STEAM教育理念在學(xué)前兒童玩具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

為適應(yīng)當(dāng)下高速變化的社會(huì)，探尋21世紀(jì)人才培養(yǎng)的新途徑，STEAM教育作為一種跨學(xué)科的教育理念得到了廣泛的認(rèn)可。目前STEAM教育正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的搭建，從幼兒、小學(xué)、中學(xué)到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，從課堂到博物館、社區(qū)、家庭環(huán)境[1]?，F(xiàn)下也逐漸滲透到兒童玩具之中，出現(xiàn)了新的玩具種類——STEAM玩具。STEAM玩具的目標(biāo)用戶主要集中于學(xué)齡兒童，其復(fù)雜的知識(shí)構(gòu)架和游戲機(jī)制并不利于學(xué)前兒童的理解和操作，打消學(xué)前兒童積極性，據(jù)心理學(xué)家研究證明，人類智慧的3/4是開(kāi)發(fā)于學(xué)前教育的[2]。3～6歲的學(xué)前期是兒童發(fā)展的黃金時(shí)期，對(duì)兒童心智發(fā)展與個(gè)性形成起著關(guān)鍵作用，因此隨著學(xué)前教育的興盛，STEAM玩具的低齡化設(shè)計(jì)將變得尤為重要。

1 STEAM教育理念下的學(xué)前兒童玩具

1.1 STEAM教育理念概述

作為新時(shí)代人才培養(yǎng)的創(chuàng)新型教育理念，STEAM教育從STEM教育中延伸而來(lái)。STEM教育最早是美國(guó)為了提升國(guó)家科技競(jìng)爭(zhēng)力和培養(yǎng)大量理工科人才而提出的，其中包含了科學(xué)（Science）、技 術(shù)（Technology）、工 程（Engineering）和 數(shù) 學(xué)（Mathematics）4個(gè)理工科知識(shí)的綜合學(xué)習(xí)應(yīng)用[3]。而后經(jīng)發(fā)展加入音樂(lè)、藝術(shù)等人文學(xué)科（Art）的內(nèi)容，以期在培養(yǎng)理工科專業(yè)素質(zhì)的基礎(chǔ)上增加學(xué)生的人文素養(yǎng)，提升綜合能力，從而形成橫跨多個(gè)學(xué)科的綜合性STEAM教育理論。

隨著STEAM教育重視程度日益提高，該理念的內(nèi)涵也在不斷轉(zhuǎn)變發(fā)展，情境上更加聚焦于受教育者對(duì)真實(shí)問(wèn)題的關(guān)注和解決，內(nèi)容上注重社會(huì)文化的引入和價(jià)值觀的引導(dǎo)，教育目標(biāo)上不僅關(guān)注理工思維的缺陷，同時(shí)也注重學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力等綜合能力的培養(yǎng)。相較于傳統(tǒng)教育模式對(duì)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)單一片面的傳授，STEAM教育相對(duì)靈活多面，既是對(duì)知識(shí)的理解與運(yùn)用，更是對(duì)能力、思維方式、價(jià)值觀等綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)。

1.2 STEAM教育理念融入學(xué)前兒童玩具的意義及現(xiàn)狀

3～6歲的學(xué)前階段是人生中非常重要的時(shí)期，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)學(xué)前兒童大腦里的神經(jīng)系統(tǒng)是由無(wú)數(shù)個(gè)突觸組成的，見(jiàn)到的事物越多，突觸就越發(fā)達(dá)[4]。若在這一時(shí)期內(nèi)，通過(guò)正確的方式對(duì)兒童施以適當(dāng)?shù)腟TEAM教育，可使其受益一生。而玩具對(duì)于學(xué)前兒童而言，不僅是游戲娛樂(lè)的親密伙伴，更是認(rèn)知教育的重要媒介。他們的頭腦在游戲中思考、發(fā)問(wèn)、領(lǐng)會(huì)，在游戲中形成概念[5]。作為學(xué)前兒童的重要學(xué)習(xí)資源，玩具具有特有的適宜性，無(wú)疑是融入STEAM教育的良好載體。在STEAM教育理念指導(dǎo)下，科學(xué)的STEAM學(xué)前兒童玩具可通過(guò)備受兒童喜愛(ài)的游戲形式，有機(jī)交叉地融合各個(gè)學(xué)科的相關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)前兒童綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)、創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力。

