探究以科學實踐為主題的STEM項目活動

作者簡介：東浩天（1999一），男，江蘇省南通市海門區(qū)月亮灣幼兒園

以STEM教育為內核的科學課程能夠協(xié)調幼兒的知識和經(jīng)驗，支撐幼兒的創(chuàng)新創(chuàng)造，在多元的活動過程中實現(xiàn)兒童的全面發(fā)展。幼兒的科學素養(yǎng)與個人發(fā)展緊密相連、密切相關，教師要充分認識科學啟蒙的價值功能，結合幼兒在學習活動中表現(xiàn)出來的興趣愛好引發(fā)更強烈的學習行為，使幼兒在科學探索中產(chǎn)生濃厚的學習興趣，從而發(fā)展其科學素養(yǎng)。

一、理論解讀：STEM理念對科學活動的價值

（一）STEM教育理念定義

STEM教育理念是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學（Mathematics）的縮寫，是指集科學、技術、工程、數(shù)學等多學科為一體的綜合教育，主要通過場景融合的方式生發(fā)活動項目，將各類學習要素統(tǒng)一在具體的活動框架中，從而驅動深度學習，實現(xiàn)整體協(xié)同發(fā)展以及思維模式進階。STEM教育模式尊重學習者主體，具有跨學科、跨領域、綜合性的教育優(yōu)勢，能夠充分發(fā)揮兒童的能動性，創(chuàng)設富有發(fā)展力與探究力的教育生態(tài)，引領幼兒個性化發(fā)展。因此，為了充分發(fā)揮科學活動的教育功能，教師從STEM教育理論出發(fā)，以“光影故事”游戲為例，深度探究活動形態(tài)、兒童經(jīng)驗、學習過程間的復雜關系，尋求科學活動高質量發(fā)展策略，營造適宜幼兒成長的良好生態(tài)，促進幼兒全面成長[]。

（二）STEM教育模式要素

STEM教育強調提升幼兒在科學、技術、工程、數(shù)學領域的素養(yǎng)，其核心理念是通過核心問題的導向，構建教育融合的場景，促進跨學科能力的實踐學習。因此，筆者將其定義為“一個主題、多類問題、五大方向”，即圍繞特定課程主題展開，結合實際情境發(fā)展探究性問題，并將科學、技術、工程、藝術與數(shù)學五大要素融入獨立的活動環(huán)節(jié)中，引導幼兒在自主探究和實踐中發(fā)展其素養(yǎng)。

STEM教育以兒童為中心的發(fā)展理念，在課程組織、活動形式、實踐操作等方面發(fā)揮著價值導向作用。在STEM教育模式下，教師需作為學習的引導者和問題解決的協(xié)助者，設計具有挑戰(zhàn)性的學習任務，激發(fā)幼兒的好奇心和探索欲，并提供必要的支持和資源，幫助幼兒在解決問題的過程中獲得知識和技能。此外，STEM教育強調對學習過程的記錄和反思，鼓勵幼兒通過記錄自己的發(fā)現(xiàn)、思考和創(chuàng)造過程，加深知識的理解和應用。通過這種方式，幼兒不僅能夠掌握學科知識，還能培養(yǎng)批判性思維、創(chuàng)新能力和團隊合作精神，為未來的學習和生活奠定堅實的基礎。

二、過程回顧：基于STEM理念的科學游戲案例

（一）確定活動主題

《幼兒園教育指導綱要》指出，教師應為幼兒提供觀察、操作、試驗的機會，支持、鼓勵幼兒動手動腦大膽探索。科學活動源自生活元素，孕育深度學習契機，進而生成探究活動，在尋覓自然規(guī)律及科學原理的過程中實現(xiàn)邏輯思維發(fā)展[2]。

