运用结构化材料支持幼儿的科学经验建构

国秀华 余丽 马蕾

《幼儿园教育指导纲要（试行）》提出幼儿科学教育的目标首先是让幼儿“对周围的事物、现象感兴趣，有好奇心和求知欲”“能运用各种感官，动手动脑，探究问题”。探究式科学教育活动是幼儿园进行高质量科学教育活动的重要途径。它突出幼儿的学习主体地位、强调动手操作和探究发现的学习方法，符合幼儿学习特点、认知规律。

科学探究过程是由一个个的活动环节有层次、有顺序地串联而成，体现了很强的层次性、结构性。相应地，活动材料也需要层次性和结构性，以支持科学探究活动的有效开展。结构化材料能够使探究活动更加典型、深刻与精致，能够更好地实现教学目标，特别是知识经验目标，对于幼儿科学经验的建构起到至关重要的作用。然而通过对相关研究文献的分析，我们发现国内外对材料投放及教师运用材料的教育策略方面的研究较少，尤其对利用结构化材料有效支持幼儿科学经验建构的教育实践研究更少。

针对现状，我们聚焦课题“结构化材料支持幼儿科学经验建构的实践研究”，从结构化材料的投放与教师运用结构化材料的教育策略的角度进行研究，以期提高教师关注结构化材料的意识和分析结构化材料的能力，并探索适宜的教育指导策略，根据结构化材料的特点和幼儿关键经验建构的特点，对幼儿的探究活动进行有目的、有计划、有层次的引导，帮助幼儿建构有效的科学经验。

这里所说的结构化材料是指有丰富内在联系、蕴含某些关系和规律的典型教学材料的组合。它能够引导幼儿的思维活动和概念相连接，并通过它体现学习思路、方法等。结合我们的研究，参考刘占兰老师《学前儿童科学教育》中的观点，我们对幼儿科学探究活动中的结构化材料主要是从材料的特性、材料的变化及重要的相互关系等方面进行分析的。

一、研究对象及方法

本课题研究由北京市海淀区的9所幼儿园中74个班级，95名教师参与，其中市、区级骨干教师14名。在课题园所构成上，涵盖了教委园、部队园、院校园、乡镇园、民办园等5种性质幼儿园，市、区级示范园、一级一类园、未定级园等4种级类幼儿园，比较全面地反映了当前幼儿园科学教育的现有水平和园所特点差异。研究人员构成上，本课题研究的核心成员涵盖了教委教研人员、园长、业务园长、骨干教师等，他们既有深厚的理论功底，又有较强的科研实践能力。我们还定期邀请中国教育科学研究院刘占兰专家进行课题指导，保证了研究的有效开展和顺利完成。

本课题研究主要采取了文献研究、调查法、合作研究、案例研究、经验总结等集观察、思辨、实证为一体的行动研究法。通过文献研究形成课题研究的理论支撑；通过问卷调查了解教师对结构化材料的认识水平和实际工作情况，并对教师进行有的放矢的培训；通过合作研究，让课题园所间优势互补，共学共研，推进课题研究走向深入；通过案例研究将典型的教育实例作为研究对象，进行分析解读和理性思考；通过经验总结的方法收集整理各阶段、各类型资料，运用教育科学理论进行分析，及时总结阶段成果，使研究不断深入。

二、研究途径及重点

本课题研究共经历了准备、理论指导下的实践研究、中期总结、理论指导下的深入研究、结题等五个阶段，每个阶段都围绕一个中心与一条主线开展，既以如何让幼儿主动操作结构化材料积极探究，激发探究的兴趣、获得探究能力与知识经验的发展为中心，又以如何让教师科学地运用结构化材料支持幼儿科学经验的建构为主线。研究重点如下：

1.逐级梳理科学概念，研究确定关键经验

结合“做中学”研究的成果，课题组确定了逐级梳理科学概念的思考路径，将每个探究式科学教育活动所涉及的科学概念及关键经验进行梳理与提炼，帮助教师在高位概念与关键经验间建立联系，以便更加清楚地了解相关的科学概念。如下表就是关于“水的浮力”认识活动中的多级概念梳理。

2.分析材料层次及结构关系，对应幼儿的关键经验

材料在关键经验如何落实到幼儿的实际发展中具有桥梁作用。因此，课题组结合关键经验的梳理，进一步解析材料的结构关系，以便教师更好地发挥材料对幼儿发展的促进作用，帮助幼儿更好地建立相关的科学经验。

初期，我们研究结构材料蕴含的层次特点，以及关键经验蕴含的材料间的重要关系。随着研究的深入，教师将关注点落在对材料结构的分析与理解上，并聚焦于三个主要的结构关系，即材料的基本特性、材料的变化和重要的相互关系。在探究式科学教育活动中，对主体材料均从这三个方面的结构关系进行分析。如在小班“有趣的沉浮”活动中，我们对主体材料的结构分析如下：水是液体，具有一定的浮力；玻璃球表面光滑，玻璃制品，比较重；泡沫球表面较光滑，糠醛泡沫制品，比较轻；木球表面较光滑，木制，比较轻。玻璃球比较重，会沉入水中；木球比较轻，会浮在水中；泡沫球更轻，会漂在水面等。结合材料结构关系的分析，教师对应科学关键经验“物体的沉浮与它的质量有关”，设计活动目标及开展活动。

