幼兒園STEM教育的實(shí)踐

房靈靈

摘 要：以中班活動(dòng)“棚架搭建”為例，淺談?dòng)變簣@STEM項(xiàng)目的開展與實(shí)施，通過案例分析得出幼兒在STEM活動(dòng)中所具有的學(xué)習(xí)特征。

關(guān)鍵詞：STEM;實(shí)踐;問題解決;學(xué)科融合

【活動(dòng)緣起】

“棚架搭建”活動(dòng)源于中班幼兒開展的種植項(xiàng)目活動(dòng)。隨著探究的不斷深入，孩子們發(fā)現(xiàn)種植的黃瓜長出了卷須。而黃瓜屬于藤蔓植物，只能依附在其他物體或匍匐于地面生長。于是，孩子們就“黃瓜應(yīng)該匍匐在地面還是搭建棚架”進(jìn)行分析討論。孩子們認(rèn)為，讓黃瓜匍匐在地面上生長是不可行的，會擋住路面，影響我們的日常活動(dòng)。最后，他們一致決定為黃瓜搭建棚架，助力它們的生長。

【執(zhí)行探究】

一、第一階段——前期經(jīng)驗(yàn)鋪墊，明確解決方案

（一）經(jīng)驗(yàn)鋪墊

1.開展與棚架相關(guān)的談話活動(dòng)，發(fā)掘幼兒相關(guān)知識經(jīng)驗(yàn)。

2.幼兒分享菜地實(shí)地考察經(jīng)驗(yàn)。

3.在教室各區(qū)域中投放與棚架搭建有關(guān)的材料，激發(fā)幼兒的學(xué)習(xí)興趣。

（二）繪制設(shè)計(jì)圖

教師提問：你們想搭建一個(gè)什么樣的棚架？

幼兒：我們可以畫出設(shè)計(jì)圖，你就知道我們想搭什么樣的棚架了。

設(shè)計(jì)圖畫好后，幼兒進(jìn)行了一次分享交流活動(dòng)，向同伴介紹自己設(shè)計(jì)的棚架。通過投票的方式選出了得票最高的設(shè)計(jì)圖。在這一環(huán)節(jié)，我們鼓勵(lì)幼兒用語言向同伴介紹自己的想法和意圖，借此提升幼兒的語言表達(dá)能力。

二、第二階段——棚架搭建探索

（一）問題一：搭建棚架，你需要哪些材料？

孩子們在教室里尋找材料，找到了用于支撐番茄生長剩余的綠色鐵棍以及美工區(qū)里的麻繩、透明膠帶、剪刀等。

材料收集好后，孩子們開始了第一次的搭建活動(dòng)。然而，在35分鐘的搭建過程中，他們因?yàn)椴粫褂美K子打結(jié)而導(dǎo)致工程活動(dòng)停滯不前。

（二）問題二：不會使用繩子打結(jié)怎么辦？

解決方法一：投放相應(yīng)的材料，學(xué)習(xí)捆綁技巧。

建構(gòu)與材料的運(yùn)用對于幼兒來說是有用的技巧，如膠帶、膠水、繩子、剪刀等，使用這些材料與工具的經(jīng)驗(yàn)，能夠提升幼兒搭建棚架的能力。為幫助幼兒學(xué)習(xí)捆綁技巧，教師在區(qū)域中投放了相應(yīng)的材料，引導(dǎo)幼兒探索使用繩子捆綁的技巧。

解決方法二：分小組學(xué)習(xí)使用繩子捆綁的技巧。

基于第一次搭建嘗試的失敗，孩子們和老師共同商量一起學(xué)習(xí)繩子捆綁打結(jié)技術(shù)。在學(xué)習(xí)后，孩子們開始了第二次搭建。然而在工程活動(dòng)進(jìn)行中，他們又遇到了新的問題。

（三）問題三：1.棚架上橫著的棍子需要幾根？2.棚架上橫著的棍子有些寬有些窄，間距不同。

問題解決：1.幼兒通過點(diǎn)數(shù)的方法知道了設(shè)計(jì)圖橫著需要6根棍子。2.使用目測比對的方式，調(diào)整棚架橫向棍子之間的距離。

基于前兩次的搭建經(jīng)驗(yàn)，孩子們快速完成了棚架作品。

三、第三階段——測試與優(yōu)化

棚架投放到菜地使用三周后，孩子們發(fā)現(xiàn)黃瓜的葉子上出現(xiàn)了許多白點(diǎn)。隨著時(shí)間的變化，白點(diǎn)變成了大面積的塊狀蔓延在黃瓜葉面上。

就在這時(shí)，瓏瓏爺爺（種植專家）來園教孩子們松土和施肥的技術(shù)，他發(fā)現(xiàn)黃瓜得了白粉病，葉子底部還長了蚜蟲。他總結(jié)了黃瓜生病的原因：（1）種植太密;（2）棚架太矮，不能滿足黃瓜藤蔓攀爬，使地下的藤蔓堆積在菜框里，底下的葉子無法進(jìn)行充分的光合作用，容易產(chǎn)生病害。

