基于STEM理念的項目活動的實踐與探究

導讀：STEM理念是一種跨學科的教育方式，結合了科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）四個領域的內容。橋梁是一種古老又有現代性的建筑，涵蓋人文、歷史、地理、手工等知識，在STEM理念下開展大班橋項目，對大班幼兒的實踐能力、知識儲備、邏輯能力、創新能力等都有所助益，結合和橋梁相關繪本的啟迪、參照和延伸活動，課程效果將達到最大化。

STEM理念源自四個英文單詞首字母的縮寫。科學旨在領悟大自然和社會構造的奧秘，技術旨在掌握人類開發環境和利用資源的邏輯與要訣，工程旨在運用整合型思想從宏觀、具體的角度設計學習目標和進程，數學旨在根據數理、數形、平面和立體幾何等知識解決生活難題和處理工作事務。在STEM理念帶動下，幼兒將最大限度提升理性認識在整體認識中的比重，將腦中所想、所思、所創、所得通過手工實踐、分工合作、交流討論等現實的方式展露出來，全方位培養綜合能力，成長為有見識、有操作、有智慧的新一代學生。STEM理念強調跨學科教育、實踐導向、合作與交流、自主學習、創新精神、實用性、綜合性。在此基礎上，筆者選用了橋梁這一生活中常見、兼具歷史性和進步性、兼容并蓄、囊括STEM理念四大元素、可操作性強、思考和想象空間廣泛的媒介，設計了綜合性的大班橋課程教學，一場別開生面、趣味橫生的項目活動應運而生。

一、聚焦橋梁科普，繪本啟迪思路

無錫是一座帶有歷史文化韻味的城市，橋梁是最能體現人文屬性的建筑。一次，筆者借鑒無錫市圖書館舉辦的“彩虹橋”繪本閱讀活動，為幼兒帶來豐富多彩的圖畫書（“彩虹橋”指的是通過彩虹般豐富多彩的書籍為幼兒思想和行動之間搭建一座聯系的橋梁），分設了情感、家庭、科技、藝術等各類主題，供親子自由選擇閱讀。活動中，筆者發現處于幼小銜接時期的大班幼兒開始脫離純感知覺、直覺主導的閱讀體系和偏好，格外關注和現實有關的題材方向，如科學、自然、工程、數理、建筑等，從閱讀頻次最高的繪本《青蛙小弟睡午覺》《自然世界》《蜘蛛和糖果店》中可以窺見端倪。活動后，筆者由“彩虹橋”出發啟迪靈感：既然幼兒喜歡實際的物體和親身操作，何不以“橋”本身為主題設置科學探究活動？

筆者搜集了市面上質量最好的那一批橋主題繪本，將其帶到班級閱讀角供幼兒觀看，再將其中幼兒感興趣的部分制作成電子動態PPT，讓幼兒近距離間接感受橋梁的構造、形態、實用性和魅力，下面例舉一些具有代表性的作品。

《你好，橋梁》：以橋梁線條簡筆畫勾勒為主要元素，科普了英國鐵橋、布魯克林大橋、福斯橋等，讓幼兒知道了外國橋梁的知識，貫通中西，增長橋梁見識。

《搖搖晃晃的橋》：以橋梁為線索敘述簡單故事同時以小見大地表現橋的穩定性，敘述了狐貍和兔子在橋上的追逐、牽制和對壘，橋梁的傾斜角度和形態在不斷發生變化，它作為重要的敘事線索出現，啟迪幼兒觀察橋的構造、制造的考量、實用性等知識。

《橋梁》：以大比例跨頁的博物館展覽形式展現國內外橋梁的風貌，包括中國北京盧溝橋、中國廣西程陽風雨橋、中國港珠澳大橋、美國紐約布魯克林大橋、美國舊金山金門大橋、英國倫敦塔橋、法國加爾水道橋、意大利佛羅倫薩維琪奧橋、悉尼海港大橋等。

