關聯·融通：打造根植于“玩”的幼兒STEM學習環境

張蕊

【摘 要】環境是隱性的課程資源，是幼兒園課程的重要構成部分，也是幼兒園課程體系中最具靈活性和潛在影響力的部分。STEM環境打造不是“另起爐灶”，而是通盤思考STEM教育的核心要義，追溯STEM環境核心要素，把握空間的開放度、時間的靈活度、材料的豐富性、場景的真實性等，在已有幼兒園環境基礎上融通整合、適度優化，從而讓STEM學習的機會無處不在，讓幼兒在與環境、材料的充分互動中提升STEM學習的能力與素養。

【關鍵詞】STEM教育 學習環境 環境創設

建構主義理論認為，兒童在與周圍環境相互聯系和相互作用的過程中逐步建構起他們對外部世界的知識。《3～6歲兒童學習與發展指南》指出，創設豐富的教育環境，合理安排一日生活，最大限度地支持和滿足幼兒通過直接感知、實際操作和親身體驗獲取經驗的需要。

幼兒園環境是隱性的課程資源，是幼兒園課程的重要組成部分，也是幼兒園課程體系中最具靈活性和潛在影響力的部分。STEM活動的有效開展依賴于高品質的STEM學習環境的創設。幼兒園在環境創設中應體現“幼兒本位”的理念，凸顯STEM教育特質的具體表征，為幼兒營造自由選擇、自發探究和自我建構的STEM學習環境，以靈活且開放、豐富且有意義的環境支持幼兒的全面發展。

一、班級區域的關聯升級

區域活動是幼兒園課程實施的重要形式。依據幼兒年齡特征及發展需求，幼兒園可以在室內劃分為不同區域，如科學區、美術區、閱讀區、扮演區、建構區等，各個區域投放相應的材料和工具，鼓勵幼兒自由選擇、主動參與、自主探索，滿足幼兒個別化學習需求，開放且多元的班級區域在一定意義上正是一個STEM學習中心。STEM學習環境的打造并非推翻已有班級區域框架，重新架構一個STEM學習專區，而是對基于STEM教育內核的理解與把握，對已有區域的新思考與新審視，讓班級區域環境凸顯STEM主題或內容的關聯性。

1. 主題內容的關聯

STEM課程融合了科學、技術、工程、數學以及藝術、人文等學科領域，每個學科領域又涉及許多相關內容與知識點。《江蘇省基礎教育STEM課程指導綱要（試行）》指出STEM課程所涉及的行業領域和相關學科，包含能源動力、機械制造、建筑安裝、交通運輸、農業水利、生物養殖、航空航天、環境工程、信息技術、醫藥健康、化工冶煉、數學與生活等，這些STEM主題或內容亦可成為幼兒園STEM環境創設的適度參考。

例如，每個班級都設置“自然科探角”，關聯“農業水利”領域內容，鏈接“關注動植物的生長變化及生長條件”核心經驗，教師創設適宜環境，提供相應測量工具，如直尺、量杯等，幼兒記錄植物長高了多少，澆了多少毫升的水;教師還在室內外各新增一塊“實驗地”，幫助幼兒觀察室內外植物生長變化情況，了解植物生長條件。STEM主題或者內容的關聯，需要教師把握幼兒STEM教育目標，了解幼兒主題相關的關鍵經驗，提供豐富材料及工具，創設適宜的探索空間，以滿足幼兒深層次學習與探究的需求。

2. 問題情境的關聯

幾乎每一個STEM活動都始于對問題的探究。創設具有問題的情境是STEM活動的開始，也是幼兒深度學習發生的基礎，讓幼兒每時每刻都可以探索、思考、尋找和解決問題。當前，在班級區域環境創設中存在普遍誤區，就是把某一集體活動主題或目標滲透到區域環境及活動中去，設置若干個特定的封閉性問題，并提供一些步驟圖，展示問題解決的程序和方法，幼兒按部就班，追尋唯一的“答案”。這種情況在科學區、數學區尤為突出。封閉式的問題設置違背幼兒探究學習的規律，剝奪了幼兒發現問題、解決問題、思辨探索的自我學習機會，取而代之的是對“答案”的機械性追尋，既難以維持幼兒興趣，又難以引發幼兒深度學習。

