STEM教育理念下幼兒模擬建構活動的實施策略

杜玉珍

STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）四門學科英文首字母的縮寫。STEM教育并不是簡單的S+T+E+M的教育，而是強調跨學科的整合學習，并通過以工程為核心的設計和制作活動來解決生活中真實的、有意義的問題。在幼兒園建構活動中，幼兒的設計與搭建經驗與成人世界的建筑工程有很大的相似性，模擬建構活動中蘊含著豐富的STEM教育要素（見表1）。本文嘗試以中班模擬建構活動“長江大橋”為例，探討如何基于STEM教育理念實施幼兒園模擬建構活動。

長江大橋是南京江北連接主城區的交通要道，很多幼兒都見過或從上面經過。在建構區，有幼兒根據自己的經驗建構出各式各樣的大橋，并認為自己建構的是長江大橋。這引起了幼兒之間的爭論：“這不是長江大橋！”“長江大橋不是這樣的！”那么，長江大橋到底是什么樣子的呢？基于幼兒的建構興趣和疑問，我們需要進行實地考察，通過親密接觸促使幼兒重新思考之前的想法和建構。

一、基于STEM教育理念開展實地考察

在模擬建構活動中，實地考察對進一步激發幼兒的興趣、豐富幼兒的經驗至關重要。在《早期STEM教學 科學、技術、工程與數學的整合活動》一書中，作者莎莉·穆莫指出：“所有實地考察都可以被看作STEM的相關經驗，因為每一個實例所聚焦的都是探究。”為使幼兒在實地參觀長江大橋中獲得最大化學習，活動之前教師和幼兒做好了以下準備。

1.了解幼兒感興趣的長江大橋問題

通過觀看長江大橋的視頻和圖片，幼兒提出了他們感興趣的問題：為什么要建長江大橋？為什么要修橋？橋是怎么建起來的？用什么材料建的？橋為什么有兩層？橋下面有幾根柱子支撐？橋頭堡有幾個？橋頭堡是用來做什么的？修好的橋和以前的橋有什么不一樣？等等。我們從科學、技術、工程、數學四個方面對這些問題進行了整理（見表2）。當然，有的問題可能會涉及多個學科，教師主要是從問題更傾向于哪一學科而進行的分類。

2.分析長江大橋中的STEM要素

為使幼兒在實地考察過程中學習體驗最大化，我們先實地參觀了長江大橋，記錄并分析了與STEM可能有關的要素，以便于進一步制訂STEM學習計劃（見表3）。

3.明確實地考察長江大橋的目標

從幼兒已建構的大橋作品中可以發現，幼兒并不了解長江大橋的結構。因此，結合幼兒所提出的相關問題，我們制定了實地考察長江大橋記錄表，明確了本次實地考察的主要目標是了解南京長江大橋的外形特征、基本結構與組成部分，并引導幼兒用繪畫、符號、相機等方式做好記錄。

二、運用積木模擬建構長江大橋

1.長江大橋的集體建構

在幼兒模擬建構長江大橋之前，我們利用長江大橋的實物圖、局部結構圖等制作了可移動展板（見圖1），同時制作了長江大橋模型（見圖2）。教師讓幼兒集體觀看南京長江大橋的航拍視頻，從上空鳥瞰大橋整體，又分別觀察各個結構的圖片并進行分析，使幼兒既能整體感知長江大橋，又能觀察長江大橋的局部特點。在此基礎之上，幼兒自主分組探究南京長江大橋的建構。每一組幼兒都有自己的關注點：有的小組關注了長江大橋公路的S形彎曲，建構出轉彎的大橋;有的小組探索拱形橋墩，想方設法地將橋面架在拱形橋墩上;有的小組關注了橋的圍欄，富有創意地使用了地墊邊條;有的小組關注了橋墩的數量，搭建出九墩十孔…… 顯然，幼兒多聚焦于長江大橋的局部特征，對大橋整體的把握不足。另外，建構過程中，幼兒在積木材料、同伴合作、作品展示等方面也出現了一些問題（見表4）。如很多幼兒都用圓柱體積木做橋墩，因而引起了爭搶圓柱體積木的行為。師幼針對出現的問題進行了討論，并探討如何解決。

2.公鐵兩用雙層橋的建構

在建構公鐵兩用橋的過程中，不同的小組會運用不同的方式表征相同的事物。如有的小組探究怎樣運用積木、輔助材料等建構可通行的公鐵兩用雙層橋，有的小組挑戰完全運用積木而不借助輔助材料建構可通行的公鐵兩用雙層橋。過程中教師巡回觀察，及時拍攝照片或視頻，做好過程性記錄，便于之后運用材料進行集體討論與反思。在集體互動環節，教師引導幼兒展示、重審和反思自己建構的公鐵兩用橋，思考“自己做了什么”“為什么這樣做”，并分享自己或來自同伴的建構經驗和問題解決方式（見表5）。

3.橋頭堡的建構

每一次進行探究，幼兒都需要有豐富的感性經驗，而立體模型和實物圖片為幼兒提供了最直接、最真實的支持。幼兒根據自己的理解，選擇自己的方式運用積木進行建構。南京長江大橋上建有橋頭堡，以此為界，即為正橋和引橋。在建構橋頭堡時，幼兒直觀地運用了三角體積木建構三面紅旗，并探究如何壘高、穩固橋頭堡等（見表6）。

4.引橋的建構

在實地參觀過程中，幼兒觀察到公路和鐵路引橋的不同。公路引橋是彎曲的，鐵路引橋是直的，這樣就不會撞在一起。幼兒如何建構表征不同的引橋是建構難點，但他們運用不同的方式解決了問題（見表7）。

5.長江大橋建成通車

建構完成后，幼兒在自己建構的長江大橋上開汽車。過程中，他們不僅檢驗、反思了自己所建大橋的合理性和穩固性，還生發了更多的科學探究與思考（見表8），如汽車在不同高度、斜度的引橋上滑行時所表現出的快慢不同（見圖3）。

三、運用多元材料建構南京長江大橋

除了積木，還有哪些材料可以用來建構長江大橋呢？經過討論，幼兒發現班級中的雪花片、磁力片以及紙箱、奶粉罐、紙板、紙杯等材料都可以拿來用之。于是，幼兒開始探究運用多元材料表征長江大橋（見圖4、圖5）。

教師還調動家長資源，請家長與孩子一起商量、設計、制作長江大橋。對幼兒從家帶來的作品，教師請幼兒向集體展示并說一說“用了哪些材料”“分別做了長江大橋的哪一部分”“為什么這樣設計”等（圖6～8）。幼兒運用不同的材料建構長江大橋，不僅能在遷移積木建構經驗的過程中獲得新的經驗，更能在解決運用不同材料需要的不同表征和建構方式的問題中獲得新的發展。

幼兒園建構活動可以看作是一項工程，要注重科學探究與工程實踐。工程設計的過程是明確問題→前期探索→設計→制作→測試→改進的過程，長江大橋的模擬建構過程正是幼兒在反復的探索中明確問題、重復設計與建構、不斷改進的過程。在此過程中，教師是至關重要的支持者，應關注幼兒的最近發展區，提供鷹架，激發幼兒的潛能，使幼兒在模擬建構長江大橋活動中獲得發展與成長。