有原則，會應用：幼兒園STEM活動開展與分析

裴巧琴

引 言

中國教育科學研究院STEM教育研究中心正式發布的《中國STEM教育白皮書》指出：STEM教育有助于培養一大批有創新思維、動手能力的人才，以滿足經濟社會發展的需要。在這樣的趨勢帶動下，中國STEM教育發展的新方向、新模式逐漸明晰起來。STEM教育是通過科學、技術、工程和數學四個相關領域整合的綜合性課程。在幼兒園階段，教師應幫助兒童獲得真正有意義的STEM學習經驗，并將這樣的正向體驗延續到未來的學習中[1]。

一、幼兒園開展STEM教育的主要原則

（一）生活性原則

生活性原則源于我國教育家陶行知先生提出的“生活即教育”，教育與生活是相互交集、相互作用的。幼兒的思維特點以具體形象為主，真實可感的事物更能激發幼兒的探究欲和求知欲。因此，幼兒園開展STEM教育需遵循生活性原則，主張將STEM教育結合幼兒日常接觸的事物進行活動，開展貼近幼兒真實生活的活動。

例如，“下水道堵住了”是大班生活環節的一個小插曲。倒水時幼兒們發現——水堵住了，因此有的幼兒用手去摳洞，有的用筷子疏通，有的直接報告教師……“水不往下流，可能發生了什么？可以用什么工具？”為了解決這一問題，幼兒找來了各種材料進行嘗試，結果第一次的材料沒有起到明顯的作用（吸管太短插不深、毛根軟使不上力、筷子是直的不能轉彎……）。幼兒又展開了第二次討論：怎樣來改造工具？連接、組合、找疏通劑……源于生活的問題不斷激發幼兒去實踐。

從上述案例中我們可以看到，來自幼兒生活中的STEM教育更真實、更自然，為尋求問題的解決方法，他們進行了不同的嘗試，在猜測、動手、實踐的過程中不僅總結出疏通下水道的可能性方法，還比較了各種工具的優勢與不足，同時通過解決生活化問題，使幼兒們積累了生活經驗。

（二）低結構性原則

低結構性原則就是滿足兒童感知、操作和體驗的需求，一方面營造自由寬松的氛圍、開放學習環境，引導幼兒在與材料的互動中深入探索，獲取科學探究的核心經驗；另一方面，鼓勵和引導幼兒學習做簡單的計劃和記錄，在操作及驗證中梳理活動經驗[2]。

例如，“吹泡泡”是中班上學期的一個區域活動。教師打破以往準備好泡泡水、吹泡泡器的常態，給予幼兒任務單：先做泡泡水，再做吹泡泡器，看看你吹出的泡泡是什么樣的。這里提供的物品都是源自幼兒前期的生活與調查，比如，洗潔精、水、糖、洗衣液、肥皂、毛根、吸管、軟管等，還有記錄表格。在挑戰任務時，對于泡泡水調制的選擇或兩兩組合，或多種混合；而做泡泡器時，幼兒對吸管和毛根情有獨鐘，吸管拿來就可以吹，毛根則可以做造型……幼兒根據任務選擇材料，調配出不同配方的泡泡水；教師學會放手則是從另一個側面支持了幼兒的表達與發現。

從這里可以看出，利用“低結構材料+記錄”的方式在顯性處放棄了教師的主體者身份，但在隱性處助力了幼兒的主動探究，加上幫助幼兒回顧和思考，增強了幼兒探究學習的計劃性和目的性。

（三）主題性原則

主題性原則是通過主題的方式系列化、有深度地推進。一個主題往往是一個挑戰連接另一個挑戰，隨著“發現問題—解決問題—再發現問題—再解決問題”的層層遞進，學習難度在增加，挑戰在升級，主題任務也在不斷優化。在這樣的過程中，幼兒的經驗建構不斷完善，對科學探究的專注度越來越聚焦，對思維建構力也越來越清晰透徹。