然而，目前市面上的一些產(chǎn)品與STEAM教育并無(wú)關(guān)系，卻以STEAM命名，可見(jiàn)當(dāng)前的STEAM兒童玩具較為混亂模糊，沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)且缺乏明確的概念，更多人把STEAM當(dāng)成營(yíng)銷噱頭，而忽略了STEAM背后的教育本質(zhì)。并且許多研究主要針對(duì)于如何將復(fù)雜學(xué)科知識(shí)轉(zhuǎn)換為有趣的游戲形式，卻沒(méi)有思考學(xué)前兒童的身心特征，存在主題設(shè)定復(fù)雜、游戲體驗(yàn)困難、視覺(jué)感受單一等問(wèn)題。

2 STEAM學(xué)前兒童玩具設(shè)計(jì)的應(yīng)用形式

在設(shè)計(jì)應(yīng)用形式方面，以“STEAM學(xué)前兒童玩具”為關(guān)鍵詞在各大電商平臺(tái)進(jìn)行檢索，得到的結(jié)果里涵蓋了各類實(shí)驗(yàn)套裝、互動(dòng)玩具書(shū)、積木、主題材料包、桌游、模型等各式各樣的產(chǎn)品，讓人眼花繚亂。雖然市場(chǎng)上STEAM兒童玩具外觀呈現(xiàn)形式種類繁多，但究其內(nèi)在游戲形式主要可分為3種，分別為拼搭構(gòu)建式玩具、實(shí)驗(yàn)觀測(cè)式玩具以及情景設(shè)定式玩具。以上3種游戲形式既相互獨(dú)立，也可同時(shí)考慮并靈活地轉(zhuǎn)換組合，應(yīng)用于同一產(chǎn)品之中。

2.1 拼搭構(gòu)建式

拼搭構(gòu)建式玩具以各種部件為單位，學(xué)前兒童通過(guò)發(fā)揮創(chuàng)造力，進(jìn)行拼搭、組合、構(gòu)建等步驟，最終呈現(xiàn)某種狀態(tài)。由于拼搭構(gòu)建式玩具本身操作簡(jiǎn)單且可控性強(qiáng)，極為切合學(xué)前兒童的行為模式和認(rèn)知特征，常被用于培養(yǎng)幼兒的想象力、創(chuàng)造力、專注力等能力。因此相對(duì)于其他兩類玩具，拼搭構(gòu)建式玩具在STEAM學(xué)前兒童玩具中數(shù)量占比較大且形式各樣。

STEAM拼搭構(gòu)建式學(xué)前兒童玩具一般不限于常規(guī)的拼搭構(gòu)建，學(xué)科表現(xiàn)突出，且挑戰(zhàn)任務(wù)明確。例如榮獲4項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)的BotleyTM編程機(jī)器人活動(dòng)盒子（圖1），其主要配件包含Botley機(jī)器人、遙控編程器、各種編碼卡、障礙積木以及帶有編碼游戲挑戰(zhàn)任務(wù)的入門(mén)指南。5歲及以上的兒童無(wú)需電子屏幕，就可通過(guò)簡(jiǎn)單的拼搭構(gòu)建形式在幾分鐘內(nèi)編寫(xiě)代碼，學(xué)習(xí)簡(jiǎn)化后的編程語(yǔ)言。最終代碼狀態(tài)通過(guò)Botley的行動(dòng)軌跡得以呈現(xiàn)，使兒童可以清晰判斷代碼的準(zhǔn)確性，從而可以進(jìn)行不斷的嘗試探索。

