基于STEM教育理念的建構探究活動

游戲是促進幼兒成長不可或缺的活動，其中，建構游戲是幼兒喜愛的游戲活動之一，開展建構游戲對促進幼兒的全面發展具有顯著作用。STEM教育理念，即科學、技術、工程和數學教育的綜合體現，能夠豐富幼兒的學習領域。值得注意的是，建構游戲與STEM教育理念密切相關。通過運用科學、技術、工程和數學等多方面的經驗，幼兒能夠解決建構游戲中的實際問題，提高創新能力、自主思考能力及解決問題的能力。因此，教師應以STEM教育理念為引領，將科學、數學等領域的知識融入建構游戲中，以提高幼兒綜合能力。筆者以“小球飛行記”項目活動為例，探討了基于STEM教育理念的建構探究活動。

一、STEM教育理念與幼兒園建構游戲概述

幼兒園建構游戲具有綜合性、生活性、協作性和藝術性等特點。在參與游戲的過程中，幼兒能夠靈活運用不同結構的材料，搭建出反映現實生活的作品。而STEM教育理念倡導基于真實問題開展項目式游戲活動，強調“在做中學”。基于STEM教育理念開展幼兒園建構游戲，對于促進幼兒的認知發展和社會性發展具有重要意義。從認知發展的角度看，STEM教育理念下的建構游戲著重強調學科間的融合與關聯。幼兒通過參與跨學科、以問題為導向的建構游戲，能夠提高科學探究與實踐操作能力。就社會性發展而言，STEM教育理念下的建構游戲有助于提高幼兒的互動能力。在建構游戲中，幼兒能夠自主解決遇到的問題，也能夠通過與小組成員的協作討論或尋求教師的指導解決問題。

二、基于STEM教育理念的建構探究活動的實施

（一）項目緣起

在幼兒的自主游戲探索中，他們產生了將小球、小車通過飛躍方式送達指定位置的游戲需求。然而，在“騰空運送”的實踐過程中，幼兒遭遇了一系列挑戰，如投送距離較短、物體提前墜落等。為此，“如何在物體脫離實體軌道后確保其沿預定路線運動？如何設計‘虛實結合’的軌道系統，使小球能夠成功飛躍并通過后續軌道準確到達目標終點？”成了幼兒討論的熱門話題。

（二）項目過程

在確定感興趣的探究問題后，筆者帶領幼兒回顧并重建了以往搭建的“小球騰空軌道”，并引導幼兒觀看慢動作視頻，觀察小球在脫離軌道后的運動軌跡。幼兒驚奇地發現，小球在脫離軌道之后，并未直接垂直下落至地面，而是呈現出一段弧形的飛行軌跡。基于此，筆者向幼兒提出問題：“為什么小球脫離軌道后的運動軌跡是一條弧線，而不是直接垂直墜落？”幼兒琦琦說：“因為小球滾下坡有很大的沖擊力，所以小球在飛起來之后還是會保持之前的方向。”幼兒樂樂認為：“因為地球有地心引力，會把小球往下拉，所以不管小球怎么飛都還是會掉下來。”幼兒明明表示：“讓球動起來的力有很多個方向，所以會形成拋物線。”

從上述討論中可以看出，幼兒對慣性與重力的基本概念已經有初步的了解。于是，筆者向幼兒講解了慣性及拋物線形成的原理：慣性是物體的固有屬性，它不會改變，也不會消失，它是物體保持原有運動狀態不變的屬性；而小球呈現出拋物線式的飛行軌跡，則源于慣性與重力的共同作用，慣性使得小球在脫離軌道后仍保持原有運動狀態，而重力則引導其運動方向發生改變，從而形成了這一弧形軌跡。在理解這些科學知識的基礎上，幼兒提出了新的問題，如“我們想要讓小球怎么飛？想要搭出一條什么樣的飛球軌道？”等。根據幼兒的想法，筆者將后續的探究活動劃分為兩個階段：第一，使小球在脫離軌道后形成向上的拋物線，并準確落入預設的終點；第二，使小球騰空飛行一段距離后，接續后續軌道，穩定落入并繼續滾動。

第一階段。首先，幼兒展現了對小球按照向上的拋物線軌跡運動的期待，并基于這一期待進行了自主搭建軌道的嘗試。在調整了原有的前序軌道后，小球的飛行軌跡確實改變了，然而，新的問題也隨之出現——雖然調整前序軌道能使小球形成向上的拋物線運動狀態，但這種向上的運動狀態只保持在軌道最前端的短暫距離。經過數次實驗，幼兒經過仔細觀察和分析，總結出一些使小球飛行軌跡呈現為向上拋物線的方法。比如，幼兒辰辰說：“在下坡之后要有上坡的軌道。”幼兒東東認為：“下坡的那一段要讓小球積累很大的沖擊力，不然沖不上去。”幼兒婷婷表示：“上下坡的軌道夾角要合適。”這時，筆者提出新的問題：“如何延長小球的飛行軌跡中‘向上’的那一段呢？”幼兒七七提出：“延長軌道向上的那一段坡就可以讓小球飛更高！”幼兒珉珉則表示：“我覺得應該減短上坡的軌道長度，只留一點點，保持向上的坡度就行了。因為小球爬坡也會消耗沖擊力，沖擊力消耗太多就飛不動了。”在此基礎上，筆者組織幼兒進行了兩次測試，從而得出結論：對于小球而言，向上的坡道長度并非關鍵要素，真正的關鍵點在于保持一定的上升趨勢。事實上，當小球脫離此類前序軌道時，其飛行距離會加長。反之，如果上坡軌道過長，會導致小球在脫離軌道后迅速墜落至地面，無法形成有效的飛行弧度。