教師觀察到，午后太陽西移，光影變化較大，草木、建筑、行人，都在陽光下出現(xiàn)長短不一的各式影子，幼兒喜歡追逐影子，彼此嬉鬧，樂此不疲。了解光影變化是開展科學游戲的關鍵經(jīng)驗，教師注意到幼兒對光影變化的好奇，通過持續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)幼兒對光影有著基本認識，能夠簡單進行手影游戲，初步掌握光影變化規(guī)律。因此，教師立足幼兒活動經(jīng)驗，指向素養(yǎng)發(fā)展，預設“光影故事”這一科學游戲，引導幼兒從光的現(xiàn)象出發(fā)，深入、持續(xù)地進行探索活動，在猜測、實驗、觀察、驗證中探索光和影子的科學知識，在探究中發(fā)展、在實踐中積累、在合作中成長。

（二）聚焦活動內容

《3一6歲兒童學習與發(fā)展指南》指出，要重視生活資源的利用。幼兒園STEM項目課程的構建，應鏈接幼兒的真實生活，指向幼兒的活動興趣，以幼兒日常生活話題作為游戲的“支撐點”，將科學、技術、工程、數(shù)學要素蘊含在獨立的活動環(huán)節(jié)中，科學設定項目活動的探究內容及發(fā)展目標，引導幼兒的深度探究。

【項目1：影子是什么？】

課程活動圍繞“影子是什么？”這一問題而展開延伸與拓展。在探究初期，教師根據(jù)實踐需要，提供了“光影實驗”游戲材料，與幼兒共同探索、設定初步的實驗步驟及方案，以實驗方式揭示光影的物理特性。

（1）初次實驗：認識光影產(chǎn)生方式① 實驗道具：蠟燭、紙片、光影布。

② 操作步驟：以蠟燭制造光源，在中間位置安放不同形狀的紙片，并持續(xù)移動位置，通過對比觀察，分析影子在“光影板”上的變化。

在自主實驗中，幼兒操作紙片使其變化形狀，發(fā)現(xiàn)在“光影板”上出現(xiàn)不同形狀的影子，或者是圓形，或者是不規(guī)則的四邊形，或者是斑斑點點狀，認識到“影子是光源照射不到的地方”；同時發(fā)現(xiàn)光源離“光影板”越近影子變大，反之則變小。

（2）再次實驗：認識光與影子的關系① 實驗道具：蠟燭、手電筒、紙片、光影布。

② 操作步驟：通過蠟燭和手電筒制作不同數(shù)量的光源，在不同方位進行照射，觀察影子在“光影板”上的變化。

在這次的探究中，幼兒發(fā)現(xiàn)影子數(shù)量出現(xiàn)變化，在不同光源下會出現(xiàn)多個影子，而且大小、深淺、形狀不同的影子會重疊在一起，通過晃動光源的方式，影子也會跟著動起來，從這些現(xiàn)象中，幼兒知道“光源越多，影子會越多”。

【項目2：光影實驗】

問題探究是STEM活動中不可或缺的環(huán)節(jié)，也是強化幼兒實踐能力與探究思維的重要方式。隨著科學活動的持續(xù)深入，幼兒觀察影子變化，發(fā)現(xiàn)更多隱藏的細節(jié)，并隨之產(chǎn)生多類疑問，如“為什么有的影子模糊”“怎么讓多個影子變成一個”等，教師根據(jù)幼兒活動思考，設計探究試驗，驅動幼兒自主探索，讓幼兒在合作中分析問題、解決問題。

教師可引入問題：為什么有的影子模糊？

教師組織幼兒進行對比實驗，沿用既有材料，開展集體實踐活動，讓其認真觀察光影變化的情況，對比不同的光影狀態(tài)，并進行記錄、分析。按照實踐需要，教師將幼兒根據(jù)大小、方位、距離、光源分成數(shù)個實驗小組，采用“控制變量法”的方式進行持續(xù)探索，比較各類狀態(tài)，梳理相關實驗數(shù)據(jù)，從而認識到“光源強弱”影響影子的清晰度，總結得出：光源越強，影子越明亮；蠟燭照出的影子模糊，手電筒的影子清晰，因為手電筒的光更凝聚。