例如，“停車場”是一個中大混齡的主題活動。活動中從平面停車場開始，幼兒發現固定車位有限，一塊場地只能停8～10輛車。“同樣的地方怎樣才能停更多的車？”于是就有了升降停車場，利用一塊平行積木當底托，上下兩層能停更多的車。“如何讓停車場的車來去自由，讓停車更順暢？”問題再次引發幼兒的思考，他們分工合作，開始構建立交橋式的立體停車場，既有升降機，又有旋轉路徑，還加入了地下地上的兩個層面。燈光、道路、標志等元素的加入，讓停車場呈現出了更加細致的設計。事實上，教師在這個活動中扮演著參與者、引導者的角色，在提出每個問題后要觀察、了解幼兒的表現，然后給予幼兒有針對性的指導。

這個案例中，幼兒對停車場的改建經歷了一個由認識到實踐、由原理到圖紙、由圖紙到實操的過程，問題導向的系列活動緊緊圍繞建“方便實用的停車場”這一主題進行，不斷深入，環環相扣，難度也在逐漸升級。

（四）生成性原則

生成性原則是和預設性原則相輔相成的。幼兒園STEM教育同樣具有顯著的生成性[3]。活動中教師預設成分較少，需要時刻關注幼兒在活動中的真實狀態和反饋來靈活調整活動策略及方向。活動中的每個節點都有可能出現新的探索興趣點，幼兒每一次的動態生成也都會激發起教師潛在的教育機智。

例如，“承重挑戰”是一個“橋”主題活動下的子游戲。幼兒用不同材質的物體搭建橋，發現生活中的紙片、塑料吸管等改變形狀后，承重力也發生了改變。這時，有幼兒拿出生活區的意大利面也想試試。雖然意大利面細且易斷，但是有難度的挑戰吸引了其他幼兒的加入。“用泡沫板做底板，意大利面可以撐起一張紙嗎？需要用多少根意大利面？怎樣插才能撐起更多張紙？我用意大利面撐起了什么？”一個材料的加入引發出一連串的“問題”，而一連串的“問題”支持著幼兒們真實的體驗活動。

這個案例讓我們感受到：在活動中不斷遇到的狀況成為幼兒探究的動力，教師需要注意傾聽幼兒的聲音，根據幼兒某一元素產生的問題生成新的探究點，并引導幼兒以問題為導向進行自主式學習。這樣，一個有價值的思考點會驅動著幼兒不停探索，而且會不斷豐富活動的內容。

二、STEM教育在幼兒園課程中的融合性應用

（一）基于問題性情境，引導幼兒關注生活

在幼兒園活動中，STEM教育更重視幼兒學習內容和幼兒生活經驗之間的密切聯系，當學習的出發點與具體的操作材料相結合、與幼兒的生活經驗相聯系時，這樣的學習才會取得更好的效果[4]。

以“‘懸空’建筑”為例，該活動源于幼兒發現的一張“不一樣的建筑”照片——公園里的一個懸挑式觀景臺。“這個建筑不一樣在哪里？”——這個觀景臺上下面是空的，前后也是空的，只有一面靠著邊，好像被一塊磁鐵吸在墻上一樣。“這樣的建筑是怎么造出來的？”“怎樣保障‘懸空’建筑的牢固性？” 教師鼓勵幼兒動手搭建。幼兒基于生活經驗進行了大膽嘗試：懸空建筑的底座要牢，可以用雪糕棒挑出去，另一頭需要用重的東西壓住；懸出去的空間越遠，建筑會翻的可能性越大；這樣的建筑安全保障很重要……

發現問題是STEM教育的關鍵。活動中，教師通過創設問題情境，從幼兒生活視角發現的建筑入手，鼓勵幼兒觀察其與一般建筑的不同，之后鼓勵幼兒思考并解決問題。“怎樣造？”和“造的時候發現什么（注意什么）？”在探究過程中，關鍵是幼兒的動手操作，教師不需要提供現成的答案，而要鼓勵幼兒根據已有經驗提出想法和解決方案，在實踐中檢驗假設，獲得發展，這樣才能更好地提升幼兒的經驗。

