STEM理念下幼兒科學思維培養探析

【摘 要】STEM理念重視培養幼兒的科學思維，對幼兒的全面發展具有重要意義。文章分析了在STEM理念指導下培養幼兒科學思維的必要性與可行性，指出科學思維能力有助于提升幼兒的創新意識、邏輯思辨能力和動手實踐能力。基于STEM理念及幼兒認知特點，文章提出了培養幼兒科學思維的具體路徑，通過環境創設、游戲活動、教師指導等方面的綜合改進，可以更好地培養幼兒的科學思維，促進幼兒的全面發展。

【關鍵詞】STEM理念 幼兒科學思維 培養路徑 環境創設 游戲活動

【中圖分類號】G61 " "【文獻標識碼】A "【文章編號】1002-3275（2024）12-92-04

隨著科技的飛速發展，社會對創新型人才的需求日益增長。培養具備創新意識和科學素養的人才已成為教育界的重要使命。而科學思維作為創新能力的重要組成部分，其培養應從幼兒時期抓起。STEM教育理念的提出為幼兒科學思維的培養提供了新思路。

一、STEM教育理念及科學思維概述

（一）STEM教育理念的內涵

STEM教育是一種將科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）有機結合的綜合教育模式。它強調學科知識的融合與應用，注重培養學生的創新意識和實踐能力。將STEM理念引入幼兒教育，有助于激發幼兒的科學興趣，培養其探究精神和動手能力，為其未來的發展奠定基礎。

（二）科學思維的概念和特征

科學思維是指符合認識規律、遵循邏輯規則的思維，是能夠達到正確認識結果的思維。它鼓勵人們用觀察、實驗和邏輯來理解世界，解決問題。《3—6歲兒童學習與發展指南》中指出：“幼兒的科學學習是在探究具體事物和解決實際問題中，嘗試發現事物間的異同和聯系的過程。”幼兒的科學學習主要包括科學探究和數學認知。

因此，注重培養幼兒的邏輯思維能力、專注力，就是要教給幼兒正確的思維方法，發展幼兒的思維能力。通過適當的科學思維訓練，幫助幼兒學會如何思考，使幼兒的抽象思維能力得到迅速發展和提高。

學齡前兒童的思維基本上以具體形象思維為主，邏輯思維意識有所萌發。對幼兒思維方式的培養要遵循整體策劃、循序漸進的原則，逐步改進他們的思維方式，提升思維能力，形成“具象思維+科學思維”的混合思維模式，為即將進入小學階段打好基礎。

二、STEM理念下幼兒科學思維培養的意義

（一）有助于提升幼兒的創新意識

創新是推動社會進步的重要動力，創新意識的培養應從幼兒時期開始。STEM理念強調學科知識的綜合運用和動手實踐，為幼兒提供了發揮想象力和創造力的空間。在STEM教育活動中，幼兒通過觀察、提問、假設、實驗等方式探索未知世界，激發好奇心和求知欲，形成勇于探究、敢于創新的意識和品質。

例如在進行“搭建橋梁”的STEM活動中，教師先引導幼兒觀察生活中各種橋梁的特點，思考搭建橋梁需要的材料和工具。接著，鼓勵幼兒運用木塊、紙板、膠帶等材料，通過嘗試不同的結構和方法，自主設計和搭建各種造型的橋梁。在這一過程中，幼兒充分發揮想象力和創造力，主動探索問題的多種解決方案，創新意識得到培養和提升。

此外，STEM活動往往需要幼兒進行小組合作探究，在與同伴互動交流的過程中，幼兒能夠相互啟發，碰撞思想火花，激發更多創新靈感。合作學習有助于幼兒突破思維定式，用多元的視角看待問題，提出新穎獨特的想法和解決方案，創新意識也在協作探究中不斷增強。

