幼兒園工程教育的價值與實施

摘要：隨著時代的發展，工程教育的重要性逐漸凸顯，工程技術成為一個國家保持全球競爭力的決定性因素之一。而STEM教育在幼兒階段的興盛，也將幼兒工程教育帶入幼教研究者的視野。幼兒具有工程思維的潛質和能力，幼兒園工程教育重點是幼兒工程思維的啟蒙，應當遵循教育目標的啟蒙性、教育內容的生活化、教育方法的游戲化和教育評價的過程性四個原則。

關鍵詞：幼兒教育;工程教育;工程思維啟蒙

中圖分類號：G610 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094（2022）07A-0046-04

幼兒園工程教育是隨著STEM教育不斷發展而逐漸被人關注的新興領域。STEM 教育包括科學、技術、工程、數學四個學科（后來加入了人文藝術等），強調學科間的相互融合。除了技術和工程，其余學科作為學習領域在幼兒階段的課程中早已存在，有著豐富的理論和實踐基礎。技術雖然不是一個單獨的領域，但是作為方法、經驗、材料等形式，被廣泛運用在科學或數學等領域中，為幼兒所接觸。而幼兒階段的工程教育卻被很多人忽略，或被認為不適合，因此相關的研究和實踐較少，出現的也較晚，以“幼兒工程教育”為關鍵詞在知網搜索，可以發現國內相關研究最早出現在2018年。

一、在幼兒園階段開展工程教育的時代意義

（一）工程教育是提升國家競爭力的需要

隨著經濟的發展，目前全球邁入以人工智能、芯片制造等技術為代表的后工業時代，對現在的教育提出了巨大的挑戰[1]，工程教育的重要性逐漸凸顯。工程技術已成為一個國家保持全球競爭力的決定性因素之一。三峽大壩、天宮空間站等大國工程鼓舞人心，但是華為的“芯片之痛”也給我們敲響了警鐘：中國是工程大國，但距離工程強國還有差距。習近平總書記在致首屆大國工匠創新交流大會的賀信中強調：“我國經濟要靠實體經濟作支撐，這就需要大量專業技術人才，需要大批大國工匠。”加強工程教育，建立從幼兒園到高等教育全覆蓋的工程教育體系刻不容緩。美國已經將實施工程教育作為提升國家競爭力的主要途徑之一，從20 世紀 80 年代開始，投入大量的人力物力和財力，對教育進行重大改革。美國國家科學委員會于1986 年發布《本科的科學、數學和工程教育》（Undergraduate Science，Mathematics and Engineering Education）報告，建議進行科學（S）、數學（M）和工程（E）三門學科的教育建設;1990 年補充加入技術（T）學科;2001 年正式提出STEM 教育理念。[2] 2007年美國參眾兩院一致通過了《美國創造機會以有意義地促進技術、教育和科學之卓越法》（America Creating Opportunities to Meaningfully Promote Excellence in Technology， Education and Science Act，又稱《美國競爭法》），反映了全社會對STEM教育的關注和重視[3];2009年發布報告《K-12工程教育：了解現狀和改善前景》（Engineering in K-12 Education： Understanding the Status and Improving the Prospects），進一步推進了K-12工程教育[4]。至此，美國建立了覆蓋K-12的完整工程教育體系。

（二）目前發達國家重視包括工程教育在內的早期STEM 教育

很多發達國家將發展STEM教育作為保持全球競爭力的重要發力點，從幼兒園階段就開始實行STEM教育，并提出了一系列可供借鑒的經驗。例如：美國莎莉·穆莫（Sally Moomaw）等專家提出了創建STEM 學習的網絡系統、明確學科核心內容、堅持發展適宜性教育以及重視學科知識整合等建議;澳大利亞推出了STEM早期學習計劃，借助高校力量對幼兒園STEM教育的主題、設備等進行開發研究。[5]依托早期STEM教育，其中的工程領域在幼兒園階段也獲得了重視和推廣。

（三）有助于提升國民整體工程素養和國家未來競爭力

幼兒園階段實施的工程教育，雖然不能直接培養高層次工程人才，但是具有啟蒙性和普及性的特征，能通過活動和游戲幫助幼兒初步感受和理解工程過程，了解一些工程知識，掌握一些工程技能，逐步養成工程思維習慣，在培養幼兒實踐和創新能力方面具有重要的奠基性作用。當下的幼兒二十年后將逐漸走向社會，成為未來國家發展的中堅力量。因此，幼兒園階段的工程教育對提高國民整體工程素養和國家未來競爭力有著重要而深遠的意義。

