數(shù)字時代幼兒園大班STEAM課程建構(gòu)研究

摘 要：當(dāng)前社會已進(jìn)入數(shù)字時代，習(xí)近平總書記多次強(qiáng)調(diào)要加快建設(shè)數(shù)字中國。為了應(yīng)對數(shù)字時代對復(fù)合型科技創(chuàng)新人才的需求，STEAM教育在中國盛行。幼兒園STEAM教育契合當(dāng)前我國的科技強(qiáng)國道路，具有良好的教育價值和兒童發(fā)展價值。大班兒童的認(rèn)知、邏輯思維和探究能力已有所發(fā)展，針對兒童開展STEAM課程更具適切性。本文提出構(gòu)建幼兒園大班STEAM課程，在課程結(jié)構(gòu)設(shè)計上，要關(guān)注課程目標(biāo)、課程主題的設(shè)計原則，設(shè)計課程結(jié)構(gòu)框架；在教學(xué)活動設(shè)計上，遵循逆向設(shè)計理論依據(jù)，創(chuàng)建STEAM教學(xué)活動設(shè)計框架，并對教學(xué)活動組織原則加以闡述。

關(guān)鍵詞：幼兒園STEAM課程；課程結(jié)構(gòu)設(shè)計；教學(xué)活動設(shè)計；數(shù)字時代

STEAM是英文表達(dá)“Science，Technology，Engineering，Art and Mathematics”的縮寫，即“科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)”。STEAM教育歷經(jīng)了“STEM教育”到“STEM教育＋”再到“STEAM教育”的內(nèi)涵式發(fā)展過程，從STEM教育關(guān)注項(xiàng)目及項(xiàng)目的運(yùn)作，而缺乏對人本身的關(guān)心，到“Art”的加入給予STEAM教育更多的人文性關(guān)注，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的同時平衡STEAM教育中的科學(xué)追求與人文精神。STEAM教育的始創(chuàng)者格雷特·亞克門（Georgette Yakman）將STEAM教育分為九個主要方面，包括社會研究、科學(xué)、數(shù)學(xué)、語言藝術(shù)、技術(shù)、工程、音樂、美術(shù)和體育。［1］可見，這里的“A”不僅是簡單的藝術(shù)，而且包含了社會、語言、音體美等能促進(jìn)人交流表達(dá)、支持全人發(fā)展的技能。STEAM教育并不是簡單的“S＋T＋E＋A＋M”的教育，而是“五位一體”、多方融合的教育。STEAM教育以問題解決和項(xiàng)目學(xué)習(xí)為主要學(xué)習(xí)方式。學(xué)生通過科學(xué)與技術(shù)完成工程設(shè)計流程。數(shù)學(xué)是工程推進(jìn)中的通用語言，用數(shù)字和形狀為符號來表達(dá)數(shù)量、空間關(guān)系；藝術(shù)則以廣義的形式貫穿STEAM教育活動中，使得整個活動更加充滿趣味性、審美性和人文性。

總的來說，STEAM教育在STEM教育基礎(chǔ)上增加了（Art）人文藝術(shù)，以項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問題學(xué)習(xí)為主要學(xué)習(xí)方式，通過融合工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)與人文藝術(shù)，通過技術(shù)驅(qū)動的教學(xué)創(chuàng)新促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造力和跨學(xué)科創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)。［2］

一、數(shù)字時代呼喚幼兒園STEAM教育

數(shù)字時代，科技發(fā)展一日千里，對復(fù)合型、創(chuàng)新型人才的需求與日俱增，而這種人才應(yīng)該從學(xué)前階段就開始培養(yǎng)。大班幼兒在認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)、行為能力、思維品質(zhì)等方面的發(fā)展已經(jīng)相對成熟，能進(jìn)行自主探究和基本的人際交往，針對他們開展STEAM教育更具有適切性。［3］

