數字技術融入幼兒園科學教育環境的原則、路徑與方法

科學技術不斷發展，人們步入了科技改變生活的快車道，數字化的工具和學習方式充斥著人們的生活，幼兒園環境的設計與使用也不例外。《幼兒園教育指導綱要（試行）》指出：“環境是重要的教育資源，應通過環境的創設和利用，有效地促進幼兒的發展?！庇變禾焐蛯χ車氖挛锔械胶闷妫變簣@的科學教育活動可以萌發幼兒對科學的興趣，積累科學經驗。幼兒的科學教育是引發、支持和引導幼兒積極探索周圍物質世界及其關系并獲得經驗的過程。適宜的環境創設則是開展科學教育活動的有效途徑。

一、掌握原則，把好環境創設方向標

幼兒園科學教育環境創設是教師在一定的科學教育目標指導下，有計劃、有目的地創設的一種教育環境，包含著教師的教育意圖，具有一定的價值取向和教育性。為了更好地實現教師的科學教育目標，教師在進行環境創設時需要把握好基本的科學教育環境創設原則。

安全性是基本要求。安全的科學探究環境是促進幼兒獲得科學經驗的必備條件，只有在安全的環境中，幼兒的健康權才能得到保障，充分自主的科學探究行為才有可能真正發生。安全性原則主要涉及物質環境安全和心理環境安全。幼兒所處的活動室中的設備要符合各項標準，不可因照明、輻射、通風、溫度等給幼兒的身體健康造成損害。教師向幼兒提供的物質材料應經過細致認真的檢查，保證材料的安全性。多媒體設備在班級中被廣泛使用，可幫助幼兒進行可視化的實驗操作，豐富幼兒的情景體驗，但使用過程中注意控制幼兒屏幕暴露的時長，防止產生不利影響。設備線路以及插電接口避免與幼兒直接接觸，確?；镜挠秒姲踩?。在開展活動之前，教師需教授給幼兒基本的操作技能與使用規則，防止因為必要技能或規則的缺失而發生危險。安全性原則同樣體現在心理環境上。第一是行動上的自由，教師應盡可能讓幼兒與現有物質材料接觸，而不是限制幼兒的使用。同時，教師保證幼兒的交往自由，允許個人探究和小組合作探究等不同探究形式的出現。第二是允許幼兒試錯。幼兒在積累科學經驗的過程中必然伴隨著問題的發生。教師應鼓勵幼兒大膽提出想法，驗證假設，引導幼兒在面對失敗情況時及時反思，討論交流，多次嘗試，有助于形成良好的科學探究氛圍，提升幼兒的問題解決意識。

探究性是核心指向。適宜的物質環境刺激能夠激發幼兒科學探究的興趣。首先，探究要給予兒童與人充分交流的機會和空間。幼兒在進行科學探究時與同伴溝通，分享自己的想法和探索到的結果，與教師溝通，尋求幫助建議，更好地完善探究的過程。其次，物質材料給兒童留有充分探究的可能。物質材料的可玩性是讓幼兒產生科學探究興趣的催化劑。教師提供的材料應該是開放的。操作上有多種使用方式，材料上有不同組合可能，教師根據幼兒的興趣及時做出調整補充。環境中，幼兒探究的材料所發生的反應是可以被及時觀察到的，及時可觀察的實驗結果能夠給幼兒提供積極的情緒體驗，使幼兒在嘗試探究的過程中獲得成功感。最后，幼兒應當擁有班級中數字技術設備的使用權，幼兒可以多次操作，也可以利用其尋找解決問題的方式方法。數字化設備可以融入教師的教育活動設計當中，為幼兒呈現直觀的實驗操作，展示科學探究的變化結果，同時可以引入多媒體游戲模式，使幼兒可以接觸到大量新穎有趣的游戲內容。

