《基于知识图谱可视化分析法的STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展策略》7900字

基于知识图谱可视化分析法的STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展策略TOC\o"1-2"\h\u20887摘要 116873一、绪论 113854(一)问题的提出 128849(二)研究意义 21875(三)概念界定 23216二、文献综述 33293(一)幼儿园科学区域活动开展的研究综述 322939(二)幼儿园STEM教育的研究综述 420833(三)STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展的研究综述 515166三、研究设计 62192(一)研究目的 617548(二)研究内容 65805(三)研究工具 630780(四)研究方法 619753四、STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展的可视化分析 77489五、STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展的策略 1019790(一)科学区域环境创设策略 1030043(二)科学区域材料投放策略 1018700(三)科学区域教师指导策略 1119743六、研究的创新点 1123398结语 1222848参考文献 1315635Abstract 15摘要：幼儿园科学区域活动作为幼儿园科学教育中的重要组成部分，对提高幼儿独立自主探索及解决问题能力具有不可替代的意义。相较传统模式下的幼儿园教学活动，STEM教育理念下幼儿科学区域活动能更加有效地培养幼儿多种思维能力。文章借助CiteSpace5.7.R5知识图谱可视化分析法与内容分析法，对STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展研究。通过分析得出，STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展的各实施要素，基于此，分别从科学区域环境创设、科学区域材料投放、科学区域活动教师指导三个角度提出相应策略。关键词：幼儿园；科学区域活动；STEM教育理念一、绪论(一)问题的提出大航海时代马汉的海权论中提及一个观点“拥有海洋就拥有世界”，而今处于百年未有之大变局下可谓是“谁拥有了科技，谁就拥有了世界”。新冠疫情下，更突显出科学教育的重要性，因而加强科学教育已成为时代背景下的“大势所趋”。国家《3-6岁儿童学习与发展指南》[[]李季湄,晓霞.《3-6岁儿童学习与发展指南》解读[M].北京:人民教育出版社,2013.]中强调：幼儿科学教育的开展实施，目的在于调动幼儿自主探究的学习热情，充分体验并感受探究的乐趣，提升幼儿探究能力，充分保障幼儿收获丰富有效的经验。[]李季湄,晓霞.《3-6岁儿童学习与发展指南》解读[M].北京:人民教育出版社,2013.(二)研究意义1.理论意义在理论层面上，STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展研究将进一步丰富现阶段关于幼儿园科学区域活动开展的教育理论。实践意义在实践层面上，运用可视化数据分析软件梳理幼儿园科学区域活动和幼儿园STEM教育理念的相关文献进行文献综述，将在一定程度上为幼教工作者正确开展STEM教育理念下幼儿园科学区域活动提供有效的帮助，促进STEM教育理念下幼儿园科学区域活动有效开展。(三)概念界定1.幼儿园区域活动幼儿园区域活动这一词，最早由著名的幼儿教育家——蒙台梭利提出，她将教室划分不同大小规模的区域，然后利用一定的教具实现教育目标。[[]徐旸.幼儿教师区域活动观察记录的现状与支持策略研究[D].华东师范大学,2019.[]徐旸.幼儿教师区域活动观察记录的现状与支持策略研究[D].华东师范大学,2019.幼儿园科学区域活动国内学术界对幼儿园科学区域活动的概念尚未有明确界定。不同学者对幼儿园科学区域活动的界定各不相同。杨磊将幼儿园科学区域活动定义为：“依据幼儿的年龄特点，提供幼儿感兴趣的丰富多样的科学操作材料,鼓励幼儿在自主选择、动手操作和摆弄中进行探究，通过与材料、环境、同伴的充分互动而获得发展的一种课程模式”。[[]杨磊.幼儿园科学区角活动的调查分析——以江苏省某科学教育特色幼儿园为例[J].