（一）幼兒園大班STEAM教育契合當(dāng)前我國的科技強(qiáng)國道路

人類從農(nóng)業(yè)文明走向工業(yè)文明，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步大大解放了勞動力，互聯(lián)網(wǎng)的誕生推動世界走向數(shù)字時代，“大數(shù)據(jù)”“信息化”“人工智能”等科技新詞不斷涌現(xiàn)，國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不能延續(xù)依靠勞動力成本或人口紅利的老路，科技創(chuàng)新才能促進(jìn)國家持續(xù)發(fā)展，STEAM教育正契合當(dāng)前我國的科技發(fā)展道路。幼兒園大班STEAM教育是近年來STEAM教育的熱點(diǎn)，有研究表明，幼兒園和小學(xué)是對STEAM產(chǎn)生興趣和形成相應(yīng)身份意識的最好年級階段。［4］2016 年 9 月，美國研究所與美國教育部聯(lián)合發(fā)布的《STEM 2026：STEM 教育創(chuàng)新愿景》中也將“開展早期 STEM 教育”列為未來 STEM 教育創(chuàng)新的八大挑戰(zhàn)之一。［5］從幼兒期就開展以培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型的跨學(xué)科人才為核心目標(biāo)的STEAM教育，是對我國科技強(qiáng)國道路的重要支持。

（二）數(shù)字時代幼兒園大班開展STEAM教育的教育價值

幼兒園大班STEAM教育的教育價值可以從科學(xué)研究的證據(jù)和STEAM教育實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)兩方面加以證實(shí)。首先，認(rèn)知科學(xué)與腦科學(xué)的研究為兒童進(jìn)行STEAM學(xué)習(xí)提供了支持。認(rèn)知科學(xué)研究表明，3～4個月的嬰兒就已儲備了許多知識，并且在早期建構(gòu)、語言及數(shù)學(xué)領(lǐng)域都有一定能力［6］；腦科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，人腦中一旦形成錯誤的科學(xué)和數(shù)學(xué)概念，在未來的學(xué)習(xí)中只能抑制錯誤概念而不能消除。［7］因此，在學(xué)前期就給予兒童正確的STEAM教育理念至關(guān)重要且切實(shí)可行。其次，我國在不斷實(shí)踐與創(chuàng)新學(xué)前STEAM教育項(xiàng)目。中國教育部與中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會于2001年啟動了面向5～12歲兒童的“做中學(xué)”科學(xué)改革項(xiàng)目；2016年至今，中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會與上海奉賢學(xué)院聯(lián)合推行了幼兒園階段的STEAM教育項(xiàng)目，這些實(shí)踐與改革都印證了幼兒園大班STEAM教育的可行性教育價值。

（三）數(shù)字時代幼兒園大班開展STEAM教育的兒童發(fā)展價值

在幼兒期就開展早期科學(xué)教育，幫助幼兒建構(gòu)正確的科學(xué)概念與模型，能為以后進(jìn)行更為復(fù)雜的STEAM學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。有研究表明，高質(zhì)量的STEAM經(jīng)驗(yàn)?zāi)馨l(fā)展兒童的批判性思維、動手能力，以及解決問題的能力，這些跨學(xué)科的能力可以支持兒童后續(xù)學(xué)習(xí)的成功。［8］STEAM教育的價值還體現(xiàn)為兒童在學(xué)習(xí)的共同體場域中與他者互動交流、協(xié)商合作，體現(xiàn)為兒童在獨(dú)立思考、大膽質(zhì)疑和創(chuàng)造性想象的過程中個性化地去理解問題與詮釋其背后所蘊(yùn)含的知識體系。［9］早期STEAM教育不僅契合數(shù)字時代對人才的需求，而且契合兒童的發(fā)展，激發(fā)兒童好奇的天性，在帶著問題主動探索的過程中培養(yǎng)兒童的創(chuàng)新意識。在跨學(xué)科交互運(yùn)用下，兒童能很好地實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，獲得各方面技能與認(rèn)知能力的提升。

二、幼兒園大班STEAM課程結(jié)構(gòu)設(shè)計

課程結(jié)構(gòu)反映了課程知識的組織及其相互關(guān)系［10］，教學(xué)活動設(shè)計是師幼之間教與學(xué)的藍(lán)圖。本文將從課程結(jié)構(gòu)設(shè)計與教學(xué)活動設(shè)計兩個板塊對幼兒園STEAM課程設(shè)計展開討論。

（一）課程目標(biāo)設(shè)計原則

由于年齡和發(fā)展水平的限制，兒童的學(xué)習(xí)多以游戲化的方式融入日常生活，通過感官體驗(yàn)與動手操作獲得對事物的認(rèn)識，提升操作技能。與較為成熟的大中小學(xué)生的STEAM課程不同，幼兒園大班STEAM課程的目標(biāo)不能生硬地定為知識技能的獲得，而要圍繞兒童對周圍事物的好奇、設(shè)計的創(chuàng)想、制作的興趣，挖掘其中所蘊(yùn)含的STEAM素養(yǎng)。

