基于STEM教育理念的幼兒科學(xué)活動及創(chuàng)新能力培養(yǎng)
——以“制作智能小夜燈”為例

黃麗芬

(福建省廈門仙閣幼兒園 福建 廈門 361006)

前言

由幼兒園科學(xué)主題活動的教學(xué)目標(biāo)上看，其關(guān)鍵在于調(diào)動幼兒對周圍事物的興趣，讓其充分調(diào)動感官的力量，采用科學(xué)的方式，交流自身的探究結(jié)果，從而體會到科學(xué)活動的趣味性，讓其真正關(guān)心周邊環(huán)境，親近自然，初步形成環(huán)保意識。STEM作為一種帶有探究性質(zhì)的綜合教育活動，旨在培養(yǎng)幼兒的STEM綜合素養(yǎng)?；赟TEM教育理念的幼兒科學(xué)主題活動，能深化幼兒對相關(guān)知識的理解和建構(gòu)，側(cè)重培養(yǎng)幼兒的探究能力，讓其掌握科學(xué)的探究方法，進(jìn)一步增強(qiáng)其創(chuàng)新實(shí)踐能力。本文根據(jù)教學(xué)實(shí)踐，對STEM核心理念、基于STEM教育理念科學(xué)主題活動目標(biāo)、內(nèi)容等進(jìn)行分析，形成適合開展基于STEM教育理念科學(xué)主題活動實(shí)施的策略。

1.STEM教育理念概述

STEM教育，即科學(xué)(Science)、工程(Engineering)、技術(shù)(Technology)、數(shù)學(xué)(Mathematics)的教育，關(guān)鍵在于受教育者判斷力的培養(yǎng)，推動其思維發(fā)展，增強(qiáng)其組織、協(xié)作能力，有助于提高受教育者的意志力[1]。STEM教育理念最早出現(xiàn)于美國，他們通過反思科技人才的缺失，嘗試?yán)肧TEM教育，讓學(xué)生具備一定的STEM素養(yǎng)，確保后續(xù)教學(xué)活動的順利實(shí)施。最近幾年，我國中小學(xué)、幼兒園，開始引入“STEM教育理念”，開設(shè)了STEM課程。對于幼兒園教育活動來講，教師可引入STEM理念，憑此實(shí)施科學(xué)主題活動，充分發(fā)揮STEM教育技術(shù)性、趣味性、跨學(xué)科的特點(diǎn)，使幼兒在輕松的課堂情境中，主動探究，以此拓展自身的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，最大限度提高其科學(xué)素養(yǎng)[2]。

STEM一詞，最先出現(xiàn)在美國國家科學(xué)委員會的《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》報告，主要是牽涉科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科，但對于STEM教育來講，這并不是幾個學(xué)科的簡單相加，而是帶有很強(qiáng)的實(shí)踐性、綜合性[3]。STEM教育理念，側(cè)重突破科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四門學(xué)科的獨(dú)立性，讓幼兒更好地發(fā)掘?qū)W科聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科的教學(xué)實(shí)效。對于其核心價值來講，主要如下：

1.1 整合性。在傳統(tǒng)教育活動中，主要倡導(dǎo)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)每一個學(xué)科的重要性，而對于STEM教育來講，其不注重學(xué)科的獨(dú)立性，而是推動科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)這四個學(xué)科的相契合，充分挖掘其內(nèi)在聯(lián)系，確保實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科的“整合取向”[4]。所謂“整合取向”，指的是側(cè)重學(xué)科領(lǐng)域間的聯(lián)系，利用相關(guān)活動，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域知識的融合。

1.2 實(shí)踐性，STEM教育帶有很強(qiáng)的實(shí)踐性。與此同時，STEM教育理念的引入，在一定程度上突破了傳統(tǒng)教師直接傳授知識和經(jīng)驗(yàn)、學(xué)生被動接受的局限，充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，側(cè)重學(xué)生對直接經(jīng)驗(yàn)的獲得，從而在師生間建構(gòu)了學(xué)習(xí)共同體，使學(xué)生能主動建構(gòu)知識，深化其經(jīng)驗(yàn)，從而增強(qiáng)其邏輯分析能力[5]。

1.3 情境性：STEM教育通過為學(xué)生提供真實(shí)的生活情境，將抽象的知識同實(shí)際生活聯(lián)系起來，在生活中還原知識，在解決實(shí)際情境問題的過程中獲得多學(xué)科的知識，體現(xiàn)了情境性的特點(diǎn)。幼兒園也強(qiáng)調(diào)幼兒通過與真實(shí)情境的互動，在現(xiàn)實(shí)情境下解決喜聞樂見并具有一定挑戰(zhàn)性的問題。

