探究式科学课程的有效推进——三个积木变身的钟摆故事

■文/江苏省靖江市第一实验幼儿园 刘烨萍

在科学探究的过程中，师幼共同建构富有弹性的探究式课程，引导幼儿有深度、有广度的探究认知，让幼儿进行探究式学习、游戏化活动、情景式体验，这些方式能有效地帮助自我建构科学知识经验，将科学探索活动优化成STEM学习活动，逐渐形成和发展幼儿探究解决问题的能力。

一、故事来源：争抢积木——合作协商——展开讨论

在桌面建构游戏时，浩浩和睿睿两人为了一个支架积木争吵不休。

浩浩：“这是我需要的，你借我玩一会儿，好吗？”

睿睿：“不行，借给你，我这个游戏就玩不起来了，再等会儿吧！”

浩浩：“唉，那要等到什么时候啊？”

睿睿：“不然我们合作吧，我想玩一个荡秋千的游戏。”

两人达成共识开始合作了。

两个支架摆好，浩浩拿了一根长长的小棒左右架上，从美工区找来一根麻绳，一头系上一个积木小人，一头系在长长的小棒上。睿睿迫不及待地推了一下，果然秋千摆动起来了。

浩浩有点激动：“哇塞！可以摆动好长时间呢！”

睿睿突然说：“还有点像钟摆呢！你说像吗？”

浩浩点点头：“钟摆？嗯！确实挺像的。”

“哇！我们搭了钟摆呢！”两人欢呼！

欢呼声引来了其他幼儿的围观，大家开始议论纷纷。

分析与思考：从幼儿间的矛盾产生到解决问题这个看似简单的过程中，可以折射出幼儿对问题的价值判断和选择能力，无意中形成了一个有探究意义和价值的STEM案例，我们将从这里作为幼儿探究的起点。

二、故事推进：发现问题——调整支持——经验提升

第一阶段：钟摆大讨论

通过设计调查表，和家长一起完成调查、查找的任务，以及“我知道的钟摆”“钟摆的作用”等活动的开展，幼儿明白了钟摆是从一个固定点悬垂的可以自由运动的重物，钟摆来回摆动一次就成为一个周期这个道理。幼儿还知道起重机上用来拆卸建筑物的落锤、摆钟的摆锤、海盗船、健身器材的摆椅、催眠仪、钢琴上的节拍器、吊椅等都是根据钟摆原理工作的，各自的摆锤都有自己特殊的作用。

分析与思考：钟摆在生活中不常见，幼儿接触得更是少之又少。我们深知家长参与的多元性本身就是STEM学习的重要资源，他们能科学地给幼儿的学习提供支架。因此，我们通过设计调查、收集信息、记录谈话等方式让幼儿的寻找和探索过程真正有方向、有可操作性，有园外经验的技术支持。

第二阶段：钟摆大变身

了解钟摆原理，熟悉生活中一些根据钟摆原理工作的物体后，幼儿开始在教室里搜寻一切能够制作钟摆的材料。建构区的万能工匠、插塑积木、纸杯等，美工区的树枝、冰棍棒、夹子、各种绳子，书、桌子边角等等都是幼儿可以利用的材料。

大家合作建构的场面甚是欢快。

“我们用万能工匠搭一个固定的支架，这样才牢固。”

“我们用三个树枝绑成一个树杈，也可以搭一个支架。”

“我们直接用一堆书压住一根线，把线的另一头垂下去就可以了，这样多方便啊！”

就这样，创意百出的钟摆诞生了。

分析与思考：活动区域是幼儿自由探索和发现的场所，在与科学相关的不同区域中，幼儿自由选择了不同数量的活动材料，灵活多样的活动方式，按自己的兴趣和已有经验创造了不同造型的钟摆。这些都是幼儿探究的完整性和深度学习的体现。

第三阶段：钟摆大比拼

钟摆都做好了，幼儿开始互相欣赏、摆弄这些作品，一个个都非常兴奋。

“我的钟摆摆动时间比你们的长。”

“不对，我的钟摆时间也很长的，不相信来比一比。”

“比就比，我们邀请老师做裁判。”

比赛开始了，教室里顿时鸦雀无声，就等着我发出“开始”的口令。

一声令下，几个钟摆同时晃动起来，幼儿屏住呼吸，眼睛一眨不眨地盯着各自的钟摆，结果……

“唉，怎么办？材料不同，不能知道比赛结果。”

那怎么办呢？不比了？还是换材料？

“我们还是不要比吧，可以数数各自的钟摆摆动了多少次？”浩浩提出的建议让大家豁然开朗，一致赞同。

“用什么方法记录呢？”

拍手数数、画竖线、画圆……各自记录的方法都不同。

幼儿不太相信第一次的记录结果，又进行了第二次、第三次实验，结果发现每组每次统计的数字相同。最后大家一致认为：钟摆摆动的弧度对摆动时长没有影响，而钟摆线绳的长度至关重要。