圖1 BotleyTM編程機(jī)器人活動(dòng)盒子(圖片來(lái)源：https://www.learningresources.com/shop/collections/botley)

2.2 情景任務(wù)式

情景任務(wù)式玩具以情景任務(wù)為單位，學(xué)前兒童挑戰(zhàn)相關(guān)任務(wù)，通過(guò)了解、思考、挑戰(zhàn)、回顧等步驟，最終達(dá)成某種目標(biāo)。STEAM教育理念強(qiáng)調(diào)以解決真實(shí)問(wèn)題為導(dǎo)向，進(jìn)行探索研究。此類的情景任務(wù)式玩具在情景設(shè)定時(shí)，通常以捕捉真實(shí)的問(wèn)題情景為主，并迎合學(xué)前兒童的興趣特點(diǎn)，進(jìn)行趣味化、故事化，使情景童趣易懂的同時(shí)，富有實(shí)際教育意義。

而相關(guān)任務(wù)往往是根據(jù)問(wèn)題情景布置的，在學(xué)前兒童的能力范圍內(nèi)，按難度拆分為一個(gè)個(gè)小層級(jí)，引導(dǎo)學(xué)前兒童逐步解決問(wèn)題，為兒童帶來(lái)游戲成就感。例如Hape的大眼怪?jǐn)?shù)字天平（圖2），情景設(shè)定上，在枯燥乏味的天平秤中融入了趣味生動(dòng)的大眼怪故事，使游戲設(shè)定更新奇有趣，深受學(xué)前兒童歡迎和喜愛(ài)。游戲任務(wù)布置上，從數(shù)字識(shí)別、等量計(jì)數(shù)、加法公式3個(gè)方面設(shè)置14道關(guān)卡，以任務(wù)難度逐級(jí)遞增的形式，引導(dǎo)學(xué)前兒童逐步完成挑戰(zhàn)。它在培養(yǎng)學(xué)前兒童數(shù)學(xué)思維的同時(shí)，也鍛煉了其手眼協(xié)調(diào)、色彩識(shí)別、平衡感知等能力，對(duì)學(xué)前兒童的教育啟蒙具有促進(jìn)意義。

圖2 Hape大眼怪?jǐn)?shù)字天平(圖片來(lái)源：https://www.hape.com/cn/cn/toy/大眼怪?jǐn)?shù)字天平/e0511)

2.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證式

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證式玩具以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為單位，學(xué)前兒童通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，進(jìn)行調(diào)配、實(shí)踐、驗(yàn)證等步驟，最終實(shí)現(xiàn)某種結(jié)果。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證式玩具大多以簡(jiǎn)化各類復(fù)雜實(shí)驗(yàn)為目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容種類多樣，例如化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理實(shí)驗(yàn)、生物實(shí)驗(yàn)等。但由于實(shí)驗(yàn)步驟相對(duì)復(fù)雜，一些實(shí)驗(yàn)所涉及的道具具有一定危險(xiǎn)性，不適合學(xué)前兒童操作，因此市面上大多數(shù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證式玩具的主要目標(biāo)用戶一般定位于學(xué)齡兒童。而針對(duì)學(xué)前兒童的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證式玩具，則會(huì)根據(jù)目標(biāo)特性盡可能進(jìn)行簡(jiǎn)化，排除不穩(wěn)定因素，選擇相對(duì)簡(jiǎn)單且安全的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

為了簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證式學(xué)前玩具會(huì)通過(guò)與拼搭構(gòu)建或情景任務(wù)相結(jié)合的形式表現(xiàn)出來(lái)。例如Hape為4歲以上兒童推出的科學(xué)物理實(shí)驗(yàn)臺(tái)（圖3），就是以拼搭構(gòu)建來(lái)完成簡(jiǎn)單的物理實(shí)驗(yàn)。該玩具提供了58件與實(shí)驗(yàn)主題相關(guān)的配件，這些配件用材考究、打磨細(xì)致，保障兒童的游戲安全。配件與配件間的任意組合可形成10種以上的實(shí)驗(yàn)裝置，例如運(yùn)輸纜車、爬繩青蛙、機(jī)械手臂等。兒童可通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作，邊玩邊學(xué)，鍛煉其理性思維、手腳協(xié)調(diào)、細(xì)致觀察等能力，并切實(shí)感受物理的魅力。