一是STEAM課程目標(biāo)不能單純考慮科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)五個方面的綜合培養(yǎng)，而應(yīng)以藝術(shù)為基礎(chǔ)，通過在各種藝術(shù)創(chuàng)作與欣賞活動中獲得豐富的感官體驗(yàn)和感性認(rèn)識，逐漸上升到理性認(rèn)識與邏輯思維的高度，以激發(fā)兒童對世界的好奇與探究欲望為首要目標(biāo)。

二是課程目標(biāo)要緊密結(jié)合科學(xué)與技術(shù)兩個基本點(diǎn)。STEAM課程以藝術(shù)和游戲的形式開展，其中一直貫穿著科學(xué)與技術(shù)的要求，繪畫、手工、搭建等藝術(shù)活動的背后是一系列工作原理和技術(shù)細(xì)節(jié)的學(xué)習(xí)，掌握一定的科學(xué)知識與操作技能的目標(biāo)是在開展STEAM課程中自然而然達(dá)成的。

三是STEAM課程目標(biāo)對數(shù)學(xué)與工程的要求應(yīng)該被弱化。這里的弱化是指對超過兒童學(xué)習(xí)能力的高難度數(shù)學(xué)與工程技能不強(qiáng)求，轉(zhuǎn)而培養(yǎng)兒童的工程思維和數(shù)學(xué)邏輯，幫助兒童養(yǎng)成從問題出發(fā)的思維。STEAM課程通過真實(shí)的計劃和設(shè)計，將數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程等有機(jī)整合到問題解決的過程中，更高效合理地解決現(xiàn)實(shí)問題。因此，培養(yǎng)邏輯與工程思維才是STEAM課程的主要目標(biāo)。

（二）課程主題選擇原則

STEAM教育是融合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)為一體的跨學(xué)科教育模式。鑒于兒童學(xué)習(xí)的綜合性與生活性，幼兒園STEAM課程主題的設(shè)計要遵循以下兩個原則。

一是課程主題要源于兒童的生活。以現(xiàn)實(shí)問題喚醒幼兒的探究熱情，引發(fā)認(rèn)知沖突，以促使兒童進(jìn)一步通過同化與順序獲得認(rèn)知平衡。理論上，能引發(fā)兒童關(guān)注的問題都可被納入課程主題的選擇范圍，但考慮到課程的可行性，教師要在其中起主導(dǎo)作用。但教師對主題的選擇必須基于兒童的有價值發(fā)現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計、加工出有價值的課程內(nèi)容。

二是課程內(nèi)容要圍繞STEAM各學(xué)科的核心概念和兒童需要學(xué)習(xí)的關(guān)鍵技能來設(shè)計。教師圍繞核心概念和關(guān)鍵技能設(shè)計項(xiàng)目主題能夠串聯(lián)碎片化的知識，使學(xué)生通過對客體的直接經(jīng)驗(yàn)理解概念和提高技能。［11］我國《3～6歲兒童學(xué)習(xí)與發(fā)展指南》中幼兒在五大領(lǐng)域發(fā)展的要求［12］，以及美國《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（NGSS）中提出的學(xué)科核心概念，涉及四個領(lǐng)域：物質(zhì)科學(xué)，生命科學(xué)，地球與指南空間科學(xué)，工程、技術(shù)和科學(xué)運(yùn)用。［13］我們嘗試篩選出幼兒園STEAM課程主題內(nèi)容中可包含的核心概念與關(guān)鍵能力（見表1）。需要注意的是，基于學(xué)前兒童身心發(fā)展特點(diǎn)和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，表1中指出的STEAM課程核心概念都是初級的，具有啟蒙性。

