西北工業(yè)大學(xué)幼兒園國(guó)潤(rùn)園 白 艷

西北工業(yè)大學(xué)幼兒園 陳知君

2016年10月西北工業(yè)大學(xué)幼兒園加入“國(guó)際技術(shù)與工程教育協(xié)會(huì)(ITEEA)”。該組織是世界上最大的技術(shù)與工程教育協(xié)會(huì)，這是首次在中國(guó)成立中心，在全國(guó)遴選具有資質(zhì)的30所中小幼學(xué)校成為會(huì)員單位，西北工業(yè)大學(xué)幼兒園便是首批會(huì)員。自此，我園便開(kāi)始了在STEM教育活動(dòng)上的實(shí)踐與探索。通過(guò)一年多的實(shí)踐探索，我們對(duì)STEM從陌生好奇到迷茫困惑、再到借助課題研究認(rèn)識(shí)逐漸清晰，經(jīng)歷了探索的過(guò)程，也有了來(lái)自實(shí)踐的思考和收獲。

一、STEM教育的方向

STEM是科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)與數(shù)學(xué)(Mathematics)的縮寫(xiě)。STEM教育是指四個(gè)學(xué)科之間的融合，將四個(gè)部分作為一個(gè)整體來(lái)設(shè)計(jì)活動(dòng)、開(kāi)展教育。這也是我們對(duì)于STEM最為粗淺的認(rèn)識(shí)。STEM是四門(mén)學(xué)科的整合，但是整合的目的是什么？STEM最終要解決什么問(wèn)題？要培養(yǎng)幼兒什么品質(zhì)？這個(gè)問(wèn)題關(guān)乎方向，也關(guān)乎我們是否真正理解和把握住STEM教育的真諦。

在這個(gè)STEM方向的探索上，我們從最不熟悉的兩個(gè)領(lǐng)域入手——工程、技術(shù)，思考它們對(duì)于幼兒的價(jià)值，思考STEM教育與傳統(tǒng)的科學(xué)、數(shù)學(xué)活動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系。科學(xué)是關(guān)于“是什么”“為什么”的知識(shí)，數(shù)學(xué)是對(duì)數(shù)、量、形等關(guān)系到研究，技術(shù)和工程則更多強(qiáng)調(diào)通過(guò)技術(shù)和人為的介入來(lái)解決問(wèn)題。傳統(tǒng)的科學(xué)活動(dòng)也好，數(shù)學(xué)活動(dòng)也罷，都會(huì)強(qiáng)調(diào)動(dòng)手操作，強(qiáng)調(diào)探究，但是這些活動(dòng)的最終目的是讓幼兒通過(guò)操作驗(yàn)證科學(xué)現(xiàn)象和發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)關(guān)系，例如，我們常見(jiàn)的科學(xué)小實(shí)驗(yàn)“沉與浮”，或是通過(guò)測(cè)量進(jìn)行大小、長(zhǎng)短的比較。而STEM中的動(dòng)手操作是為了更好地解決問(wèn)題，尤其強(qiáng)調(diào)通過(guò)以工程為核心的設(shè)計(jì)與制造活動(dòng)來(lái)解決生活中真實(shí)的、有意義的問(wèn)題，這是最核心的價(jià)值取向。

基于這樣一種對(duì)STEM教育方向性的認(rèn)識(shí)——解決問(wèn)題——我們決定從幼兒的生活入手，從建構(gòu)活動(dòng)入手，開(kāi)始了一系列的探究活動(dòng)。例如，有的班級(jí)擔(dān)心在試驗(yàn)田里的大蒜不能越冬，想通過(guò)搭建蔬菜大棚的方法來(lái)保護(hù)植物，這些都是來(lái)源于生活中的真實(shí)問(wèn)題，同時(shí)也包含了STEM的教育價(jià)值；再例如，我園附近的一座立交橋四通八達(dá)，是一座地標(biāo)性建筑，我們確定讓幼兒搭建一座立交橋，前期我們讓幼兒觀察了大量立交橋的圖片，讓他們逐漸發(fā)現(xiàn)和抽象出立交橋的特征并進(jìn)行建構(gòu)。從一開(kāi)始完全平鋪在地面上的橋，到只是架高的高架橋，再到最后上下分層、多方向行駛的立交橋，幼兒通過(guò)動(dòng)手操作逐漸在腦中清晰了概念。為了通過(guò)積木完成彎道上升，幼兒不斷地嘗試和努力，采取多種方法和嘗試，雖然有的方法顯得非常的笨拙，但這是幼兒對(duì)解決問(wèn)題最初的思考和探索。