在專家的建議下，孩子們決定重新搭建立體的、更高的棚架。

改進(jìn)棚架：

1.提升經(jīng)驗(yàn)：了解立體的、更高的棚架

孩子們在家長的協(xié)助下通過多種方式查找有關(guān)立體棚架的資料。我們將收集到的立體棚架圖片投放到項(xiàng)目活動(dòng)角中。這些圖片讓孩子們對棚架有了新的認(rèn)識，如棚架的功能、構(gòu)造和所需的材料等。

2.繪制新的棚架設(shè)計(jì)圖

通過反復(fù)的討論、修改，孩子們得出最終的設(shè)計(jì)圖。我鼓勵(lì)他們畫出棚架草圖和步驟圖，這樣做的目的是可以幫助孩子們理清制作思路。

3.尋找搭建材料和工具

在尋找搭建材料時(shí)，孩子們想起了幼兒園的公共美術(shù)室。果然，孩子們在與美術(shù)老師的反復(fù)溝通中了解到，美術(shù)室有用于布置畫展剩余的細(xì)竹子。在征得美術(shù)老師同意后，孩子們得到了所有的細(xì)竹子。在工程活動(dòng)中，我們鼓勵(lì)幼兒在生活中收集和尋找材料，更鼓勵(lì)幼兒禮貌地與他人溝通協(xié)商。

4.發(fā)現(xiàn)問題和解決問題

（1）問題一：竹子太長了怎么辦？

問題解決：孩子們得到的竹子太長，需要鋸短后才能使用。他們找到保安叔叔借工具。保安叔叔在為孩子們示范鋸子的正確使用方法時(shí)提出了一個(gè)問題。

保安叔叔問：你們想切多長的竹子呢？

①測量竹子長度

于是孩子們開始測量所需竹子的長度，他們將之前自己與淮山比較高度的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行遷移，用自己的身高測量所需竹子的長度，探索非標(biāo)準(zhǔn)化的測量方式。當(dāng)?shù)玫綔y量結(jié)果時(shí)，他們用筆進(jìn)行標(biāo)注，畫上記號，同時(shí)運(yùn)用“等長復(fù)制”的辦法量出了所有竹子的長度。

②工具使用（切割技術(shù)）

學(xué)習(xí)了鋸子的使用方法后，孩子們通過鋸、壓、折、修、剪等辦法，終于將一根竹子順利切割好。

這時(shí)木工萬師傅正巧經(jīng)過，他發(fā)現(xiàn)孩子們使用鋸子切割竹子非常費(fèi)勁，他提議使用他的電動(dòng)切割機(jī)。在萬師傅的幫助下，孩子們順利地完成了所有竹子的切割。

觀察與分析：孩子們通過尋求幫助，使用手動(dòng)鋸子、電動(dòng)切割機(jī)和剪刀等工具，順利地完成了竹子的切割。在這個(gè)環(huán)節(jié)，我們可以看到孩子們在數(shù)學(xué)方面和技術(shù)方面的學(xué)習(xí)與探索。如測量竹子的長度是數(shù)學(xué)方面的，而技術(shù)方面包括不同工具的使用以及選擇合適的工具來切割竹子。

（2）問題二：橫向擺放的竹子之間的間距不同。

老師：橫向竹子之間的間距為什么有些寬，有些窄呢？怎么樣才可以一樣寬呢？

熙媛：我們用東西來量一量吧。

老師：這是一個(gè)好辦法，那你們打算用什么來測量呢？怎么做？

櫻桃：用彩色筆吧，我們可以擺一下看看。

孩子們運(yùn)用彩筆測量，在反復(fù)測量和探索中，他們一致決定竹子之間的間距為三根彩色筆的總長。

觀察與分析：當(dāng)孩子們發(fā)現(xiàn)橫向擺放的竹子之間的間距不同時(shí)，他們能夠運(yùn)用實(shí)物（彩筆）測量出竹子之間的間距，并逐一將間距調(diào)成相等距離。在孩子們遇到問題時(shí)，我們不用急于給出正確的答案，因?yàn)樗麄兊谋憩F(xiàn)經(jīng)常會讓你大吃一驚。

（3）問題三：兩個(gè)平面的架子怎么變成一個(gè)立體的棚架呢？

孩子們反復(fù)探索架子之間如何拼接在一起，最終他們尋找到一個(gè)最合適的銜接點(diǎn)。但拼接在一起后，架子會倒下，怎么辦呢？搭建組長立刻想出了新辦法，使用繩子將兩個(gè)架子綁在一起，并進(jìn)行加固。

排除萬難，孩子們終于完成了立體棚架的搭建。

觀察與分析：在這一環(huán)節(jié)，孩子們從發(fā)現(xiàn)問題到解決問題都是組員之間一起想辦法，為最后的目標(biāo)共同努力。我們?yōu)楹⒆觽冊谶@個(gè)活動(dòng)中表現(xiàn)出來的學(xué)習(xí)品質(zhì)感到欣喜。他們專注、投入、積極、睿智以及所表現(xiàn)出來的團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神更是超乎我們的想象。

