基于STEM理念的幼儿园科学探究室活动组织与实施研究

朱毅诚

STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）的简称。STEM教育，于20世纪80年代兴起于美国，它通过科学、技术、工程以及数学的有效结合，充分培养幼兒的科学素养。STEM教育强调问题的真实性、生活化，并侧重体验和探究过程。

功能室活动是幼儿园一日生活活动中不可或缺的一部分，是幼儿园教育活动中的重要组成部分。近年来，STEM教育多次被教育部以及中国教育科学研究院所提及。随着STEM教育在幼儿园教学活动中的融入与发展，笔者将以本园科学探究室活动作为研究的蓝本，通过访谈以及活动案例分析，结合一线教学情况，总结出STEM理念下幼儿园科学探究室活动组织与实施的策略，为幼儿园教育活动融入STEM理念的组织与实施提供一定的参考价值。

一、问题的提出

2016年，教育部颁布《教育信息化“十三五”规划》以及2017年《中国STEM教育白皮书》，标志着STEM教育已经得到国家层面的重视。

张俊教授在《幼儿园科学教育》中提到幼儿园STEM教育的三大教学模式，即基于项目的STEM学习、基于生活的STEM学习和基于游戏的STEM学习。郝和平教授在辛辛那提大学莫牧教授提出的实施STEM教育的四个途径和方法的基础上提出：建立STEM学习中心，在日常教育活动中、户外活动中及在项目活动中开展STEM教育。科学室是幼儿园实施科学教育活动的主要场所之一，也是STEM学习中心其中一个重点区域。科学室不同于班级科学区或科学角，它同时也是幼儿以自主学习为主的空间更大的科学活动场所。如何结合STEM教育理念，更好地开展科学室活动，是幼儿园教育亟待探讨的一项重要课题。

二、研究方法与过程

（一）研究方法

通过对本园STEM理念下科学探究室活动进行非参与式的观察，观察方式为对每周的功能室活动进行抽样观察，为期两个月。以科学探究室的专科教师（以下简称A教师）作为访谈对象，旨在解决教学活动中遇到的实际问题进而改进教学状况，提高教师对STEM理念与科学探究室活动的整合能力。

（二）研究过程

在园领导的支持下，本研究选取科学探究室活动进行观察与分析，通过课例录像和叙事记录的方式对案例进行研究，或是采用半结构式的方式与受访者A教师进行面对面的深度交流，最后整理成文稿。

三、研究结果与讨论

（一）教师对STEM教育理念理解不透彻

通过对不同活动案例进行分析以及对专科教师的访谈发现，部分教师对STEM理念认识不透彻。如A教师认为“STEM探究活动以及科学室活动的内容大致上是一致的，只是在探究形式上有所不同”，该教师的本科专业为化学专业，但没有接受过STEM教育理念的相关培训。A教师对STEM教育理念把握不准，造成对课程内容选取方面有所偏差，在课程内容选择上与STEM教育理念有所偏离。

（二）课程内容结构单一

笔者在研究中发现，该教师对课程内容结构上的把握参差不齐。A教师认为：“科学室加入STEM理念即是在S和T的后面加入E、M，将科学探究式赋予更多的可能性。”这导致A教师在活动中的内容结构只涉及到某一领域，或以某一领域作为重点目标。

如在分类活动“帮物品找好朋友”中，A教师只以科学领域作为本次活动的目标内容，把对贝壳的科学认知、生活特性等作为活动的重点难点。因此在活动中幼儿只得到科学领域方面的发展，而忽视了幼儿在其他领域的发展。教师应对课程内容的结构进行整合，因为各领域并非割裂而是有机统一的。

（三）工程思维缺乏有效引导

通过对案例进行分析，教师在组织活动的过程中，缺乏对幼儿进行工程思维的有效引导。以活动“纸桥承重”为例，教师在活动中只对纸桥的搭建类型和搭建方法及过程进行重点指导，没有对工程设计、制作、总结反思、修改、再制作等一系列的过程进行有效的引导。A教师认为：“工程思维贯穿在科学探究活动的过程中，从开始阶段到结束阶段都渗透着工程思维。”工程思维需在活动过程中进行跨学科整合，重视整个循环过程，从而形成螺旋式上升型的经验积累以及学习过程。很明显，A教师并没有将工程思维的培养放在该功能室活动的重点指导上。

四、基于STEM理念的幼儿园科学探究室活动组织与实施策略

（一）以“主题项目式”探究作为抓手

早期STEM教育是培养幼儿学习品质的良好途径，教师应运用合理分组、学习活动项目化等策略来实施早期STEM教育，并在实施过程中注意为幼儿提供适宜的支架，充分发挥教师作为引导者、合作者与支持者的角色功能。STEM教育活动与项目活动都是以幼儿兴趣为课程设计的出发点，探究的内容丰富多彩，强调以问题导向为基础，结合科学、技术、工程与数学四个方面开展的整合性教育。

以科学探究式活动为例，教师在制订本学期课程计划时，可根据大主题以及小主题相结合的方式来制订。比如本学年第一学期，以“变化”作为大主题，包括物质、人类、植物等小主题作为活动具体开展的主题。活动的具体内容也要以幼儿的探究水平及本园幼儿生活经验为基础而制订。而在具体小主题方面，如在“帮物品找好朋友”活动中，幼儿可从掌握简单的、维度较少的分类方法逐渐过渡到掌握复杂多维的分类方法。幼儿园STEM教育的每一节活动都应以层层递进的方式，随着主题的深入而变化。

但是，STEM的主题式探究与传统意义上的主题教学以及项目研究又有一定的差别。STEM的主题式探究强调以问题作为导向，关注幼儿已有生活经验，强调在实践中发现问题并运用技术以及数学工具解决问题，形成“问题——想象——计划——创造——反思——改善”的工程思维链。因此，幼儿园在设计功能室课程内容时需因地制宜，以“主题式探究”作为课程建构的蓝本。