STEM教育來(lái)源于生活，聚焦于生活，服務(wù)于生活，它和我們?cè)凇?～6歲兒童學(xué)習(xí)與發(fā)展指南》中所強(qiáng)調(diào)和提倡地“珍視生活和游戲的價(jià)值”如出一轍。STEM教育強(qiáng)調(diào)生活中的問(wèn)題解決，它就是在真實(shí)情境中發(fā)生的學(xué)習(xí)。馮曉霞教授指出“情境性是深度學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，也是它產(chǎn)生的一個(gè)重要條件”；張俊教授也認(rèn)為“在真實(shí)情境中有意義的問(wèn)題解決學(xué)習(xí)是有效學(xué)習(xí)的基本特征，這是真正促進(jìn)理解、便于運(yùn)用和可以遷移的學(xué)習(xí)。”幼兒在一個(gè)STEM活動(dòng)中解決的問(wèn)題，掌握的技術(shù)，又可以遷移到生活中更多地運(yùn)用。例如，在“斜拉橋”項(xiàng)目活動(dòng)中，幼兒逐漸掌握了斜拉索的設(shè)計(jì)技術(shù)：打孔、測(cè)量、拉線(xiàn)、承重比例等，然后又將斜拉索技術(shù)運(yùn)用于“小吃推車(chē)攤”拓展板的牽拉設(shè)計(jì)上，這其實(shí)就是在STEM活動(dòng)中掌握的技術(shù)的遷移應(yīng)用。

二、教師的STEM意識(shí)

在STEM教育中，教師的核心價(jià)值體現(xiàn)在于是否具備STEM意識(shí)，只有當(dāng)教師具備STEM意識(shí)，才能引導(dǎo)幼兒發(fā)現(xiàn)所做活動(dòng)中的STEM價(jià)值。教師如果只是關(guān)注問(wèn)題的解決，沒(méi)有STEM的意識(shí)，沒(méi)有點(diǎn)出其中的STEM的內(nèi)容，則會(huì)讓活動(dòng)的價(jià)值大打折扣——幼兒只是積累了經(jīng)驗(yàn)，但并沒(méi)有讓幼兒抓住其中的關(guān)鍵點(diǎn)所在，也難以形成解決問(wèn)題的方法和思路。比如，幼兒在玩水，用水沖輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，他們獲得了經(jīng)驗(yàn)，但是并未發(fā)現(xiàn)澆水量和輪子轉(zhuǎn)動(dòng)之間的關(guān)系，如果教師具備STEM意識(shí)，便可以提出簡(jiǎn)單的問(wèn)題“你怎么樣可以讓輪子轉(zhuǎn)得慢一點(diǎn)？”，從而讓幼兒關(guān)注到水的勢(shì)能對(duì)輪子的影響作用。

教師STEM意識(shí)的另一大體現(xiàn)，在于能夠辨析和判斷在STEM活動(dòng)中的問(wèn)題是不是真正的STEM問(wèn)題？也許在活動(dòng)中幼兒在操作，有一個(gè)需要解決的問(wèn)題，但它也許根本不是一個(gè)STEM問(wèn)題。例如，我們?cè)凇靶崩瓨颉表?xiàng)目中，幼兒用積木和紙繩進(jìn)行制作（見(jiàn)圖1），將紙繩用膠帶粘在木制的積木橋上，做出來(lái)的橋樣子像斜拉橋，但是僅限于外觀，在這個(gè)過(guò)程中并沒(méi)有真正的STEM問(wèn)題。因?yàn)檎麄€(gè)木質(zhì)積木的橋梁下面是用積木支撐起來(lái)的，紙繩的斜拉索并沒(méi)有起到任何的牽拉作用，在這個(gè)過(guò)程中，幼兒根本沒(méi)有感受到紙繩斜拉索的拉力以及稱(chēng)重比例關(guān)系——而這些正是需要解決的STEM問(wèn)題。經(jīng)過(guò)研討，教師將搭建橋梁的木質(zhì)積木更換成了硬紙板（見(jiàn)圖2），通過(guò)打孔的方式，用線(xiàn)繩進(jìn)行牽拉，在這個(gè)活動(dòng)中幼兒通過(guò)操作發(fā)現(xiàn)：打孔的位置，線(xiàn)繩的力量以及紙板的重量都會(huì)導(dǎo)致斜拉橋是否能夠成功地做出，這些問(wèn)題才是真正的STEM問(wèn)題。