豐富性是必要條件。兒童對科學經驗的認識涉及方方面面，從花草樹木到白云彩虹，再到有趣好玩的科學發現等，都可以是幼兒探究的對象。為了滿足幼兒的認識需求與探究欲望，教師需盡可能多地為幼兒提供豐富的材料。材料的豐富體現在結構的豐富和層次的多樣上。結構的豐富性要求教師盡可能提供不同種類的材料，調動幼兒的多種感官，拓展幼兒探究發現的空間。包括但不限于專用科學材料、廢舊物品、自然材料等。在實踐過程中，幼兒園科學教育環境的創設又可以細分為不同的類型，如動植物角、科學發現室、科學區等，教師可根據園所以及兒童發展的具體情況，盡可能為兒童創設科學探究的場所。層次的多樣性要求幼兒園在進行科學教育環境設計時，需考慮不同年齡班兒童的發展特點，同一類材料在不同年齡班應有不同的放置方式和層次要求。幼兒進行科學探究離不開物質材料的參與，兒童在“做”中習得科學經驗，材料的豐富程度往往影響著兒童在探究中可能習得的科學經驗。數字化技術的介入則為幼兒提供了更加多樣的了解科學奧秘的途徑，也為孩子們提供了豐富多樣的音像材料和觀察記錄的新手段，開辟了解決問題的新途徑。

二、多維路徑，實現數字共融新環境

幼兒對科學的興趣在與環境相互作用的過程中產生。在教育信息化大環境下，孩子們如何更好地實現科學啟蒙第一步？這就離不開多方面的路徑支持。

多方聯動構筑科學教育體系。幼兒生存的環境是由若干個彼此鑲嵌的系統組合在一起的，不同的社會環境及社會組織對幼兒的科學教育都有著潛移默化的影響。在進行環境創設的過程中，不僅要關注到園所環境對兒童的影響，家庭、社區、博物館、科技館、中小學等都在兒童科學教育活動中發揮著不可替代的作用。不同組織之間相互補充，共同構建起幼兒科學教育的大環境。例如，幼兒園可以與中小學做好溝通工作，充分利用好中小學的數字化技術資源。某幼兒園的孩子們在老師的帶領下走入當地小學的編程室，與哥哥姐姐們共同領略編程語言的魅力。在小學課堂上，用小手輕輕點擊屏幕，體驗交互式設備的神奇之處。家庭也是進行科學教育的重要場所，幼兒園做好家園溝通工作，給予家長進班的機會，有相關經驗的家長可以為孩子們講解有趣的科學知識。教師向家長宣傳正確的科學教育方式，做好科學教育實施的引導工作，營造良好氛圍。

以兒童為中心創設科學教育環境。優質的科學教育環境應當觀照兒童的需求，順應兒童的天性特點，如果違背其活潑好動的天性，則容易使幼兒產生抵觸情緒。因此，創設幼兒園科學教育環境要堅持以兒童為中心，讓兒童按照自己的意愿大膽去嘗試各種探究活動。幼兒在這種自由的、看似無目的的探究活動中，逐漸養成積極、認真、探索等科學品質。教師給兒童自由探索的空間，并不是要完全放手，還要根據幼兒所處的發展水平，組織有目的、有計劃的科學活動，在保證集體幼兒實現科學發展目標的基礎上兼顧個體差異，提供個別的、有針對性的科學活動指導。例如，在某幼兒園的科學區中，大班幼兒進行“線上線下”相結合的學習：幼兒在iPad和桌面上都可以玩水管拼接游戲，通過電子虛擬和實體操作兩種形式，相互補充，更好地發展了兒童的空間想象力，電子設備的使用方便長期保存幼兒的觀察記錄。學會以科學的方式使用電子設備，也為兒童在技術時代積累信息素養奠定了良好基礎。

師幼互動雙向提升數字技術素養。數字化技術的發展為幼兒各方面發展提供了新機遇和新可能，在日常教育教學活動中使用數字化技術手段，讓幼兒在生活中體驗科學技術帶來的便利，這個過程本身就是積極的科學教育。教師要有意識地將自己對科學的價值理解積極融入科學教育活動當中，向幼兒傳輸科學的知識、理念、精神，并通過游戲化、直觀化的方式激發起幼兒科學探究的興趣和欲望。相關研究表明，幼兒園對教師技術素養發展提供全方位、立體化的支持是推動教師將數字技術融入教育教學活動的重要動力。幼兒園在提供充足、適宜的數字化設備的基礎上，應為教師提供技術培訓的機會，消除教師日常運用數字化技術手段的畏難情緒。在培訓中要兼顧技術培訓與應用指導，避免使教師陷入掌握了技術手段卻不知如何運用的尷尬境地。

