹泡泡器，看看你吹出的泡泡是什么樣的。這里提供的物品都是源自幼兒前期的生活與調(diào)查，比如，洗潔精、水、糖、洗衣液、肥皂、毛根、吸管、軟管等，還有記錄表格。在挑戰(zhàn)任務(wù)時，對于泡泡水調(diào)制的選擇或兩兩組合，或多種混合；而做泡泡器時，幼兒對吸管和毛根情有獨鐘，吸管拿來就可以吹，毛根則可以做造型……幼兒根據(jù)任務(wù)選擇材料，調(diào)配出不同配方的泡泡水；教師學(xué)會放手則是從另一個側(cè)面支持了幼兒的表達與發(fā)現(xiàn)。

從這里可以看出，利用“低結(jié)構(gòu)材料+記錄”的方式在顯性處放棄了教師的主體者身份，但在隱性處助力了幼兒的主動探究，加上幫助幼兒回顧和思考，增強了幼兒探究學(xué)習(xí)的計劃性和目的性。

（三）主題性原則

主題性原則是通過主題的方式系列化、有深度地推進。一個主題往往是一個挑戰(zhàn)連接另一個挑戰(zhàn)，隨著“發(fā)現(xiàn)問題—解決問題—再發(fā)現(xiàn)問題—再解決問題”的層層遞進，學(xué)習(xí)難度在增加，挑戰(zhàn)在升級，主題任務(wù)也在不斷優(yōu)化。在這樣的過程中，幼兒的經(jīng)驗建構(gòu)不斷完善，對科學(xué)探究的專注度越來越聚焦，對思維建構(gòu)力也越來越清晰透徹。

例如，“停車場”是一個中大混齡的主題活動。活動中從平面停車場開始，幼兒發(fā)現(xiàn)固定車位有限，一塊場地只能停8～10輛車。“同樣的地方怎樣才能停更多的車？”于是就有了升降停車場，利用一塊平行積木當(dāng)?shù)淄?，上下兩層能停更多的車?！叭绾巫屚＼噲龅能噥砣プ杂?，讓停車更順暢？”問題再次引發(fā)幼兒的思考，他們分工合作，開始構(gòu)建立交橋式的立體停車場，既有升降機，又有旋轉(zhuǎn)路徑，還加入了地下地上的兩個層面。燈光、道路、標(biāo)志等元素的加入，讓停車場呈現(xiàn)出了更加細致的設(shè)計。事實上，教師在這個活動中扮演著參與者、引導(dǎo)者的角色，在提出每個問題后要觀察、了解幼兒的表現(xiàn)，然后給予幼兒有針對性的指導(dǎo)。

這個案例中，幼兒對停車場的改建經(jīng)歷了一個由認識到實踐、由原理到圖紙、由圖紙到實操的過程，問題導(dǎo)向的系列活動緊緊圍繞建“方便實用的停車場”這一主題進行，不斷深入，環(huán)環(huán)相扣，難度也在逐漸升級。

（四）生成性原則

生成性原則是和預(yù)設(shè)性原則相輔相成的。幼兒園STEM教育同樣具有顯著的生成性[3]?；顒又薪處燁A(yù)設(shè)成分較少，需要時刻關(guān)注幼兒在活動中的真實狀態(tài)和反饋來靈活調(diào)整活動策略及方向?；顒又械拿總€節(jié)點都有可能出現(xiàn)新的探索興趣點，幼兒每一次的動態(tài)生成也都會激發(fā)起教師潛在的教育機智。

例如，“承重挑戰(zhàn)”是一個“橋”主題活動下的子游戲。幼兒用不同材質(zhì)的物體搭建橋，發(fā)現(xiàn)生活中的紙片、塑料吸管等改變形狀后，承重力也發(fā)生了改變。這時，有幼兒拿出生活區(qū)的意大利面也想試試。雖然意大利面細且易斷，但是有難度的挑戰(zhàn)吸引了其他幼兒的加入?！坝门菽遄龅装?，意大利面可以撐起一張紙嗎？需要用多少根意大利面？怎樣插才能撐起更多張紙？我用意大利面撐起了什么？”一個材料的加入引發(fā)出一連串的“問題”，而一連串的“問題”支持著幼兒們真實的體驗活動。