四、第四階段——提升經(jīng)驗(yàn)：三角形穩(wěn)定性原理

經(jīng)過一段時(shí)間的測試，孩子們搭建的棚架非常牢固，經(jīng)得住風(fēng)吹雨打。另外，從黃瓜和淮山目前的生長狀態(tài)來看，他們似乎對孩子們搭建的棚架非常滿意。

（一）探討棚架牢固的原因

老師：小朋友們，我們一起來玩一個(gè)找圖形的游戲。你們能從我們搭建的棚架中找出什么圖形？

小川：我看到了長方形。

悅?cè)唬狐S瓜棚架下面是一個(gè)三角形的洞。

教師小結(jié)：黃光棚架上的三角形就是使我們的棚架變得非常牢固的秘密。三角形具有穩(wěn)定性，也叫作三角形穩(wěn)定性原理。三角形有著穩(wěn)固、堅(jiān)定、耐壓的特點(diǎn)。

（二）三角形穩(wěn)定性原理在生活中的應(yīng)用

在生活中有很多東西或者建筑會使用到三角形的穩(wěn)定性原理，如埃及金字塔、三角形框架、屋頂、三角形鋼架橋和埃菲爾鐵塔都以三角形形狀建造。孩子們通過老師的講解對三角形穩(wěn)定性原理有了初步的了解。活動(dòng)結(jié)束后，他們在幼兒園里尋找身邊的“三角形”，加深了對三角形穩(wěn)定性原理的認(rèn)識。

【活動(dòng)分析】

藤蔓植物的棚架搭建活動(dòng)持續(xù)了一個(gè)月的時(shí)間，孩子們在整個(gè)工程活動(dòng)中起主導(dǎo)地位，教師則退居到孩子們的“身后”。在活動(dòng)中，教師時(shí)而是引導(dǎo)人，時(shí)而是挑戰(zhàn)孩子思考的人，更是支持孩子克服困難、解決問題的人。而在活動(dòng)的尾聲，教師帶著孩子們尋找使棚架穩(wěn)固的秘密，發(fā)現(xiàn)三角形的穩(wěn)定性原理。在這里，教師又化身為為孩子們梳理和提升經(jīng)驗(yàn)的人。回顧整個(gè)活動(dòng)，我們可以清楚地看到活動(dòng)所展現(xiàn)出來的STEM學(xué)習(xí)的特征。

一、有意義的學(xué)習(xí)

在菜地里搭建棚架，幫助黃瓜和淮山生長是孩子們內(nèi)心的渴望，面對在實(shí)踐探索過程中出現(xiàn)的“不會打結(jié)”“竹子太長”等問題，孩子們運(yùn)用已有經(jīng)驗(yàn)，一直為解決遇到的問題而不斷嘗試各種方法。他們主動(dòng)、積極、專注，以及求知、做學(xué)問的態(tài)度，這樣的學(xué)習(xí)正是STEM教育中的有意義的學(xué)習(xí)。

二、具備學(xué)科融合的學(xué)習(xí)

棚架搭建活動(dòng)除了是有意義的學(xué)習(xí)之外，也是具備學(xué)科融合的探究性學(xué)習(xí)。圍繞“搭建黃瓜和淮山生長的棚架”這一工程問題，孩子們進(jìn)行了一系列的探索：分享交流繪制設(shè)計(jì)圖、學(xué)習(xí)打結(jié)技巧、切割竹子、實(shí)踐搭建、調(diào)整優(yōu)化。在這一活動(dòng)中，孩子們?nèi)诤狭丝茖W(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等多學(xué)科知識經(jīng)驗(yàn)，在解決問題這一路徑上應(yīng)用各領(lǐng)域的知識提升能力。

三、培養(yǎng)協(xié)作能力的學(xué)習(xí)

在棚架的調(diào)整與優(yōu)化階段，教師絕大部分時(shí)間都是作為旁觀者觀察孩子們的制作。在這個(gè)階段，孩子們遇到了許多問題，如竹子太長了、橫向擺放的竹子間距不同以及如何將兩個(gè)平面的架子變成一個(gè)立體的棚架等。當(dāng)遇到問題時(shí)，孩子們在組長的帶領(lǐng)下，組員間相互協(xié)商、共同研究，在協(xié)商中學(xué)習(xí)如何與他人進(jìn)行有效溝通，傳達(dá)自己的見解，并與他人共同協(xié)作，為實(shí)踐方案不斷地嘗試，最終完成了棚架的搭建，獲得了成功的體驗(yàn)。

在整個(gè)棚架搭建活動(dòng)中，我們也發(fā)現(xiàn)許多不足，如如何把教師發(fā)現(xiàn)的問題轉(zhuǎn)化為孩子的問題，這一實(shí)踐途徑還需要我們深入思考如何更加貼合幼兒發(fā)展繼而轉(zhuǎn)化。縱使搭建棚架已經(jīng)告一段落，但孩子們的項(xiàng)目探究學(xué)習(xí)尚在進(jìn)行，我們會繼續(xù)追隨孩子們的興趣，跟隨孩子們的腳步，培養(yǎng)他們的STEM工程意識，開啟有意義的學(xué)習(xí)之旅。