1.4 趣味性：由于STEM教育側(cè)重多個學(xué)科之間的融合，在活動設(shè)計(jì)過程中，要從學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)入手，因此帶有很強(qiáng)的趣味性。

2.基于STEM教育理念的科學(xué)活動目標(biāo)及內(nèi)容

2.1 基于STEM教育理念的科學(xué)主題活動目標(biāo)?，F(xiàn)如今，許多幼兒園都意識到了科學(xué)教育的必要性，并嘗試在活動中，融入“STEM教育理念”，建構(gòu)課程理論框架，制定適合自身發(fā)展的教學(xué)方法，從而凸顯幼兒園的辦學(xué)特色[7]。通過在科學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)活動中，引入“STEM教育理念”，為幼兒提供更多的探究空間，幫助其養(yǎng)成正確的學(xué)習(xí)習(xí)慣。對STEM教育的整合方法來講，主要由多學(xué)科方法、跨學(xué)科方法構(gòu)成。從多學(xué)科方法來講，對獨(dú)立學(xué)科的內(nèi)容進(jìn)行了保留，嘗試搭建各學(xué)科間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識的整合過渡，在很大程度上，推動了幼兒問題解決能力的提高。與此同時，STEM教育理念的引入，也使教師不斷革新教學(xué)觀念，把STEM教育理念的要求與內(nèi)涵結(jié)合起來，使用適合STEM教育發(fā)展的策略，以便于更好地開展STEM教育，從而激發(fā)幼兒的探究欲，使其掌握正確的探究方法，從而增強(qiáng)其科學(xué)素養(yǎng)。

2.2 基于STEM教育理念的科學(xué)活動內(nèi)容。在STEM教育理念的指導(dǎo)下，教師可依托幼兒園、家庭與社區(qū)資源的優(yōu)勢，拓展幼兒的活動內(nèi)容，為幼兒創(chuàng)設(shè)良好的開展科學(xué)活動的情境，培養(yǎng)幼兒的探索能力。所以，幼兒園要及時更新科學(xué)主題活動的投放材料，指引幼兒根據(jù)STEM教育內(nèi)容，開展探究活動，并啟發(fā)幼兒積極思考問題，注重發(fā)散性思維的培養(yǎng)，使其養(yǎng)成正確的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣。對于幼兒園來講，可適當(dāng)借鑒STEM教育理念，重視幼兒動手實(shí)踐能力的培養(yǎng)，使幼兒在合作、分析、創(chuàng)造、發(fā)現(xiàn)等方式中，增強(qiáng)自身的技能，從而獲得更多的關(guān)于問題解決的過程性知識。

3.STEM教育理念下幼兒科學(xué)活動創(chuàng)新能力的培養(yǎng)策略

3.1 調(diào)動創(chuàng)新動機(jī)，創(chuàng)設(shè)良好的探究環(huán)境?！队變簣@教育指導(dǎo)綱要》明確提出：幼兒教師要打破傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限，秉持以人為本的原則，突出幼兒興趣的指引。換言之，只有貼近幼兒生活經(jīng)驗(yàn)的活動，才能調(diào)動幼兒的探究積極性，同時能激發(fā)幼兒學(xué)習(xí)的內(nèi)生動力。在STEM幼兒科學(xué)活動探究過程中，要積極鼓勵幼兒對生活中的內(nèi)容進(jìn)行挖掘，并拓展探究活動的形勢。例如，在幼兒生活中，影子隨處可見。教師可以在戶外活動中，和幼兒一起開展“找影子”和“影子變變變”的游戲，調(diào)動幼兒的探究積極性。

3.1.1 發(fā)現(xiàn)真問題。在這一環(huán)節(jié)中，教師可通過問題引入的方式，發(fā)現(xiàn)真問題。例如，教師可以提問：“小朋友們，城市的夜晚永遠(yuǎn)沒有黑夜，為什么？”通過提出這一問題，啟發(fā)幼兒思考，引入“燈”這個概念。再通過提問：“如果我們睡醒了，想要開燈，可是家里的燈太亮了怎么辦？”激發(fā)幼兒制作小夜燈的興趣。

