探究式科學課程的有效推進
——三個積木變身的鐘擺故事

■文/江蘇省靖江市第一實驗幼兒園 劉燁萍

在科學探究的過程中，師幼共同建構富有彈性的探究式課程，引導幼兒有深度、有廣度的探究認知，讓幼兒進行探究式學習、游戲化活動、情景式體驗，這些方式能有效地幫助自我建構科學知識經驗，將科學探索活動優化成STEM學習活動，逐漸形成和發展幼兒探究解決問題的能力。

一、故事來源：爭搶積木——合作協商——展開討論

在桌面建構游戲時，浩浩和睿睿兩人為了一個支架積木爭吵不休。

浩浩：“這是我需要的，你借我玩一會兒，好嗎？”

睿睿：“不行，借給你，我這個游戲就玩不起來了，再等會兒吧！”

浩浩：“唉，那要等到什么時候啊？”

睿睿：“不然我們合作吧，我想玩一個蕩秋千的游戲。”

兩人達成共識開始合作了。

兩個支架擺好，浩浩拿了一根長長的小棒左右架上，從美工區找來一根麻繩，一頭系上一個積木小人，一頭系在長長的小棒上。睿睿迫不及待地推了一下，果然秋千擺動起來了。

浩浩有點激動：“哇塞！可以擺動好長時間呢！”

睿睿突然說：“還有點像鐘擺呢！你說像嗎？”

浩浩點點頭：“鐘擺？嗯！確實挺像的。”

“哇！我們搭了鐘擺呢！”兩人歡呼！

歡呼聲引來了其他幼兒的圍觀，大家開始議論紛紛。

分析與思考：從幼兒間的矛盾產生到解決問題這個看似簡單的過程中，可以折射出幼兒對問題的價值判斷和選擇能力，無意中形成了一個有探究意義和價值的STEM案例，我們將從這里作為幼兒探究的起點。

二、故事推進：發現問題——調整支持——經驗提升

第一階段：鐘擺大討論

通過設計調查表，和家長一起完成調查、查找的任務，以及“我知道的鐘擺”“鐘擺的作用”等活動的開展，幼兒明白了鐘擺是從一個固定點懸垂的可以自由運動的重物，鐘擺來回擺動一次就成為一個周期這個道理。幼兒還知道起重機上用來拆卸建筑物的落錘、擺鐘的擺錘、海盜船、健身器材的擺椅、催眠儀、鋼琴上的節拍器、吊椅等都是根據鐘擺原理工作的，各自的擺錘都有自己特殊的作用。

分析與思考：鐘擺在生活中不常見，幼兒接觸得更是少之又少。我們深知家長參與的多元性本身就是STEM學習的重要資源，他們能科學地給幼兒的學習提供支架。因此，我們通過設計調查、收集信息、記錄談話等方式讓幼兒的尋找和探索過程真正有方向、有可操作性，有園外經驗的技術支持。

第二階段：鐘擺大變身

了解鐘擺原理，熟悉生活中一些根據鐘擺原理工作的物體后，幼兒開始在教室里搜尋一切能夠制作鐘擺的材料。建構區的萬能工匠、插塑積木、紙杯等，美工區的樹枝、冰棍棒、夾子、各種繩子，書、桌子邊角等等都是幼兒可以利用的材料。

大家合作建構的場面甚是歡快。

“我們用萬能工匠搭一個固定的支架，這樣才牢固。”

“我們用三個樹枝綁成一個樹杈，也可以搭一個支架。”

“我們直接用一堆書壓住一根線，把線的另一頭垂下去就可以了，這樣多方便啊！”

就這樣，創意百出的鐘擺誕生了。

分析與思考：活動區域是幼兒自由探索和發現的場所，在與科學相關的不同區域中，幼兒自由選擇了不同數量的活動材料，靈活多樣的活動方式，按自己的興趣和已有經驗創造了不同造型的鐘擺。這些都是幼兒探究的完整性和深度學習的體現。

第三階段：鐘擺大比拼

鐘擺都做好了，幼兒開始互相欣賞、擺弄這些作品，一個個都非常興奮。

“我的鐘擺擺動時間比你們的長。”

“不對，我的鐘擺時間也很長的，不相信來比一比。”

“比就比，我們邀請老師做裁判。”

比賽開始了，教室里頓時鴉雀無聲，就等著我發出“開始”的口令。

一聲令下，幾個鐘擺同時晃動起來，幼兒屏住呼吸，眼睛一眨不眨地盯著各自的鐘擺，結果……

“唉，怎么辦？材料不同，不能知道比賽結果。”

那怎么辦呢？不比了？還是換材料？

“我們還是不要比吧，可以數數各自的鐘擺擺動了多少次？”浩浩提出的建議讓大家豁然開朗，一致贊同。

“用什么方法記錄呢？”

拍手數數、畫豎線、畫圓……各自記錄的方法都不同。

幼兒不太相信第一次的記錄結果，又進行了第二次、第三次實驗，結果發現每組每次統計的數字相同。最后大家一致認為：鐘擺擺動的弧度對擺動時長沒有影響，而鐘擺線繩的長度至關重要。

