基于STEM理念的項目活動的實踐與探究

導(dǎo)讀：STEM理念是一種跨學(xué)科的教育方式，結(jié)合了科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四個領(lǐng)域的內(nèi)容。橋梁是一種古老又有現(xiàn)代性的建筑，涵蓋人文、歷史、地理、手工等知識，在STEM理念下開展大班橋項目，對大班幼兒的實踐能力、知識儲備、邏輯能力、創(chuàng)新能力等都有所助益，結(jié)合和橋梁相關(guān)繪本的啟迪、參照和延伸活動，課程效果將達(dá)到最大化。

STEM理念源自四個英文單詞首字母的縮寫。科學(xué)旨在領(lǐng)悟大自然和社會構(gòu)造的奧秘，技術(shù)旨在掌握人類開發(fā)環(huán)境和利用資源的邏輯與要訣，工程旨在運用整合型思想從宏觀、具體的角度設(shè)計學(xué)習(xí)目標(biāo)和進(jìn)程，數(shù)學(xué)旨在根據(jù)數(shù)理、數(shù)形、平面和立體幾何等知識解決生活難題和處理工作事務(wù)。在STEM理念帶動下，幼兒將最大限度提升理性認(rèn)識在整體認(rèn)識中的比重，將腦中所想、所思、所創(chuàng)、所得通過手工實踐、分工合作、交流討論等現(xiàn)實的方式展露出來，全方位培養(yǎng)綜合能力，成長為有見識、有操作、有智慧的新一代學(xué)生。STEM理念強調(diào)跨學(xué)科教育、實踐導(dǎo)向、合作與交流、自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新精神、實用性、綜合性。在此基礎(chǔ)上，筆者選用了橋梁這一生活中常見、兼具歷史性和進(jìn)步性、兼容并蓄、囊括STEM理念四大元素、可操作性強、思考和想象空間廣泛的媒介，設(shè)計了綜合性的大班橋課程教學(xué)，一場別開生面、趣味橫生的項目活動應(yīng)運而生。

一、聚焦橋梁科普，繪本啟迪思路

無錫是一座帶有歷史文化韻味的城市，橋梁是最能體現(xiàn)人文屬性的建筑。一次，筆者借鑒無錫市圖書館舉辦的“彩虹橋”繪本閱讀活動，為幼兒帶來豐富多彩的圖畫書（“彩虹橋”指的是通過彩虹般豐富多彩的書籍為幼兒思想和行動之間搭建一座聯(lián)系的橋梁），分設(shè)了情感、家庭、科技、藝術(shù)等各類主題，供親子自由選擇閱讀?；顒又?，筆者發(fā)現(xiàn)處于幼小銜接時期的大班幼兒開始脫離純感知覺、直覺主導(dǎo)的閱讀體系和偏好，格外關(guān)注和現(xiàn)實有關(guān)的題材方向，如科學(xué)、自然、工程、數(shù)理、建筑等，從閱讀頻次最高的繪本《青蛙小弟睡午覺》《自然世界》《蜘蛛和糖果店》中可以窺見端倪?；顒雍?，筆者由“彩虹橋”出發(fā)啟迪靈感：既然幼兒喜歡實際的物體和親身操作，何不以“橋”本身為主題設(shè)置科學(xué)探究活動？

筆者搜集了市面上質(zhì)量最好的那一批橋主題繪本，將其帶到班級閱讀角供幼兒觀看，再將其中幼兒感興趣的部分制作成電子動態(tài)PPT，讓幼兒近距離間接感受橋梁的構(gòu)造、形態(tài)、實用性和魅力，下面例舉一些具有代表性的作品。