通過閱讀探討，幼兒開闊了眼界，對橋的興趣、認知、探索欲和好奇心都得到了極大提升。基于此，筆者將繪本和幼兒生活進行有機聯系：“小朋友們，看了繪本里的橋，你們知道無錫有哪些橋嗎？”筆者開設了“無錫橋親子探究比賽”，以競賽的方式邀請幼兒回家整理無錫橋梁信息，綜合從報紙、新聞、父母口中、時訊、科普書籍、繪本中整理的信息開展橋梁簡介，看誰的講述最生動有趣、精準動人、引人入勝。幼兒以橋梁建筑時間、構造特征、歷史淵源為基準，一方面介紹了坐落于巡塘古鎮的巡塘橋、位于古運河與伯瀆港交匯處的清明橋、位于宜興古城中心的蛟橋、位于宜興市張渚鎮祝陵村的玉帶橋等歷史古橋，另一方面介紹了金匱大橋、青寧大橋、江陰長江公路大橋、永旺大橋等現代橋梁。

大班幼兒通過書籍與真實橋梁的對比，在周末和家長一同參觀和研究橋梁，同時積累了間接經驗和直接經驗，儲備了大量橋梁建構、人文環境、歷史溯源、設計邏輯、實用功能、外形特征、風格分類等知識，為下一步開展橋梁模擬設計和搭建積累了極其充足的理論準備和興趣準備。這個探討過程也是自然踐行STEM理念的過程，幼兒相關的收獲如下。

跨學科教育：橋梁建筑是一門科學，也是一種技術；是一項長期的工程，也涉及數學知識。幼兒通過閱讀和探討，以一種帶有文學性、語言性、藝術性特征的活動形式開展科學探究，同時培養了文科、理工科、藝術學科思維，實現了跨學科教育。

實踐導向：幼兒的閱讀帶有明確的指向性，他們需要從繪本中尋找橋梁的構成、色彩、稱重、實用意義等知識，并在具體實地觀察中進行驗證和思考，以此為后續制作增添實際知識的儲備，整個學習過程實踐性和目標性極強。

合作與交流：單個幼兒生活經驗和知識儲備不足，但全體幼兒的智慧和經歷加起來，便能眾志成城，互相借鑒，取長補短，共同達成某一學習目標。通過合作與交流，幼兒能理解協作學習的重要性和溝通的意義。

自主學習：在大班橋項目中，除了集思廣益，幼兒必須具有獨立思考和學習的意識。

創新精神：與橋梁的設計一樣，對橋梁的研究同樣需要學習者具備創新性。

實用性：橋梁建造是一種泛用性、生活性很強的操作實踐，幼兒能提升動手能力、觀察能力、生活能力等多重能力。

綜合性：STEM理念將上述目標與步驟進行綜合，對培養全能、全面發展的幼兒大有裨益。

二、探索建橋策略，展開相應表征

做好前期準備后，筆者鼓勵幼兒輪流論述想造一座什么樣的橋（根據繪本類型和生活觀察），全班幼兒根據設想的橋梁類型、風格選擇搭檔，共同完成橋梁設計，思考橋梁搭建所需材料和具體拼接方式。由此，幾個小組得以成立。

傳統承重橋：由下方承擔重量的拱柱和上面的橋面構成，整體呈規則的立方體形態，由具有一定硬度的紙張、黏合材料和承重材料三部分構成，如安平橋、城市中建立在河流上的商用橋梁。

坡度型拱橋：橋面非平坦，而是左右對稱、坡度符合人體工學的拱形，包含上坡、緩沖帶、下坡，橋柱形態和橋面特征相適應，與橋面邊緣相黏合，呈現幾個拱形空心洞的立式形態，由有意彎曲的平面大面積硬殼、黏合劑、剪裁成特定形狀的托面構成，如中國北京盧溝橋、社區公園中隨處可見的具有一定坡度的小型拱橋。

