基于STEAM理念幼兒工程實踐的策略研究

摘要：STEAM作為一種融合教育理念，注重打通理論與現(xiàn)實的通道，注重積累解決真實情境問題的經(jīng)驗，提高幼兒的學(xué)習(xí)力、遷移力與創(chuàng)新力。以“小貨架”的制作活動為例，探究STEAM理念融入幼兒科學(xué)活動的策略研究，為一線教師提供參考?？煞秩阶撸皇峭ㄟ^考察與思考，做好設(shè)計圖；二是通過具身實踐與多次改進(jìn)，提升幼兒的動手能力與綜合素養(yǎng)；三是通過經(jīng)驗提煉與支持性策略的構(gòu)建，為基于STEAM理念的科學(xué)活動提供成功案例。關(guān)鍵詞：STEAM理念；工程實踐；小貨架制作STEAM以其跨學(xué)科、整合、自主、探究、創(chuàng)新、合作的特點，成為幼兒教育課改的新視角，科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）和數(shù)學(xué)（Mathematics）的融合，注重合力，注重打通知識與現(xiàn)實的壁壘與通道，有利于幼兒實現(xiàn)從碎片化到整體化的科學(xué)探究。STEAM中的工程對于幼兒很有吸引力。一方面，幼兒早期的積木游戲為此積累了動手經(jīng)驗和具身體驗。另一方面，工程本身所具有的實踐性、融合性與審美性，也是綜合運用STEAM理念的前提。選擇貼近幼兒生活的工程項目進(jìn)行科學(xué)探究，“有助于其建構(gòu)自身經(jīng)驗，實現(xiàn)理論知識與生活世界的相互聯(lián)結(jié)[1]。”每當(dāng)春節(jié)臨近，很多幼兒要跟著父母親去“年貨大街”購買年貨。如果在班級特色角開一條“年貨大街”，一定很有趣、很有意義。其中“年貨大街”上的小貨架制作涉及到數(shù)學(xué)、工程及藝術(shù)等多個領(lǐng)域。由此，基于STEAM理念開展工程實踐有一定可行性。一、準(zhǔn)備階段，提煉問題，初步設(shè)計幼兒園科學(xué)探究活動應(yīng)基于幼兒的社會經(jīng)驗，基于他們的興趣與熱度?！伴_年貨大街”源于幼兒的自主發(fā)起，因而長時間地保持著熱度。教師趁機(jī)提煉其中的教育教學(xué)價值，梳理幼兒的前期經(jīng)驗，確定學(xué)習(xí)起點，引領(lǐng)幼兒在“發(fā)現(xiàn)—分析—執(zhí)行—反思”中進(jìn)行探究，開啟基于“小貨架”制作的STEAM活動，通過“發(fā)現(xiàn)—分析—執(zhí)行—反思”的路徑進(jìn)行探索，提高幼兒的創(chuàng)新及實踐能力。確定工程計劃能夠為幼兒的實踐活動提供方向。計劃來源于幼兒已有的認(rèn)知與經(jīng)驗，涉及到貨架的形狀、大小、顏色、材質(zhì)與功能。從幼兒的前期計劃中發(fā)現(xiàn)幼兒的認(rèn)知是零碎的、不全面的。畢竟，有別于正式的科學(xué)觀察活動，生活中的幼兒對貨架的認(rèn)知與觀察是無意識的，碎片化的。另一方面，“年貨大街”的實際需求與平時不一樣——貨品更豐富，貨架更多樣，進(jìn)行反復(fù)觀察是必要的。于是，基于工程實踐的角度，引領(lǐng)幼兒進(jìn)行充分討論，帶領(lǐng)幼兒再進(jìn)超市，進(jìn)行針對性較強(qiáng)的觀察與體驗活動，成為科學(xué)探究活動中不可或缺的前提。（一）做實考察環(huán)節(jié)，鼓勵幼兒在觀察中思考基于幼兒前期的設(shè)計比較粗糙，認(rèn)知不夠全面，教師帶領(lǐng)部分幼兒于周末進(jìn)超市，有計劃、有目的、有方向地進(jìn)行觀察，并在觀察中發(fā)現(xiàn)更多、思考更多，為“小貨架”的設(shè)計及制作奠定基礎(chǔ)。