智慧教育背景下基于STEM理念的幼兒園積木活動研究

摘"要：智慧教育是推動教育現代化，實現高質量發展的重要途徑。而我國在幼兒園領域智慧教育發展水平相對薄弱。為探索出智慧教育在幼兒園領域的有效實施路徑，文章以積木作為抓手，運用智慧教育與STEM教育相結合開展幼兒園建構活動。研究發現，通過智慧教育賦能，結合STEM教育中的工程設計這種創新的教學模式，能夠促進幼兒核心素養的發展，有助于幼兒園智慧教育及STEM教育的開展。

關鍵詞：智慧教育；STEM；幼兒園；積木活動

中圖分類號：G610"""文獻標識碼：A"""文章編號：1673-8918（2024）47-0164-03

一、問題的提出

隨著信息技術的發展，智慧教育應運而生。智慧教育即教育信息化，是指在教育領域全面深入地運用現代信息技術來促進教育改革與發展的過程。2018年，教育部印發的《教育信息化2.0行動計劃》中明確提出“以人工智能、大數據、物聯網等新興技術為基礎，依托各類智能設備及網絡，積極開展智慧教育創新研究和示范，推動新技術支持下教育的模式變革和生態重構”。《中國教育現代化2035》中提到“加快信息化時代教育變革”。智慧教育是國家信息化的重要組成部分，對促進幼兒全面發展，構建園本特色體系，推動教育進步，轉變教育思想，培養創新人才，具有深遠意義。

然而，在我國幼兒園教育實踐中，智慧教育的推進仍面臨諸多挑戰。首先，相較于中小學，幼兒園在資源建設上相對滯后，這限制了教育信息化在幼兒園中的深入應用。其次，幼兒教師的信息素養不均，部分教師缺乏將信息技術與教育教學有效結合的能力。最后，當前幼兒園活動中信息技術的運用多集中在豐富活動資源和教學手段上，教學評價信息化不足，難以實現教學評一體化目標。

新時代教育變革迫切需要前沿理念和先進技術的支撐，本研究以積木活動為切入點，通過融合智慧教育與STEM教育理念，探索出一種創新的教育模式，希望豐富幼兒園的教學手段，實現教學評一體化。目前，幼兒園中結合智慧教育與STEM教育的實踐研究相對較少，尤其信息技術在積木活動中的應用更是鮮有探討。因此，本研究旨在深入這一領域，為幼兒園推進教育信息化，促進幼兒教育高質量發展提供有益的參考和實踐經驗。

二、研究方法

（一）研究方式

本研究以行動研究為主要的核心范式，以智慧教育背景下的積木活動為立足點，探索信息技術手段在積木活動的運用，解決實際操作中的問題，使活動更具可視性、可操作化。歸納整理出相應有效的教學行為模式，形成智慧教育與STEM教育深度融合的教學策略。活動實施時，以工程設計為核心，信息技術為應用，以問題式學習為主要方式，通過工程五步法：提出問題→想象與討論→設計方案→創造與制作→評價與提升，完成作品的制作。實施評價時，以核心素養為導向，分別從科學精神、學會學習、實踐創新三個維度對課程進行評價。

（二）研究對象

本研究以幼兒的核心素養為導向，對我園19個班的幼兒和每班兩位帶班教師開展實施智慧教育與STEM教育相融合的創新教學方式。

（三）研究材料

本研究采用了多樣化的積木材料作為研究工具，包括木質積木、塑料積木和電子積木等。這些積木材料具有不同材質和功能性，能夠滿足不同教育需求，為深入探究它們如何影響幼兒的STEM學習和創造力發展提供了堅實的實驗基礎。

三、分析與討論

在本研究中，將智慧教育融入課程實施中，構建了基于智慧教育理念的課程實施模式。通過分析教學準備、教學實施和教學評價與分析三個階段的具體操作，深入探討了信息技術如何賦能教學設計、實施與評價。這一過程不僅提升了教育質量和效果，還促進了幼兒核心素養的全面發展。

