陀螺制造工坊

美國知名學(xué)者格雷特·亞克門提出：STEAM教育有利于培養(yǎng)具有創(chuàng)造和革新精神的全面發(fā)展的人，支持他們成為未來的發(fā)明家和創(chuàng)造者。讓我們一起跟隨兒童的視角，來看一場源自幼兒興趣、基于幼兒問題鏈開啟的大班項目化學(xué)習(xí)“陀螺工坊”吧！

一、追隨興趣，確立項目——“陀螺工坊”正式開啟

5月上旬，幼兒在益智區(qū)開展了一次“蘑菇釘陀螺”大戰(zhàn)游戲，陀螺成了新寵。孩子們帶來了各式各樣的玩具陀螺：手槍陀螺、發(fā)條陀螺、簡易陀螺、木質(zhì)抽繩陀螺……他們約定要來一場比賽，看看誰的陀螺最厲害。

游戲開始了，孩子們陸續(xù)發(fā)動自己的陀螺，5分鐘過去了，“陀螺王”仍沒有產(chǎn)生，于是游戲暫停了。我和孩子們圍坐成一圈，開始思考：怎樣的比賽才能成功產(chǎn)生“陀螺王”？孩子們各抒己見：“我看過電視里的比賽，都制訂了規(guī)則?！薄拔覀兠總€人的陀螺都不一樣，應(yīng)該要分組PK?！薄拔覀冃枰袀€裁判?！薄?jīng)過商討，我們以小組的形式手繪比賽規(guī)則，并通過投票的方式確立了游戲規(guī)則。

二、觀察現(xiàn)象，積極推論——怎樣使陀螺轉(zhuǎn)得快？

有了規(guī)則，結(jié)果一目了然。隨著游戲玩法的逐漸增多以及游戲場地的不斷擴大，孩子們有了新的發(fā)現(xiàn)。

第一，手槍陀螺的旋轉(zhuǎn)時間和射擊高度、方向及發(fā)條拉射次數(shù)有關(guān)；發(fā)條陀螺的旋轉(zhuǎn)時間和發(fā)條長短及有無齒輪有關(guān)；抽繩陀螺的旋轉(zhuǎn)時間與繩的抽打頻率及陀螺的落地角度有關(guān)；簡易陀螺的旋轉(zhuǎn)時間與轉(zhuǎn)軸半徑和旋轉(zhuǎn)力度有關(guān)。

第二，孩子們帶著陀螺和記錄單不斷在操場上探索，他們發(fā)現(xiàn)不同材質(zhì)的地面會影響陀螺的旋轉(zhuǎn)速度。帶著興趣，孩子們設(shè)計了調(diào)查表，以便周末回家后繼續(xù)探索。在一次次自主探索中，陀螺的秘密悄然展示在孩子們面前。

三、選擇材料，嘗試制作——怎么讓陀螺轉(zhuǎn)起來？

有了之前一周的探索，孩子們的挑戰(zhàn)欲望更加蠢蠢欲動，他們開始不滿足于玩陀螺比拼，而是試圖用自己制作的陀螺進(jìn)行更公平的比賽。

第一次制作體驗：區(qū)角材料

說干就干，在沒有材料準(zhǔn)備的現(xiàn)狀下，教室各區(qū)角的玩具滿足了孩子們的探索需求。在拼拼拆拆、操作擺弄中，幼兒感知各種材料的材質(zhì)和形狀特點，紛紛讓自己的“陀螺”轉(zhuǎn)了起來?！拔以谥谱鲿r找到了中心點，以此向外搭建?！薄拔艺伊艘粔K尖積木裝在陀螺底部?！薄拔肄D(zhuǎn)動時用了特別大的力氣?！薄蠹乙黄鹫页隽送勇莸倪\轉(zhuǎn)原理：陀螺是繞一個支點高速運轉(zhuǎn)的物體，所以在離心作用下不會倒。

第二次制作體驗：低結(jié)構(gòu)材料

教室的玩具材質(zhì)畢竟有限，無法制作出長時間旋轉(zhuǎn)不倒的陀螺。于是，我們收集了生活中唾手可得的低結(jié)構(gòu)材料，如彩紙、光盤、乒乓球、瓶蓋、紙杯、吸管、樂高等，再結(jié)合孩子們的制作創(chuàng)想，設(shè)計了“自制陀螺大挑戰(zhàn)”的海報。孩子們自主選擇想要挑戰(zhàn)的自制陀螺種類，并貼上創(chuàng)意姓名貼確認(rèn)選擇。

