幼兒園STEM教育的實踐

房靈靈

摘 要：以中班活動“棚架搭建”為例，淺談幼兒園STEM項目的開展與實施，通過案例分析得出幼兒在STEM活動中所具有的學(xué)習(xí)特征。

關(guān)鍵詞：STEM;實踐;問題解決;學(xué)科融合

【活動緣起】

“棚架搭建”活動源于中班幼兒開展的種植項目活動。隨著探究的不斷深入，孩子們發(fā)現(xiàn)種植的黃瓜長出了卷須。而黃瓜屬于藤蔓植物，只能依附在其他物體或匍匐于地面生長。于是，孩子們就“黃瓜應(yīng)該匍匐在地面還是搭建棚架”進行分析討論。孩子們認為，讓黃瓜匍匐在地面上生長是不可行的，會擋住路面，影響我們的日?；顒?。最后，他們一致決定為黃瓜搭建棚架，助力它們的生長。

【執(zhí)行探究】

一、第一階段——前期經(jīng)驗鋪墊，明確解決方案

（一）經(jīng)驗鋪墊

1.開展與棚架相關(guān)的談話活動，發(fā)掘幼兒相關(guān)知識經(jīng)驗。

2.幼兒分享菜地實地考察經(jīng)驗。

3.在教室各區(qū)域中投放與棚架搭建有關(guān)的材料，激發(fā)幼兒的學(xué)習(xí)興趣。

（二）繪制設(shè)計圖

教師提問：你們想搭建一個什么樣的棚架？

幼兒：我們可以畫出設(shè)計圖，你就知道我們想搭什么樣的棚架了。

設(shè)計圖畫好后，幼兒進行了一次分享交流活動，向同伴介紹自己設(shè)計的棚架。通過投票的方式選出了得票最高的設(shè)計圖。在這一環(huán)節(jié)，我們鼓勵幼兒用語言向同伴介紹自己的想法和意圖，借此提升幼兒的語言表達能力。

二、第二階段——棚架搭建探索

（一）問題一：搭建棚架，你需要哪些材料？

孩子們在教室里尋找材料，找到了用于支撐番茄生長剩余的綠色鐵棍以及美工區(qū)里的麻繩、透明膠帶、剪刀等。

材料收集好后，孩子們開始了第一次的搭建活動。然而，在35分鐘的搭建過程中，他們因為不會使用繩子打結(jié)而導(dǎo)致工程活動停滯不前。

（二）問題二：不會使用繩子打結(jié)怎么辦？

解決方法一：投放相應(yīng)的材料，學(xué)習(xí)捆綁技巧。

建構(gòu)與材料的運用對于幼兒來說是有用的技巧，如膠帶、膠水、繩子、剪刀等，使用這些材料與工具的經(jīng)驗，能夠提升幼兒搭建棚架的能力。為幫助幼兒學(xué)習(xí)捆綁技巧，教師在區(qū)域中投放了相應(yīng)的材料，引導(dǎo)幼兒探索使用繩子捆綁的技巧。

解決方法二：分小組學(xué)習(xí)使用繩子捆綁的技巧。

基于第一次搭建嘗試的失敗，孩子們和老師共同商量一起學(xué)習(xí)繩子捆綁打結(jié)技術(shù)。在學(xué)習(xí)后，孩子們開始了第二次搭建。然而在工程活動進行中，他們又遇到了新的問題。

（三）問題三：1.棚架上橫著的棍子需要幾根？2.棚架上橫著的棍子有些寬有些窄，間距不同。

問題解決：1.幼兒通過點數(shù)的方法知道了設(shè)計圖橫著需要6根棍子。2.使用目測比對的方式，調(diào)整棚架橫向棍子之間的距離。

基于前兩次的搭建經(jīng)驗，孩子們快速完成了棚架作品。

三、第三階段——測試與優(yōu)化

棚架投放到菜地使用三周后，孩子們發(fā)現(xiàn)黃瓜的葉子上出現(xiàn)了許多白點。隨著時間的變化，白點變成了大面積的塊狀蔓延在黃瓜葉面上。

就在這時，瓏瓏爺爺（種植專家）來園教孩子們松土和施肥的技術(shù)，他發(fā)現(xiàn)黃瓜得了白粉病，葉子底部還長了蚜蟲。他總結(jié)了黃瓜生病的原因：（1）種植太密;（2）棚架太矮，不能滿足黃瓜藤蔓攀爬，使地下的藤蔓堆積在菜框里，底下的葉子無法進行充分的光合作用，容易產(chǎn)生病害。

