基于STEM教育理念的建構(gòu)探究活動(dòng)

游戲是促進(jìn)幼兒成長(zhǎng)不可或缺的活動(dòng)，其中，建構(gòu)游戲是幼兒喜愛(ài)的游戲活動(dòng)之一，開(kāi)展建構(gòu)游戲?qū)Υ龠M(jìn)幼兒的全面發(fā)展具有顯著作用。STEM教育理念，即科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育的綜合體現(xiàn)，能夠豐富幼兒的學(xué)習(xí)領(lǐng)域。值得注意的是，建構(gòu)游戲與STEM教育理念密切相關(guān)。通過(guò)運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等多方面的經(jīng)驗(yàn)，幼兒能夠解決建構(gòu)游戲中的實(shí)際問(wèn)題，提高創(chuàng)新能力、自主思考能力及解決問(wèn)題的能力。因此，教師應(yīng)以STEM教育理念為引領(lǐng)，將科學(xué)、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的知識(shí)融入建構(gòu)游戲中，以提高幼兒綜合能力。筆者以“小球飛行記”項(xiàng)目活動(dòng)為例，探討了基于STEM教育理念的建構(gòu)探究活動(dòng)。

一、STEM教育理念與幼兒園建構(gòu)游戲概述

幼兒園建構(gòu)游戲具有綜合性、生活性、協(xié)作性和藝術(shù)性等特點(diǎn)。在參與游戲的過(guò)程中，幼兒能夠靈活運(yùn)用不同結(jié)構(gòu)的材料，搭建出反映現(xiàn)實(shí)生活的作品。而STEM教育理念倡導(dǎo)基于真實(shí)問(wèn)題開(kāi)展項(xiàng)目式游戲活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)“在做中學(xué)”?；赟TEM教育理念開(kāi)展幼兒園建構(gòu)游戲，對(duì)于促進(jìn)幼兒的認(rèn)知發(fā)展和社會(huì)性發(fā)展具有重要意義。從認(rèn)知發(fā)展的角度看，STEM教育理念下的建構(gòu)游戲著重強(qiáng)調(diào)學(xué)科間的融合與關(guān)聯(lián)。幼兒通過(guò)參與跨學(xué)科、以問(wèn)題為導(dǎo)向的建構(gòu)游戲，能夠提高科學(xué)探究與實(shí)踐操作能力。就社會(huì)性發(fā)展而言，STEM教育理念下的建構(gòu)游戲有助于提高幼兒的互動(dòng)能力。在建構(gòu)游戲中，幼兒能夠自主解決遇到的問(wèn)題，也能夠通過(guò)與小組成員的協(xié)作討論或?qū)で蠼處煹闹笇?dǎo)解決問(wèn)題。

二、基于STEM教育理念的建構(gòu)探究活動(dòng)的實(shí)施

（一）項(xiàng)目緣起

在幼兒的自主游戲探索中，他們產(chǎn)生了將小球、小車(chē)通過(guò)飛躍方式送達(dá)指定位置的游戲需求。然而，在“騰空運(yùn)送”的實(shí)踐過(guò)程中，幼兒遭遇了一系列挑戰(zhàn)，如投送距離較短、物體提前墜落等。為此，“如何在物體脫離實(shí)體軌道后確保其沿預(yù)定路線(xiàn)運(yùn)動(dòng)？如何設(shè)計(jì)‘虛實(shí)結(jié)合’的軌道系統(tǒng)，使小球能夠成功飛躍并通過(guò)后續(xù)軌道準(zhǔn)確到達(dá)目標(biāo)終點(diǎn)？”成了幼兒討論的熱門(mén)話(huà)題。