其次，在幼兒經歷了初步的探索并積累了相應的建構經驗之后，筆者介紹了“跳臺滑雪”的原理，以期給予幼兒一定的靈感。經過對相關資料的深入研究與討論，幼兒對“能夠讓小球飛得更高、更遠”的飛球軌道設計有了新的想法。幼兒昊昊提出：“前面要有足夠長的下坡坡道來使小球加速、蓄力。”幼兒一一表示：“上下坡的夾角是有弧度的，而不是我們之前搭的那種直角彎。”幼兒涵涵說：“下坡的坡度要比上坡的坡度更陡。”幼兒易易認為：“坡道要很滑，光滑的軌道才能讓球滾得更快，飛得更遠。所以坡道要用PVC管來搭。”經過參與小組討論，幼兒成功繪制了新的飛球軌道設計圖。接著，他們根據這份設計圖進行了初次搭建嘗試。然而，在首次實踐中，由于對上下坡坡度要求的疏忽，幼兒搭建了一個上坡坡度顯著大于下坡坡度的前序軌道，這一疏忽意外地促成了“噴泉式”的小球飛行軌跡。隨后，幼兒嚴格按照原定要求對坡道進行調整，最終使得小球得以沿著一條向上的拋物線軌跡飛行。兩次搭建嘗試給幼兒帶來了意外的收獲。筆者又提出問題：“在相同的動力前提下，小球‘飛得高’和‘飛得遠’能同時滿足嗎？”幼兒昊謙認為：“不能，如果飛得高，球就會馬上落下來，就飛不遠，而如果飛得遠的話就沒辦法沖得很高。”幼兒婧坤也表示：“不能，因為軌道的擺放方式已經決定了小球會怎么飛。”

幼兒的答案非常統一，他們明確了未來的建構方向是往遠飛，便繼續調整飛球軌道。然而，他們在按照設計圖搭建前序軌道的過程中，又出現了一些新的問題，如由于上下坡道使用的材料不同而導致的連接問題，由于材料堆砌太多導致軌道存在不穩定、易倒塌的問題。對此，幼兒圍繞解決方法展開思考。幼兒安安提出：“把上下坡換成同樣的搭建材料，可以都換成粗的PVC管，因為有合適的連接口。”幼兒琦琦說：“軌道都換成一樣的管，然后用魚骨架支撐它，最高點的魚骨架下面可以墊上比較高的東西，這樣高度就夠了。”

最后，根據這些解決辦法，幼兒進行了新一輪嘗試，調整后的前序軌道滿足了各方面的要求，并且帶來了意外收獲——和之前的飛行軌跡相比，這樣的軌道能讓小球飛得又高又遠。

第二階段：接續后續軌道，使小球在飛行一段距離后穩定落入并繼續滾動。

在明確階段的探究目標后，幼兒開展了一次深入的小組討論，并繪制了當前階段的軌道設計圖。這一階段的核心挑戰分為兩個方面：一是確保在接住球后，小球能夠繼續維持其向前的滾動狀態；二是確保小球在落入軌道后往回（起點方向）滾動。依據繪制的設計圖，幼兒進行了首次搭建嘗試，并較為順利地攻克了首個挑戰。在觀察并精準定位小球的大致落點位置后，他們巧妙運用了斜坡積木作為助推跳板，隨后無縫銜接軌道積木，搭建出一個結構穩定且功能有效的模型，順利達成了這一階段的建構目標。

三、基于STEM教育理念的建構探究活動的反思

（一）完善頂層設計，促進推廣與應用

在STEM教育理念的指導下，教師開展建構探究活動有助于激發幼兒的探究興趣，培養他們遷移知識、解決問題的能力，提高他們的參與積極性，進而提高幼兒的綜合能力，為其后續的學習之路打下堅實基礎。為此，教師需要進一步完善頂層設計，利用多樣化的教學資源，構建深度學習機制，同時建立基于STEM教育理念的建構探究活動評價體系，推動STEM教育理念的深入發展。

（二）把握核心特質，不斷優化實踐機制

在實踐過程中，幼兒將經歷一個真實且持續的深度學習過程，涵蓋STEM活動的計劃制訂、作品制作和評價展示等。這對于培養幼兒的學習品質和高階思維能力至關重要。因此，在實踐過程中，教師應該優化相關的實踐機制，引導幼兒選取基于真實情境、具備持續探究價值且意義深遠的主題，同時鼓勵幼兒充分表達個人觀點，并傾聽他人的見解，提出創新的問題解決方案。當幼兒面臨新的挑戰時，教師應該鼓勵他們通過合作學習和實踐練習來尋求解決方案，從而推動STEM活動的深入開展。

（三）深入開展園本實踐活動，促使教育落到實處

STEM教育理念強調在真實、豐富的學習環境中，促使幼兒以批判性思維獲取知識與經驗，并鼓勵他們主動構建新的知識體系。因此，在基于STEM教育理念開展建構探究活動時，教師應該結合幼兒在日常生活中遇到的實際問題，整合不同學科的知識，并基于對幼兒個體差異的觀察和了解，協助幼兒選定合適的主題，指導幼兒制訂計劃、籌備材料和安排分工。同時，在幼兒的實踐過程中，教師應該密切觀察，及時發現并幫助幼兒解決遇到的問題。在活動結束后，教師要組織幼兒進行成果展示，以幫助幼兒鞏固知識。

（作者單位：常州市鐘樓區盛菊影幼兒園）