3.1.2 經(jīng)驗(yàn)的鋪墊。在制作小夜燈之前，教師可通過向幼兒介紹關(guān)于“智能小夜燈”的知識，或者引導(dǎo)幼兒收集生活中各種各樣的小夜燈，在班級設(shè)置“小夜燈展覽館”讓幼兒對小夜燈的構(gòu)造及功能有一個全面的了解。有利于提高幼兒制作小夜燈的興趣，讓幼兒積極參與到“智能小夜燈”的制作中來，為后續(xù)問題的解決提供經(jīng)驗(yàn)。

3.1.3 幼兒尋找解決問題的辦法。在制作小夜燈的過程中，教師首先組織幼兒分組討論，對“如何設(shè)計(jì)智能小夜燈”、“如何讓小夜燈亮起來”等問題展開更進(jìn)一步的探究。

3.2 以項(xiàng)目活動為切入點(diǎn)，在疑問中創(chuàng)新。項(xiàng)目活動作為STEM教育的關(guān)鍵因素，有助于促進(jìn)幼兒的全面發(fā)展。對于項(xiàng)目活動來講，其側(cè)重把知識融入到生活化的情境中，教師要引導(dǎo)幼兒積極利用所學(xué)知識，進(jìn)行實(shí)踐操作，并予以驗(yàn)證，從而提高自身的知識應(yīng)用能力。例如，在智能小夜燈的制作過程中，教師可以引導(dǎo)幼兒思考智能小夜燈的用處，讓其掌握制作的方法。在這期間，教師可支持幼兒搜集智能小夜燈制作的材料，讓其積極思考，尋求新的制作方法。在真實(shí)的情境中，通過開展項(xiàng)目合作學(xué)習(xí)活動，順利把知識遷移到其他情境，有助于實(shí)現(xiàn)STEM教育理念的“做中學(xué)”本質(zhì)，能讓幼兒迸發(fā)新的創(chuàng)作靈感，從而達(dá)到幼兒創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

3.2.1 確定問題。教師通過真實(shí)問題情境的創(chuàng)設(shè)，讓幼兒明白在實(shí)踐活動中，需要解決的問題。例如，在智能小夜燈的制作活動中，教師通過圖片的形式，讓幼兒介紹生活中的各種燈，并提出問題“小朋友們，你們家有小夜燈嗎？你知道智能小夜燈是怎么做的嗎？”通過真實(shí)問題情境的創(chuàng)設(shè)，能使幼兒更好地了解智能小夜燈制作的價值，即為了方便人們的日常生活[9]。通過把幼兒劃分為不同小組，使其根據(jù)這個任務(wù)，展開討論交流，看要怎么制作一款智能小夜燈。

3.2.2 研究問題。幼兒在制作智能小夜燈前，要先了解與產(chǎn)品相關(guān)的內(nèi)容，可以詢問家長、教師，在家長、老師的輔助下，掌握智能小夜燈制作所用的材料、方法和流程等。在這個過程中，幼兒能習(xí)得相關(guān)的STEM知識技能，有助于為后續(xù)的操作奠定基礎(chǔ)。

3.2.3 提出方案。在這個環(huán)節(jié)中，幼兒可以結(jié)合周圍事物進(jìn)行思維發(fā)散，使智能小夜燈的制作流程更加清晰。通過篩選材料、提出有創(chuàng)意的想法，能有效培養(yǎng)幼兒的發(fā)散思維，使其形成科學(xué)的智能小夜燈的制作流程。在這個期間，通過將幼兒分為不同小組，讓其進(jìn)行討論交流，教師可進(jìn)行適時引導(dǎo)。在必要情況下，教師可提供與“智能小夜燈”制作相關(guān)的案例，輔助幼兒發(fā)散性思維的發(fā)展，形成最終的制作方案。

3.2.4 制作模型。在這個環(huán)節(jié)，幼兒主要結(jié)合具體的方案，選擇相關(guān)材料、方法、技術(shù)等，塑造作品原型。在這一過程中，幼兒能把頭腦中的想法轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際模型，這是STEM教育中的關(guān)鍵部分。幼兒要掌握與“智能小夜燈”制造的方法，合理選擇材料、技術(shù)，實(shí)現(xiàn)模型的制作，并采用科學(xué)原理對這一模型進(jìn)行解釋，而并不單單是手工制作課。在“制作智能小夜燈”的過程中，學(xué)生的思維得到培養(yǎng)，同時也能更好地了解智能小夜燈的制作過程。