（二）课程内容生活化、真实化

《幼儿园科学教育》一书中提到，幼儿园STEM教育是基于生活的STEM学习。早期STEM教育的学科融合、真实情境与问题导向，能够有效地激发幼儿的学习主动性和學习兴趣。基于STEM教育的幼儿园科学教育应以核心素养与真实境遇的相互交织为根本路径，让幼儿在真实的、契合幼儿生活场景的情境下进行活动。

以科学探究室活动“叶子的秘密”为例，最初的课程设计是教师找来一些种类相同的叶子让幼儿在室内进行观察和表征，之后让幼儿进行分享、总结叶子的基本特征。而基于STEM理念的科学探究活动应该将课程内容建立在幼儿真实的生活上。如探究叶子的外形和特征，首先教师需摒弃传统的教学模式，让幼儿在大自然的环境中就地取材，摘取自己想要观察的叶子并将其带回科学探究室进行观察。而教师选取一些周遭环境未曾出现的研究对象让幼儿进行观察与研究，这样“有目的”的引导违背了真实性以及生活化的原则，使得STEM理念下的幼儿园科学探究室活动就如无源之水，无本之木。

（三）以“S-T-E-M”为切入点，提高整合性

众所周知，STEM教育包含四个方面的内容。但STEM教育不应是简单的“S+T+E+M”的教育，而是将这四个方面或是四个领域的内容有意识地进行有机整合，融于一体。即：科学是关于物质世界的知识，也是获取知识的过程与方法以及对待物质世界的态度与情感；技术是改造物质世界的手段或活动；工程是运用科学知识和技术手段进行分析、设计、解决问题、制作产品的一种规划与过程；数学则是关于数、量、形、时间、空间等关系的认识。从中可以看出，科学回答的是“是什么”和“为什么”，技术回答的是“做什么”和“怎样做”，科学提供物化的可能，技术提供物化的现实；科学是发现，技术是发明；科学是创造知识的研究，技术是综合利用知识于需要的研究。

教师在设计功能室活动时，应考虑到以上四个领域的内容不仅仅是四个学科相加，而是整合。以“消失的物质”活动设计为例，首先教师选取了幼儿生活中几种常见物质作为实验的对象，投放了有关“溶解”与“溶液”的科学启蒙书籍，以供幼儿阅读与参考，给幼儿提供了各类实验工具，引导幼儿认识实验工具，了解操作方法，提高实验的科学性。在活动过程中，幼儿进行实验前的猜想，并在实验后验证自己的猜想是否与实验结果一致，从而初步形成“设计、猜想——实施——验证、总结反思——再实施”的螺旋式上升的工程思维，通过在记录表上记录实验情况，渗透数学统计的概念，让幼儿更清晰地对实验结果进行认知。

STEM教育不仅仅是“1+1+1+1=4”的结果，更多的是让幼儿在活动中充分运用综合思维，将资源进行整合，从而不断提高幼儿学习积极性，提升活动的有效性。

（四）以工程思维贯穿教学过程

《3—6岁儿童学习与发展指南》指出：幼儿的学习方式是通过直接感知、实际操作和亲身体验去模仿、感知、探究的，是在“做中学”“玩中学”“生活中学”，不断积累经验，逐步形成自己的理解与认识。木工室活动正好符合幼儿这种学习方式。在木工室活动中，幼儿感知和体验了优秀的传统木工文化，培养了技术素养和工程创造，提升了幼儿解决问题和跨学科整合的能力，幼儿的计划性、创造力、想象力、工程思维、设计制作能力等都得到了提升，达到了“做中学”“玩中学”的目的。

以活动“纸桥承重”为例，在导入部分，教师利用多媒体课件引起幼儿对桥梁探索的兴趣，对各种类型和结构的桥梁进行科学认知，让幼儿了解不同类型的桥梁有不同的承载能力。在活动开始阶段，幼儿根据自己的想法设计纸桥的造型。在动手操作的过程中，幼儿制作的纸桥往往与开始时的设计有一定的偏差，但幼儿在不断尝试的过程中对设计进行调整、修改，并再次制作。完成制作后，幼儿往往拥有成功的自豪感并乐于与他人进行分享，教师可与幼儿一同进行总结与回顾，分析纸桥的结构与承重之间的关系，并将幼儿在探究过程中存在的问题以及亮点进行归纳梳理。幼儿在进行科学探究的过程中，如果操作的内容综合性较强，或是需要合作的内容，一次的活动时间往往是不够的。在活动结束后，教师可设立“未完成作品区”，用来放置幼儿未完成的作品，留作幼儿下一次活动的制作延续，既有助于幼儿进行经验的累积，也为幼儿对自身作品进行“总结——反思——再实施”做了铺垫，形成螺旋式上升型的经验积累以及学习过程。

STEM教育强调通过以工程为核心的设计和制造活动，解决生活中真实的、有意义的问题。教师应将“科学”与“技术”有机地结合在一起，为其可能性以及现实性提供实践平台，通过“设计——改进——再设计”的方式不断优化项目，从而改变幼儿解决问题的思维方式以及实践模式。

综上所述，基于STEM理念下的幼儿园科学探究室活动应以“主题项目式”作为探究大框架，选取贴近幼儿生活的内容，并与当地气候、文化特色、地理环境、区位优势相结合，符合真实性与可操作性。教师在构建具体活动时应用综合性思维去看待课程，积极整合并运用多方面资源，如社区资源、新型网络技术手段等，让幼儿在具有工程思维的环境中不断地进行实践，从而解决生活以及游戏中遇到的实际问题。

（责任编辑：郭凯云）