分組探索正式開始。光盤陀螺組的幼兒將光盤、瓶蓋、乒乓球進(jìn)行組裝，制作成陀螺，并發(fā)現(xiàn)裝飾過的光盤陀螺在旋轉(zhuǎn)時會發(fā)生神奇的現(xiàn)象。“我在光盤上畫了一個點，轉(zhuǎn)起來的時候變成了一條圓線。”樂高陀螺組的孩子們則通過學(xué)習(xí)視頻教程找到了制作精髓：通過齒輪、搖桿、軸套及曲柄的連接制作成了大小不同的陀螺，并通過一次次改進(jìn)使其發(fā)揮最大能量，最后玩起了陀螺碰撞賽。吸管陀螺組的孩子們發(fā)現(xiàn)吸管插入小洞的位置必須保持同向，吹氣時需要用很大的力氣才能使陀螺轉(zhuǎn)起來。

第三次制作體驗：聚焦“紙陀螺”的探索

不是每組探索都以成功收尾，紙陀螺組的孩子們就遇到了瓶頸，本想通過衍紙技術(shù)層層疊加讓陀螺旋轉(zhuǎn)，結(jié)果陀螺卻轉(zhuǎn)不起來。這是為什么呢？孩子們決定通過嘗試尋找原因。

衍紙陀螺轉(zhuǎn)起來的秘訣——粘得緊

“‘彩紙剪成長條，一層一層裹緊小木棒。’這操作過程沒有問題呀！為什么你的陀螺制作成功了，我的卻失敗了？”通過分別擺弄制作成功和失敗的兩個陀螺，觀察它們旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象和變化，孩子們試著猜想“會不會是紙粘得太松了”，于是再次進(jìn)行嘗試。果然，粘緊后的陀螺轉(zhuǎn)起來了。

衍紙陀螺轉(zhuǎn)得快的秘訣——紙條粘在木棒靠底的位置

衍紙陀螺成功轉(zhuǎn)起來了，可是，為什么有的轉(zhuǎn)動時間長，有的時間短？一雙雙“火眼金睛”又開始找不同了?！澳銈兛?，紙條到木棒底部的距離是不一樣的。”凡凡說道。孩子們用尺在木棒的5mm、10mm和15mm處分別做上標(biāo)記后開始實驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：5mm標(biāo)記下的衍紙陀螺旋轉(zhuǎn)時間最長。

我的衍紙陀螺轉(zhuǎn)起來最美

制作過程中，每個孩子選用的紙張顏色不同，粘貼順序不同，陀螺旋轉(zhuǎn)起來的效果也不同。于是，孩子們在成功的基礎(chǔ)上再次進(jìn)行了嘗試，通過有規(guī)律的顏色疊加使其轉(zhuǎn)起來更美。

第四次陀螺體驗：3D打印陀螺

孩子們在科技創(chuàng)新大賽上的精彩表現(xiàn)收獲了一臺高科技獎品——3D打印機，聽說這臺機器能打印出自己設(shè)計的陀螺，孩子們激動不已。第一次接觸機器的教師在激動之余也感到束手無策，該如何滿足孩子們的需求呢？“我們可以向?qū)I(yè)的人請教?！蹦f。于是，孩子們向電教館的何老師打電話尋求幫助。何老師向大家介紹了機器的操作四步驟：設(shè)計圖紙——電腦建?！?D打印——裝飾陀螺?！霸O(shè)計圖紙我們在行！”“電腦建模又要怎么完成呢？”教師將孩子們的設(shè)計圖紙發(fā)給何老師，何老師遠(yuǎn)程展示了建模的過程。之后，教師將機器投放進(jìn)科學(xué)區(qū)，當(dāng)機器像魔術(shù)師一樣將幼兒設(shè)計的陀螺“變”出來時，孩子們激動得叫出了聲，紛紛表示這臺機器太厲害了，自己長大后也要學(xué)習(xí)建模技術(shù)。

