幼兒園開展STEM教育的途徑和方法

幼兒園睜開STEM教育的門路和方法STEM是由科學（Science）、技術(shù)（Technology）、工程Engineer）和數(shù)學（Mathematics）這四個學科的英文單詞第一個字母構(gòu)成。STEM教育在美國政府的鼎力推進下，已經(jīng)成為美國教育界的一個熱點課題。最近幾年來跟著中小學STEM教育的深入睜開，美國幼兒教育界也在關(guān)注STEM教育。幼兒園如何睜開STEM教育？辛辛那提大學莫牧教授提出四個實行STEM教育的門路和方法，即經(jīng)過成立STEM學習中心，在平時教育活動中、在戶外活動中及在項目活動中睜開STEM教育。一、成立STEM學習中心在教室里建立STEM學習中心是睜開STEM教育的一個有效途徑。STEM學習中心由科學角改建而來，也能夠依據(jù)STEM的課題暫時連結(jié)建構(gòu)區(qū)與科學活動區(qū)，或美工活動區(qū)。除了科學和數(shù)學的資料，STEM學習中心應(yīng)包含技術(shù)工具，以方便學習，如放大鏡、天平以及用于丈量長度的尺子。一些技術(shù)設(shè)施，如計算機、數(shù)碼相機以及投影儀，把它們放在能夠得著的地方，以便在需要的時候，擴展或記錄學習。還能夠供應(yīng)一些與STEM課題有關(guān)的圖書和圖片，如幼兒在睜開建筑工程活動時，能夠供應(yīng)建筑工程的圖片，看工程師是如何建筑大樓的。STEM學習中心在教室內(nèi)的地點也很重要，最好鄰近有窗口，由于有些活動需要自然光芒。別的，協(xié)助物件，如喂鳥器、溫度計或窗盒花盆能夠安裝在窗外，使室內(nèi)和室外的課程連結(jié)起來。光亮的STEM學習中心會吸引幼兒來參加活動。假如該中心設(shè)在教室的一個黑暗的角落里，孩子不太可能去研究它。到當前為止，STEM教育指的是起碼科學、技術(shù)、工程和數(shù)學四種學科中的兩種整合，一般多是科學和數(shù)學的聯(lián)合。成立STEM學習中心，教師要讓幼兒有時機觀察與思慮科學和數(shù)學方面的觀點，并把這兩個學科聯(lián)合起來。計劃時能夠從科學或數(shù)學的課題開始，而后在目標和資料層次上把STEM的其余學科聯(lián)合進來。其實好多幼兒園都有科學活動區(qū)（科學角，自然角等），在這些區(qū)角的基礎(chǔ)上很簡單就能夠改成STEM學習中心，睜開STEM的活動。比方在自然角中放些丈量的工具，如天平、量杯、尺子等，能夠量量植物長高了多少，澆了多少許杯的水等，記在紙上，就能夠把數(shù)學和科學自然地聯(lián)合起來；也能夠供應(yīng)給幼兒數(shù)碼相機，讓幼兒記錄植物的變化，并把照片傳到電腦里展現(xiàn)和議論，就能夠把技術(shù)聯(lián)合進來；也能夠供應(yīng)一些綠色工程師工作的圖書，認識他們?nèi)绾伪犻_美化城市的工程等。STEM學習中心應(yīng)包含一個小的桌面或平臺來寄存資料，供應(yīng)足夠的空間讓幼兒來研究。把科學角轉(zhuǎn)變?yōu)镾TEM學習中心的一個方法是引入一些易于整合STEM活動的資料。