（三）課程結(jié)構(gòu)框架設(shè)計

我國的幼兒園大班STEAM課程研究尚處于起始階段，還沒有形成一個成熟的課程結(jié)構(gòu)體系。我們借鑒美國國家科學(xué)基金會設(shè)計的、經(jīng)過實(shí)證驗(yàn)證的課程，如“Peep and the Big Wide World”（小寫趣事多系列動畫，面向3～5歲兒童的科學(xué)與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方案）、ScratchJr（科技/編程學(xué)習(xí)方案）等，嘗試為兒童STEAM課程結(jié)構(gòu)提出設(shè)想。課程結(jié)構(gòu)框架可以遵循“課程板塊—主題課程—課程目標(biāo)—課程內(nèi)容”的設(shè)計模式。針對兒童學(xué)習(xí)特點(diǎn)，STEAM課程可大致分為四大板塊，一是“生存系統(tǒng)板塊”，包含人體、動植物、生命成長、安全防護(hù)等主題課程；二是“物質(zhì)系統(tǒng)板塊”，包含物體、物體的運(yùn)動、物體的應(yīng)用、物體的制作等主題課程；三是“地球與空間系統(tǒng)板塊”，包含地球、太空、保護(hù)地球、環(huán)保等主題課程；四是“技術(shù)與生活系統(tǒng)板塊”，包含軍事武器、信息傳輸、生活中的科技等主題課程。［14］課程目標(biāo)要結(jié)合該主題課程中所包含的核心概念與關(guān)鍵技能加以確定。教師要將兒童的已有經(jīng)驗(yàn)與STEAM課程的預(yù)設(shè)目標(biāo)相結(jié)合，明確在兒童最近發(fā)展區(qū)內(nèi)的目標(biāo)才是合適的、能夠達(dá)成的目標(biāo)。

三、幼兒園STEAM教學(xué)活動設(shè)計

（一）理論依據(jù)

STEAM教育是以結(jié)果為導(dǎo)向的跨學(xué)科學(xué)習(xí)模式，具有學(xué)習(xí)過程模糊性、學(xué)習(xí)環(huán)境流動性、學(xué)習(xí)結(jié)果明確性的特點(diǎn)。而按照傳統(tǒng)課程設(shè)計模式設(shè)計的STEAM課程遵循演繹的方式，設(shè)計目的性和方向性不強(qiáng)，容易在具體實(shí)施過程中受到不確定因素的影響，導(dǎo)致目前幼兒園STEAM課程的“活動導(dǎo)向”，即兒童玩得熱熱鬧鬧，卻沒能進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

逆向設(shè)計（UbD）是美國課程專家格蘭特·威金斯（Grant Wiggins）和杰伊·麥克泰格（Jay Mc Tighe）首創(chuàng)的課程設(shè)計模式，它把教學(xué)設(shè)計進(jìn)行了一個大翻轉(zhuǎn)，在設(shè)計教學(xué)活動時就明確學(xué)生的預(yù)期表現(xiàn)、教學(xué)目標(biāo)，以及如何評價教學(xué)成果，在這種宏觀框架的指導(dǎo)下，教師和學(xué)生都能得到準(zhǔn)確的定位，教學(xué)活動的開展也能有一個指向標(biāo)。［15］逆向設(shè)計法分為三個階段：一是確定預(yù)期結(jié)果，即教學(xué)目標(biāo)，可以通過課程標(biāo)準(zhǔn)以明確學(xué)習(xí)內(nèi)容的次序等級；二是確定合適的評估證據(jù)，根據(jù)收集的評估證據(jù)來思考單元或課程，而不是簡單地根據(jù)教材或一系列學(xué)習(xí)活動來思考單元或課程；三是設(shè)計學(xué)習(xí)體驗(yàn)和教學(xué)，有了明確的預(yù)期結(jié)果和合適的評估證據(jù)后，還要考慮教學(xué)活動的細(xì)節(jié)，具體包括目標(biāo)—興趣—探究—反思—評價—設(shè)計—組織。［16］

（二）教學(xué)活動設(shè)計框架

幼兒園大班STEAM課程的特征與逆向設(shè)計的原理相契合。在預(yù)期目標(biāo)與預(yù)設(shè)的評估證據(jù)下開展教學(xué)活動設(shè)計，教師與兒童都需要主動投入。教師通過觀察兒童的有價值反饋進(jìn)一步設(shè)計課程，以獲得STEAM課程的不斷優(yōu)化。參考逆向教學(xué)設(shè)計的模板，表2呈現(xiàn)出的是STEAM教學(xué)活動設(shè)計模板。