當(dāng)幼兒發(fā)現(xiàn)貨架上的標(biāo)簽竟然是五顏六色的，還有的插著紅色的大拇指時，心中出現(xiàn)了疑惑，也預(yù)想著自己制作的貨架，其色彩能夠更加豐富一些。還有的幼兒發(fā)現(xiàn)有的貨架是一層連著一層的，有的是格子拼接而成的。經(jīng)過討論后發(fā)現(xiàn)貨架的形狀之所以有多種形式，與商品的形式多樣有關(guān)系；之所以貨架有恒溫和常溫的區(qū)別，是因為不同的商品有不同的保存要求。整個考察過程中，教師滲透STEAM理念，讓幼兒以自己喜歡的方式記錄貨架的相關(guān)細(xì)節(jié)。如基于藝術(shù)的角度，幼兒通過繪畫的手段描繪貨架的美感；基于數(shù)學(xué)的角度，幼兒用表格、尺子、鉛筆等工具測量小貨架的大小；基于工程的角度，幼兒用攝影、攝像的方式記錄貨架的整體結(jié)構(gòu)；基于科學(xué)的角度，幼兒用黏土手工等方式進(jìn)行表征。事后，幼兒用自己的方式全方位地分享“我所看到的貨架”，為設(shè)計圖的重新繪制奠基。（二）做活改進(jìn)環(huán)節(jié)，引領(lǐng)幼兒在改進(jìn)中創(chuàng)新實地考察后回到教室，教師組織幼兒帶著新認(rèn)識與新思考重新設(shè)計工程圖，調(diào)整需求。歸納起來，幼兒的新設(shè)計具有以下改變與特點：（1）擯棄之前的平面設(shè)計圖，替換多視角的立體設(shè)計圖；（2）貨架的形狀不再是單一的，而是根據(jù)商品的豐富性而多樣化；貨架的功能也不再是單一的，而是進(jìn)一步具體化，如考慮到保鮮與長期恒溫等功能；（3）依據(jù)商品的重要性而明確制作貨架的材料，使之更科學(xué)，比如選擇取材便利、形狀規(guī)則的清水積木；（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計既要有科學(xué)性，也要基于幼兒的實際能力而具有可操作性，更要基于藝術(shù)的考量而具有藝術(shù)性。好的科學(xué)探究一定是建立在實用性基礎(chǔ)之上的。因此，衡量幼兒的設(shè)計圖就要以此為出發(fā)點，判定哪些設(shè)計是制作貨架時可以應(yīng)用的。比如，就材料的選擇而言，木質(zhì)材料不僅好做，而且好看。就結(jié)構(gòu)的設(shè)計而言，開放式的勝過抽屜式的，這是為了顧客更容易看到。貨架不能高但可以深，這既考慮了幼兒的高度，也考慮了貨物的裝載量。還有，幼兒使用了實物測量的方式，修改設(shè)計圖中原來的寬度與深度。類似的改進(jìn)與創(chuàng)新彰顯著STEAM理念的自然滲透，并在這種滲透中培養(yǎng)幼兒的科學(xué)意識與創(chuàng)新意識。二、建構(gòu)階段，實施計劃，完善推進(jìn)依據(jù)工程圖制作前，討論是不可或缺的。僅僅是先做貨架結(jié)構(gòu)還是先做貨架裝飾，都需要幼兒長時間的討論。教師不必直接告訴幼兒先做什么，而是讓幼兒自主發(fā)現(xiàn)、互相討論，以此加深理解。這就是工程意識，有利于幼兒更好地將“心中藍(lán)圖”變?yōu)楝F(xiàn)實。（一）在討論、驗證與突破中形成共識具體討論中，有的幼兒想用馬克筆在木板上畫彩虹；有的想用輕黏土做小花來裝飾貨架。但有幼兒反對，理由是輕黏土太軟，一碰就變形。還有的幼兒提出先做貨架裝飾，另一個幼兒馬上反對：“不知道貨架大小，怎么做裝飾??？”經(jīng)過討論，大家形成共識：先用木質(zhì)材料做貨架，再進(jìn)行裝飾。其他如紙箱貨架與樹枝貨架的順序也是如此。任何一方提出建議，并非毫無依據(jù)，而是要進(jìn)行驗證。