裝飾性吊橋：通常建立在海洋上，以高速公路的形態呈現較強的實用性，具有一定設計坡度的線纜懸掛式地將橋面和橋的最高峰進行連接，留下一段長長的、具有裝飾功能的支撐性吊軌，由吊軌、黏合劑、懸空的橋面、下探到地面做支撐的橋墩構成，橋面可以呈現露天狀，也可以用亭子等裝飾遮蓋頂部，如美國紐約布魯克林大橋、中國廣西程陽風雨橋。

討論與設計是STEM理念指導下的項目活動的重要環節，也是活動成果的理論指導依據。幼兒分別采用思維導圖、PPT電子繪畫、傳統聯想繪畫、清單表格等擅長的方式構建圖紙，在組內進行傳閱和觀摩，逐步實現了以下指定目標：科學層面，知曉橋面、指示燈、裝飾物、橋墩、護欄等基本橋梁構成；技術層面，能將腦海中構想的圖示與實際的生活材料相聯系，熟知每種建筑材料的用途、用法、搭配規則、使用劑量、操作步驟等；工程層面，初步建構宏觀思維和計劃思維，懂得建造橋梁需要擬定大綱草案和設計圖，并能通過各式圖畫、符號、數字、暗示、隱喻等元素表達創作意向；數學層面，需要估量材料的數量、比例、重量、獲取渠道、搭配方式等，具備運籌帷幄的基礎數理知識和預測能力。

三、理論源于實踐，不斷創新改進

實踐是檢驗真理的唯一標準，也是STEM理念的核心要領。具備了一定的學習實踐、構想實踐、設計實踐和交流實踐后，幼兒面臨最重要的實踐，即操作實踐。在具體操作中，他們遭遇了很多現實問題，但都通過各種手段予以積極解決，對方案進行了改進和創新，突破了自我，收獲了成長。

問題一：橋面的選擇。傳統承重橋中，幼兒首先用宣紙、泡沫卡片等作橋面，發現重量過小，不足以承受外力積壓；改換繪本、木板后，又發現重量過大，不符合橋面設計小巧、輕便的初衷。他們開動腦筋，最終確定了撲克牌、紙箱截面等重量和硬度適中的材料。

問題二：橋面的黏合。裝飾性吊橋中，吊鏈和橋面之間、橋面和橋面之間、橋面和橋墩之間分別選用哪種材料進行黏合，成為幼兒棘手的問題。他們試用了502膠水（教師要特別從旁指導，保障安全性）、雙面膠、普通膠布、縫合線、連環扣、短繩打結等方法，最后確定了因地制宜的適應性策略。幼兒用筷子當柱子，通過短繩打結連接橋面和頂柱，針對木板橋面選擇502膠水，針對紙箱橋面選用不干膠，針對撲克牌橋面選用膠水，靈活處理黏合穩定度的問題。

問題三：支撐的選擇。在坡度型拱橋中，支撐的選擇比起其他兩種橋更困難。其他橋梁由于橋面較為平緩，基本呈現平面狀態，可供選擇的支撐物體較多，如易拉罐、紙板、柜子、瓶子等。但坡度性拱橋的橋面呈現明顯的弧度，通常由有一定硬度和韌性的材料（如紙板）均勻折疊而成，橋面與橋墩之間的固定只能通過打孔雙繩、精密縫合來完成。在對素材進行精挑細選和反復實驗之后，繪本《橋梁》中盧溝橋的設計給了幼兒靈感。盧溝橋的橋墩美觀大方，具有一定的修飾性，弧度也緊貼和匹配橋面。再加上有的幼兒列舉了生活中火車、汽車駛過的洞狀隧道，他們由此得出，為何不能自主“定制”橋墩呢？還可以在上面繪制獅子、雕花等造型，一舉兩得。于是，他們找來特定的紙板，先在上面畫上剪切的軌跡，再沿著實線精密剪裁、拼接成想要的形狀，輔以需要的裝飾物，完成了支撐材料的選擇和設計。