STEM學習環境創設強調從封閉走向開放，要求增加開放性問題情境。一是對于需要較長時間保留的區域主題進行寬泛的功能規劃，不要求幼兒在其中完成具體的操作任務，達成具體的學習目標，如對于建構區、表演區、美工區、沙水區、運動區、自然區等，在設施、材料的組合與搭配上不做高結構化的設計，使其可以涵蓋更多的學習契機和操作任務。二是在區域材料的提供上注重增加上述低結構材料的種類和數量，為幼兒主動發現和解決問題提供最大限度的可能[1]。

教師要以幼兒可能獲得的關鍵經驗為基準，以相對“模糊的任務”去定義，以開放性材料為支持，幼兒在活動中記錄“我遇到了什么問題”“我是怎樣解決的”等，把探索的自由度和自主性歸還給幼兒。

3. 活動走向的關聯

當前，幼兒園區域之間相對閉塞，缺乏互動共聯。理論上言表于鼓勵幼兒“自由選擇”各區域，實踐則內化為讓幼兒“專注探索”某一個區域，幼兒園的游戲全程只限于“已選”的固定區域，這既違背幼兒的身心特征及學習特點，又嚴重阻礙幼兒經驗的遷移與應用。

一是增強區域間交互聯動，允許幼兒進行跨區域游戲。STEM教育的核心特征之一是跨學科整合。STEM學習應突破閉塞環境，實現區域聯動，幼兒在跨區游戲中以最大的自由度主動參與活動，實現跨學科知識的整合、經驗的遷移與運用，最終實現深度學習。如因為日曬雨淋自然角的“土豆”接連枯萎，當了解到土豆生長條件后，幼兒生發出給自然角的“土豆”搭建一個家的想法。他們在語言區查閱種植類書籍，完成調查研究后畫下設計圖，隨后來到美工區找到合適的材料做屋頂，再到木工區切割小木棒作支撐，隨后用熱熔槍、橡皮筋加以固定，再到自然角考量“土豆居住地”的場地現況，并想辦法將其就地安裝在盆架上的花棚里。在整個活動中，幼兒在多個區域間來去自如，運用多領域知識展開系列化探究。區域活動實現共聯關鍵在于固有思維的突破，教師一定程度上鼓勵幼兒進行“跨區游戲”，但需要明確的是，這并不意味著支持幼兒無意義“頻繁換區”。教師要基于幼兒游戲行為觀察，深度解讀與分析幼兒STEM學習行徑，作出適宜判斷，繼而有效支撐幼兒STEM學習。

二是嘗試打破區域“界限”，支持幼兒自主定義。當前，有一部分幼兒園試點先行在班級創設“共享空間”，提供豐富的材料、自由的操作空間，還設置了一定的討論區域。“共享空間”具有一定的“留白”性，既無明確的游戲主題又不關聯某個特定具體的學科領域。幼兒在這里能夠根據自己的喜好與需求，自主選擇材料、制訂主題、定義玩法，他們共同參與、共享空間的規劃與創設，共同收集、更替、規整材料，共同探討某一階段某一群體關注的“話題”，班級里的“共享空間”更像是一個“問題解決”的“集中營”。突破既定“界限”，把主動權歸還給幼兒，在更加自由、自主的空間里，留給幼兒的是更多探索的機會。不刻意設定任務要求，幼兒研究他們想要研究的方向，自己制訂游戲主題與計劃，梳理材料清單，收集材料，按照自己的意愿與方法去解決問題，實現快樂而有意義的STEM學習。

