
工程思維是我國義務教育以及基礎教育科學課程標準提出的育人導向和課程目標,更是基礎教育階段學生人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新六大核心素養的重要內容。隨著時代的發展、科技的進步,社會各界對科學教育的質量要求越來越高,這也促進了科學、技術、工程和數學在教育教學領域的不斷融合。相關研究表明,工程思維不僅可以促進幼兒工程實踐能力的提高,還有助于幼兒綜合素質的發展。本文將以幼兒園建構活動為切入點,探討培養幼兒工程思維的策略。
一、何為工程思維?
工程思維指的是在某一個特定的目標環境下,按照既定的規范或標準對設計進行改進和完善,進而投入生產或建設,直到獲得滿意的產品為社會提供服務。相比于一般思維,工程思維是以工程的眼光看待世界和處理問題的思考方式。工程思維比其他思維更具現實性,是溝通主觀和客觀的必經之路。
工程思維的核心是“設計性”與“建造性”,即把每件事都當作一個項目來做。所謂的“只有想不到,沒有做不到”就是工程思維最好的詮釋。工程思維最大的特點是要把事情做成,也就是可交付、可使用、做到開源節流。任何工程都是特定主體在特定的時間和空間進行的具體的實踐活動的結果。
二、培養幼兒工程思維是時代需要
20世紀90年代,國外學者開始重視對工程哲學也就是技術哲學的研究。在國外,工程教育得到廣泛的關注和高度重視,他們強調通過工程教育培養學生的工程思維,了解現實生活中的工程知識和技能,為培養具有競爭力的世紀人才做準備。2023年5月,習近平總書記強調“進一步加強科學教育、工程教育”,幼兒園作為教育的基礎,其相關的教育實踐勢在必行。
工程思維的培養體現了科學育人的目標。幼兒對世界萬物皆好奇,心中有“十萬個為什么”。如果他們的提問得到積極的回應、有效的支持和引導,他們的求知欲就會被激發出來。基于幼兒年齡特點和學習特點,“玩中學、做中學”是幼兒最有效的學習方式之一。幼兒可通過親身體驗、實踐操作、直接感知獲得相關認識,滿足好奇心和求知欲,進而實現自由、自主的學習。工程思維是實現興趣到思維再到實踐的必然結果。當幼兒求知的興趣被滿足了,自然會激發出更多探索的意愿,從而為幼兒終身教育奠定基礎。
三、在建構游戲中培養幼兒的工程思維
幼兒園進行工程思維教育是讓幼兒把每件事當作一個項目來做。大致可以分為六個階段:想法(識別問題)→概念(現有解決方案的需求、約束條件)→計劃(定義目標、制訂時間計劃表)→設計(圖畫、示意圖、模型、算法、概念驗證)→開發(構建、測試)→發布(展示結果)。例如,幼兒在建構區的游戲中要建構理想的小學,六個階段分別是:想法(要建構一個小學)→概念(用什么材料建構、建構場地受到哪些約束)→計劃(制訂時間計劃大概需要多久完成)→設計(畫小學的圖紙)→開發(搭建的過程)→發布(展示今天的搭建結果)。有了這六階段,幼兒的建構一定能達到意想不到的結果。
以我園幼兒建構活動“船說”為例,借助工程思維的六階段,幼兒完成了有趣的建構活動。
1.想法:在一次周一晨間談話時,瑤瑤說周末爸爸帶她坐船去了高橋,那是大大的船,汽車可以開上去。順著瑤瑤的話題,幼兒討論得熱火朝天。于是,引導幼兒開展有關船的活動在教師腦海中油然而生。
2.概念:要想開展有關船的活動,首先對船要有了解。船有甲板、船帆,船的形狀各異、作用不同等。教師讓幼兒回家查閱資料后在班上進行分享交流,增加他們對船的了解。
3.計劃:建構一只“船”。
4.設計:幼兒認識了各種各樣的船后,會設計出一艘什么樣的船呢?幼兒把自己喜歡的船用圖畫表現出來,并利用已知經驗將需要搭建的船設計出來。這不僅鍛煉了幼兒的繪畫能力,還促進了幼兒想象力的發展。
5.開發:在對船舶了解后,幼兒紛紛表示想要合作搭建軍艦。第一次建構結束時,他們發現了問題,搭建的船不像軍艦。于是,教師帶幼兒又重新觀看軍艦的實物圖,并利用網絡資源觀看了軍艦在航行過程中的視頻,在討論的過程中將遇到的問題以及解決辦法記錄下來,以便更好地搭建。第二次建構時,幼兒及時將軍艦的船體進行了改建,同時在軍艦上增加了客艙、瞭望臺、武器庫等設施。
6.發布:在幼兒一次次搭建與嘗試的過程中,軍艦誕生了。
有了這一次成功的經驗,幼兒的想法更加大膽了,他們想做一個能在幼兒園水池里真正可以劃的船。就這樣,第二次的造船之旅開始了。在建造過程中,幼兒遇到材質、浮力等諸多問題,有了之前解決問題的經驗,他們經過不斷嘗試、討論、記錄探究結果等,找到了解決問題的辦法。最終,他們造的小船在幼兒園的水池里順利劃行。
除了搭建軍艦,幼兒在后來的游戲中還利用廢舊材料,合作搭建五峰山汽渡。在一系列的活動中,幼兒的工程思維得到了很大的開發。
以“船”為主題的建構游戲總共開展了五次,幼兒每次建構都會出現新的想法。有的幼兒想象這是軍艦,軍艦上有軍人、飛機;有的幼兒想象這是一片海,大海上有燈塔有小島等。在主題建構游戲中,幼兒展現了豐富的想象力和創造力。在建構的過程中,教師與幼兒探討各種遇到的問題和解決方法。也許幼兒并不知道什么是工程思維,但他們卻用工程思維完成了一個又一個的游戲。也許在這群幼兒中間就會出現一個未來的造船大師呢!
四、讓工程思維在幼兒游戲中大放光彩
在幼兒一日生活和豐富多彩的游戲中,工程思維不僅可以用在建構區,也可以用在其他區域。比如在科學區三原色的活動中,幼兒知道了顏色混合后可以得出新的顏色,開始操作如何進行混色,最后得出結論:紅色和黃色混合后變成橘黃色,紅色和藍色混合后變成綠色等。他們用這種方法調出更多的顏色,這些顏色可以用于美工區的活動。
隨著幼兒教育的改革,幼兒的創新能力越來越受到重視。幼兒園教師要適應時代發展要求,為幼兒提供更多更好工程設計和構建的機會,培養幼兒的工程意識,豐富幼兒的工程閱歷,不斷提高幼兒工程思維能力。