（三）教學(xué)活動的組織原則

幼兒能否在STEAM學(xué)習(xí)中獲得更好的學(xué)習(xí)效果，關(guān)鍵在于讓其運(yùn)用已有經(jīng)驗(yàn)來識別和建立自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，并為其提供機(jī)會參與STEAM學(xué)習(xí)的實(shí)踐，以維持學(xué)習(xí)興趣。為此，幼兒園大班STEAM教學(xué)活動組織要遵循以下原則。

一是以真實(shí)問題和定制化的評價作為活動開展的向?qū)?。兒童好奇的天性讓他們對世界充滿了探究欲，他們在與周圍環(huán)境的相處中會自然而然地提出STEAM問題，如有關(guān)物質(zhì)系統(tǒng)的疑惑，“為什么泡沫不會沉入水里？我的樓房怎樣才能搭得更高？”問題導(dǎo)向下，兒童主動探索，并通過解決問題將教學(xué)目標(biāo)融入學(xué)習(xí)環(huán)境。在以問題為導(dǎo)向的前提下，教師也能更好地理解兒童的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，并為其定制符合個體最近發(fā)展區(qū)的STEAM 學(xué)習(xí)評價方式，以幫助兒童習(xí)得認(rèn)知化、經(jīng)驗(yàn)化的有效經(jīng)驗(yàn)。

二是個性化深度學(xué)習(xí)與集體合作學(xué)習(xí)相結(jié)合。STEAM教育得以開展的基礎(chǔ)是兒童原有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，然后在整合的學(xué)習(xí)中獲得更深層次的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。深度學(xué)習(xí)是兒童形成邏輯思維、工程思維、制作思維的重要方式。STEAM教育面對經(jīng)濟(jì)全球化和數(shù)字時代的挑戰(zhàn)，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)兒童的團(tuán)隊合作精神、跨文化協(xié)作能力，故而以集體合作學(xué)習(xí)的方式開展STEAM教育活動也是有必要的。

三是重視STEAM教育的經(jīng)驗(yàn)遷移。STEAM課程主題源于實(shí)際生活，在STEAM課程中習(xí)得的各種認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)與技能也要指向?qū)嶋H生活中的應(yīng)用。STEAM教學(xué)活動設(shè)計應(yīng)以核心概念和關(guān)鍵技能為支撐，在情景導(dǎo)入中，通過作品制作和成果展示的方式訓(xùn)練兒童的推理、條件、因果等復(fù)雜思維模式。兒童在生活中遇到類似情境時，就能通過遷移經(jīng)歷新一輪的探究學(xué)習(xí)，強(qiáng)化和提升已有的認(rèn)知與經(jīng)驗(yàn)水平。

四、結(jié)語

數(shù)字時代背景下，以跨學(xué)科整合式學(xué)習(xí)為核心的STEAM教育契合我國當(dāng)前的教育發(fā)展要求，并被提升到政策層面。《教育信息化“十三五”規(guī)劃》《中國STEM教育白皮書》《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中都對STEAM教育在提高學(xué)生信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力、工程思維方面的作用加以肯定。STEAM教育延伸到學(xué)前教育是必然趨勢，抓住兒童成長過程中技術(shù)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵期，為培養(yǎng)具備高STEAM素養(yǎng)的科技人才打下基礎(chǔ)。

數(shù)字時代，STEAM教育的后續(xù)研究和未來發(fā)展大致有以下幾個走向。首先，兒童階段的STEAM教育有著基于項(xiàng)目的STEAM教學(xué)模式，同時具有低門檻、教師開展課程易操作、成本低、教學(xué)環(huán)境與資源易獲得、普惠性、面向所有入園兒童的優(yōu)勢，開發(fā)適應(yīng)本土文化的幼兒園STEAM課程是STEAM教育研究與發(fā)展的重要課題。其次，基于當(dāng)前有關(guān)STEAM 研究多為翻譯國外的研究成果，缺乏實(shí)證的、個案的、本土的STEAM教育實(shí)踐與改革，未來的發(fā)展方向應(yīng)發(fā)揮科技創(chuàng)新的優(yōu)勢，借助信息技術(shù)、人工智能技術(shù)創(chuàng)生符合我國兒童的本土化STEAM課程，并且要集合政府、高校、幼兒園的力量，力倡多方協(xié)同合作的“幼兒園STEAM教育本土化的行動研究”。再次，STEAM教師培訓(xùn)是STEAM教育未來發(fā)展的重要舉措。最終我們要建立起完善的、系統(tǒng)化的STEAM教師培養(yǎng)體系。

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