二、室外環境的融通打造

室外有室內難以比擬的開闊視野與自然空間，從室內走向室外，從單一走向多元，讓幼兒在直接感知、親身體驗、實際操作、親近自然的過程中獲得對事物的認識，這是幼兒園環境優化與改造的必然路徑。同時，幼兒園戶外環境創設面臨諸多問題，場地雖然開闊但相對分散、活動雖然靈活但相對松散，缺乏適宜的目標及內容等。幼兒園STEM學習環境的融通打造，指向幼兒STEM學習與發展，突破幼兒園戶外環境問題現狀，讓環境靈活且開放、有趣且有意義。

1. 整體規劃，功能界定

幼兒園不同環境具有不同的教育功能。室外STEM學習環境并不是室內區域環境的照搬。針對目前室外環境目標、內容過于泛化問題現狀，筆者建議幼兒園圍繞STEM主題或內容進行統籌規劃，對室外區域再做具體功能劃分，挖掘可能蘊含的STEM教育元素，最大限度地發揮環境對幼兒探索、發現的作用。

例如，幼兒園在室外因地制宜開辟自然天地、建筑工坊、創意泵站、機械樂園、沙水天地等活動樂園，每個活動樂園做進一步功能劃分。圍繞“農業水利”領域內容，將戶外種植天地劃分四個區域，幼兒可以進行各種有趣的STEM探究活動。例如，在戶外種植區，每個班的幼兒都可以種植一塊菜地，根據季節開展種植，記錄下種植的植物、種植日期、照顧事項，觀察植物的生長變化;在花房內有多肉種植區、種子發芽區、花卉觀賞區、暖棚栽培區，幼兒可以觀察室內外不同條件下種植生長的差異變化;在連接種植地的樓梯間改造成了室內自然科普區，有種子觀賞區、植物標本墻、花卉采集瓶、樹葉收集框、昆蟲探索角、種植故事書，提供放大鏡、小電筒、顯微鏡、尺子等各種工具，幼兒可以掃描二維碼，進入自然科普世界。在這樣的環境中，蘊含無數的STEM契機，激發幼兒的創造力和想象力。

2. 課程賦能，本位思考

虞永平說過：“室外環境同樣是幼兒園課程的重要載體，在加強規劃和設計，把環境的設計與改造同幼兒園課程設計緊密結合起來，真正把課程融入環境之中，通過環境來實施課程，實施環境中的課程。”

幼兒園STEM環境是幼兒STEM學習的環境，是為支持幼兒STEM學習與發展的環境。幼兒園應將STEM環境設計與改造的過程轉化為STEM課程實施的過程，STEM環境的規劃與改造要充分考慮幼兒的興趣和需要，征求幼兒的意見，傾聽幼兒的真實想法，發現幼兒的真正需求，讓幼兒參與環境設計與改造，參與解決環境中的真實問題，而環境中的空間、材料、活動內容和方式給予幼兒充分的選擇機會。幼兒通過感知、動手操作、探索以及討論活動，更好地建立起關于自我的認知，獲得的不僅是環境創設的參與權，更是探究學習的主動權[3]。

3. 資源拓展，強化審議

幼兒園STEM室外區域創設，首先要充分考慮幼兒園現有戶外資源，最大限度地挖掘現有資源的優勢，并分析引發幼兒STEM學習契機的可能性。例如，幼兒園戶外有一方荷塘，荷花春季發芽，夏季開花，秋初結果，冬季荷塘生冰，藕在水下休眠。教師充分挖掘荷塘資源，分析荷花的生長周期，梳理STEM學習的可能，挖掘“荷葉效應”的研究焦點。夏日時分，在保障安全前提下，教師和幼兒共同采集荷葉發現“水珠滾動”現象。是不是所有的葉面上都會有小水珠？好奇之下，小班的幼兒積極進行“滴管實驗”，慢慢揭秘神奇的“荷葉效應”。教師根據幼兒的年齡特點，鼓勵幼兒利用荷葉搭建“運水裝置”，進一步玩轉科學奧秘。