如供應(yīng)一些斜面或斜板，幼兒想到的第一個活動就是讓東西從上邊滾下來，這涉及到斜面的傾斜度與物體下滾速度的關(guān)系問題（物理），用幾個斜板來比較，就能夠看到速度快慢與傾斜度的關(guān)系，思慮斜面一端的高度與速度的關(guān)系問題（數(shù)學）；幼兒接著可能做更多的嘗試，如何連結(jié)幾個斜面讓物體轉(zhuǎn)動得更遠，這可能碰到斜面路徑的設(shè)計和斜面之間連結(jié)的技術(shù)問題和工程問題?？梢姡玫馁Y料引入，能夠讓幼兒在科學角睜開STEM活動。自然，這些活動也可與建構(gòu)區(qū)聯(lián)合起來，利用建構(gòu)區(qū)的已有資料，加上若干斜面就能夠睜開STEM活動。STEM學習中心往常環(huán)繞某個學科的課題。這些課題能夠來自物理、生命科學、地球科學和數(shù)學代數(shù)、幾何、數(shù)目和作業(yè)、測量和數(shù)據(jù)剖析）。每個課題起碼與一個其余的STEM學科整合，也有兩個到三個的整合。經(jīng)過研究來學習是每個STEM學習中心的主要目標。二、在平時教育活動中睜開STEM教育在平時教育活動中進行科學和數(shù)學教育的時機俯拾皆是，有些孩子發(fā)現(xiàn)有的課程活動特別風趣，因此教師要存心隨機睜開科學和數(shù)學教育，這是很重要的。增添精心所選的資料能夠擴展STEM的學習時機，促使高層次思想，并讓孩子們把科學、數(shù)學、工程和技術(shù)歸入到他們的創(chuàng)立性活動之中。如滑輪是被寬泛應(yīng)用的一個歷史悠長的技術(shù)發(fā)明，幼兒能夠經(jīng)過玩滑輪建立重要的科學關(guān)系，包含認識滑輪的扭轉(zhuǎn)方向的能力。在一個建筑的工程活動中，幼兒試圖在兩座樓之間傳遞資料，采納滑輪來運輸，這時，他們不單要考慮滑輪的運動方向，也要考慮繩索的長度，這樣，既波及到物理問題（運動），又波及到數(shù)學識題（長度）。這四個STEM領(lǐng)域的內(nèi)容都能夠被整合到這個活動中。莫牧教授以烹飪、搭積木、感官研究桌、藝術(shù)和音樂活動為例論述了在平時的教育活動中增強STEM學習的方法。在烹飪活動中睜開STEM教育在烹飪過程中，少兒需要攪拌、混淆、鋪展、傾倒并丈量，用到一些簡單的工具，能夠自然地把技術(shù)引入活動。使用簡單的機械也能夠把烹飪活動與物理學聯(lián)系起來。而原資料的混淆能夠使幼兒看到資料混淆后發(fā)生的變化，此中有些變化是可逆的，有些變化是不行逆的。比如，葡萄干和谷物的混淆物能夠被分別回其構(gòu)成部分，一個打壞的雞蛋就不可以返回到其原始狀態(tài)。加熱或制冷還會惹起物質(zhì)的變化，幼兒能夠經(jīng)過察看，獲取很多經(jīng)驗，關(guān)于孩子來說，烹飪是化學的初步。數(shù)學也能夠整合在烹飪活動中，如使用量筒來供應(yīng)必定數(shù)目的成分，幼兒可能需要數(shù)多少湯匙（或杯）來知足食品混淆的需要。在積木建構(gòu)區(qū)睜開STEM教育積木建構(gòu)區(qū)有豐富的STEM學習的時機。第一，孩子們能夠像建筑工程師那樣體驗設(shè)計和創(chuàng)立各種建筑，它供應(yīng)幼兒無數(shù)的時機來建構(gòu)物理知識。幼兒在建構(gòu)活動中會發(fā)現(xiàn)，寬的、平的底座要更穩(wěn)固；四個圓柱定位在一個長方形的構(gòu)造供應(yīng)了平屋頂或地板的強有力的支持。