四、交流分享，歸納總結(jié)——在評價反思中成長

在項目化學(xué)習(xí)行進(jìn)過程中，教師跟隨孩子們的游戲發(fā)展進(jìn)行思維導(dǎo)圖的構(gòu)思與調(diào)整，梳理經(jīng)驗，嘗試讓孩子們將自己的收獲以表征的形式記錄在主題本上。活動結(jié)束后，或以游戲行進(jìn)時間進(jìn)行整理、排序，或以游戲興致高低進(jìn)行分類整理……在整理并手繪游戲地圖的過程中，教師幫助兒童編織學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，豐富整體思維，初步構(gòu)建科學(xué)經(jīng)驗。

1.自主生長：讓兒童站在項目化學(xué)習(xí)的中央

陀螺探索活動是基于STEAM課程下的一次項目化學(xué)習(xí)。孩子們的學(xué)習(xí)能量是無窮的：他們會用歸納的方法整理同伴的發(fā)言，形成完整的游戲規(guī)則；他們會在一次次試錯中比較自己和同伴的玩法，并通過判斷找到最佳玩法，滿足“轉(zhuǎn)得快”的想法；他們能通過制訂調(diào)查表的方法有目的、有計劃地進(jìn)行探索；他們?yōu)榱私鉀Q精確計數(shù)的問題，主動向家長和教師尋求正確看時鐘的方法；他們通過研究材料，分組展示，收獲了科學(xué)探索的精神……

2.小組化學(xué)習(xí)：讓探究多樣互動，促進(jìn)團隊合作學(xué)習(xí)

在自制陀螺環(huán)節(jié)，孩子們的想法有很多，分組實驗滿足了他們的個性化需求，也方便了教師更集中地進(jìn)行指導(dǎo)。在小組實驗過程中，各小組通過研究不同的材料，收獲了各自的游戲經(jīng)驗。分組成果展示、解說的方式不僅滿足了幼兒成功完成自制陀螺任務(wù)的自豪感，也讓其快速地掌握了新知識、新本領(lǐng)，讓項目研究的價值最大化。

3.善用“教育資源”，讓課程學(xué)習(xí)更多元

高科技——3D打印機的到來給師幼帶來了不小的挑戰(zhàn)。教師雖然想幫助孩子們實現(xiàn)“創(chuàng)意陀螺夢”，但實實在在地遇到了技術(shù)難題。專業(yè)的事要交給專業(yè)的人，電教館何老師的指導(dǎo)讓大家發(fā)現(xiàn)了新玩具的教育價值，并通過遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的方式在孩子們心中種下了“未來科學(xué)”的種子。

4.關(guān)注“課程生長”，讓兒童與環(huán)境高質(zhì)量對話

隨著兒童與環(huán)境形成有意義的聯(lián)結(jié)，兒童經(jīng)驗逐漸成為鮮活而生動的“課程線索”。教師在科學(xué)區(qū)繼續(xù)投放豐富的低結(jié)構(gòu)材料，滿足兒童探索和挑戰(zhàn)的需求；在美工區(qū)投放超輕黏土，讓幼兒嘗試在平面設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行立體模型制作；在閱讀區(qū)提供與“陀螺”“力”“色彩”等知識相關(guān)的繪本，豐富幼兒的科學(xué)經(jīng)驗。結(jié)合虞永平教授的兒童“博物館”理論，我們開放了展示平臺區(qū)域，供孩子們自由搭建展示架、擺放作品或觀察發(fā)現(xiàn)，讓孩子們成為博物館的設(shè)計者和維護(hù)者。

兒童、STEAM、環(huán)境本就是一個動態(tài)互動的“意義鏈”，希望每一位教師都能支持幼兒學(xué)習(xí)與發(fā)展，激發(fā)其在STEAM學(xué)習(xí)中的更多潛能。同時，STEAM教育以其復(fù)雜性和不確定性對教師的專業(yè)性也提出了新的挑戰(zhàn)，但這對于教師來說也是一種機遇。正如教育部副部長鄭富芝在首屆中國基礎(chǔ)教育論壇中所言：我們要改革培養(yǎng)模式，聚焦培養(yǎng)兒童的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神，把創(chuàng)新的種子早一點埋在孩子們的心中，隨著知識的積累發(fā)芽、開花、結(jié)果。