（二）項(xiàng)目過(guò)程

在確定感興趣的探究問(wèn)題后，筆者帶領(lǐng)幼兒回顧并重建了以往搭建的“小球騰空軌道”，并引導(dǎo)幼兒觀看慢動(dòng)作視頻，觀察小球在脫離軌道后的運(yùn)動(dòng)軌跡。幼兒驚奇地發(fā)現(xiàn)，小球在脫離軌道之后，并未直接垂直下落至地面，而是呈現(xiàn)出一段弧形的飛行軌跡?；诖?，筆者向幼兒提出問(wèn)題：“為什么小球脫離軌道后的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條弧線(xiàn)，而不是直接垂直墜落？”幼兒琦琦說(shuō)：“因?yàn)樾∏驖L下坡有很大的沖擊力，所以小球在飛起來(lái)之后還是會(huì)保持之前的方向?！庇變簶?lè)樂(lè)認(rèn)為：“因?yàn)榈厍蛴械匦囊?，?huì)把小球往下拉，所以不管小球怎么飛都還是會(huì)掉下來(lái)?！庇變好髅鞅硎荆骸白屒騽?dòng)起來(lái)的力有很多個(gè)方向，所以會(huì)形成拋物線(xiàn)?！?/p>

從上述討論中可以看出，幼兒對(duì)慣性與重力的基本概念已經(jīng)有初步的了解。于是，筆者向幼兒講解了慣性及拋物線(xiàn)形成的原理：慣性是物體的固有屬性，它不會(huì)改變，也不會(huì)消失，它是物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的屬性；而小球呈現(xiàn)出拋物線(xiàn)式的飛行軌跡，則源于慣性與重力的共同作用，慣性使得小球在脫離軌道后仍保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而重力則引導(dǎo)其運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變，從而形成了這一弧形軌跡。在理解這些科學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，幼兒提出了新的問(wèn)題，如“我們想要讓小球怎么飛？想要搭出一條什么樣的飛球軌道？”等。根據(jù)幼兒的想法，筆者將后續(xù)的探究活動(dòng)劃分為兩個(gè)階段：第一，使小球在脫離軌道后形成向上的拋物線(xiàn)，并準(zhǔn)確落入預(yù)設(shè)的終點(diǎn)；第二，使小球騰空飛行一段距離后，接續(xù)后續(xù)軌道，穩(wěn)定落入并繼續(xù)滾動(dòng)。

第一階段。首先，幼兒展現(xiàn)了對(duì)小球按照向上的拋物線(xiàn)軌跡運(yùn)動(dòng)的期待，并基于這一期待進(jìn)行了自主搭建軌道的嘗試。在調(diào)整了原有的前序軌道后，小球的飛行軌跡確實(shí)改變了，然而，新的問(wèn)題也隨之出現(xiàn)——雖然調(diào)整前序軌道能使小球形成向上的拋物線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但這種向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)只保持在軌道最前端的短暫距離。經(jīng)過(guò)數(shù)次實(shí)驗(yàn)，幼兒經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察和分析，總結(jié)出一些使小球飛行軌跡呈現(xiàn)為向上拋物線(xiàn)的方法。比如，幼兒辰辰說(shuō)：“在下坡之后要有上坡的軌道?！庇變簴|東認(rèn)為：“下坡的那一段要讓小球積累很大的沖擊力，不然沖不上去?！庇變烘面帽硎荆骸吧舷缕碌能壍缞A角要合適?！边@時(shí)，筆者提出新的問(wèn)題：“如何延長(zhǎng)小球的飛行軌跡中‘向上’的那一段呢？”幼兒七七提出：“延長(zhǎng)軌道向上的那一段坡就可以讓小球飛更高！”幼兒珉珉則表示：“我覺(jué)得應(yīng)該減短上坡的軌道長(zhǎng)度，只留一點(diǎn)點(diǎn)，保持向上的坡度就行了。因?yàn)樾∏蚺榔乱矔?huì)消耗沖擊力，沖擊力消耗太多就飛不動(dòng)了?！痹诖嘶A(chǔ)上，筆者組織幼兒進(jìn)行了兩次測(cè)試，從而得出結(jié)論：對(duì)于小球而言，向上的坡道長(zhǎng)度并非關(guān)鍵要素，真正的關(guān)鍵點(diǎn)在于保持一定的上升趨勢(shì)。事實(shí)上，當(dāng)小球脫離此類(lèi)前序軌道時(shí)，其飛行距離會(huì)加長(zhǎng)。反之，如果上坡軌道過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致小球在脫離軌道后迅速墜落至地面，無(wú)法形成有效的飛行弧度。