這個案例讓我們感受到：在活動中不斷遇到的狀況成為幼兒探究的動力，教師需要注意傾聽幼兒的聲音，根據(jù)幼兒某一元素產(chǎn)生的問題生成新的探究點，并引導(dǎo)幼兒以問題為導(dǎo)向進行自主式學(xué)習(xí)。這樣，一個有價值的思考點會驅(qū)動著幼兒不停探索，而且會不斷豐富活動的內(nèi)容。

二、STEM教育在幼兒園課程中的融合性應(yīng)用

（一）基于問題性情境，引導(dǎo)幼兒關(guān)注生活

在幼兒園活動中，STEM教育更重視幼兒學(xué)習(xí)內(nèi)容和幼兒生活經(jīng)驗之間的密切聯(lián)系，當(dāng)學(xué)習(xí)的出發(fā)點與具體的操作材料相結(jié)合、與幼兒的生活經(jīng)驗相聯(lián)系時，這樣的學(xué)習(xí)才會取得更好的效果[4]。

以“‘懸空’建筑”為例，該活動源于幼兒發(fā)現(xiàn)的一張“不一樣的建筑”照片——公園里的一個懸挑式觀景臺?！斑@個建筑不一樣在哪里？”——這個觀景臺上下面是空的，前后也是空的，只有一面靠著邊，好像被一塊磁鐵吸在墻上一樣?！斑@樣的建筑是怎么造出來的？”“怎樣保障‘懸空’建筑的牢固性？” 教師鼓勵幼兒動手搭建。幼兒基于生活經(jīng)驗進行了大膽嘗試：懸空建筑的底座要牢，可以用雪糕棒挑出去，另一頭需要用重的東西壓??；懸出去的空間越遠，建筑會翻的可能性越大；這樣的建筑安全保障很重要……

發(fā)現(xiàn)問題是STEM教育的關(guān)鍵?；顒又?，教師通過創(chuàng)設(shè)問題情境，從幼兒生活視角發(fā)現(xiàn)的建筑入手，鼓勵幼兒觀察其與一般建筑的不同，之后鼓勵幼兒思考并解決問題?！霸鯓釉?？”和“造的時候發(fā)現(xiàn)什么（注意什么）？”在探究過程中，關(guān)鍵是幼兒的動手操作，教師不需要提供現(xiàn)成的答案，而要鼓勵幼兒根據(jù)已有經(jīng)驗提出想法和解決方案，在實踐中檢驗假設(shè)，獲得發(fā)展，這樣才能更好地提升幼兒的經(jīng)驗。

（二）進行跨學(xué)科學(xué)習(xí)，培養(yǎng)幼兒對知識的遷移能力

跨學(xué)科是STEM教育最突出的特征，提倡學(xué)科融合下學(xué)生通過靈活應(yīng)用知識來解決實際問題[6]。在幼兒園中，STEM教育不是將重點只放在某個特定領(lǐng)域或?qū)W科上，而是聚焦問題，強調(diào)知識之間的內(nèi)在聯(lián)結(jié)性，以及在綜合化運用中促進幼兒的深度學(xué)習(xí)。

例如，在“水管工程師”活動中，教師可以通過預(yù)設(shè)實物水管、水及平板資源庫，引導(dǎo)幼兒在自主探究中了解不同水管的名稱和作用；通過App游戲“接水管”，感受選擇合適的水管進行連接，讓水流通；通過工程師任務(wù)——為自來水廠和不同地點的小動物家設(shè)計水管管道，思考“用了幾種水管？”“怎樣連接？”“還可以怎么接？”進一步提升幼兒解決問題的能力。