再例如，在“地下車(chē)庫(kù)”項(xiàng)目中，幼兒一開(kāi)始建立起了一個(gè)封閉的空間，外加一個(gè)進(jìn)入的車(chē)道，構(gòu)成了“地下車(chē)庫(kù)”（見(jiàn)圖3），但這并沒(méi)有抓住真正的STEM的問(wèn)題。通過(guò)課題研討，教師引導(dǎo)幼兒觀察地下車(chē)庫(kù)的圖片，將其中幼兒觀察到的內(nèi)容進(jìn)行梳理，在操作過(guò)程中解決了一個(gè)又一個(gè)STEM的問(wèn)題：升降桿的制作（見(jiàn)圖4）；為了讓車(chē)輛順利通行，測(cè)量了車(chē)位和車(chē)道的距離（見(jiàn)圖5）；設(shè)計(jì)了車(chē)輛在地下車(chē)庫(kù)中行駛的線(xiàn)路，還用滑板車(chē)進(jìn)行線(xiàn)路模擬（見(jiàn)圖6）；以及支撐車(chē)庫(kù)頂立柱的擺放問(wèn)題等等。

教師STEM意識(shí)的養(yǎng)成會(huì)不斷滲透到幼兒的行為習(xí)慣中，從而影響幼兒的STEM意識(shí)和習(xí)慣。例如，在活動(dòng)中強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)，我們往往在讓幼兒進(jìn)行建構(gòu)活動(dòng)之前先進(jìn)行畫(huà)圖設(shè)計(jì)，并且對(duì)不同的設(shè)計(jì)圖進(jìn)行討論，幼兒逐漸形成了畫(huà)設(shè)計(jì)圖的意識(shí)和習(xí)慣，這一點(diǎn)不僅在STEM活動(dòng)中進(jìn)行了運(yùn)用，幼兒還在其他活動(dòng)開(kāi)始之前也進(jìn)行繪圖設(shè)計(jì)，并就圖紙進(jìn)行一番討論，然后再著手實(shí)踐，這便是STEM的意識(shí)和習(xí)慣的養(yǎng)成。

圖1.用積木和紙繩搭建斜拉橋

圖2.改用紙板做橋梁

圖3.封閉的地下車(chē)庫(kù)

圖4.制作升降桿

圖5.車(chē)道和車(chē)位的距離

圖6.車(chē)輛行駛線(xiàn)路

三、STEM問(wèn)題的深度聚焦

往往在一個(gè)STEM項(xiàng)目活動(dòng)中會(huì)遇到多個(gè)問(wèn)題，我們除了判斷它是不是STEM的問(wèn)題，還需要深度聚焦，這樣才會(huì)激發(fā)幼兒深入的思考，并且伴隨著問(wèn)題的聚焦，幼兒會(huì)在問(wèn)題的解決上不斷精益求精，他們對(duì)問(wèn)題思考的程度不斷地加深，隨之而來(lái)的是學(xué)習(xí)深度也在不斷地增加。馮曉霞教授曾指出“遇到問(wèn)題，才會(huì)激發(fā)思維。問(wèn)題的復(fù)雜程度，會(huì)反映學(xué)習(xí)的深度。”因此，如何在STEM活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)并挖掘一個(gè)值得深度聚焦的問(wèn)題，這是教師特別需要把握的。