其次，在幼兒經(jīng)歷了初步的探索并積累了相應(yīng)的建構(gòu)經(jīng)驗(yàn)之后，筆者介紹了“跳臺(tái)滑雪”的原理，以期給予幼兒一定的靈感。經(jīng)過(guò)對(duì)相關(guān)資料的深入研究與討論，幼兒對(duì)“能夠讓小球飛得更高、更遠(yuǎn)”的飛球軌道設(shè)計(jì)有了新的想法。幼兒昊昊提出：“前面要有足夠長(zhǎng)的下坡坡道來(lái)使小球加速、蓄力?！庇變阂灰槐硎荆骸吧舷缕碌膴A角是有弧度的，而不是我們之前搭的那種直角彎。”幼兒涵涵說(shuō)：“下坡的坡度要比上坡的坡度更陡。”幼兒易易認(rèn)為：“坡道要很滑，光滑的軌道才能讓球滾得更快，飛得更遠(yuǎn)。所以坡道要用PVC管來(lái)搭。”經(jīng)過(guò)參與小組討論，幼兒成功繪制了新的飛球軌道設(shè)計(jì)圖。接著，他們根據(jù)這份設(shè)計(jì)圖進(jìn)行了初次搭建嘗試。然而，在首次實(shí)踐中，由于對(duì)上下坡坡度要求的疏忽，幼兒搭建了一個(gè)上坡坡度顯著大于下坡坡度的前序軌道，這一疏忽意外地促成了“噴泉式”的小球飛行軌跡。隨后，幼兒嚴(yán)格按照原定要求對(duì)坡道進(jìn)行調(diào)整，最終使得小球得以沿著一條向上的拋物線(xiàn)軌跡飛行。兩次搭建嘗試給幼兒帶來(lái)了意外的收獲。筆者又提出問(wèn)題：“在相同的動(dòng)力前提下，小球‘飛得高’和‘飛得遠(yuǎn)’能同時(shí)滿(mǎn)足嗎？”幼兒昊謙認(rèn)為：“不能，如果飛得高，球就會(huì)馬上落下來(lái)，就飛不遠(yuǎn)，而如果飛得遠(yuǎn)的話(huà)就沒(méi)辦法沖得很高。”幼兒婧坤也表示：“不能，因?yàn)檐壍赖臄[放方式已經(jīng)決定了小球會(huì)怎么飛?！?/p>

幼兒的答案非常統(tǒng)一，他們明確了未來(lái)的建構(gòu)方向是往遠(yuǎn)飛，便繼續(xù)調(diào)整飛球軌道。然而，他們?cè)诎凑赵O(shè)計(jì)圖搭建前序軌道的過(guò)程中，又出現(xiàn)了一些新的問(wèn)題，如由于上下坡道使用的材料不同而導(dǎo)致的連接問(wèn)題，由于材料堆砌太多導(dǎo)致軌道存在不穩(wěn)定、易倒塌的問(wèn)題。對(duì)此，幼兒圍繞解決方法展開(kāi)思考。幼兒安安提出：“把上下坡?lián)Q成同樣的搭建材料，可以都換成粗的PVC管，因?yàn)橛泻线m的連接口?！庇變虹f(shuō)：“軌道都換成一樣的管，然后用魚(yú)骨架支撐它，最高點(diǎn)的魚(yú)骨架下面可以墊上比較高的東西，這樣高度就夠了。”

最后，根據(jù)這些解決辦法，幼兒進(jìn)行了新一輪嘗試，調(diào)整后的前序軌道滿(mǎn)足了各方面的要求，并且?guī)?lái)了意外收獲——和之前的飛行軌跡相比，這樣的軌道能讓小球飛得又高又遠(yuǎn)。

