基于STEAM理念幼儿工程实践的策略研究

摘要：STEAM作为一种融合教育理念，注重打通理论与现实的通道，注重积累解决真实情境问题的经验，提高幼儿的学习力、迁移力与创新力。以“小货架”的制作活动为例，探究STEAM理念融入幼儿科学活动的策略研究，为一线教师提供参考。可分三步走，一是通过考察与思考，做好设计图；二是通过具身实践与多次改进，提升幼儿的动手能力与综合素养；三是通过经验提炼与支持性策略的构建，为基于STEAM理念的科学活动提供成功案例。关键词：STEAM理念；工程实践；小货架制作STEAM以其跨学科、整合、自主、探究、创新、合作的特点，成为幼儿教育课改的新视角，科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）和数学（Mathematics）的融合，注重合力，注重打通知识与现实的壁垒与通道，有利于幼儿实现从碎片化到整体化的科学探究。STEAM中的工程对于幼儿很有吸引力。一方面，幼儿早期的积木游戏为此积累了动手经验和具身体验。另一方面，工程本身所具有的实践性、融合性与审美性，也是综合运用STEAM理念的前提。选择贴近幼儿生活的工程项目进行科学探究，“有助于其建构自身经验，实现理论知识与生活世界的相互联结[1]。”每当春节临近，很多幼儿要跟着父母亲去“年货大街”购买年货。如果在班级特色角开一条“年货大街”，一定很有趣、很有意义。其中“年货大街”上的小货架制作涉及到数学、工程及艺术等多个领域。由此，基于STEAM理念开展工程实践有一定可行性。一、准备阶段，提炼问题，初步设计幼儿园科学探究活动应基于幼儿的社会经验，基于他们的兴趣与热度。“开年货大街”源于幼儿的自主发起，因而长时间地保持着热度。教师趁机提炼其中的教育教学价值，梳理幼儿的前期经验，确定学习起点，引领幼儿在“发现—分析—执行—反思”中进行探究，开启基于“小货架”制作的STEAM活动，通过“发现—分析—执行—反思”的路径进行探索，提高幼儿的创新及实践能力。确定工程计划能够为幼儿的实践活动提供方向。计划来源于幼儿已有的认知与经验，涉及到货架的形状、大小、颜色、材质与功能。从幼儿的前期计划中发现幼儿的认知是零碎的、不全面的。毕竟，有别于正式的科学观察活动，生活中的幼儿对货架的认知与观察是无意识的，碎片化的。另一方面，“年货大街”的实际需求与平时不一样——货品更丰富，货架更多样，进行反复观察是必要的。于是，基于工程实践的角度，引领幼儿进行充分讨论，带领幼儿再进超市，进行针对性较强的观察与体验活动，成为科学探究活动中不可或缺的前提。（一）做实考察环节，鼓励幼儿在观察中思考基于幼儿前期的设计比较粗糙，认知不够全面，教师带领部分幼儿于周末进超市，有计划、有目的、有方向地进行观察，并在观察中发现更多、思考更多，为“小货架”的设计及制作奠定基础。当幼儿发现货架上的标签竟然是五颜六色的，还有的插着红色的大拇指时，心中出现了疑惑，也预想着自己制作的货架，其色彩能够更加丰富一些。还有的幼儿发现有的货架是一层连着一层的，有的是格子拼接而成的。经过讨论后发现货架的形状之所以有多种形式，与商品的形式多样有关系；之所以货架有恒温和常温的区别，是因为不同的商品有不同的保存要求。整个考察过程中，教师渗透STEAM理念，让幼儿以自己喜欢的方式记录货架的相关细节。如基于艺术的角度，幼儿通过绘画的手段描绘货架的美感；基于数学的角度，幼儿用表格、尺子、铅笔等工具测量小货架的大小；基于工程的角度，幼儿用摄影、摄像的方式记录货架的整体结构；基于科学的角度，幼儿用黏土手工等方式进行表征。事后，幼儿用自己的方式全方位地分享“我所看到的货架”，为设计图的重新绘制奠基。（二）做活改进环节，引领幼儿在改进中创新实地考察后回到教室，教师组织幼儿带着新认识与新思考重新设计工程图，调整需求。