（二）有助于培養幼兒的邏輯思辨能力

邏輯思維是認知發展的重要內容，也是科學思維的核心要素之一。STEM教育通過科學探究和問題解決等實踐活動，為幼兒提供運用邏輯思維分析問題、解決問題的機會，有助于提升幼兒的邏輯思辨能力。

在STEM活動中，幼兒面對具體問題情境，需要運用歸納、演繹、類比等邏輯思維方式，對問題進行分析和推理。在“植物生長觀察”活動中，幼兒通過系統記錄植物生長過程中的變化，例如種子發芽時間、幼苗生長速度等，歸納出影響植物生長的關鍵因素，如光照、水分、溫度等。在比較不同植物生長狀況差異時，幼兒能運用類比思維，發現相似性和規律性，加深對生命科學的理解。

同時，STEM活動中的問題解決過程，也是鍛煉邏輯思辨能力的有效途徑。面對開放性的探究任務，幼兒需要學會運用演繹推理，根據已有知識和經驗，提出合理假設，并通過實驗驗證來檢驗假設，得出符合邏輯的結論。這一過程能夠幫助幼兒逐漸養成科學的思維習慣，學會運用邏輯思維方法分析問題的因果關系，作出理性的判斷和決策。

（三）有助于增強幼兒的動手實踐能力

動手實踐是幼兒學習和發展的重要方式。STEM教育提倡在實踐中學習，讓幼兒在動手操作、親身體驗的過程中構建知識體系，提升動手實踐能力。

在STEM活動中，幼兒有大量動手操作的機會，如組裝機器人、拼插電路、搭建建筑等。動手實踐不僅能幫助幼兒直觀理解抽象的科學概念和數學原理，而且能鍛煉其手眼協調、精細動作、解決實際問題等能力。在“自制指南針”活動中，幼兒先了解指南針的工作原理，再動手利用磁鐵、軟木等材料制作簡易指南針，并通過實地測試驗證其可靠性。在動手制作和使用的過程中，幼兒能夠深刻體會科學知識在生活中的應用價值，提升動手實踐、創新應用的能力，在操作過程中獲得成就感，也能提升幼兒學習的主動性和積極性。

STEM理念下的幼兒科學思維培養，能夠全面促進幼兒在創新意識、邏輯思辨、動手實踐等方面的發展，為其未來學習和成長奠定重要基礎。在幼兒教育中推廣STEM理念，對于培養德智體美勞全面發展的創新人才具有重要意義。

三、STEM理念下幼兒科學思維培養的路徑

（一）營造良好的科學探究環境

1．合理布置探究區域

在環境布置方面，教師應根據幼兒發展特點和STEM課程內容，合理規劃和設置科學探究區域。探究區域可根據不同學科內容劃分為若干主題區，例如科學探索區、數學操作區、建構區、藝術創作區等。每個區域配備適宜的教具玩具、實驗器材和參考圖書，便于幼兒開展與主題相關的探究活動。

在科學探索區，可提供各種自然標本、科學儀器、實驗材料等，引導幼兒觀察、比較、分類不同的動植物和礦物標本，使用放大鏡、望遠鏡等儀器進行微觀和宏觀探索，通過動手實驗探究物質的特性和變化規律。數學操作區可提供多樣的數學游戲材料，如幾何拼板、數字積木、天平等，幫助幼兒直觀了解數、形、量等數學概念，培養幼兒的空間思維和邏輯推理能力。

此外，探究區域的布置還應考慮靈活性和開放性，便于幼兒根據探究需要自主選擇和調配材料。教師可以定期更新和補充材料，激發幼兒持續探究的興趣。同時，鼓勵幼兒參與探究區布置，讓環境創設成為師生共同參與的過程，增強幼兒的參與感和主人翁意識。

2．提供豐富的操作材料

除了創設探究區域，提供豐富適宜的操作材料也是營造良好科學探究環境的關鍵。STEM理念強調動手實踐和創造性解決問題，因此為幼兒提供可供操作、組合、加工的材料尤為重要。這些材料可以是結構化的教具玩具，如積木、拼圖、機械拼裝等，也可以是非結構化的生活材料，如瓶蓋、紙箱、塑料管等廢舊物品。