陕西学前师范学院学报,2016,32(10):37-41.[]杨磊.幼儿园科学区角活动的调查分析——以江苏省某科学教育特色幼儿园为例[J].陕西学前师范学院学报,2016,32(10):37-41.综上其特征主要有：第一，以幼儿自身兴趣，进行自主选择自主探索为主；第二，以小组或个别形式开展活动；第三，教师多以间接指导隐性帮辅的形式存在，主要充当幼儿活动过程中的支持者、合作者和引导者；第四，区域活动内的环境创设、材料投放多以自然真实的原则布置。STEM教育“STEM”这一概念最早起源于二十世纪八十年代的美国，是将科学（Science）、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics)等四门跨学科内容整合后产生的组合词，重视整合不同学科的知识与内容，在学习跨学科知识过程中培育创新型人才。STEM教育从概念产生开始就一直受到美国政府大力支持，教学内容也是由专家精心筛选出来的，目的是为了更好的达成STEM教育目标，同时也鼓励更多学生展开STEM领域的专业学习以保障STEM人才的供给。[[]闵天钰.幼儿园STEM区域活动实施探究[D].华中师范大学,2020.]STEM教育的具体特征为：具有整合性与情境性、活动比较具有开放性、动态性以及回归性且可操作实践性强[]闵天钰.幼儿园STEM区域活动实施探究[D].华中师范大学,2020.二、文献综述(一)幼儿园科学区域活动开展的研究综述1.国内幼儿园科学区域活动开展的研究综述(1)科学区域环境创设的研究综述陶纪秋认为科学教育环境的创设应遵循三项原则：过程性、互动性、探究性。[[]陶纪秋.幼儿园科学教育环境创设的原则与策略[J].学前教育研究,2010,(05):64-65.]王慧颖在《幼儿园科学区的创设》一文中提到，幼儿园科学区的空间设置需注意以下几点：第一，要临近水源、光源、电源；第二，注意不要把科学区和像音乐区这样相对吵闹的区域进行相邻安排；第三，为了方便幼儿自己拿取和整理活动材料，教师在放置操作材料时应把活动材料分类存放在具有开放性并且适合幼儿身高的低矮的橱柜中贴有标签的盒子或者筐子中；第四，为了指导幼儿进行实践探索及养成一定的秩序感，教师可以在墙壁上张贴与科学区实验相关的具体操作方法及步骤的示意图、实验的记录表、科学区的区域活动规则等内容。[[]陶纪秋.幼儿园科学教育环境创设的原则与策略[J].学前教育研究,2010,(05):64-65.[]王慧颖.幼儿园科学区的创设[J].基础教育研究,2015(09):85-86.(2)科学区域材料投放的研究综述学者肖蕾认为科学区域材料的投放应以所选材料是否具备安全性、自然性、探索性、层次性为前提。学者王丽娟从满足幼儿需求，促进幼儿发展的角度出发指出应多选择趣味性强同时兼顾层次性与提示性的区角活动材料。学者付丽平指出进行科学区材料投放时，教师应更多的关注以下几个方面：材料是否具备可操作性、是否有足够的趣味性以吸引幼儿主动探索、是否具有目的性、层次感；针对区域材料的投放和更新，曹宇提出小班每学期进行一次，中大班每学期进行三次的建议。孙满认为区域活动材料应选择符合幼儿年龄阶段特征和幼儿实际发展水平，同时又对幼儿富有挑战性、层次性和主题情趣性。(3)科学区域活动教师指导的研究综述时丽亚对教师提出以下要求：开放性的指导与有目的的指导相结合，掌握指导技巧，直观指导为主、同时辅之针对性的指导。何亚柳将指导策略划分为四种：为幼儿营造优质的提问氛围；鼓励幼儿勇于提问；重视幼儿的提问；主张将生活化活动融入已有科学活动中。杨媛提出可以通过观察介入法、猜想实验法、交流讨论法及图谱实验法来对大班幼儿的科学区域活动进行有效的指导。[[][]杨媛.大班科学区活动中教师有效的观察指导策略[J].课程教育研究,2018(51):187.2.国外幼儿园科学区域活动开展的研究综述美国学者威廉姆·斯里兹十分关注区域活动环境的安全问题，认为教师有保证幼儿安全的义务。简·约翰斯顿认为幼儿通过与玩具的接触发展科学技能，形成科学概念。兰本达教授认为区域活动中的材料起着吸引幼儿注意力、主动提出问题，进而尝试思考进行下一步操作的作用。(二)幼儿园STEM教育的研究综述1.国内幼儿园STEM教育的研究综述(1)幼儿园STEM教育幼儿园STEM教育在我国处于初期探索阶段。学者徐夏指出幼儿园STEM教育应以引导幼儿进行探究与体验为主。张新立，朱萌，胡来林在其《幼儿园STEM教育现状的调查与分析》中指出：“对幼儿STEM教育的认识，包括对幼儿STEM教育的关注度和对其意义的认可度。