《你好，橋梁》：以橋梁線條簡筆畫勾勒為主要元素，科普了英國鐵橋、布魯克林大橋、福斯橋等，讓幼兒知道了外國橋梁的知識，貫通中西，增長橋梁見識。

《搖搖晃晃的橋》：以橋梁為線索敘述簡單故事同時以小見大地表現(xiàn)橋的穩(wěn)定性，敘述了狐貍和兔子在橋上的追逐、牽制和對壘，橋梁的傾斜角度和形態(tài)在不斷發(fā)生變化，它作為重要的敘事線索出現(xiàn)，啟迪幼兒觀察橋的構(gòu)造、制造的考量、實用性等知識。

《橋梁》：以大比例跨頁的博物館展覽形式展現(xiàn)國內(nèi)外橋梁的風(fēng)貌，包括中國北京盧溝橋、中國廣西程陽風(fēng)雨橋、中國港珠澳大橋、美國紐約布魯克林大橋、美國舊金山金門大橋、英國倫敦塔橋、法國加爾水道橋、意大利佛羅倫薩維琪奧橋、悉尼海港大橋等。

通過閱讀探討，幼兒開闊了眼界，對橋的興趣、認(rèn)知、探索欲和好奇心都得到了極大提升?；诖?，筆者將繪本和幼兒生活進(jìn)行有機聯(lián)系：“小朋友們，看了繪本里的橋，你們知道無錫有哪些橋嗎？”筆者開設(shè)了“無錫橋親子探究比賽”，以競賽的方式邀請幼兒回家整理無錫橋梁信息，綜合從報紙、新聞、父母口中、時訊、科普書籍、繪本中整理的信息開展橋梁簡介，看誰的講述最生動有趣、精準(zhǔn)動人、引人入勝。幼兒以橋梁建筑時間、構(gòu)造特征、歷史淵源為基準(zhǔn)，一方面介紹了坐落于巡塘古鎮(zhèn)的巡塘橋、位于古運河與伯瀆港交匯處的清明橋、位于宜興古城中心的蛟橋、位于宜興市張渚鎮(zhèn)祝陵村的玉帶橋等歷史古橋，另一方面介紹了金匱大橋、青寧大橋、江陰長江公路大橋、永旺大橋等現(xiàn)代橋梁。

大班幼兒通過書籍與真實橋梁的對比，在周末和家長一同參觀和研究橋梁，同時積累了間接經(jīng)驗和直接經(jīng)驗，儲備了大量橋梁建構(gòu)、人文環(huán)境、歷史溯源、設(shè)計邏輯、實用功能、外形特征、風(fēng)格分類等知識，為下一步開展橋梁模擬設(shè)計和搭建積累了極其充足的理論準(zhǔn)備和興趣準(zhǔn)備。這個探討過程也是自然踐行STEM理念的過程，幼兒相關(guān)的收獲如下。

跨學(xué)科教育：橋梁建筑是一門科學(xué)，也是一種技術(shù)；是一項長期的工程，也涉及數(shù)學(xué)知識。幼兒通過閱讀和探討，以一種帶有文學(xué)性、語言性、藝術(shù)性特征的活動形式開展科學(xué)探究，同時培養(yǎng)了文科、理工科、藝術(shù)學(xué)科思維，實現(xiàn)了跨學(xué)科教育。

實踐導(dǎo)向：幼兒的閱讀帶有明確的指向性，他們需要從繪本中尋找橋梁的構(gòu)成、色彩、稱重、實用意義等知識，并在具體實地觀察中進(jìn)行驗證和思考，以此為后續(xù)制作增添實際知識的儲備，整個學(xué)習(xí)過程實踐性和目標(biāo)性極強。

合作與交流：單個幼兒生活經(jīng)驗和知識儲備不足，但全體幼兒的智慧和經(jīng)歷加起來，便能眾志成城，互相借鑒，取長補短，共同達(dá)成某一學(xué)習(xí)目標(biāo)。通過合作與交流，幼兒能理解協(xié)作學(xué)習(xí)的重要性和溝通的意義。

