學前教育階段STEAM教育活動研究
——以“認識空氣”為例

黃用杰，魏 哲

(湖南幼兒師范高等專科學校，湖南 常德 415000)

自STEAM教育誕生起就成為世界各國借以提高國家核心競爭力和應對國際性挑戰的國家戰略，體現的是國家意志和社會發展的需求。為此，中共十九大確立并全面實施創新驅動戰略，教育部發布的《教育信息化“十三五”規劃》提出積極探索STEAM教育。教育科學研究院、我國科協等部門分別出臺《中國STEM教育白皮書》《中國STEM2029行動計劃》等文件，以期推動我國STEAM教育的發展。

一、幼兒STEAM教育的必要性

STEAM教育是指整合科學、技術、工程、藝術和數學領域的跨學科教育，還延伸到計算機、創意寫作、人工智能等。STEAM教育基于問題的學習，強調學習者在創設的情境中自主探究、建構知識，側重科學探究過程，同時也注重工程設計過程，要求學習者進行團隊合作，最終解決實際問題。美國教育部在《STEM2026》報告中明確提出，幼兒時期就要開展STEAM教育[1]。幼兒階段推行STEAM教育完全符合兒童的身心發展規律和未來時代的能力需求[2]，幼兒階段是STEAM教育的基礎階段和啟蒙階段[3]，聯合國的《走向終身學習—每位兒童應該學什么》，我國的《3—6歲兒童學習與發展指南》《關于學前教育深化改革規范發展的若干意見》三個指導性的文件精神都與STEAM教育理念不謀而合。

幼兒從小開始培養STEAM意識與能力，有利于推進國家創新驅動發展戰略的全面實施，發展中國特色世界先進水平的優質幼兒教育。但我國對STEAM教育的研究和探索基本限于小學、初中和高中，在幼兒階段的研究較少，以“認識空氣”為個案的更是少之又少。本文采用案例研究方法，以幼兒科學課程中一個具有代表性的大班科學內容"認識空氣"為例，探尋學前階段STEAM教育活動的實施范式。

二、活動準備

(一)確定活動及研究目標

“認識空氣”是一個具有代表性的大班教學活動。空氣是大自然最普遍的物質，更與幼兒息息相關，幼兒對空氣有濃厚的探究興趣。本活動由分別來自物理、數學、學前教育、藝術、語言與表達五個領域的一線師范院校和附屬幼兒園的專任教師來組織實施。活動組經過文獻調研和專著調研，結合以往本活動的教學情況，確定了本活動的教學目標為：通過運用STEAM教學理念，讓幼兒了解空氣的一些基本性質、學會通過實驗和自制儀器探究空氣的性質、充分激發和滿足幼兒探索自然的好奇心、提高幼兒探索自然的興趣和跨學科素養、提升團結合作意識，培養幼兒熱愛大自然、保護空氣及自然環境的情感。

(二)確定研究方法及途徑

從學前大班的教學實際出發，綜合考慮大班幼兒的年齡特點、空氣的特點、STEAM教育的特征因素，確定本活動主要的教法為跨學科教學法、實驗法、演示法、情境教學法、提問法、討論法、比較教學法等。本活動的學法以探究式學習法、合作學習法為主，在活動中培育幼兒的STEAM理念，提升幼兒的跨學科能力。

三、活動開展

(一)故事導入，拋出問題

作為兒童認識世界的重要載體，幼兒繪本圖文并茂，美輪美奐，有助于提高幼兒的認知、語言、審美和社會適應能力[4]，促進幼兒的情感發展，將幼兒繪本融入具體教學更能激發幼兒的學習興趣。幼兒STEAM教育不同于中小學STEAM教育，不僅要遵循跨學科教育理念，更不能違背幼兒學習與發展的基本規律和特點。