很多幼兒能夠發(fā)現(xiàn)兩個矩形板擱置在頂部和垂直于那兩個板的四角撐起另兩個平行板的構(gòu)造，在這個構(gòu)造上能夠建立更高、更穩(wěn)固的塔。在建構(gòu)活動中，教師能夠鼓舞幼兒建筑斜面來試驗玩具汽車在斜面上的運動，這能夠引入很多物理的觀點，包含斜面的峻峭程度與運動速度的關(guān)系等。幾何和丈量也在積木建構(gòu)區(qū)隨地能夠利用。孩子能夠研究幾何體的性質(zhì)與功能，如圓柱體和長方體，用這些幾何形狀來知足不同構(gòu)造的需要。教師能夠和幼兒一同直接關(guān)注這些關(guān)系，使用一些有關(guān)的詞匯，如教師能夠議論幼兒的建筑，“你有圓柱體在構(gòu)造底部，中間是長的矩形塊，小的矩形塊在上邊?！弊層變鹤⒁獾降攸c和方向。積木區(qū)也是成立丈量觀點的絕佳場所，幼兒會發(fā)現(xiàn)長的長方形板是短的兩個長，短的又是更短的兩個長。教師能夠在幼兒沒有特定長度的板時，提示他們能夠用兩塊短的拼起來。3.經(jīng)過感官研究桌睜開STEM教育感官研究桌供應(yīng)了一個研究地球科學的試驗環(huán)境。幼兒喜愛玩水，入迷于把水盛滿容器，看其形狀的變化。他們會把水倒入一個瓶子，看著水第一覆蓋容器的底部，而后開始向上挪動，直到它充滿整個瓶子，緊接著，水漫過瓶口，從瓶子的口沿流下，幼兒能夠不斷地玩和觀看。當試管被加入到水桌來，幼兒會發(fā)現(xiàn)水集中在管子的下部，傾斜試管，水的形態(tài)會發(fā)生變化。提升和降低試管的端部，水會從頭定位自己。在教師的指引下，幼兒能夠發(fā)現(xiàn)流動的水有動力，能夠讓水輪的齒輪轉(zhuǎn)動。水的運動與性質(zhì)是地質(zhì)學的重要觀點。感官研究桌也能夠試驗其余的資料，如沙子，來和水的性質(zhì)比較。幼兒能夠把沙子倒在漏斗里，下邊形成一個沙堆，而水就做不到。孩子們也發(fā)現(xiàn)沙子將不再經(jīng)過漏斗，由于沙堆的頂端堵住了孔。當孩子把沙子倒進試管，它在試管的挪動和水不同樣，它趨勢于齊集在底部。幼兒能夠用篩子玩沙子和石子，經(jīng)過搖動，沙子漏下了，石子卻留在上邊。資料在自然界中的這類過濾是地質(zhì)學的一個重要過程。數(shù)學也能夠環(huán)繞感官研究桌的活動進行，那些海貝、礦石都能夠供應(yīng)給幼兒分類的時機。幼兒能夠依據(jù)它們的各種屬性：大小、顏色、構(gòu)造、紋理、形狀和殼的種類等進行分類。分類是建立數(shù)學觀點的一個重要構(gòu)成部分。幼兒一定擬訂和按照必定的標準，并依據(jù)這個標準來進行分類，這有助于培育邏輯推理能力。感官研究桌還為幼兒供應(yīng)了數(shù)學建模和解決問題的時機。教師可以提出問題，刺激幼兒的數(shù)學思想，如能否有足夠多的人來放在每艘船里？每艘船里放幾個人就能夠使每艘船上的人同樣多？假如每艘船上有5個人，船會沉嗎有經(jīng)驗的教師常常提出各種問題來刺激幼兒的數(shù)學思想。在藝術(shù)活動中睜開STEM教育藝術(shù)與科學中的生命科學、地球科學和物理學相聯(lián)系。與生命科學的聯(lián)系，教師能夠引入植物資料，讓孩子們?nèi)谌胱约旱淖髌分?。比如，樹葉、干草、各各種子和堅果，能夠用于做拼貼。松針、冬青葉和松果可加入冬天活動。