（一）教學準備階段的分析

本研究發現，在過往的課前準備階段中，教師在確定活動主題、分析學情以及設計教學活動時，常遇到瓶頸。首先，確定活動主題往往過于依賴教師個人的經驗和直覺，缺乏系統規劃，易偏離幼兒實際需求和興趣。其次，學情分析的手段單一，通常僅通過口頭詢問或簡單觀察來評估幼兒的學習情況，難以全面、準確地把握幼兒的個體差異和學習特點。再者，教學設計的制訂過程缺乏科學性和系統性，缺乏明確的目標導向和科學的理論依據，導致教學活動難以達到預期的效果。

本研究教師可以AIGC（生成式人工智能）的大模型生成建構活動的主題為參考，再通過電子調查問卷發放給家長，并通過AI洞察進行學情分析。這一過程體現了數據驅動的教學設計思路，使得教學活動更有針對性和有效性。接著，在AIGC大模型中輸入要求，初步生成教學活動設計，并通過不斷調整和優化，制訂出更有針對性的教學設計。最后，再運用希沃白板軟件制作相關教學課件，并上傳在希沃白板中建立的教學活動資源庫，實現云端共享。

（二）教學實施階段的分析

本研究發現，在教學實施階段，運用STEM教育的工程五步法：提出問題→想象與討論→設計方案→創造與制作→評價與提升，引導幼兒完成積木的搭建，解決問題。然而，在實際操作過程中發現，傳統的教學環境往往缺乏豐富的情境模擬，導致幼兒難以投入其中。此外，幼兒在認識事物的方式上顯得較為局限，他們主要通過簡單地觀察圖片和視頻來獲取信息，導致認知較為片面，難以形成對事物全面而深入的理解。同時，在想象、設計時，往往缺乏足夠的啟發，難以激發出創意的想法。

本研究通過希沃白板和AIGC技術的賦能，為幼兒創造了一個更具趣味性、多樣性和直觀性的教學環境。不斷分析這些技術手段如何精準賦能教學的每一個環節，旨在首先提升幼兒的學習興趣，隨后增強教學活動的交互性，并最終達到提高教學效率的目的。在此過程中，我們關注如何促進幼兒對知識的深入思考與積極探究，同時探索通過問題導向的教學策略和工程設計的方法，有效培養幼兒的創新思維與實踐能力。

1.提出問題

該階段為探究真實問題而展開的學習，是持續的、深度的、綜合的學習，能夠全方位提高幼兒的核心素養。教師可通過希沃白板制作的課件或AIGC創設不同的問題情景，為幼兒提供直觀、生動的導入內容，這些創新方式能有效激發孩子的活動興趣，提升學習體驗。在問題中涉及了解制作的物體時，可以用希沃白板軟件中的畫筆、放大鏡、聚光燈等功能，在圖片或視頻中幫助幼兒更清晰地了解到物體的結構特征，也可運用AIGC大模型用通俗易懂的語言給孩子解釋相關名詞。

2.想象與討論

該階段教師可利用AIGC大模型提供參考思路，鼓勵幼兒通過想象或猜想來構思積木制作的初步想法，并與同伴互相討論可能的解決方案，形成具體、可行的設計構想，為接下來的積木制作活動奠定基礎。

3.設計方案

該階段教師通過希沃白板的計時器設定任務時間，以增強他們的時間管理意識。教師也可嘗試讓幼兒通過AIGC大模型生成自己想要的畫作。設計圖完成后，還可將畫作導入AIGC大模型進行優化。在畫作分享環節，利用希沃白板的拍攝投屏功能清晰展示設計圖，促進幼兒之間的交流和學習。

