幼儿园教育中的STEM初探

        当下STEM是一个十分火热的名词，也不禁引起了我强烈的好奇心：STEM到底是什么？它在幼儿园教育中的实践运用价值可以发挥在哪些方面？又是通过何种途径来实现的？......带着一系列的疑问，我开始试着去学习和了解它，虽然这需要一个由浅入深、从理论到实践的过程。

        STEM一词源于美国国家科学委员会的《本科的科学、数学和工程教育》报告中，主要是指科学、技术、工程、数学四门学科，但STEM教育并非四门学科的简单叠加，而是具备极强的综合性、丰富性和实践性等特点。STEM教育理念旨在打破科学、技术、工程、数学四门学科的独立性，引导人们追求学科的相互联系，追求跨学科的价值。

它的核心价值体现在以下几个方面：

1、整合性：STEM教育的首要特点是整合性。传统教育追求科学、技术、工程、数学每一个学科的重要性，而STEM教育不再强调学科的独立性，而是把科学、技术、工程和数学这四个学科结合在一起，充分利用四个学科之间的内在联系，实现跨学科的“整合取向”。“整合取向”关注各个学科或领域之间的联系，通过活动有机地将各学科或领域的知识融合在活动过程中。STEM教育的整合方法主要有两种：多学科方法和跨学科方法。多学科方法仍保留独立学科的内容，注重彼此之间的联系。跨学科方法打破学科界限，试图在学科之间建立连接，使学科知识整合到新的领域。这对培养幼儿的问题解决能力有很大的帮助。

2、实践性：STEM教育具有实践性的特点。同时，STEM教育打破传统教师直接传授知识和经验、学生被动接受的方式，突出学生的中心作用，注重学生直接经验的获得，在师生之间形成学习共同体，学生在体验中主动建构知识，获得经验，强化理解。幼儿园可以借鉴STEM教育理念，强调幼儿的动手探究，鼓励幼儿在体验中通过分析、发现、合作、创造等方式获得结果，收获解决问题的过程性知识。

3、情境性：STEM教育通过为学生提供真实的生活情境，将抽象的知识同实际生活联系起来，在生活中还原知识，在解决实际情境问题的过程中获得多学科的知识，体现了情境性的特点。幼儿园也强调幼儿通过与真实情境的互动，在现实情境下解决喜闻乐见并具有一定挑战性的问题。为此，我们可以借鉴STEM教育理念，通过还原真实生活情境，帮助幼儿把握知识之间的联系，举一反三迁移知识，辨识问题本质并灵活解决情境性问题，在真实生活体验中获得成长。

4、趣味性：STEM教育因为强调多个学科知识的整合，活动设计时充分考虑与学生经验的联系，所以具有趣味性的特点。为此，幼儿园可以借鉴STEM教育理念，肯定动机的重要性，将基于实际问题的学习内容融入游戏之中，促使幼儿投入游戏，发挥团队协作意识，通过分享和创造等方式，学习多学科的概念与内容，促使幼儿获得快乐感和成就感，也培养幼儿解决实际问题的能力，以获得更理想的教育产出。

那么，作为幼儿园教育如何借鉴STEM教育理念呢？包括以下几个方面：

1、树立STEM教育类似的目标意识。

        幼儿园借鉴STEM教育理念，可以将目标聚焦在鼓励幼儿综合运用科学经验、技术经验、工程经验、数学经验解决实际问题的能力。为此，教师应树立类似STEM教育的目标意识。首先，应当明确教学是有目的的教，在进行环境创设、课程设计时，应让幼儿充分地与环境互动，支持不同幼儿的学习与发展。比如：在活动“熊宝宝的椅子”中，通过设置小小熊椅子坏了的问题情境，引导幼儿思考椅子由哪几部分组成（针对科学），需要借助哪些材料和工具（针对技术），如何设计使椅子稳固（针对工程），比较设计后各自椅子之间的载重量大小（针对数学），观察设计的椅子与他人的区别（针对技术）。其次，应当重视幼儿的探究，多向幼儿提问，鼓励他们进行探究。幼儿园课程中的科学与数学是我国幼儿园教师所熟悉的领域，但在教育实践中，许多教师往往忽视了其中的教育契机。