在專家的建議下，孩子們決定重新搭建立體的、更高的棚架。

改進棚架：

1.提升經(jīng)驗：了解立體的、更高的棚架

孩子們在家長的協(xié)助下通過多種方式查找有關(guān)立體棚架的資料。我們將收集到的立體棚架圖片投放到項目活動角中。這些圖片讓孩子們對棚架有了新的認識，如棚架的功能、構(gòu)造和所需的材料等。

2.繪制新的棚架設(shè)計圖

通過反復(fù)的討論、修改，孩子們得出最終的設(shè)計圖。我鼓勵他們畫出棚架草圖和步驟圖，這樣做的目的是可以幫助孩子們理清制作思路。

3.尋找搭建材料和工具

在尋找搭建材料時，孩子們想起了幼兒園的公共美術(shù)室。果然，孩子們在與美術(shù)老師的反復(fù)溝通中了解到，美術(shù)室有用于布置畫展剩余的細竹子。在征得美術(shù)老師同意后，孩子們得到了所有的細竹子。在工程活動中，我們鼓勵幼兒在生活中收集和尋找材料，更鼓勵幼兒禮貌地與他人溝通協(xié)商。

4.發(fā)現(xiàn)問題和解決問題

（1）問題一：竹子太長了怎么辦？

問題解決：孩子們得到的竹子太長，需要鋸短后才能使用。他們找到保安叔叔借工具。保安叔叔在為孩子們示范鋸子的正確使用方法時提出了一個問題。

保安叔叔問：你們想切多長的竹子呢？

①測量竹子長度

于是孩子們開始測量所需竹子的長度，他們將之前自己與淮山比較高度的經(jīng)驗進行遷移，用自己的身高測量所需竹子的長度，探索非標準化的測量方式。當?shù)玫綔y量結(jié)果時，他們用筆進行標注，畫上記號，同時運用“等長復(fù)制”的辦法量出了所有竹子的長度。

②工具使用（切割技術(shù)）

學(xué)習(xí)了鋸子的使用方法后，孩子們通過鋸、壓、折、修、剪等辦法，終于將一根竹子順利切割好。

這時木工萬師傅正巧經(jīng)過，他發(fā)現(xiàn)孩子們使用鋸子切割竹子非常費勁，他提議使用他的電動切割機。在萬師傅的幫助下，孩子們順利地完成了所有竹子的切割。

觀察與分析：孩子們通過尋求幫助，使用手動鋸子、電動切割機和剪刀等工具，順利地完成了竹子的切割。在這個環(huán)節(jié)，我們可以看到孩子們在數(shù)學(xué)方面和技術(shù)方面的學(xué)習(xí)與探索。如測量竹子的長度是數(shù)學(xué)方面的，而技術(shù)方面包括不同工具的使用以及選擇合適的工具來切割竹子。

（2）問題二：橫向擺放的竹子之間的間距不同。

老師：橫向竹子之間的間距為什么有些寬，有些窄呢？怎么樣才可以一樣寬呢？

熙媛：我們用東西來量一量吧。

老師：這是一個好辦法，那你們打算用什么來測量呢？怎么做？

櫻桃：用彩色筆吧，我們可以擺一下看看。

孩子們運用彩筆測量，在反復(fù)測量和探索中，他們一致決定竹子之間的間距為三根彩色筆的總長。

觀察與分析：當孩子們發(fā)現(xiàn)橫向擺放的竹子之間的間距不同時，他們能夠運用實物（彩筆）測量出竹子之間的間距，并逐一將間距調(diào)成相等距離。在孩子們遇到問題時，我們不用急于給出正確的答案，因為他們的表現(xiàn)經(jīng)常會讓你大吃一驚。

（3）問題三：兩個平面的架子怎么變成一個立體的棚架呢？

孩子們反復(fù)探索架子之間如何拼接在一起，最終他們尋找到一個最合適的銜接點。但拼接在一起后，架子會倒下，怎么辦呢？搭建組長立刻想出了新辦法，使用繩子將兩個架子綁在一起，并進行加固。

排除萬難，孩子們終于完成了立體棚架的搭建。

觀察與分析：在這一環(huán)節(jié)，孩子們從發(fā)現(xiàn)問題到解決問題都是組員之間一起想辦法，為最后的目標共同努力。我們?yōu)楹⒆觽冊谶@個活動中表現(xiàn)出來的學(xué)習(xí)品質(zhì)感到欣喜。他們專注、投入、積極、睿智以及所表現(xiàn)出來的團結(jié)協(xié)作的精神更是超乎我們的想象。