豐富多樣的操作材料能為幼兒的科學探究提供廣闊的想象和創造空間。通過親手操作和加工材料，幼兒在感知材料特性的同時，還能發展精細動作和手眼協調能力。更為重要的是，在探索材料的過程中，幼兒能產生許多新奇的想法，激發創新思維的萌芽。

教學中，面對一堆看似普通的瓶蓋，有的幼兒可能將其進行分類，感知顏色、大小等屬性。有的幼兒則利用瓶蓋和其他材料組裝成各種造型，展現想象力。還有的幼兒會利用瓶蓋進行計數游戲，在游戲中理解數量關系。不同的探索方式反映了幼兒思維的多樣性和可塑性，教師應給予積極引導和支持。

此外，教師還應注意材料選擇的針對性和梯度性。根據不同年齡班幼兒的認知水平和動手能力，提供難易程度不同的操作材料。對于小班幼兒，可多提供感官操作材料，如不同材質的織物、能發出聲音的器物等，讓幼兒在感官體驗中認識環境。對于中大班幼兒，適當增加一些可變形、可組裝的材料，如橡皮泥、磁力棒等，引導幼兒探索事物的可塑性和組合規律。同時，面對同批材料，教師還可以設置一些問題情境，激發幼兒思考材料的多種使用可能，在實踐操作中培養發散性思維和創新意識。

除了物理環境，營造良好的心理環境對于幼兒科學思維培養也十分必要。教師應營造自由、寬松、互助的探究氛圍，鼓勵幼兒大膽嘗試、勇于探索。面對幼兒探究過程中遇到的問題，教師不急于給出標準答案，而應啟發幼兒多角度思考問題，鼓勵、引導其獨立尋找解決方法。同時，重視幼兒的合作探究，引導幼兒學會分享發現、相互啟發，在協作互助中共同提升科學思維。

營造良好的科學探究環境是開展STEM教育活動的基礎。教師應根據STEM理念，從與幼兒息息相關的生活出發［1］，從物理和心理兩個層面精心創設環境，為幼兒提供豐富的探究資源和寬松的探究氛圍，最大限度地激發幼兒的科學興趣和探究潛能，為其科學思維培養奠定良好基礎。

（二）開展多樣化的科學游戲活動

1．設計趣味性的科學游戲

為充分調動幼兒的學習興趣，教師應重視科學游戲的趣味性。趣味性是指游戲活動能引起幼兒的好奇心和探究欲，讓其在愉悅的情緒體驗中主動參與探究。趣味性的科學游戲常常蘊含一定的懸念和挑戰，能激發幼兒的求知欲和問題意識。

在教學中，“魔法泡泡”就是一個有趣的科學游戲。游戲準備自制的泡泡液和各種泡泡制作工具。游戲開始前，教師先以圖片展示泡泡的形狀，激發幼兒的好奇心，提出問題：“泡泡為什么是圓形的？我們能吹出其他形狀的泡泡嗎？”引導幼兒帶著疑問參與游戲。幼兒通過吹泡泡、觀察泡泡、改變泡泡制作方法等探究行為，在游戲中感知空氣的存在，在教師的引導下發現物體受力變形這一規律，還通過想象力創造出各種造型的泡泡。整個游戲過程饒有趣味，能有效激發幼兒的探究熱情，在潛移默化中發展科學思維。

設計科學游戲還應注意融入幼兒已有的生活經驗，增強游戲的生活性和應用性。教師可引導幼兒在日常生活中發現科學問題，如觀察日常用品的特點、植物的生長變化等，繼而開展相關科學游戲，在游戲中加深對生活現象的理解和思考。

