基于腦科學研究的幼兒STEM課程研究

摘 ?要：近幾年，腦科學研究與教育教學的結合日趨緊密，其研究成果很大程度上成為教育教學研究的科學起點和依據。本研究從幼兒腦科學全腦開發理念及成果著手，結合幼兒STEM課程設計原理，分析了二者的緣起、課程設計內容的標準與方法，給出了實踐案例及總結建議，并探索腦科學與幼兒教育的結合點。

關鍵詞：全腦開發;STEM課程;幼兒教育

作者簡介：李靜，徐州幼兒師范高等專科學校講師，研究方向為學前信息化、學習科學與技術設計。（江蘇 徐州 221000）

基金項目：本文系江蘇省2018年度高校哲學社會科學研究基金項目“STEAM理念下幼兒園融合課程建構與實證研究”（課題編號：2018SJA1971）的階段性研究成果。

中圖分類號：G610 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1671-0568（2019）24-0115-03

研究表明，學齡前幼兒大腦處于快速發育階段，其中3歲與6歲是兩個重要分界點。3歲幼兒大腦重量為新生兒的3倍，發展到6歲即可達到腦重的90%，因此該階段的幼兒是培養五感、思維及人格形成的關鍵時期。幼兒園階段（3-6歲）的幼兒大腦細胞組織的形成正在迅速完善，這時的孩子大腦就像是一塊海綿，具有超強的吸收能力，如何通過幼兒課程的合理設計進行科學的教育和引導，是我們需要重視與不斷鉆研的課題。

一、全腦開發與幼兒STEM課程的緣起

全腦開發教育又稱“全腦教育”或“全人教育”，是指對人的左右腦同時進行開發和訓練，達到左右腦協同的狀態。1981年，諾貝爾醫學獎得主斯佩里博士（美國心理生物學家和神經生理學家）通過割裂腦實驗，論證了“左右腦分工理論”，這成為全腦開發與學習的理論基礎和實踐指南。該研究證實人腦左半球語言功能占優勢，稱為抽象腦、學術腦，右半球空間直覺和形象思維占優勢，稱為藝術腦、創造腦。其中，左半腦主要負責邏輯理解、記憶、判斷、排列、分類、邏輯、分析、書寫、五感等，使思維方式具有連續性、延續性和分析性。右半腦主要負責空間形象記憶、直覺、情感、身體協調、視知覺、美術、音樂節奏、想象、靈感、頓悟等，使思維方式具有無序性、跳躍性、直覺性等。全腦開發教育認為，要將幼兒教育理念與接受教育實踐的需求結合起來，利用各種開發大腦的工具，同時開發理性的左腦和感性的右腦，全方位開發大腦的潛能。

“STEM”這一提法首次出現于 1986 年美國國家科學委員會撰寫的《本科的科學、數學和工程教育》報告中。這一概念是由五個學科的英文首字母組成，其中Science（科學）是反映自然、社會、思維等客觀規律的知識體系;Technology（技術）是解決問題的工具、方法和經驗的總稱;Engineering（工程）是運用科學原理和技術手段創造人工物體的學問;而 Mathematics（數學）則是研究數量關系和空間形式的一門科學。這幾門學科之間是相互支撐、相互滲透、協同發展的關系。后期，考慮到“STEM”更多偏重于科學工程等方面，于是逐步加入“Arts”（人文藝術）“Reading”（閱讀）等，演變為“STREAM”等“STEM+”概念，這必將成為未來趨勢。

全腦開發教育講求幼兒的“理性”左腦與“感性”右腦協同開發，“STEM+”概念強調各學科（理工與人文學科）深度融合，培養幼兒的高階能力，全面提升幼兒素養。全腦開發理論中左腦管轄的“邏輯、數學、推理、分析”等“理性”能力對應了“STEM+”課程中的理工學科，右腦管轄的“音樂、韻律、圖形、想象、創造”等“感性”能力實則是“STEM+”中的人文學科。基于這兩大理論基礎進行幼兒STEM課程設計，各取所長，正是本研究的深層基礎。

