統整理念下幼兒園STEM活動的實施路徑

《3～6歲兒童學習與發展指南》（以下簡稱《指南》）指出：“兒童的發展是一個整體，要注重領域之間、目標之間的相互滲透和整合。”STEM活動具有學科整合的特點，借鑒統整理念開展STEM活動，具有必要性與可行性。本文借鑒了國內外關于STEM活動的相關經驗，分別以不同領域為切入口，以工程設計循環為主線，以情境中的任務為驅動，尋找適宜的STEM活動實施路徑。

一、研究背景分析

當前，《指南》《幼兒園教育指導綱要（試行）》《幼兒園工作規程》等國家綱領性文件都分別從不同角度闡述了統整、整體發展的要求。因為兒童的發展本來就是一個整體，教育內容應該是全面的，注重各領域的有機融合、相互滲透與整合。教育者應該注重幼兒的各方面發展，包括情感態度、能力技能、知識經驗等，最終形成思維方式、領域整合、課程設計等方面的統整經驗。

張雪門認為，各科的界限須混合而不分。陳鶴琴則倡導“五指活動”，指出幼兒園課程內容的組織是整體的、連通的，就像人的手，雖有五指之分，卻相互聯系，共存于一個手掌。當下，課程統整是教育改革的要求與趨勢。在幼兒園一日生活中，幼兒能夠透過工程設計整合運用科學探究，用數學進行思考，用技術和工具等解決實際問題。在課程實踐中，教師需要注重科學、藝術、語言等不同領域之間的整合方式，可以是項目式的，也可以是任務式的，等等。

STEM教育具有跨學科和整合性等特點。在世界各國研究STEM教育的大背景下，我國對STEM教育研究有了新的突破，注重幫助幼兒獲得科學、技術、工程、數學等方面的綜合素養。前期的實踐證明，STEM教育能夠通過戶外活動、室內區角活動、集體活動、游戲等多種方式進行，促進幼兒多方面能力發展。這是對傳統幼兒園課程整合的繼承、發揚與拓展。

二、STEM活動的研究方法

為了有效獲得幼兒在STEM活動中的真實案例，本研究注重在自然情境下觀察每個具體的活動，包括幼兒的表達、動作等行為，并結合音視頻真實記錄幼兒在活動中說了什么、做了什么、用了哪些工具、遇到了哪些問題以及是如何解決的，再利用表格記錄幼兒的動態反應。基于真實記錄，我們利用案例描述的方式對當時的情境進行分析和研究，并對活動主題的選擇、幼兒行為的表現、教師介入的方式等進行整理、分析與總結。

在為期一年半的研究中，我們根據幼兒的興趣需要抽樣選取了10個案例作為研究對象。結合當時的情境，我們對幼兒在STEM活動中所產生的設計圖、作品等進行分析和研究，了解幼兒在每個具體活動中的知識技能水平，以便更好地分析研究對象所獲得的經驗及需要的支持等，從而了解情況、發現問題、把握特點。

（一）梳理STEM活動的主要特征

根據STEM相關理論，我們通過學習與分析，梳理出STEM活動的主要特征。主要有以下5點：體現幼兒的跨學科學習，讓幼兒在情境中經歷有意義的學習，指向幼兒發現問題、解決問題的過程，讓幼兒在反復設計與失敗中獲得學習，以幼兒為中心的團隊學習。

（二）研究團隊共同的價值判斷

對STEM活動的特征達成共識后，我們再次進行了集體討論，以上述5個特征為標準，將所有案例進行對照與分析，并以量化打分的形式進行價值判斷，挑選出最能體現STEM特征、最具普遍性與代表性的10個案例。挑選的案例分別有：制作板凳和長椅、做竹桌、我們來造船、動物的家（雞窩、蝌蚪飼養器）、給蔬菜搭棚、做風箏、亭子和籬笆、飼養小蝌蚪、給娃娃做衣服、搭帳篷。

