基于STEM教育理念的幼儿科学活动及创新能力培养——以“制作智能小夜灯”为例

黄丽芬

(福建省厦门仙阁幼儿园 福建 厦门 361006)

前言

由幼儿园科学主题活动的教学目标上看，其关键在于调动幼儿对周围事物的兴趣，让其充分调动感官的力量，采用科学的方式，交流自身的探究结果，从而体会到科学活动的趣味性，让其真正关心周边环境，亲近自然，初步形成环保意识。STEM作为一种带有探究性质的综合教育活动，旨在培养幼儿的STEM综合素养。基于STEM教育理念的幼儿科学主题活动，能深化幼儿对相关知识的理解和建构，侧重培养幼儿的探究能力，让其掌握科学的探究方法，进一步增强其创新实践能力。本文根据教学实践，对STEM核心理念、基于STEM教育理念科学主题活动目标、内容等进行分析，形成适合开展基于STEM教育理念科学主题活动实施的策略。

1.STEM教育理念概述

STEM教育，即科学(Science)、工程(Engineering)、技术(Technology)、数学(Mathematics)的教育，关键在于受教育者判断力的培养，推动其思维发展，增强其组织、协作能力，有助于提高受教育者的意志力[1]。STEM教育理念最早出现于美国，他们通过反思科技人才的缺失，尝试利用STEM教育，让学生具备一定的STEM素养，确保后续教学活动的顺利实施。最近几年，我国中小学、幼儿园，开始引入“STEM教育理念”，开设了STEM课程。对于幼儿园教育活动来讲，教师可引入STEM理念，凭此实施科学主题活动，充分发挥STEM教育技术性、趣味性、跨学科的特点，使幼儿在轻松的课堂情境中，主动探究，以此拓展自身的学习经验，最大限度提高其科学素养[2]。

STEM一词，最先出现在美国国家科学委员会的《本科的科学、数学和工程教育》报告，主要是牵涉科学、技术、工程、数学等学科，但对于STEM教育来讲，这并不是几个学科的简单相加，而是带有很强的实践性、综合性[3]。STEM教育理念，侧重突破科学、技术、工程、数学四门学科的独立性，让幼儿更好地发掘学科联系，从而实现跨学科的教学实效。对于其核心价值来讲，主要如下：

1.1 整合性。在传统教育活动中，主要倡导科学、技术、工程、数学每一个学科的重要性，而对于STEM教育来讲，其不注重学科的独立性，而是推动科学、技术、工程和数学这四个学科的相契合，充分挖掘其内在联系，确保实现跨学科的“整合取向”[4]。所谓“整合取向”，指的是侧重学科领域间的联系，利用相关活动，实现跨区域知识的融合。

1.2 实践性，STEM教育带有很强的实践性。与此同时，STEM教育理念的引入，在一定程度上突破了传统教师直接传授知识和经验、学生被动接受的局限，充分发挥了学生的主体作用，侧重学生对直接经验的获得，从而在师生间建构了学习共同体，使学生能主动建构知识，深化其经验，从而增强其逻辑分析能力[5]。

1.3 情境性：STEM教育通过为学生提供真实的生活情境，将抽象的知识同实际生活联系起来，在生活中还原知识，在解决实际情境问题的过程中获得多学科的知识，体现了情境性的特点。幼儿园也强调幼儿通过与真实情境的互动，在现实情境下解决喜闻乐见并具有一定挑战性的问题。

1.4 趣味性：由于STEM教育侧重多个学科之间的融合，在活动设计过程中，要从学生的实践经验入手，因此带有很强的趣味性。

2.基于STEM教育理念的科学活动目标及内容

2.1 基于STEM教育理念的科学主题活动目标。现如今，许多幼儿园都意识到了科学教育的必要性，并尝试在活动中，融入“STEM教育理念”，建构课程理论框架，制定适合自身发展的教学方法，从而凸显幼儿园的办学特色[7]。通过在科学领域的教学活动中，引入“STEM教育理念”，为幼儿提供更多的探究空间，帮助其养成正确的学习习惯。对STEM教育的整合方法来讲，主要由多学科方法、跨学科方法构成。从多学科方法来讲，对独立学科的内容进行了保留，尝试搭建各学科间的联系，实现学科知识的整合过渡，在很大程度上，推动了幼儿问题解决能力的提高。与此同时，STEM教育理念的引入，也使教师不断革新教学观念，把STEM教育理念的要求与内涵结合起来，使用适合STEM教育发展的策略，以便于更好地开展STEM教育，从而激发幼儿的探究欲，使其掌握正确的探究方法，从而增强其科学素养。