第二階段：接續(xù)后續(xù)軌道，使小球在飛行一段距離后穩(wěn)定落入并繼續(xù)滾動(dòng)。

在明確階段的探究目標(biāo)后，幼兒開(kāi)展了一次深入的小組討論，并繪制了當(dāng)前階段的軌道設(shè)計(jì)圖。這一階段的核心挑戰(zhàn)分為兩個(gè)方面：一是確保在接住球后，小球能夠繼續(xù)維持其向前的滾動(dòng)狀態(tài)；二是確保小球在落入軌道后往回（起點(diǎn)方向）滾動(dòng)。依據(jù)繪制的設(shè)計(jì)圖，幼兒進(jìn)行了首次搭建嘗試，并較為順利地攻克了首個(gè)挑戰(zhàn)。在觀察并精準(zhǔn)定位小球的大致落點(diǎn)位置后，他們巧妙運(yùn)用了斜坡積木作為助推跳板，隨后無(wú)縫銜接軌道積木，搭建出一個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且功能有效的模型，順利達(dá)成了這一階段的建構(gòu)目標(biāo)。

三、基于STEM教育理念的建構(gòu)探究活動(dòng)的反思

（一）完善頂層設(shè)計(jì)，促進(jìn)推廣與應(yīng)用

在STEM教育理念的指導(dǎo)下，教師開(kāi)展建構(gòu)探究活動(dòng)有助于激發(fā)幼兒的探究興趣，培養(yǎng)他們遷移知識(shí)、解決問(wèn)題的能力，提高他們的參與積極性，進(jìn)而提高幼兒的綜合能力，為其后續(xù)的學(xué)習(xí)之路打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。為此，教師需要進(jìn)一步完善頂層設(shè)計(jì)，利用多樣化的教學(xué)資源，構(gòu)建深度學(xué)習(xí)機(jī)制，同時(shí)建立基于STEM教育理念的建構(gòu)探究活動(dòng)評(píng)價(jià)體系，推動(dòng)STEM教育理念的深入發(fā)展。

（二）把握核心特質(zhì)，不斷優(yōu)化實(shí)踐機(jī)制

在實(shí)踐過(guò)程中，幼兒將經(jīng)歷一個(gè)真實(shí)且持續(xù)的深度學(xué)習(xí)過(guò)程，涵蓋STEM活動(dòng)的計(jì)劃制訂、作品制作和評(píng)價(jià)展示等。這對(duì)于培養(yǎng)幼兒的學(xué)習(xí)品質(zhì)和高階思維能力至關(guān)重要。因此，在實(shí)踐過(guò)程中，教師應(yīng)該優(yōu)化相關(guān)的實(shí)踐機(jī)制，引導(dǎo)幼兒選取基于真實(shí)情境、具備持續(xù)探究?jī)r(jià)值且意義深遠(yuǎn)的主題，同時(shí)鼓勵(lì)幼兒充分表達(dá)個(gè)人觀點(diǎn)，并傾聽(tīng)他人的見(jiàn)解，提出創(chuàng)新的問(wèn)題解決方案。當(dāng)幼兒面臨新的挑戰(zhàn)時(shí)，教師應(yīng)該鼓勵(lì)他們通過(guò)合作學(xué)習(xí)和實(shí)踐練習(xí)來(lái)尋求解決方案，從而推動(dòng)STEM活動(dòng)的深入開(kāi)展。

（三）深入開(kāi)展園本實(shí)踐活動(dòng)，促使教育落到實(shí)處

STEM教育理念強(qiáng)調(diào)在真實(shí)、豐富的學(xué)習(xí)環(huán)境中，促使幼兒以批判性思維獲取知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，并鼓勵(lì)他們主動(dòng)構(gòu)建新的知識(shí)體系。因此，在基于STEM教育理念開(kāi)展建構(gòu)探究活動(dòng)時(shí)，教師應(yīng)該結(jié)合幼兒在日常生活中遇到的實(shí)際問(wèn)題，整合不同學(xué)科的知識(shí)，并基于對(duì)幼兒個(gè)體差異的觀察和了解，協(xié)助幼兒選定合適的主題，指導(dǎo)幼兒制訂計(jì)劃、籌備材料和安排分工。同時(shí)，在幼兒的實(shí)踐過(guò)程中，教師應(yīng)該密切觀察，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并幫助幼兒解決遇到的問(wèn)題。在活動(dòng)結(jié)束后，教師要組織幼兒進(jìn)行成果展示，以幫助幼兒鞏固知識(shí)。

（作者單位：常州市鐘樓區(qū)盛菊影幼兒園）