自主學(xué)習(xí)：在大班橋項目中，除了集思廣益，幼兒必須具有獨立思考和學(xué)習(xí)的意識。

創(chuàng)新精神：與橋梁的設(shè)計一樣，對橋梁的研究同樣需要學(xué)習(xí)者具備創(chuàng)新性。

實用性：橋梁建造是一種泛用性、生活性很強的操作實踐，幼兒能提升動手能力、觀察能力、生活能力等多重能力。

綜合性：STEM理念將上述目標(biāo)與步驟進(jìn)行綜合，對培養(yǎng)全能、全面發(fā)展的幼兒大有裨益。

二、探索建橋策略，展開相應(yīng)表征

做好前期準(zhǔn)備后，筆者鼓勵幼兒輪流論述想造一座什么樣的橋（根據(jù)繪本類型和生活觀察），全班幼兒根據(jù)設(shè)想的橋梁類型、風(fēng)格選擇搭檔，共同完成橋梁設(shè)計，思考橋梁搭建所需材料和具體拼接方式。由此，幾個小組得以成立。

傳統(tǒng)承重橋：由下方承擔(dān)重量的拱柱和上面的橋面構(gòu)成，整體呈規(guī)則的立方體形態(tài)，由具有一定硬度的紙張、黏合材料和承重材料三部分構(gòu)成，如安平橋、城市中建立在河流上的商用橋梁。

坡度型拱橋：橋面非平坦，而是左右對稱、坡度符合人體工學(xué)的拱形，包含上坡、緩沖帶、下坡，橋柱形態(tài)和橋面特征相適應(yīng)，與橋面邊緣相黏合，呈現(xiàn)幾個拱形空心洞的立式形態(tài)，由有意彎曲的平面大面積硬殼、黏合劑、剪裁成特定形狀的托面構(gòu)成，如中國北京盧溝橋、社區(qū)公園中隨處可見的具有一定坡度的小型拱橋。

裝飾性吊橋：通常建立在海洋上，以高速公路的形態(tài)呈現(xiàn)較強的實用性，具有一定設(shè)計坡度的線纜懸掛式地將橋面和橋的最高峰進(jìn)行連接，留下一段長長的、具有裝飾功能的支撐性吊軌，由吊軌、黏合劑、懸空的橋面、下探到地面做支撐的橋墩構(gòu)成，橋面可以呈現(xiàn)露天狀，也可以用亭子等裝飾遮蓋頂部，如美國紐約布魯克林大橋、中國廣西程陽風(fēng)雨橋。

討論與設(shè)計是STEM理念指導(dǎo)下的項目活動的重要環(huán)節(jié)，也是活動成果的理論指導(dǎo)依據(jù)。幼兒分別采用思維導(dǎo)圖、PPT電子繪畫、傳統(tǒng)聯(lián)想繪畫、清單表格等擅長的方式構(gòu)建圖紙，在組內(nèi)進(jìn)行傳閱和觀摩，逐步實現(xiàn)了以下指定目標(biāo)：科學(xué)層面，知曉橋面、指示燈、裝飾物、橋墩、護(hù)欄等基本橋梁構(gòu)成；技術(shù)層面，能將腦海中構(gòu)想的圖示與實際的生活材料相聯(lián)系，熟知每種建筑材料的用途、用法、搭配規(guī)則、使用劑量、操作步驟等；工程層面，初步建構(gòu)宏觀思維和計劃思維，懂得建造橋梁需要擬定大綱草案和設(shè)計圖，并能通過各式圖畫、符號、數(shù)字、暗示、隱喻等元素表達(dá)創(chuàng)作意向；數(shù)學(xué)層面，需要估量材料的數(shù)量、比例、重量、獲取渠道、搭配方式等，具備運籌帷幄的基礎(chǔ)數(shù)理知識和預(yù)測能力。

三、理論源于實踐，不斷創(chuàng)新改進(jìn)