2.2 基于STEM教育理念的科学活动内容。在STEM教育理念的指导下，教师可依托幼儿园、家庭与社区资源的优势，拓展幼儿的活动内容，为幼儿创设良好的开展科学活动的情境，培养幼儿的探索能力。所以，幼儿园要及时更新科学主题活动的投放材料，指引幼儿根据STEM教育内容，开展探究活动，并启发幼儿积极思考问题，注重发散性思维的培养，使其养成正确的自主学习习惯。对于幼儿园来讲，可适当借鉴STEM教育理念，重视幼儿动手实践能力的培养，使幼儿在合作、分析、创造、发现等方式中，增强自身的技能，从而获得更多的关于问题解决的过程性知识。

3.STEM教育理念下幼儿科学活动创新能力的培养策略

3.1 调动创新动机，创设良好的探究环境。《幼儿园教育指导纲要》明确提出：幼儿教师要打破传统教学模式的局限，秉持以人为本的原则，突出幼儿兴趣的指引。换言之，只有贴近幼儿生活经验的活动，才能调动幼儿的探究积极性，同时能激发幼儿学习的内生动力。在STEM幼儿科学活动探究过程中，要积极鼓励幼儿对生活中的内容进行挖掘，并拓展探究活动的形势。例如，在幼儿生活中，影子随处可见。教师可以在户外活动中，和幼儿一起开展“找影子”和“影子变变变”的游戏，调动幼儿的探究积极性。

3.1.1 发现真问题。在这一环节中，教师可通过问题引入的方式，发现真问题。例如，教师可以提问：“小朋友们，城市的夜晚永远没有黑夜，为什么？”通过提出这一问题，启发幼儿思考，引入“灯”这个概念。再通过提问：“如果我们睡醒了，想要开灯，可是家里的灯太亮了怎么办？”激发幼儿制作小夜灯的兴趣。

3.1.2 经验的铺垫。在制作小夜灯之前，教师可通过向幼儿介绍关于“智能小夜灯”的知识，或者引导幼儿收集生活中各种各样的小夜灯，在班级设置“小夜灯展览馆”让幼儿对小夜灯的构造及功能有一个全面的了解。有利于提高幼儿制作小夜灯的兴趣，让幼儿积极参与到“智能小夜灯”的制作中来，为后续问题的解决提供经验。

3.1.3 幼儿寻找解决问题的办法。在制作小夜灯的过程中，教师首先组织幼儿分组讨论，对“如何设计智能小夜灯”、“如何让小夜灯亮起来”等问题展开更进一步的探究。

3.2 以项目活动为切入点，在疑问中创新。项目活动作为STEM教育的关键因素，有助于促进幼儿的全面发展。对于项目活动来讲，其侧重把知识融入到生活化的情境中，教师要引导幼儿积极利用所学知识，进行实践操作，并予以验证，从而提高自身的知识应用能力。例如，在智能小夜灯的制作过程中，教师可以引导幼儿思考智能小夜灯的用处，让其掌握制作的方法。在这期间，教师可支持幼儿搜集智能小夜灯制作的材料，让其积极思考，寻求新的制作方法。在真实的情境中，通过开展项目合作学习活动，顺利把知识迁移到其他情境，有助于实现STEM教育理念的“做中学”本质，能让幼儿迸发新的创作灵感，从而达到幼儿创新思维能力的培养目标。

3.2.1 确定问题。教师通过真实问题情境的创设，让幼儿明白在实践活动中，需要解决的问题。例如，在智能小夜灯的制作活动中，教师通过图片的形式，让幼儿介绍生活中的各种灯，并提出问题“小朋友们，你们家有小夜灯吗？你知道智能小夜灯是怎么做的吗？”通过真实问题情境的创设，能使幼儿更好地了解智能小夜灯制作的价值，即为了方便人们的日常生活[9]。通过把幼儿划分为不同小组，使其根据这个任务，展开讨论交流，看要怎么制作一款智能小夜灯。

3.2.2 研究问题。幼儿在制作智能小夜灯前，要先了解与产品相关的内容，可以询问家长、教师，在家长、老师的辅助下，掌握智能小夜灯制作所用的材料、方法和流程等。在这个过程中，幼儿能习得相关的STEM知识技能，有助于为后续的操作奠定基础。

