STEM教育 | 幼儿园STEM教育活动中的困惑与解答
STEM教育(科学、技术、工程与数学教育)是近年来国际科学教育发展的新趋势,并影响到我国的幼儿园教育。STEM教育强调跨学科的整合学习,尤其强调通过以工程为核心的设计和制造活动来解决生活中真实、有意义的问题,这也是其核心价值取向。
然而,作为一线教师,如何理解幼儿的STEM 教育?如何针对幼儿开展STEM 教育?幼儿园中的STEM 教育机会从何而来?如此“专门”的知识是否符合幼儿的年龄特点?数理化功底较薄弱的教师该如何指导幼儿进行STEM学习?对于STEM教育,教师心中充满了困惑,同时也带着困惑在实践中找寻着答案。
困惑1:STEM教育是“另辟蹊径”的幼儿教育吗?
当“STEM风”刮进幼儿园的时候,多数幼儿教师是质疑和茫然的。STEM 使得幼儿园以往的教育理念和活动形式受到了一定冲击。STEM 教育的意义和价值是什么?与以往的幼儿园教育相比,STEM教育有哪些“过人之处”?而在幼儿园开展STEM 活动,似乎又是难上加难,因为对于很多幼儿教师来说,STEM教育似乎与以往的幼儿园教育间存在着难以逾越的沟壑。如何从以往的活动中挖掘STEM教育的价值?如何以STEM 的形式进行幼儿园活动?特别是“工程”“技术”这些新名词的出现,使得教师一时手足无措。如果说数学和科学是幼儿园的常规领域活动,那么工程和技术对幼儿园的教师和孩子来说却是相对陌生的。一方面,教师认为自己缺乏工程和技术方面的相关背景知识;另一方面,教师担心孩子是否具有进行工程活动,运用一定技术的能力。STEM教育是否真的离以往的幼儿园教育“如此之远”,需要我们“另辟蹊径”?
解答:STEM教育是对以往幼儿探究活动的深化。
“深化”并不是否定或摒弃,顾名思义,是“更进一步”。首先,STEM 教育与幼儿园教育之间存在很多共通性,要做STEM,幼儿园并非从零开始。一方面,整合学习是幼儿的主要学习方式,幼儿就是通过动觉、触觉、视觉、听觉等,在有意义的情境中建构自己的经验。幼儿园本身就具有综合教育的丰富经验,而整合性也是STEM 教育的特点之一,STEM 教育强调科学、技术、工程、数学这四门学科的重要性以及内在联系,重视跨学科学习的价值。另一方面,《3-6 岁儿童学习与发展指南》指出,幼儿科学学习要围绕激发幼儿的探究兴趣,体验探究过程,培养初步的探究能力展开。其中,探究和解决问题是其核心价值,而STEM活动也鼓励幼儿综合利用自己的已有经验,不断地发现问题,解决问题,发展创造性解决问题的能力。从这一角度看,STEM教育与幼儿园的科学教育有着共同的价值追求。除此之外,近年来,项目活动已逐渐成为幼儿园中一种主要的活动形式。项目活动又称方案教学,是指由幼儿兴趣引发的,并由相对固定的幼儿组成的小组持续开展并有一定成果的活动。在项目活动中,幼儿投身于问题探究之中,这种问题探究通常既有广度又有深度,教师一般通过提问与点评帮助幼儿聚焦问题、解决问题。在实践中,STEM教育也常采用项目活动的方式,从孩子感兴趣的问题开始,在教师的带领下开展深入的探究,最后展示与分享探究的成果。由此看来,STEM 教育与以往的幼儿园教育距离并不遥远,在很多地方存在共通性。
在共通性的基础上,STEM教育实际上是对幼儿以往探究活动的深化。如果说在以往的探究活动中,幼儿主要是通过一系列科学小实验或现象获得对一些科学事实、概念和既定答案的理解,那么STEM 教育则希望幼儿在活动中能够利用已有的关于数学、科学等学科的经验去解决实际的问题。可以说,STEM 教育将幼儿的科学探究转向了科学实践。此外,STEM活动将工程和技术的概念引入幼儿已有的探究活动,强调“工程设计”的体现,重视对工具的开发和利用,希望幼儿在探究过程中以一种工程的思维去设计、制作和改进,注重同伴之间的协同合作,允许多种解决方案的出现。相比以往的探究活动,STEM 教育在活动内容、活动形式等方面更开放、更深入、更全面。
困惑2:STEM活动就是科学小制作吗?
STEM 活动与幼儿园以往的科学探究活动存在共通性,但在理念、内容和活动形式上又不能完全等同。那么,幼儿园开展STEM活动的方法和途径是什么?有专家建议,STEM活动可以以设计、制作、建构活动为载体。然而,在科学活动“制作陀螺”中,教师又产生了困惑。
一天,浩浩想制作一个陀螺玩具。他先在圆形底片上画出自己喜欢的图案,之后想用火柴棍当作陀螺中心轴。可火柴棍的横切面是方形的,不容易在圆形卡片中心戳出洞。浩浩尝试将火柴棍穿过纸片,并未成功。他看了看纸,使出更大的力气试了好几次,可依旧没有成功。他放下火柴棍,拿起画笔,用力向卡片中心戳去,尝试了好几次,终于戳出一个小洞。他把火柴棒穿进洞里,完成了陀螺的制作,玩起了陀螺。“制作陀螺”是传统的科学小制作游戏,在制作过程中,浩浩遇到了问题,通过多次尝试、调整,最终制作成功。这样的过程就是STEM学习吗?