圖3 Hape科學(xué)物理實(shí)驗(yàn)臺(tái)(圖片來(lái)源：https://www.hape.com/cn/cn/toy/科學(xué)物理實(shí)驗(yàn)臺(tái)玩具/E3028)

3 STEAM學(xué)前兒童玩具設(shè)計(jì)的方法策略

基于對(duì)市場(chǎng)上STEAM學(xué)前兒童玩具的研究，從主題設(shè)定、游戲互動(dòng)以及外觀塑造3個(gè)維度，構(gòu)建STEAM學(xué)前兒童玩具的設(shè)計(jì)模型（圖4），并依據(jù)模型細(xì)化其設(shè)計(jì)方法。

圖4 STEAM學(xué)前兒童玩具的設(shè)計(jì)模型

3.1 主題設(shè)定

3.1.1 正面積極富有教育意義 為了追逐當(dāng)下流行趨勢(shì)，增加玩具的新奇感，市場(chǎng)上一些玩具設(shè)計(jì)忽略了其主題設(shè)定的正面積極性，將暴力、恐怖等負(fù)面主題引入兒童玩具之中，對(duì)兒童的價(jià)值導(dǎo)向造成了消極影響。這些玩具從道德觀方面看是不符合倫理道德的設(shè)計(jì)，它們都隱藏著一定的危害性[6]。尤其是對(duì)學(xué)前兒童玩具而言，學(xué)前時(shí)期是認(rèn)知形成的關(guān)鍵時(shí)期，正面積極的主題設(shè)定可為兒童日后的認(rèn)知成長(zhǎng)提供良好的價(jià)值導(dǎo)向。兒童通過(guò)游嬉與玩樂(lè)，在認(rèn)知范圍內(nèi)更新已有經(jīng)驗(yàn)的框架，將更多現(xiàn)實(shí)活動(dòng)與兒童本體（生理、心理）進(jìn)行交互，這樣的活動(dòng)具有持續(xù)性、延展性、波動(dòng)性[7]。并且STEAM學(xué)前兒童玩具是側(cè)重于教育的學(xué)前兒童玩具，相對(duì)于普通玩具而言，更加注重其教育意義，因此正面積極的主題設(shè)定是STEAM學(xué)前兒童玩具設(shè)計(jì)的前提。

3.1.2 突出生動(dòng)明確問(wèn)題情境STEAM學(xué)前兒童玩具以培養(yǎng)學(xué)前兒童綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)、創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力為目標(biāo)，是在主題設(shè)定時(shí)極為注重問(wèn)題情境的布置。問(wèn)題情境是引發(fā)學(xué)前兒童主動(dòng)探究學(xué)習(xí)的契機(jī)，給學(xué)前兒童架起自主探究的支架，引導(dǎo)學(xué)前兒童將注意力集中在解決問(wèn)題上[8]。主題焦點(diǎn)明晰，表達(dá)鮮活，突出生動(dòng)的主題設(shè)定能使問(wèn)題情境更鮮活明確，在滿足學(xué)前兒童認(rèn)知特性的基礎(chǔ)上，引發(fā)他們的好奇心與探索意識(shí)，利于培養(yǎng)學(xué)前兒童的自主探究能力。

3.2 游戲互動(dòng)