皮亞杰的認知發展階段理論強調幼兒處于前運算階段，思維是無系統的，適合采取情境導入法開展教學活動，根據大班幼兒的年齡特點，大班幼兒對童話故事情有獨鐘。本活動的第一步是通過繪本中的經典童話故事“小狐貍賣空氣”拋出問題：小狐貍到城市旅游，卻得了空氣污染過敏癥，于是又回到深山老家去呼吸新鮮空氣，便將山里的新鮮空氣賣給了住在城市里的老奶奶和小朋友，可是我們能發現空氣嗎？怎么判斷小狐貍的葫蘆里裝了空氣呢？又有怎樣的依據呢？

雖然大班幼兒已處于前運算階段的后期，具備觀看魔術表演的心智水準，若采取“水下點蠟”等魔術的形式導入，僅關注了科學領域，沒有體現目前提倡綠色環保的社會背景和傳統文化的塑造力量。魔術的內容與后期的活動沒有緊密相連，幼兒的關注度和興趣點沒有得到較好的持續。將相關魔術放入到后期的具體探究活動中，更能引發幼兒的共鳴。

(二)獨立思考，共同商議

幼兒獨立思考如何證實小狐貍的小葫蘆里存在空氣，小組內討論各自的想法，合作設計證實空氣的實驗方案，紛紛提議摸一摸、聞一聞、看一看、稱一稱等，教師請各小組派代表說明設計意圖和具體方案。教師充分發揮幼兒的自主能動性，先讓幼兒自主猜想，再進行組內討論，提升了幼兒的獨立思考能力和語言表達能力。

(三)初步檢驗，完善方案

幼兒實施自己的設計方案，進行初步檢驗，反思總結，完善方案。在幼兒完成檢驗后，教師針對部分實驗方案進行適當引導，空氣既然沒有味道，聞一聞能說明空氣的存在嗎？如果小葫蘆的外殼比較堅硬，能否直接通過摸一摸判斷空氣的存在？教師的問題引發幼兒對比各組不同的方案，進而修正和完善自己的設計方案。

教師提醒幼兒在活動日記上記錄他們每一個偉大的想法，養成幼兒記錄探究發現的習慣。通過初步驗證和討論，幼兒認為如果證實了空氣占據空間，就可以用皮球與小葫蘆相連，通過摸一摸或者看一看皮球外觀的變化來證實。或者如果證實了空氣具有一定的重量，就可以通過對比吸入空氣前后的重量來證實。教師順勢引出幼兒后期的活動內容為探究空氣是否占據空間和空氣是否具有一定的重量。

(四)空氣占據葫蘆的空間

1.魔術表演

此時幼兒已對如何證實空氣占據空間產生了濃厚的興趣，教師借機表演杯底紙團不濕的魔術，既引導幼兒的思考，又更一步激發幼兒的探究欲望。教師將廢紙揉成一團，放到玻璃杯的底部，壓緊紙團，確保杯子倒過來時，紙團不會掉下來。教師提問如果我將杯子倒扣在水中，請問杯子底部的紙團會濕嗎？幼兒滿懷信心答道紙團肯定會被水弄濕。教師提高聲調：見證奇跡的時候到了！當教師把紙團從杯子中拿出時，幼兒發現紙團竟然滴水不沾。

2.親身嘗試

教師請幼兒分組自行嘗試能否同樣保證紙團不濕。幼兒往往需要2次及以上才能壓緊紙團，確保倒扣時不會落下，這恰恰培養了幼兒的動手操作能力和手指協調能力。基于教師已進行過演示，大部分幼兒可以實現紙團不濕。部分小組的幼兒因為倒扣時沒有始終處于豎直方向，杯子有一點傾斜，致使空氣跑出，水溢進杯里。教師不指出讓紙團不濕的操作，讓幼兒自行操作，在不斷試誤的過程中自我反思，總結經驗，發現規律，體現了幼兒探究科學的試誤性。