在開展“神奇的種子”探究活動時，讓幼兒利用透明容器種植各類種子，通過觀察記錄種子的發芽和生長過程，引導幼兒比較不同環境條件對植物生長的影響。游戲源于生活又高于生活，讓科學探究與幼兒生活體驗緊密結合，有助于培養幼兒的質疑能力和科學態度。

2．鼓勵幼兒主動參與探究

幼兒科學思維的發展來源于其主動探究和親身實踐。因此，在開展科學游戲活動時，鼓勵和支持幼兒主動參與探究，成為學習的主人。這就要求教師在科學游戲設計中賦予幼兒充分的自主權，為其提供動手操作、自主探索的機會。

在科學游戲中，教師可設置開放性的探究情境和任務，鼓勵幼兒根據自己的興趣和想法展開探究。以“神奇的磁鐵”游戲為例，游戲前準備多種材料，如鐵釘、銅板、塑料片等，引導幼兒利用磁鐵對不同材料進行探索。面對同樣的游戲材料，不同幼兒可能會產生不同的探究路徑。有的幼兒可能對磁鐵吸引鐵釘的現象感興趣，嘗試探究兩者的距離與吸引力的關系；有的幼兒則對日常物品能否被磁鐵吸引更感興趣，主動收集和測試各種物品。教師應尊重幼兒的探究意愿，鼓勵不同探究方式并存，在支持和引導下最大限度激發幼兒的探究主動性。

此外，面對幼兒提出的問題和想法，教師應給予積極引導和解釋。例如當幼兒對磁鐵的兩極現象提出疑問時，教師可鼓勵幼兒通過實驗驗證自己的想法，如“南北極相斥”，在磁鐵數量不夠用時提供支持，幫助幼兒獲得探究所需要的工具和材料。當幼兒在探究中遇到困難時，教師可以提示或示范關鍵的探究方法，而不是直接給出結論。適度的教師引導既能幫助幼兒跨越探究障礙，又能保護其自主探究的積極性。

科學游戲活動是幼兒園開展STEM教育的重要途徑。教師應本著激發興趣、鼓勵探究的原則，精心設計趣味性的科學游戲，為幼兒創設自主探究的平臺，在游戲中培養幼兒發現問題、動手實踐、學會思考的能力，幫助幼兒在輕松愉悅的氛圍中建構科學認知，形成科學思維品質。

（三）加強教師的引導與反饋

1．啟發幼兒進行科學思考

在幼兒探究過程中，教師的啟發式提問對于培養其科學思維至關重要。教師應注意提問的針對性和開放性，根據幼兒的探究表現提出不同層次的問題。

例如當幼兒在“神奇的磁鐵”游戲中發現磁鐵能相互吸引時，教師可提出“磁鐵為什么會相吸”的問題，引導幼兒根據觀察發表自己的看法。從幼兒的初步猜想，教師可進一步引導幼兒：“我們怎樣驗證自己的想法？”啟發幼兒設計簡單的驗證實驗。教師提問由淺入深、循序漸進，幫助幼兒逐步體驗科學探究的完整過程，培養假設、驗證、得出結論的思維能力。

面對幼兒探究的某個現象或問題，教師可提問：“這件事還有沒有其他原因？如果改變某個條件會怎樣？”引導幼兒多角度、多層次地思考問題，發展批判性思維和創造性思維。通過巧妙提問，教師能幫助幼兒突破思維定式，學會從不同視角分析問題，為科學思維發展創造條件。

除了提問，教師還應學會傾聽幼兒的想法，尊重幼兒自發的探究嘗試。面對幼兒提出的問題或設想，及時給予積極反饋，例如“你的問題提得很好”“讓我們一起來驗證你的猜想”等，以增強幼兒探究的信心和動力。即使幼兒某些想法存在局限或錯誤，教師也應給予理解和寬容，循循善誘，幫助幼兒認識問題所在，鼓勵其修正完善。教師以開放、支持的態度對待幼兒的探究，能營造民主、互信的師生關系，讓幼兒敢于表達和嘗試，主動投入科學探究。