3.2.1 學(xué)科融合綜合運(yùn)用知識(shí) 學(xué)科融合是STEAM學(xué)前兒童玩具在游戲互動(dòng)中的重要特征。一般的STEAM學(xué)前兒童玩具整體側(cè)重某一重點(diǎn)學(xué)科知識(shí)的表達(dá)，在探索過(guò)程中會(huì)根據(jù)游戲需要，合理地融入其他所需學(xué)科，最終呈現(xiàn)出多種學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)特征。需注意的是在學(xué)科融合時(shí)，需將各個(gè)學(xué)科擺放在相同的位置上，按照需求合理結(jié)合，不能生搬硬套。不同學(xué)科之間的因果關(guān)系在游戲互動(dòng)的過(guò)程將得以呈現(xiàn)。學(xué)科融合式的游戲架構(gòu)不僅可讓學(xué)前兒童了解實(shí)際問(wèn)題的復(fù)雜性，還可讓他們?cè)谟螒蚧?dòng)過(guò)程中學(xué)會(huì)跨學(xué)科地運(yùn)用知識(shí)，以培養(yǎng)其綜合能力。

3.2.2 難度分級(jí)逐步培養(yǎng)能力STEAM學(xué)前兒童玩具是基于一定問(wèn)題情境的玩具，任何問(wèn)題的解決都不是一蹴而就的直線過(guò)程。過(guò)于簡(jiǎn)單的游戲互動(dòng)會(huì)使學(xué)前兒童毫無(wú)成就感，而過(guò)于復(fù)雜的游戲則會(huì)打擊學(xué)前兒童自信，最終結(jié)果都會(huì)使學(xué)前兒童對(duì)玩具甚至相關(guān)知識(shí)點(diǎn)徹底失去興趣。對(duì)學(xué)前兒童知識(shí)的導(dǎo)入以及能力的培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。因此在游戲過(guò)程中應(yīng)按照難度層級(jí)，進(jìn)行任務(wù)劃分，從易到難逐層遞進(jìn)，引發(fā)學(xué)前兒童探索興趣和積極性，確保他們能在原有的水平上往下一階段躍進(jìn)。并且難度分級(jí)的形式，可將兒童的能力增長(zhǎng)以顯性的方式呈現(xiàn)出來(lái)，更直觀地展示出玩具的教育意義。

3.2.3 獎(jiǎng)懲機(jī)制強(qiáng)化行為反饋 在游戲互動(dòng)過(guò)程中行為反饋十分重要，尤其是其中的獎(jiǎng)懲機(jī)制。獎(jiǎng)懲機(jī)制分為成就激勵(lì)和錯(cuò)誤警示。成就激勵(lì)是對(duì)游戲中正確行為的獎(jiǎng)勵(lì)反饋，可讓學(xué)前兒童清晰地感知到自我的成長(zhǎng)與目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，從而獲取成就感，使其更積極地參與游戲。而錯(cuò)誤警示則是對(duì)游戲中錯(cuò)誤行為的善意提醒，它不僅可對(duì)學(xué)前兒童的錯(cuò)誤行為進(jìn)行正確引導(dǎo)，還可與成就激勵(lì)形成對(duì)比，激發(fā)斗志。準(zhǔn)確適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)懲機(jī)制是創(chuàng)造良好游戲感受的必要條件。獎(jiǎng)懲機(jī)制能利用多角度的反饋幫助學(xué)前兒童直觀感受行為的對(duì)錯(cuò)，從而順利推動(dòng)任務(wù)的進(jìn)行。

3.3 外觀塑造

3.3.1 安全健康符合成長(zhǎng)需要 為了保證兒童的健康，無(wú)論是何種玩具，安全問(wèn)題總置于第一位。玩具設(shè)計(jì)師除了擁有設(shè)計(jì)的熱情，還要熟悉各國(guó)玩具的安全標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)的玩具需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的安全檢測(cè)[9]。由于學(xué)齡前兒童活潑好動(dòng)、精確控制動(dòng)作的能力不足，同時(shí)他們心理情感的控制力和穩(wěn)定性不夠高，感知能力發(fā)展不完全，自我保護(hù)意識(shí)較弱，所以面臨相對(duì)成人更多的安全問(wèn)題[10]。例如學(xué)前兒童習(xí)慣于將手中的東西當(dāng)成食物放入嘴里，造成窒息的風(fēng)險(xiǎn)。因此對(duì)玩具的外觀塑造要嚴(yán)格制定玩具部件的形狀、尺寸、材料、強(qiáng)度以及配合關(guān)系。STEAM學(xué)前兒童玩具屬于操作實(shí)踐型教育玩具，其中一般會(huì)含有許多零散的配件，此類玩具在外觀塑造時(shí)更需要著重考慮其部件構(gòu)成的安全性與可靠性，消除不穩(wěn)定因素，保證兒童健康快樂(lè)成長(zhǎng)。