三、創新方法，助力幼兒與媒介雙向互動

將多樣化的數字技術引入科學教育環境創設中，為孩子帶來生動真實的科學體驗，使孩子通過不同途徑了解科技發展的新變化，掌握一定的電子媒介使用技巧，不同幼兒園在實踐中給出了新答案。

走出去+引進來，讓環境整合起來。幼兒園配備充足的信息化設備和適宜的科學儀器，可以為教師創設科學教育環境、組織科學教育活動提供更加充足的物質準備，也為兒童享受到更優質的科學教育資源提供便利。盡管不少幼兒園已經配備了較為完善的多媒體設備，建有專門的科學發現室，但與其他學段相比仍有非常大的提升空間。幼兒園可以充分發揮自身能動作用，借助社會資源，帶領孩子們走出去，實地了解科技發展成果，亦可以打開幼兒園的大門，將外界適宜的科學教育資源引進來。有的幼兒園帶領孩子們走進大學校園，在哥哥姐姐們的帶領下，幼兒體驗了5G與VR虛擬現實技術和無人機飛行帶來的“航拍視角”，充分感受到了高科技的魅力。幼兒還可以與ROBOCUP機器人、VEX機器人以及球形機器人共舞對話，萌發對機器人的好奇。某幼兒園舉辦科普走進幼兒園活動，在園內設置“智能尋跡小車展示”“3D打印技術體驗”“寫字機器人體驗”“人型機器人展示”“小狗機器人展示”五個科普打卡點，孩子們通過現場觀察、體驗游玩，感受作品帶來的樂趣與魅力。

給予機會，放手操作，讓環境生動起來。好奇好動是孩子的天性。幼兒在積累科學經驗的過程中離不開實際操作與動手參與。陶行知認為：真正的科學不是讀科學書籍和聽科學演講得來的，而是從“把戲”中玩出來的。幼兒園配置的各種儀器設備不是裝飾品，而是操作材料的一部分，讓幼兒在動手中體驗科學的好玩和有趣，從而生發出積極正向的科學素養與科學精神。某幼兒園配備的小寶機器人用于幼兒每日晨檢，檢查幼兒的口腔狀況、體溫高低、面部情況等健康狀態。在每日互動中，小寶機器人成了迎接孩子們入園的好伙伴。在幼兒園也可以找到AR掃描技術的身影，小朋友們通過自主繪畫將平面圖案融入虛擬背景中進行動態展示。主題墻也是進行科學教育環境創設的重要板塊。有的班級選用了視頻轉換成二維碼的形式，將幼兒到菜市場采購的視頻以別樣的角度呈現于眾，教師帶領幼兒午間散步經過時，可以通過手機或者iPad的掃一掃功能，讓幼兒親手掃出自己想看的視頻。

虛實結合，技術聯通，讓環境立體起來。從花鳥魚蟲到風霜雨雪，再到陰晴圓缺，自然界到處都是科學教育的“活教材”。與此同時，科技逐漸滲透到兒童的生活當中，手機、平板等都是兒童隨處可見的數字設備。在科學教育環境創設的過程中，將科技與自然巧妙結合是教師需要思考的新問題。例如，孩子們在種植區播種的時候除了為孩子們提供紙筆用于記錄以外，還可以鼓勵孩子們拍照或運用平板等設備進行記錄，讓環境創設更顯立體多元。豐富的信息資源也為教師獲取更多課程資源提供了幫助。例如，某幼兒園利用iPad教學平板進行教學活動，巧妙地設計了“編程”“魔方”“七巧板”“音樂”等多種內容的教學活動，每名幼兒手上都有一臺iPad平板電腦進行操作，通過有趣的場景、新穎的游戲，大大地激發了幼兒操作探索的興趣，使幼兒在看、聽、想、擺、說的過程中體會到了“玩中學”的樂趣，真正為幼兒的自主學習、自主探索提供了充分的機會。

時代浪潮之下，教育者與被教育者都身處信息化與數字化環境之中，幼兒教師承擔著培養面向未來的兒童的教育責任。讓我們從幼兒園環境創設做起，為孩子們科學素養的積累助力，讓孩子們有機會接受高質量的科學教育環境熏陶，成為數字化技術的主人。