分析与思考：整个比赛是由幼儿发起的，这一阶段通过比赛、记录、调整到得出结论，整个过程体现出幼儿运用数学感性经验解决问题的能力。可以看出：当幼儿真正投入到自己喜欢的事情中，他们就是在学习、成长，挑战自己，建立合作关系，更是在体验成功的喜悦。

第四阶段：钟摆大调整

“那有的积木太短了，我们要换材料。”

“用几根短棒通过连接管连接到一起。”

“不行，不牢固，摆动的时候架子倒了怎么办？”幼儿开始同心协力想办法了。

“用我们的椅子试试看，找一根长棒就可以了。”

“那桌子不是很高吗？肯定可以的。”

幼儿纷纷行动起来，椅子、桌子、大椅子、水管都试了一下，果然摆动的路线远了。

“老师，杯子里要是装了东西，摆动的时候会掉出来吗？”

“肯定不会，要是装点水扎几个洞就是洒水机了。”

“那如果是彩色的水不就可以画画了吗？”

“装上沙子就是沙漏了。”

从幼儿的对话中可以看出，他们在尽情地发挥自己的想象力。

浩浩问道：“老师，摆动的时候摆锤晃来晃去的，它每次晃动的路线是一样的吗？是什么路线呢？”幼儿猜测直线、弧线、水波浪线等等。

分析与思考：这一阶段是幼儿根据结论和已有经验进行调整的环节。只要有操作就会发现问题，幼儿在新的问题的基础上引出了更精彩的想象环节。此时幼儿拥有自己的思考和想法，教师鼓励和尊重他们表达自己的观点，充分验证了教师的退后、放手与幼儿的独立思考能促使幼儿走向更深层次的探究和学习。

第五阶段：钟摆无限画

最初幼儿想到用笔做摆锤可以看出路线，结果是失败。为什么呢？因为当笔碰到纸上时，会产生阻力，就会停止，摆动的路线也不均匀。后来想到用沙子，发现沙子落到纸上有一个分散的过程，沙子都散开了，虽然画面很美，但实验结果还是不准确。

最后决定用颜料，结果路线出现了，幼儿不但发现摆锤每晃动一个周期就是一个椭圆，还说这些画就叫钟摆画，像个地球。幼儿的想象开始成为现实，幼儿又开始新了的任务——测量钟摆路线的长度。

分析与思考：听完幼儿的对话，看到幼儿操作实验。他们从想象到实践操作，此时我们的作用是帮助幼儿创造他们自己可以掌控的游戏环境，并提供支持性的适宜材料和流程，给予幼儿隐性的信任。为下一步的探究学习打下坚实的基础。

第六阶段：钟摆惊效应

当幼儿发出提问：“如果在一根杆子上挂两个摆锤，摆动的时候会是什么样的呢？”那么“如果在一根杆子上挂多个摆锤，摆动的时候会是什么样的呢？”当幼儿提出这个问题之后，其他幼儿开始质疑：那么多线在一起肯定要打架了，绝对不行！答案一致否定。我没有给予肯定或否定，而是叫幼儿回家和大人一起试一试。结果第二天大多数幼儿都说实验失败，或者说只能两个摆锤要离得很远才行。

后来我在网上搜索关于钟摆知识的时候，无意中看到了一个视频《惊人的钟摆效应》，带给我无限启发。

幼儿看了视频之后，都为之惊叹：“天啊！太神奇了！一块挡板有这么神奇的力量！”于是马上找材料开始实验。他们找了万能工匠的圆球，一块KT板,实验非常成功。

幼儿开始讨论挡板的作用、摆锤的路线，并用自己的方式开始记录。

“它能支持所有的摆锤。”

“有了挡板，摆锤就能从一个起点出发了，线就不会绕在一起。”

“有了挡板，摆锤开始的力量就一样了。”

“有了挡板，摆锤摆动的路线就都是一样的。”

“摆动起来一会儿是水浪线，一会儿是两条直线，一会儿是三条线交叉，一会儿又是小鱼形状。”……

分析与思考：在幼儿发现问题难以自我解决时，此时成人提供适当的学习经验是支持、推进幼儿深度学习的有效方式。此时活动中幼儿参与过程是愉悦的、专注的、有序的，材料的提供、活动的推进都是源于幼儿的需求及发展。

三、反思：观察分析——深度学习

本次活动源于幼儿之间的矛盾和对话，后续从提出问题、关注问题、调查实验、验证比拼、调整发现、形成解释和得出结论、合作分享，从而逐个解决问题并引出一连串的遐想。这样的活动让幼儿真正经历探究、体验探究和发现奥秘，是幼儿深度学习的有效验证。

在活动中，幼儿能通过观察、比较与分析，发现并描述钟摆的不同之处，并能用不同的方法验证自己的猜测继而提出新的问题。幼儿通过使用不同的材料组建钟摆是一个大的工程，运用不同的记录方法记录钟摆的摆动次数、测量钟摆的路线长度等，这些都融合了很多数学概念，钟摆的轨迹、推动钟摆的力度等都是科学知识的体现。这个复杂的过程表现出幼儿运用各种已有经验自发解决问题的能力、探索发现的能力及合作协商的能力。