3.3.2 生動(dòng)形象吸引受眾眼光 生動(dòng)形象的視覺(jué)效果有利于強(qiáng)化視覺(jué)沖擊感，增強(qiáng)對(duì)受眾的吸引力和感染力。因此在許多產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，外觀塑造被作為有效的助力手段，來(lái)推廣產(chǎn)品、傳達(dá)價(jià)值理念。STEAM學(xué)前兒童玩具也不例外，生動(dòng)的形象塑造可以讓其更具親和性和購(gòu)買力。隨著需求的提升，學(xué)齡前兒童對(duì)玩具的選擇從單一的感官觸動(dòng)玩具到多感官體驗(yàn)玩具，從被動(dòng)接受出廠設(shè)定到個(gè)性化創(chuàng)作[11]。單一固化的形象已無(wú)法滿足當(dāng)下兒童對(duì)于玩具的感官需求，因此形象塑造更是一個(gè)值得仔細(xì)思考的問(wèn)題。一方面要符合兒童身心特點(diǎn)，能夠獲得學(xué)前兒童喜愛(ài)，并且便于他們游戲玩耍；另一方面需挖掘自身亮點(diǎn)，給用戶留下鮮明的記憶點(diǎn)。

綜上所述，將STEAM學(xué)前兒童玩具設(shè)計(jì)的方法策略拆分為3個(gè)維度，按設(shè)計(jì)流程的重要節(jié)點(diǎn)排序分別為主題設(shè)定、游戲互動(dòng)以及外觀塑造，每個(gè)維度分別對(duì)應(yīng)相關(guān)的設(shè)計(jì)方法策略。其中主題設(shè)定應(yīng)在富有正面積極教育意義的基礎(chǔ)上，布置突出生動(dòng)的問(wèn)題情境，以此來(lái)增強(qiáng)兒童的游戲代入感。而游戲互動(dòng)的首要任務(wù)是將多種學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)融入游戲架構(gòu)中，然后通過(guò)難度層級(jí)遞進(jìn)且行為反饋積極的互動(dòng)任務(wù)將知識(shí)點(diǎn)清晰地傳達(dá)給兒童。最后在外觀塑造時(shí)需格外注重玩具的安全性能，并在此之上進(jìn)行視覺(jué)外觀的生動(dòng)化加工，使其可以吸引受眾眼光。以上3個(gè)維度在STEAM學(xué)前兒童玩具設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考量，以期達(dá)到最佳適配。

4 結(jié)語(yǔ)

STEAM教育作為目前廣受認(rèn)可的科學(xué)教育理念，其理念傳達(dá)中基于問(wèn)題情境的跨學(xué)科知識(shí)綜合運(yùn)用成為了促進(jìn)學(xué)前兒童玩具設(shè)計(jì)的有效手段。文章以STEAM學(xué)前兒童玩具為基點(diǎn)，應(yīng)用形式上將其分為拼搭構(gòu)建式玩具、實(shí)驗(yàn)觀測(cè)式玩具以及情景設(shè)定式玩具。并提出了基于STEAM教育理念的學(xué)前兒童玩具設(shè)計(jì)方法，從主題設(shè)定、游戲互動(dòng)以及外觀塑造3個(gè)維度探討了如何使STEAM學(xué)前兒童玩具更好地滿足學(xué)前兒童需求，從而優(yōu)化玩具使用體驗(yàn)，為之后STEAM學(xué)前兒童玩具的設(shè)計(jì)提供參考。