2、领会STEM教育课程设计模式。

        由于国内STEM教育相对国外起步较晚，国内STEM教育课程模式仍处于探索阶段。因此，借鉴国外的STEM教育的课程模式对我国幼儿园开展科学教育大有裨益。国外常见的STEM课程教学模式有四种，分别是项目学习、问题学习、设计学习、5E教学模式。基于项目的学习，围绕充满挑战的、需要解决的、源于现实的驱动性问题，通过师生合作彼此学习，使用技术表达想法。基于问题的学习，以问题为核心，针对真实情境，突出学习者的中心地位。基于设计的学习，通过情景设计，不断调查与探索，学习科学知识，发展解决复杂问题的能力。5E教学模式是以建构理论为指导，包含参与、探究、解释、详细说明、评价五个活动。

        根据幼儿的身心发展特点，基于项目的学习和基于问题学习的课程设计模式更加适用于幼儿园。尽管现在的幼儿园课程模式中强调幼儿的问题解决能力，并以项目活动或者主题活动形式开展，但在落地之时往往过分强调五大领域的界限，将多元的、零散的学习知识贯穿到各个领域的真实情境之中，各个领域之间没有交叉，只是围绕一个中心主题，师幼共同探究，开展相关活动。而基于STEM教育理念下的课程设计模式强调在各个领域的基础之上，既突出主题中的核心概念，也强调主概念下跨领域技能的应用，如数学逻辑思维能力与科学研究能力的整合。这种交叉、整合是STEM教育的核心，也是幼儿园所应推崇的。

        为此，教师应当具有问题意识，及时发现幼儿在现实生活中的兴趣点，通过具有STEM特征的问题，发展幼儿的相关素养。如在一次户外散步中，幼儿发现操场旁边的孤零零的树，对其产生好奇心，并决定在教室中制作一棵树，教师及时捕捉教育时机，开展了“树”的项目活动。第一天，他们计划如何使用不同的材料建造一棵树（针对技术）；第二天，幼儿以小组形式设计树，保证树的平衡性和稳定性（针对工程），并观察设计的树存在的问题（针对科学）；第三天，幼儿发现树有树洞，于是在班级中的树上剪了一个洞（针对科学）；第四到六天，幼儿继续完善他们的树，利用圆柱形积木印出叶脉，测量树干，并注意到树叶的对称性（针对数学）。在今后的日子里，幼儿继续观察操场的树木，发现了蜘蛛网的存在、叶子的变化（针对科学），并利用相机、幻灯片和投影仪等工具记录和分享下与树互动的瞬间。在该活动中，以科学为核心，涵盖了技术、工程和数学的学科知识概念。

3、借鉴STEM教育实施路径。

        美国加州理工学院儿童中心创办者Susan Wood在采访中提到ECSTEM的概念，实际上正是将STEM教育应用到早期教育的体现，ES即Early Child。她还指出，和中小学STEM课程相比，早期教育中的STEM课程只是使用的方式、道具等不同，目标都是一样的。因此，幼儿园借鉴STEM教育理念时应当考虑学前教育的特殊性，采取符合幼儿身心发展的教育策略。

如：项目活动——STEM教育的特点决定了STEM教育中“真实情境”的重要性。在STEM教育中，教师基于学生的兴趣和身心发展规律以及当地资源选择研究的主题，学生根据研究主题进行设计、操作，制作产品，一个STEM就是一个项目。在项目中，操作过程中包罗着数学和科学的思维，设计的过程蕴含着工程，而制作的产品正是技术的体现。在幼儿园中，可以利用项目活动开展各种探索活动，如在“三只小猪的房子”活动中，基于幼儿所熟悉的三只小猪的故事情境，教师可以提供给幼儿木串、工艺棒、牙签、削尖的铅笔、木片、纸杯、电风扇以及磁带、活页夹、胶水、订书机等材料，引导幼儿使用电风扇研究风力，思考稻草屋和木头屋倒掉的原因（针对科学）；支持幼儿收集各种建造房子的材料（针对技术），设计一个比较坚固的房子（针对工程）；思考如何改变或者增加材料使得房子既能保证小猪们安全，又能让狼不会通过窗户或烟囱等进入房子（针对技术）；引导幼儿观察附近房子的造型，思考盖何种造型的房子是最牢固并能支撑最多的重量（针对数学）。在真实情景中，让幼儿在动手操作中合作学习，将知识迁移到其他情景中，实现STEM教育理念的“做中学”本质。