归纳起来，幼儿的新设计具有以下改变与特点：（1）摈弃之前的平面设计图，替换多视角的立体设计图；（2）货架的形状不再是单一的，而是根据商品的丰富性而多样化；货架的功能也不再是单一的，而是进一步具体化，如考虑到保鲜与长期恒温等功能；（3）依据商品的重要性而明确制作货架的材料，使之更科学，比如选择取材便利、形状规则的清水积木；（4）结构设计既要有科学性，也要基于幼儿的实际能力而具有可操作性，更要基于艺术的考量而具有艺术性。好的科学探究一定是建立在实用性基础之上的。因此，衡量幼儿的设计图就要以此为出发点，判定哪些设计是制作货架时可以应用的。比如，就材料的选择而言，木质材料不仅好做，而且好看。就结构的设计而言，开放式的胜过抽屉式的，这是为了顾客更容易看到。货架不能高但可以深，这既考虑了幼儿的高度，也考虑了货物的装载量。还有，幼儿使用了实物测量的方式，修改设计图中原来的宽度与深度。类似的改进与创新彰显着STEAM理念的自然渗透，并在这种渗透中培养幼儿的科学意识与创新意识。二、建构阶段，实施计划，完善推进依据工程图制作前，讨论是不可或缺的。仅仅是先做货架结构还是先做货架装饰，都需要幼儿长时间的讨论。教师不必直接告诉幼儿先做什么，而是让幼儿自主发现、互相讨论，以此加深理解。这就是工程意识，有利于幼儿更好地将“心中蓝图”变为现实。（一）在讨论、验证与突破中形成共识具体讨论中，有的幼儿想用马克笔在木板上画彩虹；有的想用轻黏土做小花来装饰货架。但有幼儿反对，理由是轻黏土太软，一碰就变形。还有的幼儿提出先做货架装饰，另一个幼儿马上反对：“不知道货架大小，怎么做装饰啊？”经过讨论，大家形成共识：先用木质材料做货架，再进行装饰。其他如纸箱货架与树枝货架的顺序也是如此。任何一方提出建议，并非毫无依据，而是要进行验证。这是一个渐进而丰富的过程，不可急功近利。比如，“先做货架还是先做装饰”的讨论中，部分幼儿已经进行了实践操作，这才有理有据地提出“没有货架的大小就无法做装饰”的建议。正是在具身体验中，幼儿的认知才得以突破，自己之前不全面不成熟的想法才得以改进。（二）在操作、反思、修改中提高能力正式的操作过程并非一帆风顺，而是经历操作—反思—修改的过程。正是在这样的迂回辗转中，幼儿提高了发现问题、分析问题和解决问题的能力。教师在其中扮演了一个冷静的角色：不轻易给幼儿提供帮助，真正需要时做到“该出手时才出手”。比如，多层货架之间的连接与固定就考验着幼儿的耐心。一个幼儿一开始选择轻黏土连接板材，由于他仅仅考虑到此物品的粘性，而未能考虑到延展性，用量难以把控，此处“厚”彼处“薄”的不均衡现象时有发生，导致货架不平衡。再后来，幼儿选择双面胶和透明胶进行连接，但由于粘合力太小，货架表面较粗糙，所以效果不理想。此时，教师一方面让幼儿反思：“材料的选择很重要，创新也很重要，变变思路：不要仅仅考虑‘粘性’这种材料，想想木工是如何连接板材的。”另一方面，一本“木工工程说明书”被置顶在家长群的显眼位置，其中既有文字解说，还有相应的工具示意图。通过阅读，学生发现了新的材料与工具：榔头、钉子……尽管阅读材料中有示意图，但幼儿还是不太会操作。于是，教师引领幼儿在家长的帮助下上网搜寻相关操作视频，同时鼓励幼儿请教园内或园外擅长木工的成人。在这样的操作、反思及修改中，幼儿发现自己的计划书比较粗略，缺乏对工具的科学预设，于是赶紧在计划书中补充相关工具及操作方法。类似的补充与修订很多，比如怎样确定横向与纵向木板连接的高度，如何完成多层货架的制作，如何保持货架的平衡……诸多活动中当幼儿的已有经验不够完成任务时，在教师的帮助下，反思与修改成为常态，促使幼儿的实践一步步向科学探究的方向靠拢。三、总结阶段，提炼经验，形成策略（一）积累物理性具身操作经验物理性操作经验离不开幼儿的多次尝试乃至纠偏行动。