不僅如此，在教師的支持下，幼兒合作探究讓影子重合的技巧，采用對比實驗的方式，不斷排除錯誤選項，最終通過移動光源位置實現(xiàn)兩個影子的重合。

【項目3：手影游戲】

《幼兒園保育教育質量評估指南》指出，教師需“一對一”傾聽并真實記錄幼兒的想法和體驗。在行為觀察與傾聽交流中，教師發(fā)現(xiàn)幼兒對游戲活動有著濃厚興趣，因此教師聯(lián)系光影現(xiàn)象，增設活動材料，設計趣味項目，生動形象地把光影知識展現(xiàn)出來，讓幼兒主動參與、樂于嘗試，并在此過程中完成知識能力的構建，實現(xiàn)素養(yǎng)的內化[3]。教師可基于STEM理論設計手影游戲，其設計思路如下。

科學（S）：初步了解光與影子的科學規(guī)律，通過觀察光影變化，初步認識物理現(xiàn)象、掌握手影技巧；在探索手影游戲的過程中，認識背后的原理。

技術（T）：能熟練掌握各類手影姿勢及動作，做到熟練變化；嘗試對手影模型進行優(yōu)化與創(chuàng)新。

工程（E）：可以根據(jù)實際需要去搭配各類材料，探索出更新穎的手影樣式，嘗試讓手影動起來。

數(shù)學（M）：會調整大小、方位、距離，從而推動手影變化，培育對相關數(shù)學概念的敏銳感知。

手影本就是光影知識的表現(xiàn)形式之一，新奇有趣、內涵豐富，蘊含科學知識，在教師的指引下，幼兒可以通過雙手的動作姿勢，在光的搭配下創(chuàng)造出各式各樣的新奇形象。不僅如此，教師順應幼兒發(fā)展需要推出“手影劇場”項目，搭配各類卡片道具及各式燈光，根據(jù)繪本的故事內容編創(chuàng)簡單的動作，讓幼兒通過手部姿勢的有序轉化，演繹動態(tài)場景，使手影形象“動起來”。如幼兒根據(jù)“龜兔賽跑”的故事創(chuàng)造性地呈現(xiàn)出“對話”“競跑”“超越”等活動場景，讓故事以活靈活現(xiàn)的方式展現(xiàn)出來。

（三）拓展活動經(jīng)驗

實踐性、探究性、自主性，正是STEM活動的獨特教育價值。尊重幼兒的認知規(guī)律、符合幼兒的個性特征，生發(fā)項目活動，能夠更為有效地促進幼兒的能力發(fā)展?！肮庥肮适隆笨茖W活動的設計就是將項目探究與主題活動結合起來，依據(jù)實際情況去合理安排項目內容和活動周期，從而促進幼兒有序成長。在既有的科學活動外，教師還延展活動脈絡，通過自然觀賞、親子活動、表征分享、調查研究等多樣化的方式相互搭配，兼顧了幼兒多樣性的需要與個性化的差異，驅動幼兒更為深度的學習。如布置項目“百禽戲”，支持幼兒與家長共同探索，選擇一種鳥類，結合光影知識，設計相關模型道具，使其影子可以呈現(xiàn)出該鳥類的形狀；如布置探究項目，要求幼兒自主合作，以光影知識為主線，尋求與之相關的傳統(tǒng)技藝或文化活動，并摘錄、采集，形成調查作品。

三、經(jīng)驗總結：基于STEM理念的科學活動策略

（一）主題生發(fā)：依托現(xiàn)實問題，萌生活動意圖

蘊含無窮奧秘的大自然與沉淀智慧文明的社會生活是兒童最好的探索對象。“光影故事”科學活動源自幼兒自然現(xiàn)象的觀察與體驗，從影子萌生探索興趣，進而在科學活動中探析光影物理知識。科學活動源自生活觀察、起于自然現(xiàn)象，因此教師在科學主題的設計中，要尊重幼幾的認知規(guī)律、生活經(jīng)驗，從生活環(huán)境中去尋找主題、挖掘資源，生成各式各樣的科學項目主題；同時要善于觀察、科學傾聽，理解幼兒價值需要，明晰幼兒內在特點，以個性策略喚醒幼兒內在創(chuàng)造潛能，真正讓教育回歸生活、回歸幾童發(fā)展。

