基于世界前沿真實問題的幼兒園STEAM項目開發(fā)

彭杜宏

【摘要】教育要面向未來。以真實問題驅動、聚焦真實問題解決為本質的STEAM教育要著眼于世界前沿未決真實問題。本研究提出，應關注這類問題，并選擇其中具有幼兒發(fā)展適宜性的問題，用以設計適宜幼兒探究的STEAM項目與活動。研究者結合實例，闡述了具體實踐思路，包括：（1）精選前沿真實問題并分析其是否適宜幼兒探究；（2）挖掘真實問題背后的核心問題及其相應的遞進性問題鏈；（3）展開聚焦問題的STEAM項目開發(fā)與活動設計。

【關鍵詞】世界前沿真實問題；STEAM項目開發(fā)；幼兒園STEAM教育

【中圖分類號】G612 【文獻標識碼】A? ?【文章編號】1004-4604（2023）03-0024-06

旨在培養(yǎng)創(chuàng)新人才的STEAM教育（Science， Technology， Engineering， Art， and Mathematics Education，即科學、技術、工程、藝術和數學教育）已成為全球范圍內國家競爭與教育發(fā)展的重要戰(zhàn)略。STEAM教育的本質是真實問題驅動、聚焦真實問題解決，根本目標是培養(yǎng)個體跨學科思維用以助其解決復雜真實問題。學界也一致強調，STEAM教育應與真實的世界緊密聯系，〔1〕要提供給個體真實的問題、真實的挑戰(zhàn)、真實的訓練，〔2，3〕應基于現實世界的復雜和真實問題選擇課程內容，〔4〕要在時代發(fā)展的背景下圍繞熱難點問題推進實施?！?〕幼兒園STEAM教育也應源于生活中的真實問題。這些真實問題中，哪些具有長遠的探索價值，能夠引發(fā)幼兒持續(xù)興趣與深度探索呢？

教育是面向未來的事業(yè)，應具有預見性和前瞻性。〔6〕有研究認為，科學教育改革應該著眼于當下和未來的實際問題，讓兒童了解甚至探究氣候變化、流行病、水安全、物種保護等社會環(huán)境問題解決的思路和方式?！?〕以真實問題解決為本質特征的STEAM教育也應面向未來、面向世界、面向前沿。

本研究認為，關注世界前沿未決的、具有挑戰(zhàn)性的真實問題并圍繞其開展幼兒園STEAM教育，是一個值得關注的方向。世界前沿問題是指政府或相關學術機構發(fā)布的人類至今未決的科學問題，或一段時間內有挑戰(zhàn)的重大科學、工程技術難題。如2021年上海交通大學攜手《科學》（Science）雜志結合國際前沿、全球共需、科學發(fā)展，共同發(fā)布了125個人類當前與未來面臨的重大科學問題，包括“我們可以阻止全球氣候變化嗎？”“我們如何更好地管理世界上的塑料廢棄物？”等；〔8〕2022年我國科協發(fā)布了30個重大問題，如“如何利用遙感科技對地球健康開展有效診斷、識別與評估？”等?！?〕這些問題或是全球尚未解決的重大科學問題，或是我國當前最棘手的科技工程難題，是真真實實存在的待解決的前沿問題。全體公民、教育者都有義務關注這些問題。幼兒對世界充滿好奇，他們天馬行空的想象有時可能比成人更能抵達問題/事物的本質與真相，給人類以寶貴的啟發(fā)，他們的思考可能為問題的探索提供寶貴的視角。〔10〕更重要的是，在幼兒面前打開世界前沿領域的廣闊視角，讓他們感知、思考身邊真實存在的前沿問題，可為其投入STEAM學習乃至未來投身STEAM領域研究播下興趣的種子，可為培養(yǎng)幼兒掌握未來公民的必備生存本領——復雜真實問題解決能力鋪墊基石。

一、世界前沿真實問題的探究適宜性分析

對于世界前沿未決的真實科學、工程與技術等問題，既要保持關注，也要基于幼兒的發(fā)展適宜性對其進行挑選，兩者缺一不可。發(fā)展適宜性實踐是學前教育界一直推崇的教育理念，強調幼兒園教育教學一方面要契合幼兒當下的認知發(fā)展與生活經驗，另一方面要幫助每個幼兒實現有助于其持續(xù)發(fā)展和學習的具有挑戰(zhàn)性的和可實現的目標。〔11〕下面主要從生活適宜性、年齡適宜性這兩點來闡述如何分析世界前沿真實問題是否具有幼兒發(fā)展適宜性。