若教師前期不進行演示，直接讓幼兒自主探尋，大班幼兒的整體心智水平不足以讓大部分幼兒能通過反復嘗試而成功，影響幼兒學習的積極性和自信心。若教師先讓幼兒在紙團上繪畫，雖然引入了藝術領域，但不利于培養幼兒尊重勞動成功的品質，與我國新時代勞動教育理念相違背，且大部分幼兒都不愿意將自己的繪畫作品拿來進行探究活動，導致后期活動中畏手畏腳，不敢大膽嘗試。

3.對比發現

教師將杯底留有紙團的杯子傾斜倒扣水里，幼兒們發現水中出現了一些小泡泡。教師引導幼兒對比豎直和傾斜倒扣水中的不同現象，引發幼兒對傾斜時水中小泡泡的思考，幼兒最終發現豎直倒扣時杯底的紙團沒有濕的原因是空氣占據了緊挨杯底的一部分空間，致使水不能接觸紙團。當傾斜倒扣時杯中的空氣溢出，形成了小泡泡，才使水有了和紙團接觸的機會。幼兒自主進行對比觀察和歸納，充分體現幼兒的主體性。

(五)葫蘆里的空氣有重量

1.提出問題

教師追問幼兒：我們共同探究了第一種驗證葫蘆里空氣的方法，現在就探究第二種方法，大家會采取怎樣的方法測量空氣的重量？幼兒列舉了他們在日常生活中見到的電子秤、彈簧測力計、桿秤……教師卻眉頭緊鎖：大家都是觀察小能手，樂于發現，但我們幼兒園沒有這些秤，這可怎么辦？

2.聯系生活

當幼兒也愁眉苦臉時，教師出示本幼兒園操場的蹺蹺板圖片，讓幼兒回顧下什么時候會在低處，什么時候會在高處，為什么呢？教師播放科學實驗室中的物理天平微視頻，提問幼兒：天平的原理同我們的蹺蹺板原理一樣，如果兩邊物體的重量不一致，會往重物體的方向傾斜。如果我們能利用日常生活的材料制作一個簡易天平，一邊放有空氣的葫蘆，另一邊放沒有空氣的葫蘆，通過觀察天平兩端的情況也可以判斷小狐貍的葫蘆里是否有空氣。步步引導，循序漸進，巧妙而自然地將力學平衡和工程問題通過幼兒喜歡的蹺蹺板來呈現，提升幼兒的STEAM學習興趣和跨學科素養。

3.巧奪天工

幼兒提出質疑，我們沒有葫蘆可怎么辦？教師提出能否用氣球替代呢？氣球的彈性較好，更適合幼兒觀察其形狀的變化，方便幼兒對比現象，并讓幼兒在潛移默化中學習等效替換法。教師此時為每一組提供兩條長約30厘米的細硬紙條、手動單孔打孔機、長約1米的細繩、小刀、新舊鉛筆各一支、液體膠水和固體膠水各一瓶、膠布、廢棄的一次性筷子一根、氣球4個、酸奶盒蓋子2個、剪刀一把、大頭針一個、直尺一把、水彩筆一盒和蠟筆一盒。投放材料的及時性和豐富性能有效支架幼兒的主動探究、多樣化探究和個別化發展。若提前投放材料將分散幼兒對前期活動的注意力，同時減低現有活動的探究興趣和探究欲望。若只提供某一類天平的制作材料將限制幼兒的想象力和思維，不利于幼兒的全面發展。

幼兒制作的簡易天平各不相同，體現了幼兒差異的多樣性。有的采用細硬紙條作平衡桿，既有一層的，又有兩層的，并用打孔機進行打孔；有的用舊鉛筆作平衡桿，由于一端削掉了一部分，不好平衡，又換成了新鉛筆；也有用一次性筷子做平衡桿。

有的將大頭針在酸奶盒蓋子上方打了三個或者四個孔，再通過細繩拴在平衡桿上，最后將吹了氣的氣球和沒吹氣的氣球分別放在兩個蓋子上；也有直接將兩個吹了氣的氣球通過細繩系在平衡桿的兩段。