這是一個漸進(jìn)而豐富的過程，不可急功近利。比如，“先做貨架還是先做裝飾”的討論中，部分幼兒已經(jīng)進(jìn)行了實踐操作，這才有理有據(jù)地提出“沒有貨架的大小就無法做裝飾”的建議。正是在具身體驗中，幼兒的認(rèn)知才得以突破，自己之前不全面不成熟的想法才得以改進(jìn)。（二）在操作、反思、修改中提高能力正式的操作過程并非一帆風(fēng)順，而是經(jīng)歷操作—反思—修改的過程。正是在這樣的迂回輾轉(zhuǎn)中，幼兒提高了發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。教師在其中扮演了一個冷靜的角色：不輕易給幼兒提供幫助，真正需要時做到“該出手時才出手”。比如，多層貨架之間的連接與固定就考驗著幼兒的耐心。一個幼兒一開始選擇輕黏土連接板材，由于他僅僅考慮到此物品的粘性，而未能考慮到延展性，用量難以把控，此處“厚”彼處“薄”的不均衡現(xiàn)象時有發(fā)生，導(dǎo)致貨架不平衡。再后來，幼兒選擇雙面膠和透明膠進(jìn)行連接，但由于粘合力太小，貨架表面較粗糙，所以效果不理想。此時，教師一方面讓幼兒反思：“材料的選擇很重要，創(chuàng)新也很重要，變變思路：不要僅僅考慮‘粘性’這種材料，想想木工是如何連接板材的?！绷硪环矫?，一本“木工工程說明書”被置頂在家長群的顯眼位置，其中既有文字解說，還有相應(yīng)的工具示意圖。通過閱讀，學(xué)生發(fā)現(xiàn)了新的材料與工具：榔頭、釘子……盡管閱讀材料中有示意圖，但幼兒還是不太會操作。于是，教師引領(lǐng)幼兒在家長的幫助下上網(wǎng)搜尋相關(guān)操作視頻，同時鼓勵幼兒請教園內(nèi)或園外擅長木工的成人。在這樣的操作、反思及修改中，幼兒發(fā)現(xiàn)自己的計劃書比較粗略，缺乏對工具的科學(xué)預(yù)設(shè)，于是趕緊在計劃書中補(bǔ)充相關(guān)工具及操作方法。類似的補(bǔ)充與修訂很多，比如怎樣確定橫向與縱向木板連接的高度，如何完成多層貨架的制作，如何保持貨架的平衡……諸多活動中當(dāng)幼兒的已有經(jīng)驗不夠完成任務(wù)時，在教師的幫助下，反思與修改成為常態(tài)，促使幼兒的實踐一步步向科學(xué)探究的方向靠攏。三、總結(jié)階段，提煉經(jīng)驗，形成策略（一）積累物理性具身操作經(jīng)驗物理性操作經(jīng)驗離不開幼兒的多次嘗試乃至糾偏行動。例如剛開始嘗試用榔頭敲打釘子時，或把釘子砸飛，或把釘子弄歪，原因是幼兒沒有垂直敲擊釘子，榔頭與鐵釘之間的距離沒有把握好。經(jīng)過反復(fù)操作，幼兒漸漸提高了技能，能夠做到用力均勻、垂直，距離恰到好處，最終完成了板材銜接任務(wù)。在此過程中，幼兒還知道了什么材料應(yīng)該需要什么樣的黏合材料，什么工具有利于材料的連接，能夠及時“找出活動中的關(guān)鍵事件或重要節(jié)點”[2]。這說明他們對材料的物理屬性有了一定的了解，其經(jīng)驗?zāi)軌蜉o助他們在后續(xù)的探究中再接再厲，為工程建造的優(yōu)質(zhì)奠定基礎(chǔ)。（二）提煉協(xié)商性工程實踐經(jīng)驗盡管“按圖索驥”有可能扼殺幼兒的創(chuàng)新意識，但按照具體的路線圖或支架進(jìn)行科學(xué)探究，能夠幫助幼兒避免無從下手的迷茫。當(dāng)然，所謂的計劃書或路線圖并非一成不變，而是要時時修改、完善，使之更具可操作性。而在其中，生生之間、師生之間以及親子之間的協(xié)商不可或缺。由先做貨架還是先做裝飾的討論，再到中途實踐的反思、調(diào)整、改進(jìn)和創(chuàng)新等等，從單一的效果圖再到包含材料與步驟的過程圖，既是依照計劃書深入的過程，也是不斷協(xié)商的過程。