指向工程思維啟蒙的幼兒園支持性環境創設

曾振華

筆者在本文中闡釋了幼兒園階段“工程思維”啟蒙的重要性和可能性，并結合自身的教育實踐提出了促進幼兒工程思維啟蒙的支持性環境創設的三個要點：包含豐富有趣操作材料的物理環境;允許充分探索并輕松自由的心理環境;能積極分享和交流的人際環境。

一、到底何為“工程思維”

關于“工程思維”的涵義，國內外很多機構與學者給出了不同的界定。所謂“工程思維”，顧名思義，就是人們在進行工程活動和工程研究過程中所形成的獨特的思維方式。

我們在教育實踐研究中，把“工程思維”定義為：用工程的眼光看待世界和處理世界的思維方式，核心是通過造物來解決現實生活中的問題。例如，幼兒園沙池中如何支持幼兒自主收納整理雨鞋一直是一個老大難問題。雖然提供了鞋柜，但是效果不盡人意，雨鞋擺放經常東倒西歪，且由于鞋口朝上，下雨經常會弄潮雨鞋內部，雨鞋的清潔也是一項繁瑣的事情。發現這個問題后，老師組織幼兒進行討論，設計出了一個用PVC水管制作的雨鞋架，這個雨鞋架有很多朝上的直管，每個直管可以倒扣一只雨鞋。這樣幼兒沙水活動結束后，只需把換下來的雨鞋倒扣在鞋架上，又因為是倒扣的，所以可以用旁邊的水管直接沖洗而不會進水。這個創意支持到每位幼兒自主收拾雨鞋，大大縮短了幼兒整理的時間。這個通過制作雨鞋架來解決游戲中的問題就是典型的“工程思維”：用造物來解決問題。

二、幼兒園階段培養“工程思維”是否為時尚早

“工程思維”這一名詞，乍一聽似乎是非常專業復雜的領域，離幼兒非常遙遠。但其實幼兒園階段是非常適合提供機會進行“工程思維”啟蒙的時期。我們在現實生活中都會發現，幼兒有著強烈的好奇心和探索世界的欲望，他們天生就會改變環境來適應自己的需要，這就是工程思維的開端。幼兒在玩耍的過程中，會主動設計、發明和制作對他們有用的玩具和手工制品，這些行為往往會被我們成人忽視，但其實這些就是工程思維的開端，我們成人應該及時發現、支持和保護幼兒的這種思維習慣。正如克里斯蒙德等人認為，幼兒的學習取決于他們探索環境、提出問題、解決問題、確定解決方案和做出決定的能力，這些技能是工程和工程思維方式的重要前驅，它們已被證明可以提高幼兒的動機、解決問題的能力、批判性思維和探究技能。幼兒的探究性、好奇心和創造性行為類似于工程中非常需要的特征。孩子天生擅長想象、構建、測試和改進，在玩耍時自然地參與設計。在幼兒園學齡前的環境中，孩子們自然會被吸引到參與工程過程、技能以及思維的活動和經驗中去。因此，在幼兒階段進行工程思維啟蒙教育是完全可行的。

三、幼兒園“工程思維”啟蒙可以怎么做

基于工程思維在幼兒園階段是一個比較新的概念，筆者所在幼兒園在課程游戲化背景下創設了工程思維培養的“小小工程師”工作坊模式，支持幼兒在“自由、自主、愉悅、創造”的氛圍中發展工程思維。本文結合實踐將著重介紹支持性環境創設的三個要素。

1.包含豐富有趣操作材料的物理環境

物理環境影響幼兒探索、解決問題、研究和交流機會的多少。適宜的物理環境能夠吸引幼兒注意、觀察和操作，從而引發探究性學習，工程活動就蘊含其中。關于物理環境，我們需要著重思考材料和空間兩個因素。

（1）材料

混齡班級里，教師提供材料時必須考慮到幼兒間發展水平和能力的巨大差異，應該支持到每一位幼兒都能進行挑戰，激發他們以多種方式進行探索。

例如，在進行斜坡主題活動時，教師直接購買一些軟質塑料管投放到建構區，這個材料調整起來比較容易，并且探究的擴展性非常局限，還剝奪了幼兒解決轉彎問題的機會。大班幼兒會因為太簡單而失去成功的感覺，小班能力弱的幼兒也會因為使用的便捷而失去成長的機會。所以這并不是一種好的操作材料。

我們發現中間有凹槽的、底部平坦的木條是探索斜坡滾球最好的軌道材料，長度可以不一樣，但是很難找到這種軌道材料。有的教師會邀請家長進入到幼兒園木工坊一起制作，有的切割，有的打磨。這成為了家長進課堂的一部分活動。

我們其中一名教師采用了創造性的方法。她認為切割和打磨也是幼兒學習探究、從事工程活動的好機會。她組織幼兒測量所需軌道材料的長度，然后提供適宜大小的安全鋸子讓幼兒自行切割和磨邊。這樣幼兒從材料投放環節開始就一直在運用工程思維來解決問題，整個活動因此變得更加完整而有意義。