从调查的结果来看，仅有56%的教师听说过幼儿STEM教育，没听说过的教师超过40%，显然幼儿教师对幼儿STEM教育认识度并不高。关于幼儿园开展STEM教育的意义，总体上教师比较认可，55.9%的教师认为STEM教育可以促进幼儿科学工程教育，39.2%的教师认为STEM教育可以成为人工智能背景下幼儿园的教育特色。”[[]张新立,朱萌,胡来林.幼儿STEM教育现状的调查与分析[J].中国教育信息化,2019(02):35-38.[]张新立,朱萌,胡来林.幼儿STEM教育现状的调查与分析[J].中国教育信息化,2019(02):35-38.(2)幼儿园STEM教育的设计与实施张俊教授在《幼儿园科学教育》一书中从项目活动、日常活动和游戏活动三个方面谈到了幼儿园STEM的教育教学模式。我国学者对项目活动中STEM教学研究得较多，以秦塞、赵辉等学者为代表，依据“动感小车”和“制作滑轮喂鸟器”的项目活动和案例介绍了幼儿STEM教育的学习模式，并从目标、主题、高阶认知策略、学习实践、产品物化和原则方面设计出幼儿STEM项目学习模式。[[]秦赛.项目教学视野下学前STEM教学活动的建构与反思[D].西安:陕西师范大学,2018:38-53.][[]秦赛.项目教学视野下学前STEM教学活动的建构与反思[D].西安:陕西师范大学,2018:38-53.[]赵辉,贺腾飞,王全旺.STEM教育理念下幼儿基于项目学习的模式探究——以“制作滑轮喂鸟器”为例[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),2019,32(1):63-68.许翔通过观察和访谈了解了幼儿园开展STEM教育活动的现状，并结合存在的问题提出当前幼儿园开展STEM教育活动应该关注区域STEM教育的联系，增强教师能力加强家园合作等措施。[[]许翔.幼儿园STEM教育活动的个案研究[D].西安:陕西师范大学,2019:17-44.]贾亚南结合典型的STEM课程案例构建了初步的STEM教育课程模型，经过前后测检验发现STEM课程在一定程度上提高了幼儿解决问题和创新思维等能力。[[]许翔.幼儿园STEM教育活动的个案研究[D].西安:陕西师范大学,2019:17-44.[]贾亚南.幼儿园大班STEAM课程设计研究[D].银川:宁夏大学,2019:17-26.2.国外幼儿园STEM教育研究综述国外已有研究表示，整合性的STEM教育对小学生学习具有最大效果，大学生效果最低，因此愈早进行STEM教育愈有效。STEM经验缘起于孩子出生后观察与投入周边环境之时，因此正式的STEM教育或经验式学习应始于幼儿时期。[[]Barbre,J.G.BabystepstoSTEM:infantandtoddlerscience,technology,engineering,andmathactivities[M].St.Paul,MN:RedleafPress,2017.]如胡恒波对2013年美国马塞诸塞州出台的《学前儿童STEM教育指南》中STEM教育的理念与实施策略进行详细的解读，并从素养结构、主题项目、有效提问和家园共育四个方面谈到了对我国学前STEM教育的实施建议。[[]胡恒波.美国学前儿童STEM教育的理念声明与实施建议——源自马萨诸塞州的经验[J].教育科学,2017,33(4):90-96.]韦倩倩总结了澳大利亚政府对幼儿[]Barbre,J.G.BabystepstoSTEM:infantandtoddlerscience,technology,engineering,andmathactivities[M].St.Paul,MN:RedleafPress,2017.[]胡恒波.美国学前儿童STEM教育的理念声明与实施建议——源自马萨诸塞州的经验[J].教育科学,2017,33(4):90-96.[]韦倩倩.澳大利亚幼儿STEM教育实施及其特点[J].教育评论,2019(6):158-163(三)STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展的研究综述张新立在对中国幼儿STEM教育现状进行调查和分析后，认为现阶段的幼儿园教学活动背后所遵循的理论背景其实与STEM教育理念有许多不谋而合之处，只需对幼儿园已有的活动进行适当的内容上的改造和指导上的调整就能成功的将传统活动转变成STEM活动。比如可以将适合在室内建构区开展的活动拓展为STEM活动，甚至可以将多个区域活动进行整合后拓展成STEM科学区域活动。[[][]张新立,朱萌,胡来林.