幼兒園教育中的STEM初探

? ? ? ? 當(dāng)下STEM是一個十分火熱的名詞,也不禁引起了我強烈的好奇心:STEM到底是什么?它在幼兒園教育中的實踐運用價值可以發(fā)揮在哪些方面?又是通過何種途徑來實現(xiàn)的?......帶著一系列的疑問,我開始試著去學(xué)習(xí)和了解它,雖然這需要一個由淺入深、從理論到實踐的過程。

? ? ? ? STEM一詞源于美國國家科學(xué)委員會的《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》報告中,主要是指科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四門學(xué)科,但STEM教育并非四門學(xué)科的簡單疊加,而是具備極強的綜合性、豐富性和實踐性等特點。STEM教育理念旨在打破科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四門學(xué)科的獨立性,引導(dǎo)人們追求學(xué)科的相互聯(lián)系,追求跨學(xué)科的價值。

它的核心價值體現(xiàn)在以下幾個方面:

1、整合性:STEM教育的首要特點是整合性。傳統(tǒng)教育追求科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)每一個學(xué)科的重要性,而STEM教育不再強調(diào)學(xué)科的獨立性,而是把科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)這四個學(xué)科結(jié)合在一起,充分利用四個學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系,實現(xiàn)跨學(xué)科的“整合取向”?!罢先∠颉标P(guān)注各個學(xué)科或領(lǐng)域之間的聯(lián)系,通過活動有機(jī)地將各學(xué)科或領(lǐng)域的知識融合在活動過程中。STEM教育的整合方法主要有兩種:多學(xué)科方法和跨學(xué)科方法。多學(xué)科方法仍保留獨立學(xué)科的內(nèi)容,注重彼此之間的聯(lián)系。跨學(xué)科方法打破學(xué)科界限,試圖在學(xué)科之間建立連接,使學(xué)科知識整合到新的領(lǐng)域。這對培養(yǎng)幼兒的問題解決能力有很大的幫助。

2、實踐性:STEM教育具有實踐性的特點。同時,STEM教育打破傳統(tǒng)教師直接傳授知識和經(jīng)驗、學(xué)生被動接受的方式,突出學(xué)生的中心作用,注重學(xué)生直接經(jīng)驗的獲得,在師生之間形成學(xué)習(xí)共同體,學(xué)生在體驗中主動建構(gòu)知識,獲得經(jīng)驗,強化理解。幼兒園可以借鑒STEM教育理念,強調(diào)幼兒的動手探究,鼓勵幼兒在體驗中通過分析、發(fā)現(xiàn)、合作、創(chuàng)造等方式獲得結(jié)果,收獲解決問題的過程性知識。

3、情境性:STEM教育通過為學(xué)生提供真實的生活情境,將抽象的知識同實際生活聯(lián)系起來,在生活中還原知識,在解決實際情境問題的過程中獲得多學(xué)科的知識,體現(xiàn)了情境性的特點。幼兒園也強調(diào)幼兒通過與真實情境的互動,在現(xiàn)實情境下解決喜聞樂見并具有一定挑戰(zhàn)性的問題。為此,我們可以借鑒STEM教育理念,通過還原真實生活情境,幫助幼兒把握知識之間的聯(lián)系,舉一反三遷移知識,辨識問題本質(zhì)并靈活解決情境性問題,在真實生活體驗中獲得成長。

4、趣味性:STEM教育因為強調(diào)多個學(xué)科知識的整合,活動設(shè)計時充分考慮與學(xué)生經(jīng)驗的聯(lián)系,所以具有趣味性的特點。為此,幼兒園可以借鑒STEM教育理念,肯定動機(jī)的重要性,將基于實際問題的學(xué)習(xí)內(nèi)容融入游戲之中,促使幼兒投入游戲,發(fā)揮團(tuán)隊協(xié)作意識,通過分享和創(chuàng)造等方式,學(xué)習(xí)多學(xué)科的概念與內(nèi)容,促使幼兒獲得快樂感和成就感,也培養(yǎng)幼兒解決實際問題的能力,以獲得更理想的教育產(chǎn)出。

那么,作為幼兒園教育如何借鑒STEM教育理念呢?包括以下幾個方面:

1、樹立STEM教育類似的目標(biāo)意識。

? ? ? ? 幼兒園借鑒STEM教育理念,可以將目標(biāo)聚焦在鼓勵幼兒綜合運用科學(xué)經(jīng)驗、技術(shù)經(jīng)驗、工程經(jīng)驗、數(shù)學(xué)經(jīng)驗解決實際問題的能力。為此,教師應(yīng)樹立類似STEM教育的目標(biāo)意識。首先,應(yīng)當(dāng)明確教學(xué)是有目的的教,在進(jìn)行環(huán)境創(chuàng)設(shè)、課程設(shè)計時,應(yīng)讓幼兒充分地與環(huán)境互動,支持不同幼兒的學(xué)習(xí)與發(fā)展。比如:在活動“熊寶寶的椅子”中,通過設(shè)置小小熊椅子壞了的問題情境,引導(dǎo)幼兒思考椅子由哪幾部分組成(針對科學(xué)),需要借助哪些材料和工具(針對技術(shù)),如何設(shè)計使椅子穩(wěn)固(針對工程),比較設(shè)計后各自椅子之間的載重量大?。ㄡ槍?shù)學(xué)),觀察設(shè)計的椅子與他人的區(qū)別(針對技術(shù))。其次,應(yīng)當(dāng)重視幼兒的探究,多向幼兒提問,鼓勵他們進(jìn)行探究。幼兒園課程中的科學(xué)與數(shù)學(xué)是我國幼兒園教師所熟悉的領(lǐng)域,但在教育實踐中,許多教師往往忽視了其中的教育契機(jī)。

2、領(lǐng)會STEM教育課程設(shè)計模式。

? ? ? ? 由于國內(nèi)STEM教育相對國外起步較晚,國內(nèi)STEM教育課程模式仍處于探索階段。因此,借鑒國外的STEM教育的課程模式對我國幼兒園開展科學(xué)教育大有裨益。國外常見的STEM課程教學(xué)模式有四種,分別是項目學(xué)習(xí)、問題學(xué)習(xí)、設(shè)計學(xué)習(xí)、5E教學(xué)模式?;陧椖康膶W(xué)習(xí),圍繞充滿挑戰(zhàn)的、需要解決的、源于現(xiàn)實的驅(qū)動性問題,通過師生合作彼此學(xué)習(xí),使用技術(shù)表達(dá)想法?;趩栴}的學(xué)習(xí),以問題為核心,針對真實情境,突出學(xué)習(xí)者的中心地位?;谠O(shè)計的學(xué)習(xí),通過情景設(shè)計,不斷調(diào)查與探索,學(xué)習(xí)科學(xué)知識,發(fā)展解決復(fù)雜問題的能力。5E教學(xué)模式是以建構(gòu)理論為指導(dǎo),包含參與、探究、解釋、詳細(xì)說明、評價五個活動。

? ? ? ? 根據(jù)幼兒的身心發(fā)展特點,基于項目的學(xué)習(xí)和基于問題學(xué)習(xí)的課程設(shè)計模式更加適用于幼兒園。盡管現(xiàn)在的幼兒園課程模式中強調(diào)幼兒的問題解決能力,并以項目活動或者主題活動形式開展,但在落地之時往往過分強調(diào)五大領(lǐng)域的界限,將多元的、零散的學(xué)習(xí)知識貫穿到各個領(lǐng)域的真實情境之中,各個領(lǐng)域之間沒有交叉,只是圍繞一個中心主題,師幼共同探究,開展相關(guān)活動。而基于STEM教育理念下的課程設(shè)計模式強調(diào)在各個領(lǐng)域的基礎(chǔ)之上,既突出主題中的核心概念,也強調(diào)主概念下跨領(lǐng)域技能的應(yīng)用,如數(shù)學(xué)邏輯思維能力與科學(xué)研究能力的整合。這種交叉、整合是STEM教育的核心,也是幼兒園所應(yīng)推崇的。

? ? ? ? 為此,教師應(yīng)當(dāng)具有問題意識,及時發(fā)現(xiàn)幼兒在現(xiàn)實生活中的興趣點,通過具有STEM特征的問題,發(fā)展幼兒的相關(guān)素養(yǎng)。如在一次戶外散步中,幼兒發(fā)現(xiàn)操場旁邊的孤零零的樹,對其產(chǎn)生好奇心,并決定在教室中制作一棵樹,教師及時捕捉教育時機(jī),開展了“樹”的項目活動。第一天,他們計劃如何使用不同的材料建造一棵樹(針對技術(shù));第二天,幼兒以小組形式設(shè)計樹,保證樹的平衡性和穩(wěn)定性(針對工程),并觀察設(shè)計的樹存在的問題(針對科學(xué));第三天,幼兒發(fā)現(xiàn)樹有樹洞,于是在班級中的樹上剪了一個洞(針對科學(xué));第四到六天,幼兒繼續(xù)完善他們的樹,利用圓柱形積木印出葉脈,測量樹干,并注意到樹葉的對稱性(針對數(shù)學(xué))。在今后的日子里,幼兒繼續(xù)觀察操場的樹木,發(fā)現(xiàn)了蜘蛛網(wǎng)的存在、葉子的變化(針對科學(xué)),并利用相機(jī)、幻燈片和投影儀等工具記錄和分享下與樹互動的瞬間。在該活動中,以科學(xué)為核心,涵蓋了技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的學(xué)科知識概念。