教師要挖掘資源優勢，加強資源審議，結合幼兒園的實際情況，依據幼兒STEM學習興趣和需求，要有整體意識和長遠目標，支持幼兒在不同場景、不同時間里開展豐富多樣的STEM學習。

4. 材料支持，適宜投放

幼兒是在與環境、材料相互作用的過程中，主動建構知識經驗，獲得發展的。創設STEM學習環境，適宜的材料支持是關鍵。依據STEM學習主題或內容、不同室外環境的特有功能，教師投放適宜的材料與工具。

一是盡可能投放生活中常見的材料。這些材料結構松散、內容寬泛、可變性強，能夠為幼兒提供極大的STEM學習空間和更多的探索機會。如戶外“汽車維修站”里有“材料供給站”，里面投放有師幼共同收集的生活中常見的材料。“小車誕生記”活動源于一次愛心家長帶來的滾軸，幼兒發現滾軸可以滾來滾去，特別好玩，他們生發出“做一輛可以滾動起來的小車”的游戲欲望。對于小班的幼兒來說，做車是有一定難度的，尤其是做一輛可以滾動起來的小車。在拆卸、研究玩具車轉動原理后，他們發現車輪和車身中間有一個“小套子”，這個“小套子”中間有一個空空的洞洞，小軸桿是可以動起來的。那生活中像這樣“兩頭有個洞，中間空空的”的材料還有哪些？“兩頭空空的紙筒、管子是這樣的”，幼兒說：“把牙膏盒兩邊打開，就有兩個洞。”還有的幼兒發現剪過的瓶子，兩頭去掉也是這樣的。于是，教師和幼兒共同收集卷芯筒、PVC管、瓶子、牙膏盒等材料，而隨著這些生活中常見的其可變性強的材料進入，活動變得更加豐富，幼兒的學習和探究變得更加多元，他們解決了做一輛滾動小車的復雜結構問題，每個幼兒都能設計出自己獨一無二的滾動小車。

二是盡可能投放一些自然物。韋爾斯（Wells）與馬隆（Malone）指出，大自然對于兒童有特別的吸引力，兒童在大自然嬉戲通常為有目的地解決問題，通過選擇、探索、發現及非正式的學習過程與經驗，可提升兒童認知和身體的發展。親近自然本是幼兒的天性，“與自然對話”是幼兒重要的學習方式。室外適宜投放一些自然物，自然物更加低結構化、開放性，每個孩子可以依據自我經驗定義材料的意義，這也為不同年齡段幼兒的STEM探索活動提供更大的自由度。

當然，為滿足不同年齡段幼兒、不同班級幼兒的活動需求，室外投放的材料既包含生活中、大自然常見的共有類材料，也可以包含一些班本化、主題性的個別化材料。例如，創意泵站是幼兒戶外探索、發現的游戲空間，里面投放有各種制作材料、探索工具，如瓶瓶罐罐、滑輪齒輪、剪刀膠帶等。一次大班雨水收集活動中，幼兒設計與制作“雨水收集器”。隨著持續、深入探究，幼兒發現創意泵站里原有的基礎性材料難以實現“收集器徑口要大又要輕”“收集器要有背帶”的游戲新需求。于是，他們對主題性材料進行進一步豐富，收集上寬下窄的材質較輕的塑料瓶、鐵盒子，準備廢舊書包的背帶、布條、松緊帶等，來完成獨特的雨水收集器。

總之，在材料的投放上，教師要把握幼兒學習特點，綜合考量STEM探索需求，講究材料的層次性、可操作性與適宜性，讓幼兒在與材料的充分互動中建構新經驗。

5. 平臺搭建，實現對話

不同群體、不同個體的認知經驗、研究主題、探究方法皆有不同。創設“會說話”的環境，讓思維具有可見性，讓幼兒的學習看得見，為幼兒提供清晰觀察自己、學習他人的機會，創設自由表達、多元展示、多維評價的互動平臺，支持幼兒主動反思，提升幼兒的元認知技能。