羽毛、花瓣和彩色蛋殼能夠創(chuàng)作春季的作品。利用植物來增強藝術(shù)體驗，不單提升了孩子的創(chuàng)立力，也給幼兒供應(yīng)了更認真觀察這些資料的時機。很多幼兒常常使用的美術(shù)資料都與地球科學有關(guān)。最顯然的例子是粘土，它是天然存在的礦物質(zhì)，能夠讓幼兒發(fā)現(xiàn)潤濕粘土是柔韌的，能夠被改變?yōu)楹芏嗖煌男螤?，可是，一旦粘土干燥后，它就會變硬并保持其形狀。幼兒在藝術(shù)活動中使用的工具也與物理學有關(guān)。如剪刀就是杠桿原理的一種應(yīng)用，假如被切割的東西厚，就要把切割的對象挪動更湊近支點，使機械效益增添，使得即便厚的資料，如硬紙板，也可被切割。鉛筆、蠟筆和顏料是美工活動中常用的工具，幼兒會發(fā)現(xiàn)H數(shù)高的，顏色越淺。紅、藍、黃三原色，聯(lián)合可產(chǎn)生橙色、綠色和紫色等。在美工活動中有很多半學教育的時機，如各種圖案、對稱和形狀都可能睜開數(shù)學教育，如讓孩子們注意到他們的藝術(shù)作品中存在的一些模式。教師可能會說：“我看到你紙上的圖案，紅色、綠色和藍色，而后又是這樣擺列的條紋，紅、綠、藍，紅、綠、藍?！痹谟變旱睦L畫中，能夠發(fā)現(xiàn)很多不同的幾何形狀，如房頂?shù)娜切?，墻的長方形等，教師存心識地和幼兒討論這些，有助于幼兒成立形狀的觀點。在音樂活動中睜開STEM教育音樂的很多方面都與物理學有關(guān)，它的聲音樂器的制作等。如制作樂器的資料與發(fā)出的聲音有關(guān)，弦樂器上，按在不同的位置能夠發(fā)出不同的聲音，認真看弦在振動等，這都與物理學是密切有關(guān)的。幼兒在使用三角鐵、木塊、風鈴、罐、木琴等打擊樂器時，能夠做很多與物理有關(guān)的實驗，如在打擊樂器后，用手按住，能夠讓聲音停止（停止振動）。音樂的節(jié)拍是能夠丈量的，如數(shù)數(shù)幾個拍子，一個音有多長，等等，能夠自然地引入數(shù)學教育。也能夠供應(yīng)資料讓幼兒制作簡單的樂器，如用紙盒與牛皮筋來制作“弦樂器”，用竹筒制作能夠吹的管等，進一步研究聲音的特征。三、在戶外活動中睜開STEM教育戶外活動中有好多進行STEM教育的時機，莫牧教授舉了一個例子：幼兒甲和幼兒乙各拿一個南瓜從教室出到達戶外，走到蹺蹺板旁邊，把南瓜放到預(yù)先準備好的盒子里，這兩個盒子分別放在蹺蹺板的兩頭。幼兒乙那處沉下去，“我的南瓜重！”幼兒乙驚呼?！安?，不是這樣”，幼兒甲不贊同，“我這邊重，它翹起來了”。教師感覺這是一個進行STEM教育的好時機，就問：“假如幼兒甲坐上去，這邊重仍是輕？”兩個幼兒都以為重，于是他們就做了個試驗，幼兒甲這邊沉下去了。他們馬上理解，蹺蹺板向哪邊沉下就是哪邊重。幼兒甲此刻贊同幼兒乙這邊的南瓜重。蹺蹺板實質(zhì)上是一個天平，幼兒常常感覺疑惑，究竟哪邊較重。孩子們習慣的想法是高大的東西，比方大人，較重。在室外環(huán)境中，孩子們能夠察看和研究植物的生長。他們可能會在玩蒲公英時，注意到植物的各個部分；也可能會看到苔蘚和各栽花草之間的差別。在游戲場所里沒有空間做小花園，孩子們能夠種簡單搬運的盆栽種物。他們還能夠賞析鄰近的動物，如鳥、松鼠和昆蟲，并能夠用喂鳥器裝食與它們進行互動，或察看哪些食品螞蟻喜愛吃?；〞r間在操場長進行科學檢查能夠幫助幼兒理解衰敗和生長。