三、STEM活動的實施路徑

（一）以不同的領域為切入口，獲得整體經驗

1.從科學領域切入。科學，是提出一些有用和強有力的科學理論，對世界進行解釋的過程。科學活動也是兒童發現問題、尋求答案的過程。兒童對科學的探究幾乎涵蓋所有領域，在兒童參與科學探究的過程中，他們會嘗試和理解“是什么”“為什么”“怎么樣”等問題，發展批判性思維，提高認知能力。同時，幼兒通過交流和分享答案，促進了語言發展，學會了運用知識和技能進行創造性藝術活動。例如，“搭帳篷”活動始于科學活動“三腳架”，幼兒認識三腳架的結構特點，知道三角形是最穩固的圖形。由科學活動進入，幼兒在豐富經驗后開始想著自己搭帳篷，參照三腳架的構造設計圖紙和參與實踐制作，讓帳篷更加牢固。這個STEM活動雖然是由科學領域切入，但幼兒獲得的經驗是多樣的，如測量、記錄、鋸子使用、捆綁等。此外，在完成整個項目的過程中，幼兒的合作交往能力也獲得了提高。例如，鋸鋸子時，一個孩子在鋸，其余孩子發現竹子動了便主動把竹子扶好；捆帳篷時，一個孩子負責捆綁，其余孩子負責扶好竹子；纏布條時，孩子們分工合作，有的從上往下纏，有的從下往上纏；等等。幼兒在活動中產生的交往行為都是自發的，他們在遇到問題時不再第一時間尋求教師幫助，而是和同伴協商解決。在討論“如何解決搭好的帳篷不牢固”問題時，有的幼兒想到在底部的竹子之間再綁上竹子，并表示：“我們之前在活動室看到的帳篷，底部就是這樣固定的。”可見，幼兒在活動中獲得了相關經驗，并能夠對自己觀察到的經驗進行遷移。

2.從技術領域切入。技術是有關“做什么”“怎樣做”的方法和技巧，以及相應的工具和產品。例如，制作蝌蚪飼養器是一個“技術味”較強的活動，幼兒想要做一個飼養器，可是怎么做呢？教師從技術入手，引導幼兒先觀察討論，學習設計飼養器，并用不同的顏色、形狀表示特定的材料；在動手操作中鞏固對剪刀、鋸子的使用，能夠合理使用扭扭棒；當拼接過程中出現實物尺寸誤差時，能對管道和接口進行修整；用生料帶和封膠泥處理漏水問題。隨著游戲的開展，幼兒在活動中自然涉及多個領域的多種經驗。例如，對管道、接口、輔助材料進行基本的分類處理；用直尺構圖，從設計圖到二維實物拼接，再到設計三維飼養器，嘗試將設計的圖紙進行等比例放大；對各種管道的長短進行測量加工；等等。活動中，幼兒默契合作，合理分工，通過看圖紙找材料、看圖紙拼搭、裁剪材料，對照工程圖檢驗每一個細節處是否合格，在此過程中發展了多領域經驗。

3.從工程領域切入。以工程設計為主導是STEM活動的核心理念之一。在STEM活動的具體實施中，教師從工程設計入手，通過一系列工程問題的解決，引發幼兒學習和運用多領域經驗。工程活動離不開數學、科學經驗的支持與運用。例如，在活動“制作長椅”中，幼兒通過探究認識了長椅的結構，知道了木膠的作用，獲得了相關數學經驗。在前期制作小板凳項目的回顧與反思中，幼兒提出了很多改進建議，對后續活動有著較為清晰的改造意識，并進行了初步的工程設計。有了制作小板凳的經驗，幼兒從繪制設計圖開始了制作長椅的工程活動，但隨著活動的一步步推進，幼兒需要面對更多的問題，調動更多的經驗去解決問題，在一次次探索中積累新經驗。通過觀察、學習、操作和比較，幼兒發現長椅比操作臺還要大，知道敲釘子的時候要把敲的部位移到操作臺面上；會用平移的方法找到敲釘子的位置，確保長木板和椅面下的木條能固定在一起；知道制作椅面時應將釘子從椅面往下敲，在椅腿間加橫檔的工字形結構可以讓長椅更加穩固；能借助新工具鉗子幫助固定釘子。幼兒在操作實踐中學習并運用科學、技術、工程、數學、藝術等多方面經驗，獲得了經驗的統整。

4.從數學領域切入。數學是日常生活的一部分。數學無處不在，幼兒通常是在游戲和日常活動中形成有關觀察、探索、排序、比較等知識，從而建構數學經驗的。同時，幼兒通過對物體和事件進行排序，尋找規律，將數學與其他領域相聯系，促進了跨領域學習。例如，在“制作畫框”活動中，幼兒參觀了“田園山水畫館”“照相館”，形狀各異的畫框讓孩子們驚嘆不已。活動一開始，幼兒積極調動已有數學經驗豐富對形狀的認知，如觀察畫框的形狀、觀察制作材料木條的形狀等。隨后，幼兒加入了科學經驗的運用、工程經驗的調用、藝術表現的創造等，設計和制作的畫框非常成功。整個實踐過程中，幼兒獲得了多領域經驗。