分析與思考：整個比賽是由幼兒發起的，這一階段通過比賽、記錄、調整到得出結論，整個過程體現出幼兒運用數學感性經驗解決問題的能力。可以看出：當幼兒真正投入到自己喜歡的事情中，他們就是在學習、成長，挑戰自己，建立合作關系，更是在體驗成功的喜悅。

第四階段：鐘擺大調整

“那有的積木太短了，我們要換材料。”

“用幾根短棒通過連接管連接到一起。”

“不行，不牢固，擺動的時候架子倒了怎么辦？”幼兒開始同心協力想辦法了。

“用我們的椅子試試看，找一根長棒就可以了。”

“那桌子不是很高嗎？肯定可以的。”

幼兒紛紛行動起來，椅子、桌子、大椅子、水管都試了一下，果然擺動的路線遠了。

“老師，杯子里要是裝了東西，擺動的時候會掉出來嗎？”

“肯定不會，要是裝點水扎幾個洞就是灑水機了。”

“那如果是彩色的水不就可以畫畫了嗎？”

“裝上沙子就是沙漏了。”

從幼兒的對話中可以看出，他們在盡情地發揮自己的想象力。

浩浩問道：“老師，擺動的時候擺錘晃來晃去的，它每次晃動的路線是一樣的嗎？是什么路線呢？”幼兒猜測直線、弧線、水波浪線等等。

分析與思考：這一階段是幼兒根據結論和已有經驗進行調整的環節。只要有操作就會發現問題，幼兒在新的問題的基礎上引出了更精彩的想象環節。此時幼兒擁有自己的思考和想法，教師鼓勵和尊重他們表達自己的觀點，充分驗證了教師的退后、放手與幼兒的獨立思考能促使幼兒走向更深層次的探究和學習。

第五階段：鐘擺無限畫

最初幼兒想到用筆做擺錘可以看出路線，結果是失敗。為什么呢？因為當筆碰到紙上時，會產生阻力，就會停止，擺動的路線也不均勻。后來想到用沙子，發現沙子落到紙上有一個分散的過程，沙子都散開了，雖然畫面很美，但實驗結果還是不準確。

最后決定用顏料，結果路線出現了，幼兒不但發現擺錘每晃動一個周期就是一個橢圓，還說這些畫就叫鐘擺畫，像個地球。幼兒的想象開始成為現實，幼兒又開始新了的任務——測量鐘擺路線的長度。

分析與思考：聽完幼兒的對話，看到幼兒操作實驗。他們從想象到實踐操作，此時我們的作用是幫助幼兒創造他們自己可以掌控的游戲環境，并提供支持性的適宜材料和流程，給予幼兒隱性的信任。為下一步的探究學習打下堅實的基礎。

第六階段：鐘擺驚效應

當幼兒發出提問：“如果在一根桿子上掛兩個擺錘，擺動的時候會是什么樣的呢？”那么“如果在一根桿子上掛多個擺錘，擺動的時候會是什么樣的呢？”當幼兒提出這個問題之后，其他幼兒開始質疑：那么多線在一起肯定要打架了，絕對不行！答案一致否定。我沒有給予肯定或否定，而是叫幼兒回家和大人一起試一試。結果第二天大多數幼兒都說實驗失敗，或者說只能兩個擺錘要離得很遠才行。

后來我在網上搜索關于鐘擺知識的時候，無意中看到了一個視頻《驚人的鐘擺效應》，帶給我無限啟發。

幼兒看了視頻之后，都為之驚嘆：“天啊！太神奇了！一塊擋板有這么神奇的力量！”于是馬上找材料開始實驗。他們找了萬能工匠的圓球，一塊KT板,實驗非常成功。

幼兒開始討論擋板的作用、擺錘的路線，并用自己的方式開始記錄。

“它能支持所有的擺錘。”

“有了擋板，擺錘就能從一個起點出發了，線就不會繞在一起。”

“有了擋板，擺錘開始的力量就一樣了。”

“有了擋板，擺錘擺動的路線就都是一樣的。”

“擺動起來一會兒是水浪線，一會兒是兩條直線，一會兒是三條線交叉，一會兒又是小魚形狀。”……

分析與思考：在幼兒發現問題難以自我解決時，此時成人提供適當的學習經驗是支持、推進幼兒深度學習的有效方式。此時活動中幼兒參與過程是愉悅的、專注的、有序的，材料的提供、活動的推進都是源于幼兒的需求及發展。

三、反思：觀察分析——深度學習

本次活動源于幼兒之間的矛盾和對話，后續從提出問題、關注問題、調查實驗、驗證比拼、調整發現、形成解釋和得出結論、合作分享，從而逐個解決問題并引出一連串的遐想。這樣的活動讓幼兒真正經歷探究、體驗探究和發現奧秘，是幼兒深度學習的有效驗證。

在活動中，幼兒能通過觀察、比較與分析，發現并描述鐘擺的不同之處，并能用不同的方法驗證自己的猜測繼而提出新的問題。幼兒通過使用不同的材料組建鐘擺是一個大的工程，運用不同的記錄方法記錄鐘擺的擺動次數、測量鐘擺的路線長度等，這些都融合了很多數學概念，鐘擺的軌跡、推動鐘擺的力度等都是科學知識的體現。這個復雜的過程表現出幼兒運用各種已有經驗自發解決問題的能力、探索發現的能力及合作協商的能力。