大動作研究：戶外游玩設(shè)施常常是大到足以讓孩子們用整個身體來研究。孩子們能夠從輪胎秋千上搖動，像鐘擺同樣；體驗向上和向下像天平的蹺蹺板運動。這些經(jīng)驗?zāi)軌驇椭麄兏玫乩斫馑麄冊谡n室中使用的裝置，如鐘擺和天平。在戶外，幼兒能夠用滑輪把物體高高吊起，也能夠在更大的斜面上觀看物體的滾動，或許在三輪車后邊拖一個小車，感覺要使的力氣。戶外賜予幼兒更多的空間，及和自然界接觸的時機，賜予幼兒在課室里所不可以獲取的經(jīng)驗，也給教師供應(yīng)不同的整合STEM教育的時機。四、在項目活動中睜開STEM教育很多幼兒園采納項目或主題活動，項目和主題活動自己就是綜合性的，整合不同科目睜開。項目活動往常依據(jù)幼兒的興趣展開，都有觀察的要點，存在好多時機來進行STEM教育，如在一個戲劇項目中，需要搭一個架子放幕布，這可能會波及科學、數(shù)學、工程等有關(guān)的問題，如選擇如何的資料做支撐物，不讓幕布倒下來，這需要解決均衡問題（物理），認識資料的特征（科學），要丈量幕布的長短并采納適合長度的資料（數(shù)學），還要做一個計劃來做一個放幕布的架子（工程）等。莫牧教授以一個南瓜的項目為例說明如安在項目活動中進行STEM教育。這個項目是由教師把一個南瓜帶到教室開始的，當幼兒看見一個大南瓜擺在科學桌子中央，就很喜悅?！澳銈冎滥瞎侠锩嬗惺裁茨?？”教師問。有些孩子以前在雜貨店看到過南瓜，但他們大多未見過南瓜的里面?！澳銈兡軌蚧ㄒ恢軄硐胍幌肽瞎侠锟赡苡惺裁础?，教師說，“而后把你們的猜想告訴我，我替你們寫到剪貼板上。到周五，我們將翻開南瓜，看看究竟什么在里面。”到了周五，有各種各種的展望，有少量少兒猜到里面是“種子”，或“粘糊糊的東西”。幾個幼兒以為里面有可能是“糖果”，由于他們往常在萬圣節(jié)看到南瓜。當翻開后，幼兒詫異地發(fā)現(xiàn)了南瓜里面的種子。他們幫助教師把種子拿出來，用水洗潔凈的同時對種子產(chǎn)生了濃重的興趣。當教師問幼兒想要用種子做什么，幾個孩子馬上說，他們希望種下它們?！澳愦丝滩豢梢苑N植它們”，一個幼兒說，“外面太冷了?！苯處熃ㄗh說：“我們能夠?qū)⑺鼈儽４婧茫髂甏杭驹俜N?！绷硪粋€幼兒說：“我們能不可以栽在花盆里，把它們放到窗口呢？”教師以為這個建議不錯，教室的后墻是窗，有好多陽光?！拔覀?yōu)楹尾辉囋嚹?？”他建議說，“我們此刻種一些種子，看看它們的生長；我們甚至能夠種到外面，看看太冷會不會阻礙它們成長；我們也能夠保存一些，等到春季再種，看看那時種會如何?！庇變簾嶂杏诖讼敕?，很快就開始了“南瓜的植物是什么樣子”的講話。有的幼兒說種子將長成大樹，而后樹木生長出南瓜。有的幼兒說會看到綠色的葉子長出來，但南瓜會長在地下，像土豆同樣，看不到它們，由于它們在地下成長。也有幼兒說可能長得像一朵花，而后變?yōu)槟瞎?，這個說法受到其余幼兒的懷疑，他們以為南瓜太大了，會把植物壓垮。在這個講話中，幼兒即在把做的與他們已經(jīng)知道的聯(lián)系了起來。這個南瓜項目的發(fā)展其實不在教師的計劃之中，以后的發(fā)展完整部是由南瓜的種子惹起的，但教師很快找到了整合STEM教育的時機，并沿著幼兒的興趣發(fā)展南瓜的主題，他讓幼兒畫出他們以為南瓜子會長成什么樣子，開始思慮他們的種植計劃，并加以實行。在實行過程中，教師讓幼兒關(guān)注種子的栽種、