5.從藝術領域切入。從STEM到STEAM，我們嘗試融入藝術領域的內容。創造性藝術是早期兒童課程中非常有意義的部分，可以促進幼兒語言、科學、數學、社會等領域技能的發展。藝術可以啟發幼兒的想象力和創造力，引導幼兒自主表達自己的所思所想，讓體驗變得更有意義。當兒童有目的地與藝術材料和工具進行互動時，他們的探索是建立在興趣之上的，并不斷在動手實踐中獲得經驗生長。例如，在“給娃娃做衣服”活動中，孩子們決定為娃娃家的娃娃制作衣服，教師帶領幼兒欣賞了各式各樣的服飾。從藝術領域入手，幼兒對各式各樣的服飾產生了美的感受。隨后，幼兒自主設計了各種漂亮的裙子、色彩鮮艷的T恤等。怎樣才能讓這些圖紙變成真正的娃娃可以穿的衣服呢？孩子們開始了新的探索與討論。

綜合上述分析可知：無論是從哪一領域入手，最終都會有其他學科的介入，促使幼兒從不同的領域獲得相關經驗，使各方面經驗融為一體。

（二）以工程設計循環為主線，實現經驗統整

一個完整的STEM課程應該是基于現實生活中的實際問題，以工程設計過程為主導，提出自己的解決思路。我們鼓勵孩子“像工程師一樣思考”。工程師是一個很廣泛的職業，也是有辦法解決問題的人，在解決問題的過程中有著類似的思路，即“提出問題—制訂解決方案—發現新問題—再次制訂解決方案”這一循環過程。幼兒園STEM活動的實施也存在循環現象，幼兒需要的與獲得的經驗呈螺旋上升趨勢。例如，在STEM活動“制作蝌蚪飼養器”中，幼兒完成了“明確問題—前期探索—設計制作—測試改進”這一循環過程。筆者將整個活動過程記錄了下來，并與一般的科學活動進行了對比（見圖1、圖2），分析經驗獲得的不用方式。可以看出，一般科學活動的組織是網絡狀的，STEM活動的經驗是呈階梯式上升的，前一個經驗是后一個經驗的基礎與準備，后一個經驗是前一個經驗的鞏固與提升。

隨后，我們又圍繞“我們來造船”活動進行預設和對比，同樣發現了STEM活動的組織特點，有著特殊的邏輯順序與螺旋上升的特性，每個環節又相互交融。

（三）以情境中的任務為驅動，發生經驗遷移

在STEM活動中，幼兒以任務驅動為主線，將所需要的知識經驗融合到具體的任務中，有順序地完成各個子任務，最終在實踐過程中獲取相關經驗。在具體任務的驅動下，幼兒目標明確，清楚自己的任務，知道自己在做什么、有什么要求，在已有知識經驗的基礎上靈活運用、應變與思考。研究表明：對于“什么組成了STEM實踐”這一問題，答案更傾向于從一門學科走向另一門學科的兒童主題探索，雖然有時候跨學科的整合次數不多，但傾向于兒童自己的策劃與生成。這就需要知識經驗的回顧與遷移。

在STEM活動中，幼兒經驗的近遷移與遠遷移常常存在于各個環節中，有時還會相互交錯。首先，近遷移。幼兒在一日生活中通過與環境交互作用不斷積累各方面經驗，這些經驗不僅能解決幼兒當前遇到的問題，還能讓幼兒再次遇到相同或相似問題時能自主解決，產生經驗的近遷移。其次，遠遷移。當幼兒需要解決實際問題時，其經驗要在多領域進行延伸應用，即在寬度、大小、范圍上向外延長、伸展。例如，在“給蔬菜搭棚”活動中，幼兒首先想到了用布條，這是他們的已有生活經驗，因為奶奶搭棚時用得最多的就是廢舊布條，但是他們平時用布條的次數不多，于是想到了經常使用的扭扭繩。這一過程體現了幼兒對材料和工具的使用具有一定的經驗。當需要在另一情境中運用時，幼兒便自覺調動原有經驗進行對比、遷移、延展，在知識經驗的遠遷移中完成任務。

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