幼儿STEM教育现状的调査与分析[J].中国教育信息化,2019(02)35-38.王雪莉依据她的一线实践探索经验，总结了基于STEM理念的幼儿园科学区活动中有关于活动设计与指导的心得。在活动内容选择方面，她主张可以配合之前的主题活动在活动区中开展延伸游戏，可以在日常生活中生成区域活动，还可以利用家长自愿开展区域活动。而在活动指导方面她提出了四个要点，分别是变主动为被动、变指导为引导、变封闭为开放和变直接为间接。[[]王雪莉.基于[]王雪莉.基于STEM教育理念的幼儿园科学区角活动的研宄[J].幼儿教育,2019(25):84.三、研究设计(一)研究目的通过搜集、整理已有幼儿园科学区域活动、幼儿园STEM教育相关文献，并借助CiteSpace可视化分析软件进一步分析，总结出STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展应做好哪些要素的准备。基于各要素对STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展提出相应策略。研究内容在CKNI中文数据库中收集以幼儿园科学教育、幼儿园科学区域活动、幼儿园STEM教育及STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展为主题词的文献。借助CiteSpace可视化软件工具对文献进行可视化分析，通过可视化分析得出我国STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展的要素准备、研究热点和发展趋势。分别从幼儿园科学区域环境的创设、科学区域区域材料的投放、科学区域教师指导三个方面对STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展提出相应策略。(三)研究工具中国学前教育研究会理事长虞永平教授提出“融合并利用科学知识图谱分析等不同的定量分析法，组织系统全面的关于幼儿教育方法论方面的深入研究，开拓多元教育研究方法途径。[[]兰国帅,程晋宽,虞永平.21世纪以来国际学前教育研究:发展与趋势——学前教育领域四种SCI和SSCI期刊的知识图谱分析[J].教育研究,2017,38(04):125-135.]”CiteSpace是一种[]兰国帅,程晋宽,虞永平.21世纪以来国际学前教育研究:发展与趋势——学前教育领域四种SCI和SSCI期刊的知识图谱分析[J].教育研究,2017,38(04):125-135.(四)研究方法1.文献计量分析法通过查找搜索百度学术、CNKI以及维普等各大中外文献的数据资料库，全面收集并查阅研究幼儿园STEM教育以及研究幼儿园科学区域活动实施方面的理论文献，借助CiteSpace5.7.R5可视化软件工具，运用关键词共现的定量分析法、聚类分析法、关键词共现时区分析法等方法，分析文献数据。2.内容分析法通过对幼儿园科学区域活动相关文献的发文量分析、关键词共现分析、关键词聚类分析、关键词共现时区分析，梳理其发展趋势、发展特征及研究热点。四、STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展的可视化分析本研究在CNKI数据库中依次以“幼儿园科学教育”、“幼儿园区域活动”、“幼儿园科学区域活动”为关键词，时间跨度不限，共检索出有效文献496篇文献作为分析样本，借助CiteSpace5.7.R5可视化分析软件对样本文献依次进行关键词共现分析、关键词聚类分析、关键词共现时区分析，通过可视化分析得出我国STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展的研究热点和发展趋势。1.发文量年份分析图SEQ图\*ARABIC1发文数量年份分布图由图1中的折线趋势可以明显的看出，自2011年始有关幼儿园科学教育主题文献的发文量呈爆发式直线激增且仍呈现出持续增长的趋势。2011-2017年、2018-2020年这两个阶段的年度发文量更是呈现出直线上升的发展趋势。表明，幼儿园科学教育及其相关主题长期以来备受理论研究者的持续关注。2.关键词共现分析关键词共现分析是指对数据中作者集中提及到的关键词的分析，关键词是指在一篇文章中围绕主题词所进行的能够显示研究动向与研究热点的词汇，关键词在同一篇文章中出现过就会产生一条连线，线条的颜色分别与研究年份相对应，关键词出现的频次与圆形节点面积大小呈正相关。