（二）活動推進：梳理問題關鍵，設計活動方案

探究性與問題性是STEM教育最鮮明的價值特點，STEM教育聚焦于不同學科知識的關聯(lián)與互通，引導幼兒掌握分析和解決各種復雜現(xiàn)實問題，驅動幼兒的自主探究與自主實踐。在“光影故事”中，教師預留充足活動空間，設計一系列具有探究性的活動問題，讓幼兒在多樣的實踐中自主操作，通過問題解密實現(xiàn)科學思維及核心素養(yǎng)發(fā)展。問題是STEM教育的關鍵，在教育實踐中需要教師凸顯活動的實踐性與操作性，圍繞兒童興趣點與生長點搭建系列問題框架，創(chuàng)設各類問題情境，并預留充足的實踐空間，讓幼兒在實踐探究與親身體驗中尋覓答案，實現(xiàn)能力素養(yǎng)的成長。同時，科學活動設計要緊扣幼兒生活經(jīng)驗、解讀兒童個性需要，科學合理地設定活動問題，既要保持項目活動的深度性，也要兼顧兒童的發(fā)展性，并在實踐探究的過程中靈活運用、實時變化，隨著幼兒的實際表現(xiàn)生成新的探究問題，滿足幼兒的個性化需要[4]。

（三）素養(yǎng)指向：拓展活動空間，遷移生活經(jīng)驗

《3一6歲兒童學習與發(fā)展指南》強調幼兒是在直接感知與親身實踐中直接實現(xiàn)知識經(jīng)驗的積淀及能力素養(yǎng)的提升。教師需要尊重兒童的成長規(guī)律，支持兒童的自主實踐與自主探究，從而真正實現(xiàn)兒童的全面發(fā)展。幼兒學習活動是知識體系建構與邏輯思維培育的過程?！肮庥肮适隆庇螒蚴翘剿鞯钠瘘c，解放了幼兒的時間和空間，驅動幼兒逐步深入，從科學實驗到趣味故事，不斷豐富幼兒活動體驗，引領幼兒科學思維、社會品質、表征能力、創(chuàng)造品質的綜合發(fā)展。在科學活動中，教師應指向幼兒核心素養(yǎng)，優(yōu)化活動規(guī)則、創(chuàng)新活動方式、融合多樣元素、豐富情境體驗，為幼兒素養(yǎng)拓展提供良好條件。

結語

綜上所述，STEM理念能為幼兒的課程活動提供廣闊的空間和豐富的體驗，促進課程元素之間的深度融合，并構建符合兒童素養(yǎng)發(fā)展規(guī)律的活動樣態(tài)。教師應把握STEM教育理論的深層價值，明確課程活動的發(fā)展方向，圍繞幼兒的核心素養(yǎng)，設計具有實踐性的教學情境，幫助幼兒在發(fā)現(xiàn)、感知、探究和實踐的過程中逐步構建知識體系，實現(xiàn)素養(yǎng)的全面提升。

【參考文獻】

[1］韋倩倩，陳時見.幼兒園STEM教育的基本特征與實施策略［J］.河北師范大學學報（教育科學版），2021，23（6）：121-126.

[2］張倩瑜.智慧教育下STEM理念驅動的幼兒園積木活動創(chuàng)新策略[J」.讀·寫·算，2024（31）：137-139.

[3]雷有光，史大勝，陳雅川，等.探究、整合、遷移：基于深度學習的幼兒STEM教育活動構建研究[J].中國電化教育，2021（3）：117-124.

[4」戴娜穎.深度學習視角下幼兒STEM教育活動的構建分析[J].教育觀察，2024，13（21）：97-100.