4.建議

4.1 利用音樂實(shí)施科學(xué)主題活動。音樂活動的實(shí)施，能有效培養(yǎng)幼兒的創(chuàng)造力。對于音樂來講，其融合了一些物理知識，例如：不同的樂器所發(fā)出的聲音是不同的，聲音源自物體振動，由不同的樂器發(fā)聲原理上看，各有差異。管樂器主要是通過空氣柱的振動發(fā)聲的，空氣柱越長則增加了振動難度，空氣柱短則更容易振動。所以，對于長的空氣柱來講，其會出現(xiàn)低音現(xiàn)象，對于短的空氣柱來講，容易出現(xiàn)高音。對于弦樂器上看，其實(shí)借助琴弦的振動發(fā)音的。在音樂教育活動中，幼兒在使用樂器時，教師可以對其進(jìn)行有針對性地引導(dǎo)，讓其做與物理知識相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，最大限度提高幼兒的科學(xué)素養(yǎng)。

4.2 美工活動與科學(xué)主題活動相契合。對于美工活動的內(nèi)容來講，其和各個領(lǐng)域知識的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)。例如，在主題活動“紙的家族”中，幼兒在手工作品的制作中，可能會牽涉“對稱”這一數(shù)學(xué)知識。幼兒在剪紙時，會自覺把紙張對齊，根據(jù)折痕裁剪，這就體現(xiàn)了數(shù)學(xué)知識。所以，在這個活動過程中，教師可滲透與之相關(guān)的數(shù)學(xué)知識，讓幼兒明白什么是圖形的對稱軸、什么是線段，適當(dāng)普及三角形、長方形、圓形、正方形等數(shù)學(xué)知識。

4.3 依托感官體驗(yàn)豐富科學(xué)主題活動。在基于STEM教育理念的科學(xué)主題活動中，教師可由幼兒的身心發(fā)展規(guī)律出發(fā)，開展適合幼兒發(fā)展的手工活動，以此拓展幼兒的知識視野，深化幼兒的感官體驗(yàn)。例如，在主題活動“神奇的水”的教學(xué)活動中，教師可在雨天開展活動，讓幼兒觀察水壺?zé)崴序v冒出的水蒸氣，同時還可在冬天組織幼兒觀察雪花，使幼兒體會“雪融化成水”的過程，并依托雪和水的關(guān)系，增強(qiáng)幼兒的感官體系。

4.4 在項(xiàng)目活動中實(shí)施科學(xué)主題活動。項(xiàng)目活動的綜合性比較強(qiáng)，其在一定程度上，這在一定程度上，凸顯了STEM的核心要素。例如，大班幼兒通過使用水泥、黃沙、木板等材料，搭建一個小建筑。在這個過程中，幼兒要對基本的建筑機(jī)構(gòu)有一定的了解，增強(qiáng)對基礎(chǔ)知識的掌握。與此同時，要熟悉水泥、黃沙的混合比。教師作為幼兒的指導(dǎo)者，可很好地滲透STEM教育理念科，從而提高幼兒的動手實(shí)踐能力。對于STEM教育理念來講，其體現(xiàn)了多方面的內(nèi)容。教師可由本班幼兒的實(shí)際情況入手，結(jié)合他們的實(shí)際特點(diǎn)，使幼兒在項(xiàng)目活動中，進(jìn)一步豐富自身的知識儲備，從而深化自身的綜合實(shí)踐能力。

幼兒是祖國的希望，是我們每個成年人都有責(zé)任去保護(hù)愛護(hù)關(guān)心的一個群體。全面的愛不僅僅是給于好的物質(zhì)條件，更是應(yīng)該注重心靈的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)。格物斯坦小坦克認(rèn)為，提倡STEM教育應(yīng)該從幼兒時期開始，真正貫穿孩子成長始終，讓孩子越早接觸到全面的STEM教育，對將來孩子的發(fā)展是大有裨益的。通過考慮幼兒的身心發(fā)展規(guī)律，合理設(shè)計(jì)基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和基于問題學(xué)習(xí)的課程模式，在幼兒園教學(xué)活動中發(fā)揮著重要作用。盡管目前的幼兒園課程模式主張培養(yǎng)幼兒的問題解決能力，并利用項(xiàng)目活動，注重學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的提高。但在具體的實(shí)施過程中，關(guān)于五大領(lǐng)域的界限較大，依托多元的、零散的學(xué)習(xí)知識，與各種真實(shí)情境結(jié)合起來。對于各個領(lǐng)域來講，其間并無交叉，只有從一個中心主題入手，推動師幼共同探究活動的實(shí)施，確保后續(xù)活動的開展。