4.創造與制作

幼兒根據設計圖，選擇合適的材料進行積木作品制作，還原設計圖。此時，教師可通過希沃白板的計時器設定任務時間，再通過拍攝投屏實時分享幼兒的活動現狀，讓幼兒時刻了解其他人的制作情況。同時，幼兒還可以在教師的引導下，借助AIGC大模型獲得實時的搭建指導。

5.評價與改進

在完成作品制作后，通過希沃白板的拍攝投屏功能，可便捷地分享幼兒的作品。在這一過程中，教師針對幼兒的表現和作品進行評價。為了豐富評價的內容和形式，還可以將作品的照片上傳到AIGC大模型，通過模型進行評價反饋。這不僅可以幫助幼兒認識到自己建構過程中的優點和不足，還能激發他們的創造力和想象力，促進人機交互深入發展。

（三）教學評價與分析階段的討論

本研究發現，在教學評價與分析階段，構建全面的評價體系，能有效促進幼兒的全面發展。首次活動前，教師運用“游戲評價量表”中的核心素養對幼兒進行一次診斷性評價，以把握幼兒起點。課程期間，每學期進行五次過程性評價，在積木游戲開展滿3年后累計完成30次形成性評價，這些評價貫穿幼兒整個STEM學習過程，形成幼兒學習成長軌跡。畢業前，進行一次總結性評價，全面總結并評估幼兒在STEM積木游戲學習過程中的綜合表現和學習成效，以此作為學前階段學習的最終評定。

研究發現，以往的教學評價手段單一，難以全面、客觀地反映幼兒的學習與發展狀況，且存在主觀性強、缺乏即時反饋等不足。而教師創新采用多元評價，運用希沃白板的拍攝投屏即時展評，將評價貫穿教學評各環節，有效改善上臺展評的耗時與不清晰問題；利用AIGC大模型提供個性化指導；利用班級優化大師創建幼兒檔案，實現隨堂即時評價和長期追蹤，數據分析功能還可以幫助教師掌握班級概況，提升決策效率。總之，通過多元評價與現代技術結合，克服了傳統評價方式的不足，提高了評價的效率和質量。促進幼兒的全面發展。

四、結論

（一）幼兒的興趣激發與核心素養發展

在興趣激發的驅動下，幼兒們對積木活動充滿了無限的好奇與熱情。智慧教育手段如希沃白板、生成式人工智能工具等，以互動性和趣味性構建多彩學習環境，使學習過程直觀生動，激發幼兒主動探索。與此同時，這種基于興趣的學習動力，也促進了幼兒們在核心素養上的全面發展。幼兒不僅在科學探索、學習方法和實踐創新等核心素養上得到培養，還顯著提升問題解決、團隊協作與溝通技巧，為其長遠發展奠定堅實基礎。

（二）教師的素養提升與教學革新

本研究提升了教師的專業素養與教學能力，教師在實踐過程中不僅掌握了先進的智慧教育技術和STEM教育理念，還通過不斷地嘗試與反思，提升了教學設計、實施與評價等多方面的能力。同時教師們掌握了如何巧妙地運用信息技術手段革新教學過程，如何以問題為導向引導學生進行深度學習，以及如何運用多元的評價體系來評估幼兒的學習成果。因此，這一系列的變革不僅促進了教師的個人成長，也為幼兒園教育質量的提升注入了新的動力。

（三）有效促進教學評一體化

本研究在推動教學評一體化方面取得了顯著成效，成功構建了一種融合智慧教育與STEM教育理念的積木活動教學模式。該模式巧妙運用工程五步法，以核心素養為導向，引導幼兒在積木搭建的過程中實現知識學習與綜合素養的提升，同時以信息技術賦能教學評全過程，促進了教學評一體化的形成。

（四）降低教育成本助推均衡發展

本研究發現，教師應用人工智能工具使用門檻低，對硬件設施的依賴程度較低，無論什么類型的幼兒園，只要具備基本的電腦、手機以及網絡環境就能使用這種教學方式。同時，還能有效整合各種教育資源，降低教育成本，有效助推教育均衡發展。

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