3、借鑒STEM教育實施路徑。

? ? ? ? 美國加州理工學(xué)院兒童中心創(chuàng)辦者Susan Wood在采訪中提到ECSTEM的概念,實際上正是將STEM教育應(yīng)用到早期教育的體現(xiàn),ES即Early Child。她還指出,和中小學(xué)STEM課程相比,早期教育中的STEM課程只是使用的方式、道具等不同,目標(biāo)都是一樣的。因此,幼兒園借鑒STEM教育理念時應(yīng)當(dāng)考慮學(xué)前教育的特殊性,采取符合幼兒身心發(fā)展的教育策略。

如:項目活動——STEM教育的特點決定了STEM教育中“真實情境”的重要性。在STEM教育中,教師基于學(xué)生的興趣和身心發(fā)展規(guī)律以及當(dāng)?shù)刭Y源選擇研究的主題,學(xué)生根據(jù)研究主題進(jìn)行設(shè)計、操作,制作產(chǎn)品,一個STEM就是一個項目。在項目中,操作過程中包羅著數(shù)學(xué)和科學(xué)的思維,設(shè)計的過程蘊含著工程,而制作的產(chǎn)品正是技術(shù)的體現(xiàn)。在幼兒園中,可以利用項目活動開展各種探索活動,如在“三只小豬的房子”活動中,基于幼兒所熟悉的三只小豬的故事情境,教師可以提供給幼兒木串、工藝棒、牙簽、削尖的鉛筆、木片、紙杯、電風(fēng)扇以及磁帶、活頁夾、膠水、訂書機(jī)等材料,引導(dǎo)幼兒使用電風(fēng)扇研究風(fēng)力,思考稻草屋和木頭屋倒掉的原因(針對科學(xué));支持幼兒收集各種建造房子的材料(針對技術(shù)),設(shè)計一個比較堅固的房子(針對工程);思考如何改變或者增加材料使得房子既能保證小豬們安全,又能讓狼不會通過窗戶或煙囪等進(jìn)入房子(針對技術(shù));引導(dǎo)幼兒觀察附近房子的造型,思考蓋何種造型的房子是最牢固并能支撐最多的重量(針對數(shù)學(xué))。在真實情景中,讓幼兒在動手操作中合作學(xué)習(xí),將知識遷移到其他情景中,實現(xiàn)STEM教育理念的“做中學(xué)”本質(zhì)。

又如:區(qū)角活動——幼兒園可以通過區(qū)角,為幼兒提供諸多開展類似STEM教育的機(jī)會。如在戶外活動區(qū)中,為幼兒提供水桶和輪軸,通過滑輪帶動水桶,實現(xiàn)“提水”的目的,幫助幼兒感知滑輪可以改變力的方向(針對科學(xué)),感受到手拉動的繩子長度與水桶上升高度一致(針對數(shù)學(xué));正確認(rèn)識和使用滑輪(針對技術(shù)和工程)。在科學(xué)區(qū)中投放彩色拼貼紙、手電筒探索光與影的關(guān)系(針對數(shù)學(xué)和科學(xué))或者光與色彩的關(guān)系(針對科學(xué));投放斜坡與小球,探索小球移動速度與斜坡斜率的關(guān)系(針對數(shù)學(xué)、科學(xué)),正確使用斜面并認(rèn)識生活中常見的斜面,如天橋、道路等。在自然角中可以提供各種探索工具(針對技術(shù)),幼兒可以通過尺子、量繩測量植物的長度(針對數(shù)學(xué)),使用天平學(xué)習(xí)量的相對性(針對數(shù)學(xué)和技術(shù));幼兒可以使用放大鏡觀察自然角中的蜘蛛(針對科學(xué)),區(qū)分蜘蛛這種節(jié)肢動物和昆蟲的區(qū)別(針對數(shù)學(xué));幼兒可以使用植物噴霧器觀察蛛絲的規(guī)律(針對技術(shù))。在音樂區(qū)投放長短不一、粗細(xì)不一的玻璃瓶,幼兒可以通過改變敲擊的玻璃瓶大小來改變音高(針對科學(xué));也可以按照大小、粗細(xì)對玻璃瓶進(jìn)行排序再演奏(針對數(shù)學(xué));學(xué)習(xí)聲音的產(chǎn)生與控制(技術(shù)與工程)。在建構(gòu)區(qū)中,幼兒可以建造房屋、橋梁,解決顏色搭配、形狀組合,擺放空間重心、重力、對稱、平衡等問題。