3.2.3 提出方案。在这个环节中，幼儿可以结合周围事物进行思维发散，使智能小夜灯的制作流程更加清晰。通过筛选材料、提出有创意的想法，能有效培养幼儿的发散思维，使其形成科学的智能小夜灯的制作流程。在这个期间，通过将幼儿分为不同小组，让其进行讨论交流，教师可进行适时引导。在必要情况下，教师可提供与“智能小夜灯”制作相关的案例，辅助幼儿发散性思维的发展，形成最终的制作方案。

3.2.4 制作模型。在这个环节，幼儿主要结合具体的方案，选择相关材料、方法、技术等，塑造作品原型。在这一过程中，幼儿能把头脑中的想法转变为实际模型，这是STEM教育中的关键部分。幼儿要掌握与“智能小夜灯”制造的方法，合理选择材料、技术，实现模型的制作，并采用科学原理对这一模型进行解释，而并不单单是手工制作课。在“制作智能小夜灯”的过程中，学生的思维得到培养，同时也能更好地了解智能小夜灯的制作过程。

4.建议

4.1 利用音乐实施科学主题活动。音乐活动的实施，能有效培养幼儿的创造力。对于音乐来讲，其融合了一些物理知识，例如：不同的乐器所发出的声音是不同的，声音源自物体振动，由不同的乐器发声原理上看，各有差异。管乐器主要是通过空气柱的振动发声的，空气柱越长则增加了振动难度，空气柱短则更容易振动。所以，对于长的空气柱来讲，其会出现低音现象，对于短的空气柱来讲，容易出现高音。对于弦乐器上看，其实借助琴弦的振动发音的。在音乐教育活动中，幼儿在使用乐器时，教师可以对其进行有针对性地引导，让其做与物理知识相关的实验，最大限度提高幼儿的科学素养。

4.2 美工活动与科学主题活动相契合。对于美工活动的内容来讲，其和各个领域知识的关联性较强。例如，在主题活动“纸的家族”中，幼儿在手工作品的制作中，可能会牵涉“对称”这一数学知识。幼儿在剪纸时，会自觉把纸张对齐，根据折痕裁剪，这就体现了数学知识。所以，在这个活动过程中，教师可渗透与之相关的数学知识，让幼儿明白什么是图形的对称轴、什么是线段，适当普及三角形、长方形、圆形、正方形等数学知识。

4.3 依托感官体验丰富科学主题活动。在基于STEM教育理念的科学主题活动中，教师可由幼儿的身心发展规律出发，开展适合幼儿发展的手工活动，以此拓展幼儿的知识视野，深化幼儿的感官体验。例如，在主题活动“神奇的水”的教学活动中，教师可在雨天开展活动，让幼儿观察水壶热水沸腾冒出的水蒸气，同时还可在冬天组织幼儿观察雪花，使幼儿体会“雪融化成水”的过程，并依托雪和水的关系，增强幼儿的感官体系。

4.4 在项目活动中实施科学主题活动。项目活动的综合性比较强，其在一定程度上，这在一定程度上，凸显了STEM的核心要素。例如，大班幼儿通过使用水泥、黄沙、木板等材料，搭建一个小建筑。在这个过程中，幼儿要对基本的建筑机构有一定的了解，增强对基础知识的掌握。与此同时，要熟悉水泥、黄沙的混合比。教师作为幼儿的指导者，可很好地渗透STEM教育理念科，从而提高幼儿的动手实践能力。对于STEM教育理念来讲，其体现了多方面的内容。教师可由本班幼儿的实际情况入手，结合他们的实际特点，使幼儿在项目活动中，进一步丰富自身的知识储备，从而深化自身的综合实践能力。

幼儿是祖国的希望，是我们每个成年人都有责任去保护爱护关心的一个群体。全面的爱不仅仅是给于好的物质条件，更是应该注重心灵的学习和培养。格物斯坦小坦克认为，提倡STEM教育应该从幼儿时期开始，真正贯穿孩子成长始终，让孩子越早接触到全面的STEM教育，对将来孩子的发展是大有裨益的。通过考虑幼儿的身心发展规律，合理设计基于项目的学习和基于问题学习的课程模式，在幼儿园教学活动中发挥着重要作用。尽管目前的幼儿园课程模式主张培养幼儿的问题解决能力，并利用项目活动，注重学生创新实践能力的提高。但在具体的实施过程中，关于五大领域的界限较大，依托多元的、零散的学习知识，与各种真实情境结合起来。对于各个领域来讲，其间并无交叉，只有从一个中心主题入手，推动师幼共同探究活动的实施，确保后续活动的开展。