從呈現界面來看，墻面、臺面、門欄、木樁、樹枝等都能成為“對話”的平臺，教師借助多樣平臺巧妙呈現幼兒學習的痕跡，記錄與表達幼兒的成長足跡，鼓勵交流與對話。例如，大班的幼兒開展“喂鳥器制作”活動，他們將喂鳥器裝置安裝在幼兒園一棵香樟樹上，旁邊掛著一塊木板，木板上呈現出喂鳥器裝置使用說明及小鳥喜食的糧食種類，木板上方還有一個二維碼，掃一掃展現出大班幼兒設計、制作喂鳥器的學習過程。小班的幼兒散步時駐留于此，教師和幼兒共同交流大班幼兒的“新發明”，他們生發出“用自制小車給小鳥運送糧食”的新游戲，當發現裝載糧食的“貨車”翻山越嶺、長途跋涉后，糧食經常會灑落一地，小班的幼兒又進一步探索“貨車”圍欄高度與糧食承載多少的關系，對小車進行改裝，生發新的STEM學習機會。

從呈現內容來看，凸顯幼兒主體參與性，鼓勵幼兒借助思維工具進行自主記錄，呈現思維的軌跡，審視思維的方式。其中，思維導圖是一種有效的工具，是使用者以中心主題詞為核心，用關鍵詞句或者圖形的方式展開分支，加上圖形的輔助，充分體現放射性的思維方式，表達自己對中心主題詞的思考和想象的過程[4]。它是一種集圖形與文字為一體，開發思維潛力、提高思維能力的簡單高效的工具。思維導圖主要有圓圈圖、樹狀圖、氣泡圖、流程圖、流程圖、括號圖、橋狀圖等幾種類型。

教師可以引導幼兒選擇自己喜歡的思維導圖類型，運用自己熟悉的圖標或者符號，將研究的主題、材料的選擇、人員的分工、發現的問題、解決的辦法、優化的方案等以思維導圖形式呈現出來，以便幼兒審視自己的思維方式，提高思維認知能力。例如，在“玩水樂園”活動中，幼兒組裝水流裝置，通過自己安裝竹筏、調試管道走向，觀察水流現象、控制水流方向，比較、分析水流的速度及流向。在游戲開展前，教師有意識地引導幼兒利用思維導圖畫出自己在上次游戲中遇到的問題和本次游戲中解決問題的方法，使幼兒的獨立思維能力、解決問題能力得到很好的提高。

當然，無論室內還是室外，幼兒園環境的優化策略存在諸多共通之處。STEM環境的優化與改造重點在于厘清STEM教育的本質特征，把握空間的開放度、時間的靈活度、材料的豐富性、場境的真實性等元素，在已有幼兒園環境基礎上融通整合、適度優化，讓STEM學習的機會無處不在，讓幼兒在與環境、材料的充分互動中提升STEM學習的能力與素養。

參考文獻

[1] 丁海東.幼兒園區域環境的游戲性缺失與回歸[J].學前教育研究，2019（12）：79.

[2] 虞永平.幼兒園教育環境創設與利用的問題和思路[J].早期教育，2021（9）：4.

[3] 葉明芳.促進幼兒與材料互動的主題環境創設[J].學前教育研究，2017（2）：71.

[4] 劉蕙.“思維導圖”在幼兒科學教育活動過程中的應用[J].幼兒教育研究，2016（4）：52-56.

本文系江蘇省教育科學“十三五”規劃重點課題“指向深度學習的幼兒園STEM項目開發的實踐研究”（課題編號： B-b/2020/02/274）的階段性研究成果。

（作者單位：江蘇省蘇州市工業園區華林幼兒園）

責任編輯：李莎