二、 當下幼兒園開展工程教育存在的誤區

（一）認為幼兒園的孩子小，不懂工程

幼兒由于年齡特點的限制，通常意義上的工程或者工程教育內容已經超出了他們的理解與接受能力范圍。但是，幼兒天生就是工程師，具有工程思維的潛質和傾向。幼兒階段的工程教育也重在工程思維的啟蒙和工程思維習慣的培養。彼得羅斯基（Petroski）認為，工程價值觀、態度和思維技能是在幼兒時期形成的。當孩子們玩耍時，他們設計、發明并建造對他們有用的玩具和手工制品。這些往往是工程思維或思維習慣的開端，在早期階段就應該得到保護。[6]

例如，夏天的戶外娃娃家游戲中，孩子們覺得太曬，會自發地利用提供的毯子、遮陽布、繩子、竹竿等材料架起簡易的遮陽篷。第一次不盡理想，會出現繩子打結困難、竹竿難以固定、意見不統一等問題。教師及時抓住孩子們游戲的需求以及出現的問題，引導他們進行分組設計、尋找錘子等輔助材料、練習打結、選擇地址等工作，最后順利完成遮陽篷的搭建。這個過程就是幼兒的工程活動，其中蘊含著發現問題、設計方案、實施調整、分享運用等環節。教師不需要明確告訴幼兒工程活動是什么、需要幾個環節，但是卻在游戲過程中潛移默化地滲透了工程教育的各項元素，幫助他們養成用工程思維解決問題的習慣，這就是工程思維的啟蒙教育。

（二）認為幼兒工程活動就是搭建或制作一個作品

工程在本質上是有價值取向的主體作用于客體、主觀思維物化為客觀實體的活動和過程，是一個目標導向的活動和過程[7]。“造物”只是工程的一個重要特征。這里的“物”不僅包括搭建或制作的實物，也包括設計的方案、構建的系統、優化的流程等非實物思想成果。但是，工程的特征不只有“造物”，還有“明確的目標要求”“較長的時間要求”“確定的步驟和階段任務”等，工程是過程和結果的統一。回到幼兒的工程活動來說，造出具體實物是工程活動，優化設計的方案也是工程活動。例如新冠肺炎疫情期間，因為家長不能送被子入園，能力強的幼兒自己扛被子進教室，能力弱的幼兒被子由保育員拿進教室。這是一項耗時耗力的工作。孩子們提出來想解決這個問題。于是他們開始運用各種工具和材料測量最短路線，設計運輸被子的最佳路線圖;發現還不夠方便，提出平地使用教室拖車運輸，到達指定地點后用滑輪裝置將被子吊上三樓午睡室。周末如果要帶被子回家，只要逆向操作就可以了。這里除了由幼兒設計、工人安裝的滑輪裝置是造出來的“物”，其余的路線圖、運輸工具的調度、人員的安排等內容都不是“造物”。這些所有的內容形成了一個運輸被子的方案，整個過程包括幼兒發現問題、設計路線圖、實際運輸、調整運輸方式、最終分享運用等環節，過程和結果的統一形成了幼兒運輸被子的工程活動。

三、在幼兒園階段實施工程教育的原則

幼兒園工程教育是整個工程教育系統的啟蒙性基礎。考慮到幼兒的年齡特點，更多地應該關注工程教育對工程思維的啟蒙，在原有課程的基礎上對工程教育進行園本的實踐探究，尋找園所的課程活動與工程教育所倡導的核心價值理念、實踐路徑方面的契合點，建構幼兒工程思維啟蒙課程。在幼兒園階段進行工程教育，絕對不是脫離原有課程，單獨開發一套工程教育課程，也絕對不是提前進行職業教育，而要重點把握教育目標的啟蒙性、教育內容的生活化、教育方法的游戲化和教育評價的過程性。

（一）教育目標要具有啟蒙性

囿于幼兒年齡特點和能力限制，不宜進行專業系統的工程教育。幼兒園工程教育目標應著眼于培養具有奇思妙想、樂于探索、富有童真、大膽想象、陽光開朗、自信大方的“小小工程師”，重點應該放在工程思維的啟蒙、工匠精神的培養和人文情懷的養成上，也就是鼓勵幼兒善于發現生活中的問題，并養成運用工程思維創造性地解決問題的習慣，在發現問題、參與設計、動手探究、實踐操作、不斷改進的過程中萌發專注嚴謹、精益求精的工匠精神以及關愛他人、熱愛生活的人文情懷[8]。