1.世界前沿真實問題與幼兒生活相關聯的程度

在挑選世界前沿（未決的）真實問題作為STEAM項目載體時，首先要考慮該問題與幼兒生活相關聯的程度，即是否與幼兒切身生活有關，是否是幼兒生活中有映射、有體現或幼兒有體會、有經歷的問題。有研究者對市場上的幼兒STEAM學習材料（常被幼兒園直接購買用以開展STEAM教育）進行調查，發(fā)現其存在“融入生活、解決真實生活問題體現不明顯”等問題?！?2〕事實上，教育必須以兒童現實生活為出發(fā)點和依據。許多知識和技能，只有在生活中才能真正地學到?！?3〕有質量的STEAM教育所探究的問題應直接來自幼兒真實的生活，回歸幼兒真實的生活。

以“我們可以創(chuàng)造一種環(huán)保的塑料替代品嗎？”問題為例。如前所述，塑料污染問題被列為人類當前與未來面臨125個科學問題之一，〔14〕2022年2月第五屆聯合國環(huán)境大會續(xù)會上近200個會員國還在繼續(xù)探討該問題。如何更好地管理塑料垃圾、如何創(chuàng)造塑料替代品，無疑是當前人類面臨的真實難題。而該真實問題在幼兒生活中有著廣泛的映射，如家里的塑料袋、塑料飲料瓶，小區(qū)、公園路邊的塑料垃圾，被塑料垃圾覆蓋、污染的河面，關于大海中的魚類受塑料垃圾威脅的新聞報道等?？梢哉f，塑料與塑料垃圾在幼兒生活中已無處不見。這樣的真實問題源自幼兒的生活，幼兒對之有著豐富的感性經驗。

2.世界前沿真實問題與幼兒探究的年齡適宜性

探究的年齡適宜性是指所選真實問題及其探究方式與該年齡幼兒的認知水平、學習心理相適宜。幼兒通過親身感知、直接體驗、動手操作來學習。因此，在選擇真實問題時，要考慮問題探究過程中有無幼兒直接動手操作探究的空間以及空間有多大。趣味性是挑選真實問題時需考慮的另一重要指標，即所選問題要能吸引幼兒的注意力，能引發(fā)其探究興趣。科學教育代表性模式5E模式（投入→探索→解釋→應用闡述→評價）〔15〕的首要環(huán)節(jié)就是注意投入——先把幼兒的注意力吸引過來，由此才能讓幼兒主動、持續(xù)投入探究熱情。

二、聚焦世界前沿問題的幼兒園STEAM項目開發(fā)

一個好的真實問題可以形成一個好的STEAM探究項目。幼兒園STEAM項目開發(fā)包括問題探究空間分析和項目設計兩步。

1.問題探究空間分析

對選定的代表性或典型性前沿真實問題進行探究空間分析，即進一步分析問題背后蘊含的核心問題，以及核心問題背后的遞進性分問題。幼兒園STEAM項目探究就是圍繞一個個核心問題及其背后層層遞進的具體分問題而逐步展開的深入探究。對問題進行探究空間分析有助于教師明確問題可探究的方面、可探究的變量、可探究的深度，進而明確如何連續(xù)性地推進探究等。分析時應注意以下幾點：一是，核心問題應是充分體現和破解真實問題的問題，即緊扣和指向真實問題解決，而非偏離的或不重要的問題。以“如何延緩衰老，促進機體修復，提高人類壽命？”為例，“人衰老會有哪些癥狀？”“人為什么會變老？增加運動（或提高免疫力）等能延緩衰老嗎？”等是緊扣該真實問題的核心問題，“動植物也會衰老嗎？”“人與動物衰老有什么不同？”等問題則偏離了核心問題?？梢圆扇　笆鞘裁础薄盀槭裁础薄霸趺礃印钡乃悸穪矸治稣鎸崋栴}背后的核心問題。二是，核心問題之間應有一定的遞進關系，其表述宜易理解且具體。三是，每個遞進性分問題應緊扣其上位的核心問題。四是，所有分問題應具有可操作探究性且難度適宜。

以下，以“我們可以創(chuàng)造一種環(huán)保的塑料替代品嗎？”（簡稱真實問題1）為例進行闡釋。對該問題的探究空間進行分析，如表1所示?；谡鎸崋栴}1，分析得出3個核心問題、8個一級遞進性分問題和若干二級遞進性分問題。每一個核心問題都是對解決真實問題1的回應，每一個分問題又是對解決所對應的核心問題的回應。教師結合兩條路線確定問題的多少及問題遞進的程度：自上而下的邏輯分析和自下而上的傾聽記錄。即教師先自上而下地分析問題脈絡，再在具體活動開展前向幼兒呈現真實問題表現出的典型現象，傾聽并記錄幼兒的疑問，進而結合幼兒興趣和關注點整理、調整核心問題及其遞進性問題鏈（如圖1所示），由此實現靜態(tài)預設與動態(tài)生成的有機結合。具體活動中，不論幼兒的探究圍繞哪幾個核心問題展開，或在哪幾個一級或二級遞進性分問題上具體展開，教師可先跟隨幼兒的興趣、疑問和關注點組織開展活動，并記錄幼兒提及的其他相關或不相關問題，再根據具體情況將這些問題整理納入本項目或下一個項目中。如此，教師既能明確STEAM項目如何啟蒙幼兒思維、引領幼兒深度學習，又能在動態(tài)開放性的問題鏈上跟隨幼兒，選擇或生成適宜的問題進行探究。由此，幼兒園STEAM項目探究既體現出聚焦真實問題的問題探究性，又呈現出動態(tài)生成的靈活性與機智性。