? ? ? ? 此外,也可以將不同類型的學(xué)習(xí)區(qū)進(jìn)行結(jié)合,如讓烹飪區(qū)與數(shù)學(xué)區(qū)相結(jié)合,讓幼兒使用數(shù)學(xué)區(qū)中不同形狀的模具以及烹飪區(qū)中的烤箱烘焙面包,學(xué)習(xí)面包在烘焙過程中物理變化的同時,也學(xué)習(xí)不同的形狀。有條件的幼兒園可以開設(shè)專門的類似STEM教育的學(xué)習(xí)區(qū),為幼兒園提供豐富多彩的探索材料。

4、借鑒STEM教育理念進(jìn)行評價。

? ? ? ? 我們借鑒STEM教育理念,并整合多領(lǐng)域知識,那么如何知道教育效果呢?這就需要對上述課程進(jìn)行評價。受到原來的習(xí)慣影響,我們經(jīng)常按照領(lǐng)域進(jìn)行分門別類的評價,較少做多領(lǐng)域整合的評價。因此,在評價的過程中,我們可以借鑒STEM教育理念進(jìn)行跨領(lǐng)域評價。跨領(lǐng)域評價需要把握有兩條內(nèi)容:一條是怎么做綜合性評價,另外一條是怎么做特征評價。傳統(tǒng)觀念的幼兒園綜合評價強調(diào)過程性評價,注重活動過程中幼兒認(rèn)知思維、社會交流、情感態(tài)度、動作技能、學(xué)習(xí)品質(zhì)等方面的獲得,而借鑒STEM教育理念下的幼兒園教育綜合評價,應(yīng)運用多個指標(biāo)評價幼兒各方面能力的發(fā)展。

5、借鑒STEM教育理念進(jìn)行師幼互動。

如:引導(dǎo)提問——要吸引孩子參與討論,并了解孩子已有的概念和認(rèn)識;孩子往往會提出很多問題,有的適于探究,有的不適于探究,教師要根據(jù)教學(xué)計劃,經(jīng)過和孩子的對話,引導(dǎo)孩子將精力集中在適于探究的問題上。

如:大膽假設(shè)——常用且有效的幾種假設(shè)方式:這是一種好方法嗎?我們需要做什么實驗?還有一些工具,他們會不會有什么特別的本領(lǐng)?我們能用其他方法嗎?搜集我們需要的證據(jù),我們能做什么?

如:實驗引導(dǎo)——可以提問的方式做實驗引導(dǎo):怎樣證明你的設(shè)想是正確的呢?我們需要怎么做?誰能幫助我們?這樣做可能會產(chǎn)生什么問題?那可能會好一點嗎?我們做這個實驗需要按照一定順序嗎?

如:尋求實證——在證實的過程中可以用問題推動探索過程的進(jìn)展:我們怎么分工?先做什么?需要注意哪些安全問題?還有什么工具沒試過?我們怎樣用這些物品和工具?你想下一步會發(fā)生什么?我們應(yīng)該記錄什么?是不是還需要再觀察其他現(xiàn)象?

又如:記錄發(fā)現(xiàn)——用提問的方式配合兒童對實驗結(jié)果的導(dǎo)出:我們發(fā)現(xiàn)了什么?這說明……?它意味著什么?這個發(fā)現(xiàn)和我們原來的猜想一樣嗎?哪里一樣?哪里不一樣?證明了我們的猜想嗎?這樣的結(jié)果令你感到驚訝嗎?

又如:交流表達(dá)——有效的問題誘導(dǎo)兒童對探索過程和結(jié)果的表達(dá):我們得到結(jié)果了嗎?還有什么不同的方法或想法嗎?你覺得使用哪種工具可以更方便地完成這個任務(wù)?為什么他們用的也是這個工具卻沒能完成任務(wù)呢?這樣的結(jié)論和你的想法一樣嗎?·我們可以怎樣展示我們的發(fā)現(xiàn)或成果?

6、根據(jù)幼兒不同年齡拓展課程的廣度和深度。

? ? ? ? 主要包括:物質(zhì)科學(xué)——事物(材料)之間的變化和關(guān)系。生命科學(xué)——讓幼兒在與大自然的互動中找到動物、植物和昆蟲的習(xí)性。地球科學(xué)——為幼兒提供更多安全、豐富的環(huán)境,讓他們在對自然的探索和發(fā)現(xiàn)中學(xué)習(xí)。技術(shù)與工程——技術(shù)側(cè)重于工具的使用,簡單的機(jī)械操作。

? ? ? ? 總之,在我看來幼兒園實施STEM教育并非拋棄原有的經(jīng)驗,而是要在理解STEM理念的基礎(chǔ)上,對已有經(jīng)驗進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,我將結(jié)合自己的學(xué)習(xí)體驗與收獲,在教學(xué)實踐中嘗試探索,將具體案例整理出來與大家分享學(xué)習(xí)。

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