有的直接利用學過的直尺確定中點；有的將其他物體作為非標準尺來初步確定中點，將兩個吹氣的氣球系在平衡桿的兩端，再調節平衡，最終用大頭針刺破其中的一個氣球。

不同的幼兒在天平及氣球上畫了不同的圖案，以植物、動物和人物為主。教師在此環節中重在引導幼兒如何通過調節初始狀態的平衡，確保天平的準確性。由于幼兒的力氣較小，教師可協助幼兒打孔，其他具體操作都由幼兒自主完成，支持幼兒有意義的學習過程，提高了幼兒的邏輯思維和實踐能力，通過測量促進幼兒的數學思維，通過設計和制作天平培養幼兒的工程意識，通過調節天平的平衡提升幼兒的科學素養，通過繪畫養成幼兒的藝術素養和審美情趣，無形之中培育了幼兒的STEAM理念。

(六)拓展延伸

幼兒為自己竟然能制作出天平而喜出望外，教師請幼兒總結依據空氣什么性質可以判斷小狐貍的葫蘆里有空氣，再請幼兒說說對于“小狐貍賣空氣”還有沒有其他問題，幼兒質疑城市的空氣為何被污染了，教師展示空氣污染的圖片，幼兒通過圖片發現汽車尾氣、工廠廢氣、燃燒垃圾等都會污染空氣，激發幼兒保護美麗大自然的動機，增強幼兒的環保意識。教師繼續追問：空氣已被污染了怎么辦？除了小狐貍跟市長建議的多種樹可以凈化空氣外，還有哪些辦法可以凈化空氣和防止空氣的進一步污染？讓幼兒回家跟家人一起利用信息化等技術查閱空氣治理的相關資料，并與家人分享今天的魔術和小制作。在此環節中引導幼兒利用現代化技術開展探究活動，提升幼兒的技術素養。通過課后家庭活動，加強家園聯系，共建幼兒園與家庭的STEAM學習共同體。

四、活動總結

基于“設計—實踐—反思—整改—實踐—對比—完善—實踐—總結”的基本思路，開展了本次幼兒STEAM活動——認識空氣，本活動基于STEAM教育理念，依據幼兒的身心發展規律，結合我國幼兒日常活動特點，以“小狐貍賣空氣”為線索，探尋空氣的基本性質。在實踐中，為尋求幼兒教育和STEAM教育的平衡點，緩解國外STEAM教育理念與我國本土化實踐的沖突，實現跨界融合、兼容共生和多元歸一，應注意以下幾點。

第一，區別于中小學STEAM教育活動的實施，開展幼兒STEAM教育活動應為幼兒創設情境，激發幼兒學習STEAM教育的興趣。需以幼兒適宜的方式創設情境，可采取結合幼兒日常生活場景，通過繪本引入童話故事、兒歌等幼兒喜聞樂見的方式，最終以問題為導向作為整個活動的導入。

第二，幼兒STEAM活動不是幼兒科學、技術、工程、藝術和數學等領域活動的簡單拼湊或幾何疊加，更不可違背幼兒的身心發展規律，幼兒STEAM活動不具有復雜性，不能選取融合度高和難度系數大的活動。

第三，根據幼兒活動的特點，幼兒STEAM活動可能只涉及到某2個或3個領域，而不是每一項活動都必須涉及科學、技術、工程、藝術和數學等領域，不能生搬硬套，強加一些領域的內容，而是注重自然地培養幼兒相應領域的隱形STEAM素養。

第四，建議通過適當的童話故事為幼兒STEAM活動創設情境，既提升幼兒的優秀傳統文化素養，又提升幼兒的語言能力，還能巧妙引出活動的主題，并貫穿始終，既生動又自然，激發幼兒的內生學習主動性，提高幼兒參與STEAM教育活動的積極性、主動性、持續性和完整性。

本活動的探索為STEAM教育融入學前教育階段提供了實踐思路與范式，增強了我國幼兒STEAM教育活動的文化適宜性，推進了我國幼兒STEAM教育本土化的進程。