2.項目設計

幼兒園STEAM項目重在提供具體的問題情境，讓幼兒充分感知、體驗與反思自身周圍的世界，借助操作、體驗的方式，積極并持續(xù)探索，在真實的問題情境和真實的問題解決過程中，培養(yǎng)幼兒的想象創(chuàng)新力、高階思維能力、真實問題解決能力等。幼兒園STEAM項目設計就是圍繞具體的核心問題及其遞進性分問題，設計適宜的、針對性的、有趣的、具體的項目及其相應的探究活動。每一個真實問題即一個STEAM項目，真實問題背后的每一個核心問題對應一個STEAM分項目，核心問題下分解的遞進性分問題則可形成一個個具體的探究活動。STEAM探究項目的設計開發(fā)包括了分項目設計、項目活動設計、可探究的STEAM元素以及涉及的核心概念/跨學科概念等（如表2所示）。

表2在表1的基礎上，圍繞真實問題1初步設計了3個分項目、8個以上的項目探究活動（8個命名的項目活動內有的包含了多個并列或遞進的探究活動）。表2對探究活動中融入了哪些STEAM元素、核心概念/跨學科概念等也進行了簡要分析。幼兒園教師在組織和支持幼兒開展項目探究活動時，要盡可能放開——動態(tài)生成，也要使活動有所指——指向思維、指向學習、指向過程。究竟哪個活動開展，哪個活動不開展，哪些活動在哪個年齡班開展，可以跟隨幼兒的節(jié)奏，如幼兒提出過哪些問題、對哪些問題感興趣、有哪些疑問等來決定。STEAM項目探究的目的不在于問題解決的結果，不追求獲得唯一的或封閉性的標準答案，更不追求幼兒對概念或知識點的掌握。探究的問題是具體明確的，解決問題的方法途徑是開放多樣、靈活生成的。尤其是對于世界前沿未解的真實問題而言，教師自身可能也不知道標準答案。這樣反而有助于促使教師由重知識答案和結果轉向重探究過程與思維活動。

三、小結與展望

關注世界前沿未決真實難題，選擇適合幼兒探索的真實問題，是幼兒園STEAM項目探究的活水源頭，是開發(fā)STEAM課程的重要策略。本研究嘗試基于世界前沿真實問題，對幼兒園STEAM項目開發(fā)與活動設計進行了前期理念與實踐思路探討。對于具體如何展開活動、需要怎樣的有效活動模式等問題，還有待進一步探索。如對于幼兒而言，基于真實問題的項目探究最初應始于現象的呈現，可結合視頻、聲音、畫面、實物、模型、繪本等多模態(tài)、多通道地呈現真實問題表現出的真實現象，由此吸引幼兒的注意和好奇心，讓其在感知、感嘆、驚奇、震撼、困惑等真切體會中激活注意與認知、興趣與熱情、疑問與思考。這是幼兒主動探究的前提。未來實踐及研究可重點探索如何讓STEAM教育理念在幼兒園高質量地落地生根，并在理論與實踐之間搭建堅實的橋梁，促進幼兒的科學啟蒙，培養(yǎng)幼兒的探究興趣、學習品質以及創(chuàng)新創(chuàng)造與問題解決能力等。

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STEAM Project Development Integrating Real Frontier Problems in the World for Kindergarten

Peng Duhong

（College of Education， Suzhou University of Science and Technology， Suzhou， Jiangsu， 215009）

【Abstract】Education need face the future. STEAM education， which is driven by real problems and focuses on solving real problems， should focus on those real unresolved cutting？鄄edge problems in the world. This study proposes that we should pay attention to the worlds frontier unresolved real issues， select the issues that are appropriate for childrens development， and use them to design STEAM projects and activities suitable for childrens exploration. With examples， the researcher elaborated on specific practical ideas， including： （1） capturing and selecting typical frontier real problems， and analyzing the suitability of childrens exploration; （2） mining the core technology behind real problems and their corresponding progressive problem chains; （3） developing and designing problem？鄄focused STEAM project and its exploratory activities.

【Keywords】real frontier problems in the world; STEAM project development; STEAM education in kindergarten