實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，也是STEM理念的核心要領(lǐng)。具備了一定的學(xué)習(xí)實踐、構(gòu)想實踐、設(shè)計實踐和交流實踐后，幼兒面臨最重要的實踐，即操作實踐。在具體操作中，他們遭遇了很多現(xiàn)實問題，但都通過各種手段予以積極解決，對方案進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新，突破了自我，收獲了成長。

問題一：橋面的選擇。傳統(tǒng)承重橋中，幼兒首先用宣紙、泡沫卡片等作橋面，發(fā)現(xiàn)重量過小，不足以承受外力積壓；改換繪本、木板后，又發(fā)現(xiàn)重量過大，不符合橋面設(shè)計小巧、輕便的初衷。他們開動腦筋，最終確定了撲克牌、紙箱截面等重量和硬度適中的材料。

問題二：橋面的黏合。裝飾性吊橋中，吊鏈和橋面之間、橋面和橋面之間、橋面和橋墩之間分別選用哪種材料進(jìn)行黏合，成為幼兒棘手的問題。他們試用了502膠水（教師要特別從旁指導(dǎo)，保障安全性）、雙面膠、普通膠布、縫合線、連環(huán)扣、短繩打結(jié)等方法，最后確定了因地制宜的適應(yīng)性策略。幼兒用筷子當(dāng)柱子，通過短繩打結(jié)連接橋面和頂柱，針對木板橋面選擇502膠水，針對紙箱橋面選用不干膠，針對撲克牌橋面選用膠水，靈活處理黏合穩(wěn)定度的問題。

問題三：支撐的選擇。在坡度型拱橋中，支撐的選擇比起其他兩種橋更困難。其他橋梁由于橋面較為平緩，基本呈現(xiàn)平面狀態(tài)，可供選擇的支撐物體較多，如易拉罐、紙板、柜子、瓶子等。但坡度性拱橋的橋面呈現(xiàn)明顯的弧度，通常由有一定硬度和韌性的材料（如紙板）均勻折疊而成，橋面與橋墩之間的固定只能通過打孔雙繩、精密縫合來完成。在對素材進(jìn)行精挑細(xì)選和反復(fù)實驗之后，繪本《橋梁》中盧溝橋的設(shè)計給了幼兒靈感。盧溝橋的橋墩美觀大方，具有一定的修飾性，弧度也緊貼和匹配橋面。再加上有的幼兒列舉了生活中火車、汽車駛過的洞狀隧道，他們由此得出，為何不能自主“定制”橋墩呢？還可以在上面繪制獅子、雕花等造型，一舉兩得。于是，他們找來特定的紙板，先在上面畫上剪切的軌跡，再沿著實線精密剪裁、拼接成想要的形狀，輔以需要的裝飾物，完成了支撐材料的選擇和設(shè)計。

問題四：風(fēng)格的確立。在解決了大體的實用性之后，橋面已經(jīng)可以容許重量適中的物體和生物，如珍珠鼠、小烏龜、玩具汽車、遙控車、自動轉(zhuǎn)盤、卡通人物模型等擺放和通過了。但問題接踵而至：因為使用的材料不能和真實的可供行人使用的橋梁相比，在風(fēng)格上呈現(xiàn)趨同性，如何體現(xiàn)獨特的巧思？首先，幼兒參照了繪本《橋梁》中各色橋梁的設(shè)計，發(fā)現(xiàn)色彩是橋梁視覺觀感的顯著要素，對橋梁進(jìn)行了涂色操作。其次，通過閱讀觀察和生活探索，他們設(shè)計了各種鏤空圖案、花紋、貼片、模擬路燈、鮮花等裝飾物，橋梁的外觀立即有了不一樣的改變。最后，在實物改良方面，他們又找來了色彩卡紙、氣球、儲物柜、廢棄零食包裝、禮物包裝盒、定制袋子等五花八門的物品，想盡一切辦法對橋梁中視覺效果較弱的地方進(jìn)行替換，對缺漏之處進(jìn)行處理，增添視覺風(fēng)格。