解答:STEM 活动不仅是程序性的操作活动,更是一种工程活动。
在上述活动中,幼儿遇到了问题,并针对问题思考解决办法,发生了实质性的探究活动。不可否认,这样的科学小制作体现了STEM 活动的部分特征——动手制作,但这看起来更像是一种程序性的操作活动,即按照固定的目标和步骤进行简单的操作,其结果是唯一的。而真正的STEM活动强调整个过程中的学习,幼儿面临的是一个完整的、复杂的、存在多种解决方式的工程问题。幼儿需要进行设计,评估方案,协调人员的分工合作,记录过程,站在整体的角度去思考和解决遇到的各种问题。工程活动的结果也可能是多样化的,存在最优而非唯一的答案。教师需要思考,如何将一个简单的科学问题转化为一个复杂的工程问题,即在科学小制作活动中结合科学、技术与工程,让孩子在这个过程中不仅有科学的学习,又有设计和制作的体验。针对“制作陀螺”,教师将问题设置为“比比看谁制作的陀螺转得更久”,问题基于幼儿的游戏意愿,对幼儿来说更加真实。想要自己的陀螺转得更快,幼儿便自然会在制作过程中关注陀螺的设计、材料与工具的选择、制作的优化、团队的组织与竞争等问题,势必会引发更加深入的探究。
困惑3:STEM活动一定要画设计图吗?
杰杰是班级中的小哥哥,今天他选择来玩乐高。“杰杰,你今天想搭什么呀?”我问他。“我想搭个工程车。”他回答我。“你想搭个什么样的工程车呢?能不能先画个设计图,然后按照设计图上的样子来搭建?”“老师,什么是设计图?”“设计图就是先把你想搭的车的样子画下来,这样,别人可以照着你设计的样子搭出你想搭的工程车。”“可是……”杰杰看到我如此坚持,只得暂时放下手中的玩具,走到小桌子边开始画。过了好久,他只画出了两个轮子。
看到杰杰为难的样子,我意识到自己有些“强人所难”了。STEM教育强调在学习的过程中要凸显设计理念,在活动之前,先要求幼儿做出设计。可像杰杰这样刚从小班升入中班的孩子,绘画技能不足,甚至认知水平不足以理解“设计图”为何物,如何来进行设计呢?STEM活动前是否一定要画设计图呢?
解答:STEM 活动基于设计,但需考虑幼儿的年龄特点。
STEM学习是一种基于设计的学习,这意味着幼儿在活动前需要充分考虑各种可能性,并把自己的想法记录下来,一旦有了明确的计划,就要严格地按照计划去执行。但幼儿园在实际开展STEM活动的时候发现,技术与工程对于幼儿来说是非常大的挑战。首先,不同年龄段的幼儿对“设计”的理解和执行能力是不一样的。大班幼儿在教师的引导下能初步理解“设计”的作用和意义,知道“当我们要做一件事情时,要先想好怎么做,设计就是做一件事情之前的计划”,并能够用图画、数字把自己的想法记录下来;中班和小班幼儿对“设计”的理解存在困难,分不清什么是“设计”,什么是“想象”,在设计的时候,并不能考虑到一些现实的因素,或并不知道怎样用绘画的方式准确表达出自己的想法。其次,多数幼儿并不具备系统的工程思维,这表现在实施计划的过程中,他们并不能完全按照自己或团队的计划执行。有时候,他们的注意力容易被外界因素所吸引和分散,需要教师在必要的时候给予提醒和引导。因此,在坚持STEM理念、把握工程活动的基本环节的前提下,开展年龄适宜的STEM教育是教师们需要考虑和探索的问题。对于低年龄段的幼儿来说,能够做到明确问题,寻找办法,确定方案,展示分享即可。
困惑4:STEM教育要求幼儿园教师精通数理化吗?
一提及要组织开展STEM 活动,一线教师是“发慌”的。有教师提出这样的疑虑:STEM涉及科学、技术、工程、数学四门学科,这是否意味着教师需要具备这四门学科的背景?如果说教师对数学和科学还略有所知的话,那么技术和工程对于幼儿教师来说比较陌生。如果教师都对此一知半解的话,如何在活动中引导孩子呢?
解答:STEM教育是一段教师与幼儿共同经历的探究旅程。
STEM 教育的开展需要考虑每个年龄段的适宜性,教师们最担心的“工程”“技术”并非想象的那样高深莫测。因为对于幼儿园的孩子来说,所面临的大多为常识性问题,教师并不需要很强的专业学科背景。作为幼儿园教师,最需要的是深入了解STEM教育的概念和基本精神,对科学、技术、工程、数学的核心概念和特征有所把握,体会STEM教育理念在幼儿教育阶段的独特内涵,通过实践探索什么是“属于儿童的技术”,什么是“属于儿童的工程”。教师并非工程、技术知识的传授者,其作用在于通过真实的问题情境引发幼儿的主动探究,引导幼儿在探究中学会学习,获得解决问题能力和高阶思维能力的发展。与此同时,教师也要不断加强学习,提高自身的科学素养,调整心态,正视自己所存在的知识空白,和幼儿成为STEM探究的学习共同体,共同经历探究的旅程。
STEM 并非从中国的教育土壤上呼啸而过的一阵“热风”,它是在顺应时代变化,满足社会发展需求的背景下提出的,STEM的出现深刻地变革了教师的教育方式和学生的学习方式。幼儿园开展STEM教育活动也非盲目地跟风,而是要重新审视以往的教育活动,将STEM的先进理念渗透在主题活动、区域活动等幼儿的一日活动之中,摸索出一条整合的路径,从而改进课程,优化教育方式,促进幼儿更加深入地学习与探究。
本文刊登于《早期教育》(教育教学)2019年10月,欢迎转发朋友圈,如需转载,请注明出处。