2．及時給予鼓勵性反饋

及時給予幼兒積極、鼓勵性的反饋是提升其科學探究興趣和思維能力的重要手段。反饋作為一種外部激勵，對幼兒科學學習具有重要影響。教育心理學研究表明，及時、恰當的反饋能有效緩解幼兒探究中的挫折感，增強其自我效能感和學習動機。因此，教師應關注幼兒在科學活動中的表現，抓住幼兒的閃光點，及時給予表揚和鼓勵。［2］

在給予反饋時，教師應注重反饋的具體性。模糊籠統的表揚，如“你真棒”，雖能給幼兒帶來積極情緒體驗，但對其科學思維發展的針對性指導不足。相比之下，具體指出幼兒思考或操作中的閃光點，如“你的分類方法很有創意”“你提出的問題很有探究價值”等，更能引導幼兒反思自己的思維過程，明確科學探究的有效策略。

同時，面對幼兒探究中的失誤或困難，教師也應給予鼓勵和支持性反饋。可采取表揚幼兒努力的方式，而非過多指出錯誤，保護其探究的積極性。教師還可引導幼兒將失誤視為探究的必經階段，鼓勵多嘗試、勇于改進。例如當幼兒在“搭建橋梁”游戲中遇到結構坍塌的困境時，教師可表示“你已經做了很多嘗試，真了不起”“失敗是成功之母，相信下一次你能找到平衡的辦法”。正向鼓勵能幫助幼兒樹立科學探究的自信心，體會求知和創新的樂趣。

適時的教師反饋有助于幫助幼兒總結科學探究經驗、提煉思維方法。面對幼兒在探究后的發現和感悟，教師應給予積極肯定，引導幼兒系統梳理和表達。可以鼓勵幼兒以口頭、繪畫、行為表演等多種方式呈現探究收獲，幫助幼兒學會用科學語言表達思想。教師還可引導幼兒思考科學探究的一般規律和方法，逐步掌握觀察、分類、預測、假設、驗證等科學思維方法，并嘗試遷移運用到生活和學習中。

教師良好的反饋互動還能為幼兒營造耐心、包容的學習氛圍。幼兒在受到鼓勵時，更愿意與教師分享探究想法，構建良性的師生互動關系。而當看到他人的探究得到肯定時，幼兒也能從中感受到探究的意義，營造你追我趕、共同進步的良好氛圍。積極的人際互動和班級文化能有效激發和保持幼兒的科學探究熱情。

總之，教師是幼兒科學思維培養的關鍵影響因素。遵循STEM教育理念，教師應重視科學探究過程對幼兒思維發展的重要價值，通過啟發式提問引導幼兒進行主動思考和推理，以開放、寬容的態度支持幼兒探究嘗試。同時，把握反饋的時機和策略，以具體、積極的反饋增強幼兒的探究信心和動機，營造樂于探究、勇于創新的班級文化氛圍。教師的有效引導和反饋能為幼兒科學思維的培養插上騰飛的翅膀。

STEM教育理念為幼兒科學思維培養提供了新的視角和實踐路徑，營造良好的科學探究環境是幼兒科學思維培養的物質基礎，寓教于樂的科學游戲活動是幼兒科學思維培養的重要載體。在今后的研究和實踐中，教師還須進一步探討STEM理念下幼兒科學思維培養的評價標準和測評方法，完善科學游戲活動的開發設計，加強家園合作共育等，不斷豐富和深化幼兒科學思維培養的內涵和實踐策略，推動新時代背景下幼兒科學教育的改革和創新。

【參考文獻】

［1］陳玲．試論情境教學法在幼兒園語言教學中的應用［J］．成才之路，2016（6）：70．

［2］莊晶晶．幼兒園學前教育中如何有效地開展幼兒活動［J］．教育界，2021（43）：85-87．