例如刚开始尝试用榔头敲打钉子时，或把钉子砸飞，或把钉子弄歪，原因是幼儿没有垂直敲击钉子，榔头与铁钉之间的距离没有把握好。经过反复操作，幼儿渐渐提高了技能，能够做到用力均匀、垂直，距离恰到好处，最终完成了板材衔接任务。在此过程中，幼儿还知道了什么材料应该需要什么样的黏合材料，什么工具有利于材料的连接，能够及时“找出活动中的关键事件或重要节点”[2]。这说明他们对材料的物理属性有了一定的了解，其经验能够辅助他们在后续的探究中再接再厉，为工程建造的优质奠定基础。（二）提炼协商性工程实践经验尽管“按图索骥”有可能扼杀幼儿的创新意识，但按照具体的路线图或支架进行科学探究，能够帮助幼儿避免无从下手的迷茫。当然，所谓的计划书或路线图并非一成不变，而是要时时修改、完善，使之更具可操作性。而在其中，生生之间、师生之间以及亲子之间的协商不可或缺。由先做货架还是先做装饰的讨论，再到中途实践的反思、调整、改进和创新等等，从单一的效果图再到包含材料与步骤的过程图，既是依照计划书深入的过程，也是不断协商的过程。由此，幼儿从模糊到清晰、从简略到详细，完成了计划的落实，演绎了行动的精彩。（三）形成社会性同伴合作经验中班、大班幼儿，形成社会性同伴合作经验，是对他们一生的奠基。工程实践伊始，部分幼儿“各自为政，总觉得自己的设计图比较完美，总想做实践中的‘指挥官’”。但是，随着工程的展开及深入，随着“绊脚石”的增多，随着不同幼儿之间矛盾的产生，同伴合作显得更加重要。由于尝到失败的滋味，一些幼儿不再“我行我素”，而是勇于接受别人的意见，善于采纳建设性建议，勇于做一个听众，并且能够做到以同伴能接受的口吻提出意见，最终说服别人，助力于工程的完成。（四）总结多领域综合完整经验为什么一定要把STEAM理念渗透到科学探究活动之中？因为问题的解决从来都不是割裂的，而是基于整体与融合视角才得以完美解决。当实践过程涉及“测量”的知识时，幼儿学到的数学知识有了用武之地——能够从便捷性的角度出发利用身边的低成本材料进行测量并掌握其方法要点。当设计过程中实现由平面到立体的过渡时，美术中的透视原理及美学知识也介入进来。其他细节如物理中的“杠杆原理”，图画、线条及文字等表征方式，无形中提高了幼儿的多种能力，如绘画能力、前书写能力、手工制作能力及美学鉴赏能力等等，这种多领域的综合，让幼儿获得的是完整经验，意义深远。（五）提炼幼儿工程实践中的支持策略1.创设情境，激发幼儿主动探究对于成长中的幼儿而言，必要的支持性策略不可或缺。所谓，“入境始于亲”，教师应为幼儿创设好的情境，促使幼儿积极思考，勇于实践。“生活化的学习环境及真实性的学习情境，是促使幼儿自主开展学习活动的关键性要素。[3]”上文提供的“年货大街”就是激活学生兴趣的好情境。尽管这个情境是个别幼儿经历的，教师仍然有必要制作成鲜活的视频，让全体幼儿沉浸进去获得主动探究的力量。其他环节中，如教师提供的工程说明书等，也应该以动态视频的形式展现出来，让幼儿看得有滋有味，进而产生好奇心和挑战心，在充满生机与活力的实践中演绎科学探究的精彩与惊喜。2.开放时空，给予幼儿实践条件基于STEAM的科学探究活动，从本质上说属于项目化学习，既有总任务，又有子任务，非一日之功就能完成，需要较长的时间。这就需要教师开放时空，给予幼儿尽可能多的机会，给予尽可能多的材料，甚至给予犯错及纠错的机会。如在板材的组合中，双面胶、固体胶、轻黏土、钉子及榔头等纷纷“登台亮相”，其中有淘汰的，有新增的。实践次数也尽可能多，让幼儿经历“失败、成功、再失败、再成功”的过程。实践中的失败、改进与创新是必然的。或许，最终的“小货架”的完美与否并不是最重要的，期间幼儿实践经验的积累、迁移力与创新力的提高、综合素养的提升，才是基于STEAM的科学探究活动中更加理想的境界。总之，基于STEAM理念，幼儿园与教师“