關于如何存放材料，做到讓幼兒能夠自己輕松取放材料是很重要的。例如斜坡主題中，老師將斜坡材料裝到有輪子的塑料箱子里面靠墻擺放，幼兒能夠輕松把它推出來使用。為方便幼兒，還把箱子水平放在地上。不管用什么做存放材料的容器，在呈現給幼兒之前都需要先試驗一下。可以跪下，按照幼兒的身高試著從容器中取出不同的材料，要確保幼兒能夠在不翻倒容器以及沒有安全隱患的前提下輕松取出材料。

當我們為幼兒規劃工程活動的物理環境時，如何擺放材料，把材料放在哪里將暗示幼兒能做什么。例如把斜坡材料放在積木區就會引導幼兒在建造斜坡時使用積木;讓材料時刻保持在幼兒可視范圍內，能夠向他們傳達這樣的信息：這些材料是教室里的重要組成部分，是有價值的。

（2）空間

很多工程活動都會涉及空間方面的問題。一旦幼兒開始工程活動，也許教室的空間就不能滿足他們的想法。因此，我們必須打破空間的限制，將教室、走廊、專用室、操場都串聯起來，讓幼兒盡可能有廣闊的空間展示他們的工程思維活動。

例如，走進實施斜坡主題的教室里，會看到每一張椅子和桌子上都搭著一段長長的坡道。然而，并不是每個教室都有那樣富足的空間。當教室空間不夠時，就必須找到解決的辦法來支持幼兒更深入的探究。有教師把空間拓展到了走廊、戶外和專用室。例如，一組幼兒在教室空間限制了他們的探究后，把斜坡活動轉移到了室外。到了室外后，他們用操場上的材料和樹樁來支撐斜坡，精心建造了長長的、有上坡和轉角的斜坡結構。把斜坡搬到其他地方也有利于兒童觀察球在不同平面上的滾動差異。

2.允許充分探索并輕松自由的心理環境

物理環境是讓幼兒有參與工程活動的機會，但僅有物理環境還不足以促進幼兒高水平探究能力的發展。當教師思考學習的可能性，并安排日程讓兒童有充足的時間參與工程活動時，就是營造了一種心理環境，真正做到促進幼兒工程思維的發展。

（1）學習的可能性

教師需要了解兒童的前期經驗和想法，以及經驗和想法的來源，這樣才能提供適宜的環境支持他們的學習。而提前發現幼兒可能的想法有一個非常好的辦法，就是在投放材料之前，教師對這些材料進行實踐操作。這對于教師準備心理環境至關重要。

例如，在斜坡活動中，教師花費大量時間探索材料。我們發現，教師也會被斜坡活動吸引，甚至做出很多與幼兒相同的行為，如當結果與預期不一樣時，教師和幼兒一樣感到驚訝。當成人經歷同樣的驚訝，然后改變他們的行為時，他們就開始建立了一些聯系， 這些聯系也是幼兒所建立過的。想要獲得這種體驗，教師可以和其他教師組隊一起探究，合作并討論自己的想法。也可以單獨探究材料，看看能做什么。在操作材料的同時，我們可以思考：對兒童來說，這個活動中有哪些學習的可能性？他們能學到什么？能從中建立哪些聯系？可以在研究的過程中把發現都記錄下來。這些記錄對觀察兒童和做干預計劃都有幫助。

（3）一日活動安排

幼兒需要充足的時間與材料進行互動，這樣才能產生有深度的探究和學習。我們觀察到，幼兒活動時間需要45分鐘左右，才能進入深度研究的狀態。幼兒并不像我們想象的那樣脆弱，他們其實是能夠全神貫注45分鐘或更長時間的，并且在專注的時間里效率也是非常高的。但這并不是要求每次活動都要在45分鐘以上，或者規定幼兒在固定的時間內參加活動。教師不僅要為幼兒提供充足的、不受干擾的時間，還要會判斷幼兒在什么情況下需要更多的時間。 我們都有過這樣的經歷：當我們為了完成一個目標而做得正盡興時，時間卻到了，而我們可能并不想放棄，這種感覺很令人沮喪！這就要求教師觀察每位孩子工程活動的情況，要掌握他們的進度和預期，如果是快有突破性的進展，可以允許幼兒繼續研究下去。這就要求我們的一日活動流程安排必須是彈性的，是可以靈活調整的。

3.能積極分享和交流的人際環境

幼兒是在社會互動中共同建構工程概念的。試驗和犯錯對工程探究過程來說是很重要的，而這些最容易出現在幼兒能夠自由合作、大膽嘗試的環境中。在合作性的師幼關系中，教師會重視幼兒的觀點，還會幫助幼兒思考其他不同的觀點。當教師與幼兒之間建立了這種關系時，教師會“詢問而不是命令”，會“建議而不是要求”。當教師營造了一種合作性的社會環境時，他們會嘗試理解兒童的推理并推動兒童對知識的建構。

幼幼合作時，他們就有機會思考他人的想法和感覺，并且會考慮這些想法和感覺。例如，幼兒想嘗試搭建大型建構物時，就需要與同伴共同合作完成。如果幼兒非常執著于自己的目標，那么他就必須同他人協商，以達成目的。這種協商需要幼兒互相遷就，在設計的細節上互相妥協，并學習從不同的視角看待事物。