（二）教育內容生活化

幼兒工程教育不在乎幼兒學到了什么工程知識，掌握了什么工程技能，重點是幫助幼兒能夠有一雙善于發現問題的眼睛，能夠敏銳地捕捉到自己生活中、游戲中遇到的問題，并能通過設計方案、實際操作、優化方案、再次實踐的迭代過程去解決問題，切身地感受到工程活動與自己生活、游戲的關系，體驗工程活動的影響力。我們要避免脫離幼兒的生活情景、脫離幼兒的實際問題去開展工程教育，把教師自己的想法和問題強加給幼兒，這樣的“工程”不是“幼兒的工程”，幼兒也不能真正感受到工程的價值和意義。

（三）教育方法的游戲化

雖然工程教育是一個非常嚴謹、系統的領域，有著自己的內在要求，但是在幼兒園階段進行工程教育，對象是3～6歲幼兒，就必須考慮到幼兒的年齡特點和學習方式。因此，需要將工程教育這一學科或者領域教育與幼兒教育這一學段教育進行有機的融合。可以在課程游戲化背景下探索工程教育的路徑，通過環境的創設、材料的投放、課程的開發等方法，支持幼兒在“自由、自主、愉悅、創造”的精神下發展工程思維。

例如，幼兒園的池塘是孩子們非常喜歡的地方，他們有很多利用池塘進行游戲的想法，限于池塘硬件的問題并不能實現。孩子們提出對池塘進行改造，這是一項非常大的工程，需要幼兒園招標施工才能解決。這是孩子們發現的問題，也是孩子們游戲的需求，教師支持他們分小組進行大膽設計，并在藝術區提供沙盤、黏土、吸管、積木等材料，供他們在區域游戲時進行模型搭建，最后對幾組模型進行解說、分享和投票，并將選出來的模型提供給園長，解釋創意和想法，為幼兒園池塘最后的改造施工提供創意和方案。孩子們雖然不能參與實際的施工，但是他們以游戲化的方式全程參與了幼兒園的池塘改造工程，貢獻了自己的智慧，鍛煉了自己的工程思維。

（四）教育評價在過程中生成

幼兒園工程教育重點是對幼兒工程思維進行啟蒙，幼兒運用工程思維解決生活中、游戲中問題的過程比最后的結果更重要。工程教育可以融入一日活動中，充分發現生活中的問題，靈活利用各個環節的時間，開展豐富多樣的項目活動，為幼兒提供更多思考的機會，支持解決問題能力的發展，促進工程思維的啟蒙。幼兒園工程教育的啟蒙性、日常性決定了應該對幼兒發現問題、方案設計、調整優化、合作能力等過程性指標進行評價。

幼兒園工程教育的提出，既有時代發展的背景，又有STEM教育普及的推波助瀾，也非常契合幼兒直接感知、實際操作、親身體驗的學習特點。幼兒園生活化、游戲化、情景化的教育為幼兒工程思維的發展提供了適宜的土壤。幼兒園工程教育更多的是讓孩子從工程活動中感受到自己有解決問題、創造美好生活的能力，在他們幼小的心靈中埋下“立志成為大國工匠”的種子。

參考文獻：

[1]時慧.面向國際競爭力的新工程教育研究——基于K-12課程標準的國際比較[J].比較教育研究，2020（10）：66.

[2]張鳳英.國內STEM教育文獻綜述及現狀分析[J].中國教育技術裝備，2018（23）：16.

[3]李春玲，肖遠軍.推進美國STEM教育改革的政府行動：緣由、目標與措施[J].全球教育展望，2018（07）：50.

[4]占小紅，周旦旦，符吉霞.國外 K 12 工程教育研究熱點、主題與發展趨勢[J].化學教學，2020（11）：19.

[5]華紅艷.幼兒園STEM教育的社會發展與個人發展意義[J].教育觀察，2020（20）：38-39.

[6]董文俊.大班STEAM教育活動中幼兒工程思維發展的行動研究[D].上海：上海師范大學，2020：21.

[7]趙美嵐.工程思維探析[D].南昌：南昌大學，2006：16.

[8]馮雅靜.“小小工程師”兒童主動探究工作坊的思考與實踐[J].江蘇教育研究，2021（12A）：31.

責任編輯：丁偉紅