由此，幼兒從模糊到清晰、從簡略到詳細(xì)，完成了計劃的落實，演繹了行動的精彩。（三）形成社會性同伴合作經(jīng)驗中班、大班幼兒，形成社會性同伴合作經(jīng)驗，是對他們一生的奠基。工程實踐伊始，部分幼兒“各自為政，總覺得自己的設(shè)計圖比較完美，總想做實踐中的‘指揮官’”。但是，隨著工程的展開及深入，隨著“絆腳石”的增多，隨著不同幼兒之間矛盾的產(chǎn)生，同伴合作顯得更加重要。由于嘗到失敗的滋味，一些幼兒不再“我行我素”，而是勇于接受別人的意見，善于采納建設(shè)性建議，勇于做一個聽眾，并且能夠做到以同伴能接受的口吻提出意見，最終說服別人，助力于工程的完成。（四）總結(jié)多領(lǐng)域綜合完整經(jīng)驗為什么一定要把STEAM理念滲透到科學(xué)探究活動之中？因為問題的解決從來都不是割裂的，而是基于整體與融合視角才得以完美解決。當(dāng)實踐過程涉及“測量”的知識時，幼兒學(xué)到的數(shù)學(xué)知識有了用武之地——能夠從便捷性的角度出發(fā)利用身邊的低成本材料進(jìn)行測量并掌握其方法要點。當(dāng)設(shè)計過程中實現(xiàn)由平面到立體的過渡時，美術(shù)中的透視原理及美學(xué)知識也介入進(jìn)來。其他細(xì)節(jié)如物理中的“杠桿原理”，圖畫、線條及文字等表征方式，無形中提高了幼兒的多種能力，如繪畫能力、前書寫能力、手工制作能力及美學(xué)鑒賞能力等等，這種多領(lǐng)域的綜合，讓幼兒獲得的是完整經(jīng)驗，意義深遠(yuǎn)。（五）提煉幼兒工程實踐中的支持策略1.創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)幼兒主動探究對于成長中的幼兒而言，必要的支持性策略不可或缺。所謂，“入境始于親”，教師應(yīng)為幼兒創(chuàng)設(shè)好的情境，促使幼兒積極思考，勇于實踐?！吧罨膶W(xué)習(xí)環(huán)境及真實性的學(xué)習(xí)情境，是促使幼兒自主開展學(xué)習(xí)活動的關(guān)鍵性要素。[3]”上文提供的“年貨大街”就是激活學(xué)生興趣的好情境。盡管這個情境是個別幼兒經(jīng)歷的，教師仍然有必要制作成鮮活的視頻，讓全體幼兒沉浸進(jìn)去獲得主動探究的力量。其他環(huán)節(jié)中，如教師提供的工程說明書等，也應(yīng)該以動態(tài)視頻的形式展現(xiàn)出來，讓幼兒看得有滋有味，進(jìn)而產(chǎn)生好奇心和挑戰(zhàn)心，在充滿生機(jī)與活力的實踐中演繹科學(xué)探究的精彩與驚喜。2.開放時空，給予幼兒實踐條件基于STEAM的科學(xué)探究活動，從本質(zhì)上說屬于項目化學(xué)習(xí)，既有總?cè)蝿?wù)，又有子任務(wù)，非一日之功就能完成，需要較長的時間。這就需要教師開放時空，給予幼兒盡可能多的機(jī)會，給予盡可能多的材料，甚至給予犯錯及糾錯的機(jī)會。如在板材的組合中，雙面膠、固體膠、輕黏土、釘子及榔頭等紛紛“登臺亮相”，其中有淘汰的，有新增的。實踐次數(shù)也盡可能多，讓幼兒經(jīng)歷“失敗、成功、再失敗、再成功”的過程。實踐中的失敗、改進(jìn)與創(chuàng)新是必然的?；蛟S，最終的“小貨架”的完美與否并不是最重要的，期間幼兒實踐經(jīng)驗的積累、遷移力與創(chuàng)新力的提高、綜合素養(yǎng)的提升，才是基于STEAM的科學(xué)探究活動中更加理想的境界?？傊?，基于STEAM理念，幼兒園與教師“