又如：区角活动——幼儿园可以通过区角，为幼儿提供诸多开展类似STEM教育的机会。如在户外活动区中，为幼儿提供水桶和轮轴，通过滑轮带动水桶，实现“提水”的目的，帮助幼儿感知滑轮可以改变力的方向（针对科学），感受到手拉动的绳子长度与水桶上升高度一致（针对数学）；正确认识和使用滑轮（针对技术和工程）。在科学区中投放彩色拼贴纸、手电筒探索光与影的关系（针对数学和科学）或者光与色彩的关系（针对科学）；投放斜坡与小球，探索小球移动速度与斜坡斜率的关系（针对数学、科学），正确使用斜面并认识生活中常见的斜面，如天桥、道路等。在自然角中可以提供各种探索工具（针对技术），幼儿可以通过尺子、量绳测量植物的长度（针对数学），使用天平学习量的相对性（针对数学和技术）；幼儿可以使用放大镜观察自然角中的蜘蛛（针对科学），区分蜘蛛这种节肢动物和昆虫的区别（针对数学）；幼儿可以使用植物喷雾器观察蛛丝的规律（针对技术）。在音乐区投放长短不一、粗细不一的玻璃瓶，幼儿可以通过改变敲击的玻璃瓶大小来改变音高（针对科学）；也可以按照大小、粗细对玻璃瓶进行排序再演奏（针对数学）；学习声音的产生与控制（技术与工程）。在建构区中，幼儿可以建造房屋、桥梁，解决颜色搭配、形状组合，摆放空间重心、重力、对称、平衡等问题。

        此外，也可以将不同类型的学习区进行结合，如让烹饪区与数学区相结合，让幼儿使用数学区中不同形状的模具以及烹饪区中的烤箱烘焙面包，学习面包在烘焙过程中物理变化的同时，也学习不同的形状。有条件的幼儿园可以开设专门的类似STEM教育的学习区，为幼儿园提供丰富多彩的探索材料。

4、借鉴STEM教育理念进行评价。

        我们借鉴STEM教育理念，并整合多领域知识，那么如何知道教育效果呢？这就需要对上述课程进行评价。受到原来的习惯影响，我们经常按照领域进行分门别类的评价，较少做多领域整合的评价。因此，在评价的过程中，我们可以借鉴STEM教育理念进行跨领域评价。跨领域评价需要把握有两条内容：一条是怎么做综合性评价，另外一条是怎么做特征评价。传统观念的幼儿园综合评价强调过程性评价，注重活动过程中幼儿认知思维、社会交流、情感态度、动作技能、学习品质等方面的获得，而借鉴STEM教育理念下的幼儿园教育综合评价，应运用多个指标评价幼儿各方面能力的发展。

5、借鉴STEM教育理念进行师幼互动。

如：引导提问——要吸引孩子参与讨论，并了解孩子已有的概念和认识；孩子往往会提出很多问题，有的适于探究，有的不适于探究，教师要根据教学计划，经过和孩子的对话，引导孩子将精力集中在适于探究的问题上。

如：大胆假设——常用且有效的几种假设方式：这是一种好方法吗？我们需要做什么实验？还有一些工具，他们会不会有什么特别的本领？我们能用其他方法吗？搜集我们需要的证据，我们能做什么？

如：实验引导——可以提问的方式做实验引导：怎样证明你的设想是正确的呢？我们需要怎么做？谁能帮助我们？这样做可能会产生什么问题？那可能会好一点吗？我们做这个实验需要按照一定顺序吗？

如：寻求实证——在证实的过程中可以用问题推动探索过程的进展：我们怎么分工？先做什么？需要注意哪些安全问题？还有什么工具没试过？我们怎样用这些物品和工具？你想下一步会发生什么？我们应该记录什么？是不是还需要再观察其他现象？

又如：记录发现——用提问的方式配合儿童对实验结果的导出：我们发现了什么？这说明……？它意味着什么？这个发现和我们原来的猜想一样吗？哪里一样？哪里不一样？证明了我们的猜想吗？这样的结果令你感到惊讶吗？

又如：交流表达——有效的问题诱导儿童对探索过程和结果的表达：我们得到结果了吗？还有什么不同的方法或想法吗？你觉得使用哪种工具可以更方便地完成这个任务？为什么他们用的也是这个工具却没能完成任务呢？这样的结论和你的想法一样吗？·我们可以怎样展示我们的发现或成果？

6、根据幼儿不同年龄拓展课程的广度和深度。

        主要包括：物质科学——事物（材料）之间的变化和关系。生命科学——让幼儿在与大自然的互动中找到动物、植物和昆虫的习性。地球科学——为幼儿提供更多安全、丰富的环境，让他们在对自然的探索和发现中学习。技术与工程——技术侧重于工具的使用，简单的机械操作。

        总之，在我看来幼儿园实施STEM教育并非抛弃原有的经验，而是要在理解STEM理念的基础上，对已有经验进行改进和优化，我将结合自己的学习体验与收获，在教学实践中尝试探索，将具体案例整理出来与大家分享学习。