問題五：使用的缺漏。橋梁的設(shè)計和制作都為了最后的使用。在使用過程中，有的小組的橋梁出現(xiàn)了問題，包括但不限于出現(xiàn)裂縫、穩(wěn)定度差、橋面崩塌、黏合處斷裂、裝飾物破損等。他們不急不躁，穩(wěn)定冷靜地分析原因，明白了再好的設(shè)計藍(lán)圖都需要經(jīng)過使用者的反復(fù)考驗。一座優(yōu)秀的橋，不僅設(shè)計上要符合物理工學(xué)和藝術(shù)審美，還要禁得起磋磨，為人們的安全出行保駕護(hù)航。幼兒想出了諸多解決辦法：更換零件、重新黏合、更換黏合劑、替換裝飾物、對橋墩進(jìn)行包裹加厚處理、對橋面部分破損處進(jìn)行填補、采用縫制的線進(jìn)行維修等。在這個過程中，他們危機處理能力、耐心和細(xì)心、實踐水平、創(chuàng)新意識都得到了質(zhì)的飛躍。

STEM理念強調(diào)實踐的三個屬性，即反復(fù)性、思辨性和創(chuàng)新性。通過反復(fù)實驗，幼兒磨煉了心智，選取了最佳的使用材料，提高了學(xué)習(xí)耐力、成就感和自信心；通過合理思辨，幼兒一改往日灰心氣餒的面貌，在實踐活動中注入了更多理性思維，助推了情感的完善和能力的健全；通過推陳出新，幼兒明白了科技與生活、藝術(shù)與需求之間辯證的聯(lián)系，能逐漸建立黑白之間的緩沖地帶，如同拱橋定點緩沖地帶一樣，給予心靈放松、自我鼓勵和肯定的空間，逐漸提升了實踐的可行性、穩(wěn)定性和長期性。

四、追溯繪本源流，回歸創(chuàng)作視角

此次活動從繪本開始，也可以通過繪本收尾。在繪本閱讀中，幼兒的身份是閱讀者、客體體驗者、被動接受知識者，主觀能動性的發(fā)揮受限。在橋梁建造中，幼兒的身份是設(shè)計師、建筑師和維修人員，實踐能力得到了發(fā)揚和保障。在延伸活動中，教師可以打通這條身份轉(zhuǎn)換的邏輯鏈條，讓幼兒以設(shè)計師的經(jīng)驗和身份回顧橋梁建造過程，創(chuàng)作出屬于自己的繪本，可以記錄設(shè)計流程，可以分享建橋感悟，可以科普橋梁知識，可以展現(xiàn)建橋細(xì)節(jié)，可以交流合作經(jīng)驗。大班幼兒創(chuàng)作出《我們的拱橋》《一座橋如何誕生》《和橋的對話》《屬于我的橋》《小橋流水》等多樣的繪本，置放于藝術(shù)展覽區(qū)，供同伴、其他班的幼兒、教師和家長觀看。他們不僅獲得了實用品創(chuàng)作經(jīng)驗，更收獲了藝術(shù)品創(chuàng)作經(jīng)驗，融合了科學(xué)學(xué)習(xí)和藝術(shù)學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，實現(xiàn)STEM理念的首要奧義，即綜合學(xué)習(xí)，打通學(xué)科壁壘，培養(yǎng)復(fù)合型人才。

五、結(jié)語

本文以大班橋項目為例，對基于STEM理念的項目活動進(jìn)行實踐記錄和理論探究，希望這座“彩虹橋”能同時連接大班幼兒的幼兒園學(xué)習(xí)和小學(xué)學(xué)習(xí)、情感與思想、生活及想象，抵達(dá)樂學(xué)、趣學(xué)、活學(xué)、綜學(xué)的啟蒙教育本質(zhì)。