從認識水管到選擇合適水管，再到設(shè)計水管連接管道，讓管道連接更實用。這個活動打破了原有的學(xué)科課程的界限和框架，是圍繞角色問題的課程學(xué)習(xí)，有助于幼兒形成一種系統(tǒng)性、整合性的思維方式。此外，教師鼓勵幼兒以水管為基礎(chǔ)，促進其知識經(jīng)驗的相互貫通，培養(yǎng)了幼兒感知發(fā)現(xiàn)、選擇應(yīng)用的知識遷移能力。

（三）通過團隊式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)幼兒的合作精神

STEM教育就是通過協(xié)作來培養(yǎng)幼兒解決問題的能力?；谀繕?biāo)的學(xué)習(xí)共同體，凝聚集體智慧，通過展示他們的發(fā)現(xiàn)來表達想法、觀點和在探究學(xué)習(xí)中所獲得的知識技能，并分享彼此的喜悅。

以“我們的小區(qū)”建筑為例，一次意外的暴雨，戶外沙水區(qū)中幼兒的“家園”沖掉了，沙盤建筑一片狼藉?！霸鯓拥钟唤荡笥辏屛覀兊募覉@不怕水、不進水？”幼兒進行了商量，設(shè)計并推選出三種方法：排水管、壘高和挖溝渠。之后，幼兒分工合作，設(shè)計圖紙、找材料、實際操作。第二次“大雨”來臨，“家園”又是面目全非。幼兒扒開現(xiàn)場找原因。第二次嘗試中，幼兒更加謹慎，沙包組、石頭組一起上陣。這次的“大雨”量增加了，“家園”守護基本合格。“還有更好的排水方法嗎？”幼兒還在逐步探索中……

通過這個案例不難看出，幼兒形成團隊后更加強調(diào)“我們”而非“我”，重視合作伙伴在共同工作中的價值和意義，有集體設(shè)計、有分工任務(wù)、有現(xiàn)場指揮、有及時反饋。這樣的團隊學(xué)習(xí)，不僅鍛煉了幼兒的社會適應(yīng)性，更實現(xiàn)了擁有不同生活經(jīng)驗和認知水平的個體間的相互學(xué)習(xí)與啟發(fā)。

（四）運用工程性思維，提高幼兒解決問題的創(chuàng)新力

STEM教育是一個過程，更是一種思維方式。工程性思維不同于科學(xué)思維，它遵循“明確問題—設(shè)計方案—制作實物—測試與改進”的程序。

以“比薩斜塔”為例，對于大班的幼兒來說，垂直的壘高較容易，挑戰(zhàn)有傾斜角度的壘高，如何保持平穩(wěn)則需要他們運用工程思維去探索?；顒娱_始是感知材料：“材料有哪些？它們有什么共同的地方？有什么不同的地方？”接著是明確問題：用剛剛的材料試著搭建一座斜塔。在嘗試搭建前，幼兒先講述或用圖示表達自己的搭建思考（圍圈法、樓梯法、輕重法等），接著進入實物探索階段……面對問題，繼續(xù)討論并總結(jié)出斜又不倒的建筑搭建思維圖。

在活動中，幼兒挑戰(zhàn)傳統(tǒng)直線壘高，那么如何搭出斜而不倒、斜而高的建筑呢？幼兒像工程師一樣感知材料、統(tǒng)籌思考、認真制作。工程性思維對于4～6歲的幼兒來說，就是逐步構(gòu)建思維的過程，也是“設(shè)計+實踐”的思維。由于每個幼兒的生活經(jīng)驗、認知方式等存在差異，其表達角度往往會出現(xiàn)個體差異性。這種釋放學(xué)習(xí)空間、拓寬研究思路、發(fā)展多樣表達的解決過程，提高了幼兒的創(chuàng)新力。

結(jié) 語

綜上所述，幼兒園的主題活動、集體活動、區(qū)域活動等多種活動形式都可以和STEM教育融會貫通，有助于培養(yǎng)幼兒的探究和創(chuàng)新力。因此，幼兒教師應(yīng)積極探索讓STEM教育融入幼兒教育的有效途徑，讓幼兒在成長中具備適應(yīng)未來發(fā)展的競爭力。