問題四：風格的確立。在解決了大體的實用性之后，橋面已經可以容許重量適中的物體和生物，如珍珠鼠、小烏龜、玩具汽車、遙控車、自動轉盤、卡通人物模型等擺放和通過了。但問題接踵而至：因為使用的材料不能和真實的可供行人使用的橋梁相比，在風格上呈現趨同性，如何體現獨特的巧思？首先，幼兒參照了繪本《橋梁》中各色橋梁的設計，發現色彩是橋梁視覺觀感的顯著要素，對橋梁進行了涂色操作。其次，通過閱讀觀察和生活探索，他們設計了各種鏤空圖案、花紋、貼片、模擬路燈、鮮花等裝飾物，橋梁的外觀立即有了不一樣的改變。最后，在實物改良方面，他們又找來了色彩卡紙、氣球、儲物柜、廢棄零食包裝、禮物包裝盒、定制袋子等五花八門的物品，想盡一切辦法對橋梁中視覺效果較弱的地方進行替換，對缺漏之處進行處理，增添視覺風格。

問題五：使用的缺漏。橋梁的設計和制作都為了最后的使用。在使用過程中，有的小組的橋梁出現了問題，包括但不限于出現裂縫、穩定度差、橋面崩塌、黏合處斷裂、裝飾物破損等。他們不急不躁，穩定冷靜地分析原因，明白了再好的設計藍圖都需要經過使用者的反復考驗。一座優秀的橋，不僅設計上要符合物理工學和藝術審美，還要禁得起磋磨，為人們的安全出行保駕護航。幼兒想出了諸多解決辦法：更換零件、重新黏合、更換黏合劑、替換裝飾物、對橋墩進行包裹加厚處理、對橋面部分破損處進行填補、采用縫制的線進行維修等。在這個過程中，他們危機處理能力、耐心和細心、實踐水平、創新意識都得到了質的飛躍。

STEM理念強調實踐的三個屬性，即反復性、思辨性和創新性。通過反復實驗，幼兒磨煉了心智，選取了最佳的使用材料，提高了學習耐力、成就感和自信心；通過合理思辨，幼兒一改往日灰心氣餒的面貌，在實踐活動中注入了更多理性思維，助推了情感的完善和能力的健全；通過推陳出新，幼兒明白了科技與生活、藝術與需求之間辯證的聯系，能逐漸建立黑白之間的緩沖地帶，如同拱橋定點緩沖地帶一樣，給予心靈放松、自我鼓勵和肯定的空間，逐漸提升了實踐的可行性、穩定性和長期性。

四、追溯繪本源流，回歸創作視角

此次活動從繪本開始，也可以通過繪本收尾。在繪本閱讀中，幼兒的身份是閱讀者、客體體驗者、被動接受知識者，主觀能動性的發揮受限。在橋梁建造中，幼兒的身份是設計師、建筑師和維修人員，實踐能力得到了發揚和保障。在延伸活動中，教師可以打通這條身份轉換的邏輯鏈條，讓幼兒以設計師的經驗和身份回顧橋梁建造過程，創作出屬于自己的繪本，可以記錄設計流程，可以分享建橋感悟，可以科普橋梁知識，可以展現建橋細節，可以交流合作經驗。大班幼兒創作出《我們的拱橋》《一座橋如何誕生》《和橋的對話》《屬于我的橋》《小橋流水》等多樣的繪本，置放于藝術展覽區，供同伴、其他班的幼兒、教師和家長觀看。他們不僅獲得了實用品創作經驗，更收獲了藝術品創作經驗，融合了科學學習和藝術學習的優勢，實現STEM理念的首要奧義，即綜合學習，打通學科壁壘，培養復合型人才。

五、結語

本文以大班橋項目為例，對基于STEM理念的項目活動進行實踐記錄和理論探究，希望這座“彩虹橋”能同時連接大班幼兒的幼兒園學習和小學學習、情感與思想、生活及想象，抵達樂學、趣學、活學、綜學的啟蒙教育本質。