二、基于全腦開發的幼兒STEM課程設計

1.基于全腦開發的幼兒STEM課程設計內容。“STEM+”的主體為理工學科中的科學、技術、工程與數學，“科學”是關于“是什么”和“為什么”的知識，以及獲取知識的過程與方法;“技術”是“做什么”和“怎么做”的方法和技巧;“工程”是運用技術進行設計、解決問題、制作產品的過程;“數學”則是對于數、量、形等關系的研究。衍體中的“Arts”人文藝術，講求主動探索能力、團隊合作能力、解決問題能力、藝術欣賞能力等。

2.基于全腦開發的幼兒STEM課程設計方法。融合的STEM課程通常以科學探究為中心，鼓勵幼兒提出問題，實施探究并形成推論，這與科學家的研究過程十分相似。在幼兒原有知識和理解的基礎上，教師提供富有挑戰而有趣的課程材料促使他們進行探究和學習，以此來支持科學探究。例如，一個班級在最近的實地考察中發現并收集了一些化石，他們可能很有興趣將化石與當今的海貝以及海洋生物進行比較。在幼兒與材料互動的過程中，教師提出的問題、與幼兒進行的對話，都能夠引導幼兒進行科學探究。一般情況下，幼兒STEM課程設計需考慮以下基本方法：

l預測：基于先前能夠指導科學探究的經驗形成觀點或期望。

l觀察：在自然環境或者實驗條件下，仔細檢核物體的特點。

l實驗：創設情境來研究預測或操作物體，以獲得知識。

l比較：通過對物體的觀察實驗建立聯系。

l測量：制訂或使用方法來比較或量化物體的特殊屬性，如長度重量、距離和速度。

l推論：根據反復觀察或實驗結果形成假設。

l交流：使用口語、書寫、繪畫或情境再現的方法，分享在探究中獲得的知識。

三、基于全腦開發的幼兒STEM課程開發實踐案例

基于全腦開發理論與幼兒STEM課程設計原理，本課題研究結合幼兒園實踐經驗，定期組織一線教師集體教研，搜集、整理了多個案例并迭代實踐，取得了良好的效果，以下以“空氣中的氣球”為例，見表2。通過本案例體現了本研究理論與實踐結合的思想與做法。

四、總結與建議

在長期的教學實踐中，應將幼兒作為自信、自尊、自愛的“全人”看待，為幼兒創造條件，培養感性與理性結合、文理協調發展、會發現、敢表達、能創新的幼兒。實踐者在進行全腦開發理念下的幼兒STEM課程設計時，應從幼兒的年齡與發育特點出發，充分考慮以下幾個問題：

1.鼓勵幼兒探究。《美國國家科學教育標準》提出，鼓勵探究應是科學教育的重點，教師應在提出學習內容后重視學生掌握內容的方式方法，鼓勵幼兒試驗，尋找答案。尤其在STEM課程中，鼓勵探究應是一個基本原則，有目的地引導探究可以引發幼兒解答問題，并且進一步學習。

2.為幼兒學習創設真實的生活情境。研究認為，當學習環境和內容與幼兒生活的情境密切聯系時，幼兒的學習黏性最大、最有效，所以“為幼兒學習創造真實的生活情境”十分重要。在進行STEM課程的學習時，最好使用實際生活中的材料來探索，因為這個年齡段的幼兒還不能區分想象與實際，利用真實情境來學習，便于幼兒知識的遷移。

3.關注專注力的培養。專注力是智商組成的重要因素，是一切學習能力的基礎，是幼兒適應環境的基本能力，在進行結合真實生活情境的STEM課程的學習時，應關注專注力的培養。幼兒的專注力可以結合其五感進行訓練。如當拼圖即將完成的時候，不妨設置一些小障礙，引發幼兒的思考。如果幼兒放棄，教師不妨給予一些提示，當然不是和盤托出，而是在這個過程中起引導作用。

4.自我控制能力的培養不可或缺。與幼兒約法三章，在這一過程中教師與家長可以引導幼兒發現自己的不足與優勢。即使幼兒意外違約，也不要責怪他，因為這是個不錯的機會，幼兒能夠在整個過程中學會反思，慢慢地建立自我管理的能力。

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責任編輯 ?易繼斌