（二）進行跨學科學習，培養幼兒對知識的遷移能力

跨學科是STEM教育最突出的特征，提倡學科融合下學生通過靈活應用知識來解決實際問題[6]。在幼兒園中，STEM教育不是將重點只放在某個特定領域或學科上，而是聚焦問題，強調知識之間的內在聯結性，以及在綜合化運用中促進幼兒的深度學習。

例如，在“水管工程師”活動中，教師可以通過預設實物水管、水及平板資源庫，引導幼兒在自主探究中了解不同水管的名稱和作用；通過App游戲“接水管”，感受選擇合適的水管進行連接，讓水流通；通過工程師任務——為自來水廠和不同地點的小動物家設計水管管道，思考“用了幾種水管？”“怎樣連接？”“還可以怎么接？”進一步提升幼兒解決問題的能力。

從認識水管到選擇合適水管，再到設計水管連接管道，讓管道連接更實用。這個活動打破了原有的學科課程的界限和框架，是圍繞角色問題的課程學習，有助于幼兒形成一種系統性、整合性的思維方式。此外，教師鼓勵幼兒以水管為基礎，促進其知識經驗的相互貫通，培養了幼兒感知發現、選擇應用的知識遷移能力。

（三）通過團隊式學習，培養幼兒的合作精神

STEM教育就是通過協作來培養幼兒解決問題的能力。基于目標的學習共同體，凝聚集體智慧，通過展示他們的發現來表達想法、觀點和在探究學習中所獲得的知識技能，并分享彼此的喜悅。

以“我們的小區”建筑為例，一次意外的暴雨，戶外沙水區中幼兒的“家園”沖掉了，沙盤建筑一片狼藉。“怎樣抵御突降大雨，讓我們的家園不怕水、不進水？”幼兒進行了商量，設計并推選出三種方法：排水管、壘高和挖溝渠。之后，幼兒分工合作，設計圖紙、找材料、實際操作。第二次“大雨”來臨，“家園”又是面目全非。幼兒扒開現場找原因。第二次嘗試中，幼兒更加謹慎，沙包組、石頭組一起上陣。這次的“大雨”量增加了，“家園”守護基本合格。“還有更好的排水方法嗎？”幼兒還在逐步探索中……

通過這個案例不難看出，幼兒形成團隊后更加強調“我們”而非“我”，重視合作伙伴在共同工作中的價值和意義，有集體設計、有分工任務、有現場指揮、有及時反饋。這樣的團隊學習，不僅鍛煉了幼兒的社會適應性，更實現了擁有不同生活經驗和認知水平的個體間的相互學習與啟發。

（四）運用工程性思維，提高幼兒解決問題的創新力

STEM教育是一個過程，更是一種思維方式。工程性思維不同于科學思維，它遵循“明確問題—設計方案—制作實物—測試與改進”的程序。

以“比薩斜塔”為例，對于大班的幼兒來說，垂直的壘高較容易，挑戰有傾斜角度的壘高，如何保持平穩則需要他們運用工程思維去探索。活動開始是感知材料：“材料有哪些？它們有什么共同的地方？有什么不同的地方？”接著是明確問題：用剛剛的材料試著搭建一座斜塔。在嘗試搭建前，幼兒先講述或用圖示表達自己的搭建思考（圍圈法、樓梯法、輕重法等），接著進入實物探索階段……面對問題，繼續討論并總結出斜又不倒的建筑搭建思維圖。

在活動中，幼兒挑戰傳統直線壘高，那么如何搭出斜而不倒、斜而高的建筑呢？幼兒像工程師一樣感知材料、統籌思考、認真制作。工程性思維對于4～6歲的幼兒來說，就是逐步構建思維的過程，也是“設計+實踐”的思維。由于每個幼兒的生活經驗、認知方式等存在差異，其表達角度往往會出現個體差異性。這種釋放學習空間、拓寬研究思路、發展多樣表達的解決過程，提高了幼兒的創新力。

結 語

綜上所述，幼兒園的主題活動、集體活動、區域活動等多種活動形式都可以和STEM教育融會貫通，有助于培養幼兒的探究和創新力。因此，幼兒教師應積極探索讓STEM教育融入幼兒教育的有效途徑，讓幼兒在成長中具備適應未來發展的競爭力。