例如，在“立交橋”項(xiàng)目當(dāng)中，幼兒通過(guò)對(duì)真實(shí)立交橋的觀察，發(fā)現(xiàn)立交橋都是上下分層、多方向行駛的，這其中都需要用環(huán)形上升或下降的彎道來(lái)鏈接上下兩層?？捎變菏褂玫娜渴欠e木塊，如何做成上升的環(huán)形彎道，這是立交橋項(xiàng)目中一個(gè)值得深度聚焦的問(wèn)題，因此，教師鼓勵(lì)幼兒進(jìn)行了多項(xiàng)大膽的嘗試。

嘗試一：幼兒首先想到用斜坡，用一塊正方形積木做底，再用一塊三角形積木增加斜度，然后用長(zhǎng)方形積木連接彎道。但以這樣搭建的斜坡，既不平滑，手不扶還會(huì)滑落（見(jiàn)圖7）。

嘗試二：幼兒開(kāi)始用圓弧及半圓積木圍一條環(huán)形彎道出來(lái)，利用坡度較緩的三角積木的斜面作為上坡，完成了坡度的上升，但在車(chē)輛試行的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，第一層和第二層橋面的距離太接近，無(wú)法使車(chē)輛從下面穿行（見(jiàn)圖8）。

圖7.搭建環(huán)形坡道

圖8.第一次完成后下層無(wú)法通車(chē)

嘗試三：幼兒調(diào)整了支柱的高度，第一層使用了方塊作為支柱，第二層使用了長(zhǎng)方形積木作為支柱。橋面高度的改變使得橋面連接的坡度也要改變，于是孩子們經(jīng)過(guò)對(duì)比又選擇出了合適了三角形作為立交橋的斜坡，但這樣直接上坡的方式并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正立交橋的環(huán)形上升（見(jiàn)圖9）。

嘗試四：幼兒還想到了利用無(wú)紡布增加摩擦力的方式呈現(xiàn)彎道上升，但以失敗告終（見(jiàn)圖10）。

嘗試五：一個(gè)孩子用最簡(jiǎn)單直接的方法——用大量的積木塊堆砌累加的方式，讓環(huán)形彎道呈現(xiàn)上升，但后續(xù)道路很難實(shí)現(xiàn)平滑的連接（見(jiàn)圖11）。

嘗試六：對(duì)照真實(shí)立交橋的圖片，又經(jīng)過(guò)兩周的實(shí)驗(yàn)、討論，幼兒發(fā)現(xiàn)通過(guò)利用三角形積木結(jié)合環(huán)形積木二次增加橋面坡度的方法，可以逐漸緩慢上升。環(huán)形彎道上升的問(wèn)題終于被解決，后續(xù)的“施工”進(jìn)度飛速（見(jiàn)圖12、13）。

圖9.搭建立交橋的斜坡

圖10.用無(wú)紡布增加坡道的摩擦力

圖11.嘗試用各種形狀的積木搭建坡道

圖12.用三角和環(huán)形積木搭建環(huán)形坡道

圖13.完成的立交橋

通過(guò)實(shí)踐探索，我們也在不斷地反思：幼兒在這些活動(dòng)中表現(xiàn)出的專(zhuān)注、投入、不怕困難、直面挑戰(zhàn)、以及堅(jiān)持的品質(zhì)，其實(shí)就是在《指南》中所強(qiáng)調(diào)的寶貴的學(xué)習(xí)品質(zhì)。在這些真實(shí)情境中，富有挑戰(zhàn)性的活動(dòng)中，幼兒在解決問(wèn)題的過(guò)程中，完成了深度學(xué)習(xí)，克服重重困難，收獲了前所未有的經(jīng)驗(yàn)和體驗(yàn)，獲得了成功喜悅，這便是STEM教育一個(gè)重要的價(jià)值。幼兒園STEM教育是個(gè)新鮮事物，但從本質(zhì)而言，它與我們?cè)凇吨改稀分谐珜?dǎo)的教育理念是一致的，但它帶給我們了新的途徑和方法，讓我們拓寬了視野和思路。