四、第四階段——提升經(jīng)驗：三角形穩(wěn)定性原理

經(jīng)過一段時間的測試，孩子們搭建的棚架非常牢固，經(jīng)得住風(fēng)吹雨打。另外，從黃瓜和淮山目前的生長狀態(tài)來看，他們似乎對孩子們搭建的棚架非常滿意。

（一）探討棚架牢固的原因

老師：小朋友們，我們一起來玩一個找圖形的游戲。你們能從我們搭建的棚架中找出什么圖形？

小川：我看到了長方形。

悅?cè)唬狐S瓜棚架下面是一個三角形的洞。

教師小結(jié)：黃光棚架上的三角形就是使我們的棚架變得非常牢固的秘密。三角形具有穩(wěn)定性，也叫作三角形穩(wěn)定性原理。三角形有著穩(wěn)固、堅定、耐壓的特點。

（二）三角形穩(wěn)定性原理在生活中的應(yīng)用

在生活中有很多東西或者建筑會使用到三角形的穩(wěn)定性原理，如埃及金字塔、三角形框架、屋頂、三角形鋼架橋和埃菲爾鐵塔都以三角形形狀建造。孩子們通過老師的講解對三角形穩(wěn)定性原理有了初步的了解?；顒咏Y(jié)束后，他們在幼兒園里尋找身邊的“三角形”，加深了對三角形穩(wěn)定性原理的認識。

【活動分析】

藤蔓植物的棚架搭建活動持續(xù)了一個月的時間，孩子們在整個工程活動中起主導(dǎo)地位，教師則退居到孩子們的“身后”。在活動中，教師時而是引導(dǎo)人，時而是挑戰(zhàn)孩子思考的人，更是支持孩子克服困難、解決問題的人。而在活動的尾聲，教師帶著孩子們尋找使棚架穩(wěn)固的秘密，發(fā)現(xiàn)三角形的穩(wěn)定性原理。在這里，教師又化身為為孩子們梳理和提升經(jīng)驗的人?；仡櫿麄€活動，我們可以清楚地看到活動所展現(xiàn)出來的STEM學(xué)習(xí)的特征。

一、有意義的學(xué)習(xí)

在菜地里搭建棚架，幫助黃瓜和淮山生長是孩子們內(nèi)心的渴望，面對在實踐探索過程中出現(xiàn)的“不會打結(jié)”“竹子太長”等問題，孩子們運用已有經(jīng)驗，一直為解決遇到的問題而不斷嘗試各種方法。他們主動、積極、專注，以及求知、做學(xué)問的態(tài)度，這樣的學(xué)習(xí)正是STEM教育中的有意義的學(xué)習(xí)。

二、具備學(xué)科融合的學(xué)習(xí)

棚架搭建活動除了是有意義的學(xué)習(xí)之外，也是具備學(xué)科融合的探究性學(xué)習(xí)。圍繞“搭建黃瓜和淮山生長的棚架”這一工程問題，孩子們進行了一系列的探索：分享交流繪制設(shè)計圖、學(xué)習(xí)打結(jié)技巧、切割竹子、實踐搭建、調(diào)整優(yōu)化。在這一活動中，孩子們?nèi)诤狭丝茖W(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等多學(xué)科知識經(jīng)驗，在解決問題這一路徑上應(yīng)用各領(lǐng)域的知識提升能力。

三、培養(yǎng)協(xié)作能力的學(xué)習(xí)

在棚架的調(diào)整與優(yōu)化階段，教師絕大部分時間都是作為旁觀者觀察孩子們的制作。在這個階段，孩子們遇到了許多問題，如竹子太長了、橫向擺放的竹子間距不同以及如何將兩個平面的架子變成一個立體的棚架等。當遇到問題時，孩子們在組長的帶領(lǐng)下，組員間相互協(xié)商、共同研究，在協(xié)商中學(xué)習(xí)如何與他人進行有效溝通，傳達自己的見解，并與他人共同協(xié)作，為實踐方案不斷地嘗試，最終完成了棚架的搭建，獲得了成功的體驗。

在整個棚架搭建活動中，我們也發(fā)現(xiàn)許多不足，如如何把教師發(fā)現(xiàn)的問題轉(zhuǎn)化為孩子的問題，這一實踐途徑還需要我們深入思考如何更加貼合幼兒發(fā)展繼而轉(zhuǎn)化?？v使搭建棚架已經(jīng)告一段落，但孩子們的項目探究學(xué)習(xí)尚在進行，我們會繼續(xù)追隨孩子們的興趣，跟隨孩子們的腳步，培養(yǎng)他們的STEM工程意識，開啟有意義的學(xué)習(xí)之旅。