选取2011-2020为时间跨度（Timespan）,设置2为时间切片（SliceLength），绘制出下图2。图中深蓝色代表2011年、蓝绿色代表2013年、绿色代表2015年、黄色代表2017你、橙色代表2019年，图的左上方数据注释“N等于72”表示图中有72个节点，每一个节点代表一个关键词，“E等于81”表示图中有81条连线。图2中紫色圆圈的大小反映出近年来以“科学教育”、“幼儿园”、“区域活动”等关键词为中心形成了颜色深且圆形较大的节点。与之联系紧密的节点有：幼儿园科学教育、游戏化、科学区、科学教学活动、科学探究等。图SEQ图\*ARABIC2幼儿园科学区域活动关键词共现图谱3.关键词聚类分析关键词聚类分析是运用软件自动聚类从而呈现该模块研究中的代表词汇，同时依靠聚类模块中颜色深浅程度的不同感知研究前沿。同时可以聚焦我国幼儿园科学区域活动教育研究的主要情况，从图6可以看出我国幼儿园科学区域活动教育研究的关键聚类词主要集中为：#0幼儿园、#1深度学习、#2科学区域、#3区域活动、#4教育理念、#5方法、#6学前STEM教育、#7STEM、#8STEM教育理念、#9本土资源、#10游戏活动总共10个模块。 带“#”的10个标签即为近年来我国幼儿园科学区域活动研究热点的聚类。图3幼儿园科学区域活动关键词聚类图谱4.关键词共现时区分析为了更直观呈现我国幼儿园科学区域活动研究的发展趋势，运用CiteSpace可视化软件绘制了幼儿园科学区域活动关键词共现时区视图（Time－zoneView）见下图3，选取2011-2020为时间跨度（Timespan）。由图3看出，2011年关键词共现仅围绕“科学活动、区域活动、幼儿园”三大主题；2013年关于区域活动的研究内容中出现“材料投放、科学教学活动、大班幼儿”等词；仅2020年一年间带有“STEM”一词的关键词共现就出现了三次。研究角度由起初仅关注科学活动的学科本位；过渡到关注材料投放的材料本位；再到关注游戏化幼儿本位；直至如今关注点涵盖科学素养、教育理念等的核心经验本位。可以说近年来，学术界对幼儿园科学区域活动的研究呈多元化发展趋势。图4幼儿园科学区域活动关键词共现时区图谱综上，根据发文量年份分析、关键词共现分析、关键词聚类分析及关键词共现时区分析，可知近年来学术界关于幼儿科学区域活动开展的研究呈多元化发展趋势，研究角度不断深入、研究领域逐渐细化、研究方法不断更新。五、STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展的策略据前期研究发现，在STEM教育理念下幼儿园科学区域活动开展实践中，关于区域环境的创设、区域材料的投放、教师指导这三个方面会对活动效果产生一定影响。基于此，笔者将从以下三个方面提出针对性策略。(一)科学区域环境创设策略1.营造真实生活化的区域环境真实程度高的科学区域活动更易于幼儿将所经验的体验迁移到现实生活中，从而真正做到学以致用。STEM教育理念的显著特征之一便是真实性。如在科学区域投放毛绒玩具、小枕头等，这些不仅可以丰富幼儿的直接经验还能激发幼儿探索的兴趣。同时进行区域材料投放时应多选择与幼儿实际生活存在联系的生活化、自然性的材料，这些材料能唤醒幼儿头脑中已有的知识经验，起到知识迁移的作用。2.创设有层次感的区域环境对区域环境进行具有层次感的创设，将从视觉角度上增加幼儿进行活动探究时注意力的持久度，促进幼儿深度学习的发生。层次感强的环境还能刺激幼儿想象能力的发展，如摆放各种造型的模型以吸引幼儿的注意力，激发其探索的好奇心。(二)科学区域材料投放策略1.提供多样化材料如在科学区域放置不同材质的毛绒玩具、坐垫等，借助不同的材质丰富幼儿的触觉体验。同时在材料投放时注意结合本土自然资源优势，选择具有地区特色的物质材料。在活动时教师有意识地引导幼儿去发现不同材质下玩具的触感有什么样的差异，丰富幼儿的亲身体验感，同时让幼儿根据触感不同将材料进行归类摆放，在日常活动锻炼幼儿的认知能力。2.动态化投放材料基于STEM教育的特征，同时结合幼儿注意力持久度不高这一特点，可将区域中的材料进行动态化摆放。周期性动态化投放材料可以激发幼儿的探索兴趣，同时也能缓解农村地区活动材料不足的状况。农村地区可根据季节变化，搭建农物展示区，为幼儿构建一个“动态化”的自然探索区域。如让幼儿每天为自然探索区域中的植物们浇水，并观察随着灌溉天数的增加植物们会产生什么样的变化。这样的活动既丰富了幼儿的直接经验又暗含科学知识。(三)科学区域教师指导策略1.开放式指导为主在STEM教育理念下幼儿园科学区域活动中，教师应以幼儿自由、自主的进行探究