3.以关键提问设计衔接材料结构分析与幼儿的关键经验建构

在探究式科学教育活动中，教师关键提问的设计需要依托对幼儿发展特点的分析，以及对幼儿科学关键经验的梳理、提炼，两者相互依存以使活动目标与教学活动环节更好地连接、转换，使教育目标更好地落实。选择对幼儿具有意义的、幼儿乐学、能学的内容，引导幼儿探究身边熟悉的事物，从简单的事物入手进行深入思考。

随着研究的深入开展，我们将材料的结构分析逐渐融入研究实践中，采取以自我研习及集体备课、说课为主的形式，进行材料结构关系分析与关键提问设计的研讨。教师尝试将对材料结构关系的分析以及对幼儿关键经验的理解，落实到具体的科学探究活动中，抓住环节设计中的关键问题，引领幼儿思考和学习。

在研究过程中，我们还进一步深入关注教师关键提问设计的研究。教师思考设计关键提问时，从纵横两个角度进行重点思考：横向思考，是指逐渐地扩展和丰富需要与关键提问协同考虑的几方面内容，比如教师的关键提问如何与基本的环节设计相结合，如何关注到结构化材料的影响作用，如何实现幼儿关键经验的达成等；纵向思考，是指从单纯地关注提问设计，到深入思考影响关键提问的诸多因素和针对教师发展差异的具体运用。这样的思考模式为教师提供了更加具体、有效的思路，能帮助教师更加全面地考虑和设计关键提问。

同时，我们提出了关键提问设计的几个基本思考点，如：关键提问要与幼儿生活经验衔接，引发幼儿的探究兴趣；关键提问要具有开放性与层次性，引发幼儿对探究主题的思考；关键提问要能够引发幼儿探究过程中的积极互动；关键提问要有针对性，能引发幼儿集体与个别的思考等。

关于关键提问的梳理提炼与具体运用，很重要的一点是教师需要根据教学需要在关键处设置问题。在实践的基础上我们提出了几个教学过程中的关键处，如教学内容的关键处、幼儿认知矛盾的焦点处等，帮助教师在组织教学活动时合理运用提问。

在考虑活动中的目标实现及幼儿经验建构的基础上，结合环节设计的思考，依据幼儿的探究过程及思维发展的逻辑顺序，我们还提出了关键提问的六个水平状态，即知识（回忆）水平的提问、理解水平的提问、应用水平的提问、分析水平的提问、综合水平的提问、评价水平的提问。这样的过程既体现了问题的逐渐深入、难度的不断提高，也反映出对幼儿思维发展特点的把握。

三、研究结构化材料的运用及指导策略

（一）多种方式投放结构化材料，促进幼儿科学经验的建构

在探究式科学教育活动中，我们一般借助问题情景投放结构化材料，即通过出示材料来创设问题情景，引发幼儿的认知冲突，让幼儿通过探索逐渐接近正确的认知。在实践研究中，我们进一步发现教师还需要针对不同形式的探究式科学教育活动采取不同的结构材料投放方式，以促进幼儿科学经验的建构。

1.逐一投放结构化材料，引导幼儿初步感知物体特性

逐一投放材料的形式适合初步感知物体特性的探究活动。如在中班活动“数不清的小动物”中可以先投放一面镜子，让幼儿感知镜子能反射，然后再投放两面镜子让幼儿探究更多的现象。又如，小班的“筒中取球”“放大的世界”、大班的“昼夜变化”“会变的钉子”等活动都可以采用逐一投放材料的形式。

2.成组投放结构化材料，引导幼儿进行对比性科学探究

材料的投放方式直接关系到能否引发幼儿的科学探究活动，能否引导幼儿逐渐发现事物间的关系。采用成组投放材料的方法，可让幼儿充分感知、比较、发现两种以上材料的不同，了解材料的特性，发现材料的相互关系，建构科学经验。如小班活动“哪个能浮起来”“快乐池塘”，中班活动“摇摇筒”“哪个分得快”“天平”，大班活动“不一样的石头”“翻跟头的小胶囊”“小丑剧场”等都可采用成组投放材料的形式帮助幼儿建构科学经验。

3.集中投放结构化材料，引导幼儿先组装再探究

有许多科学探究活动是需要幼儿在对材料进行组装操作后，再进行猜想、验证的。这类科学活动的结构化材料就需要集中投放，让幼儿先了解所有材料，思考可以组装什么东西，再尝试组装，这个过程虽然和探究活动没有直接关系，但可以了解幼儿的前期经验、调动幼儿参与探究活动的兴趣和积极性。如小班的“变色眼镜”“哆来咪”、中班的“关节娃娃”“潜望镜”“混色盘”、大班的“望远镜”“螺旋桨小车”“光控小电扇”等活动都属于这类活动。

（二）设计材料投放顺序，把握投放时机，促进幼儿科学经验的建构

适时投放材料，灵活把握材料投放的顺序，能够引发幼儿主动探索的热情，保证幼儿探究行为的主动性、探究活动的开放性，帮助幼儿梳理、建构相关科学经验。在研究过程中，我们逐渐总结出以下一些实践经验：（1）以幼儿为活动主体设计结构化材料的投放顺序，确保探究活动的开放性、探究行为的主动性。（2）根据幼儿的兴趣点设计结构化材料的投放顺序，有效激发和保持活动过程中幼儿的兴趣。（3）根据核心目标设计结构化材料的投放顺序，使目标分层递进。（4）根据幼儿经验建构的规律设计结构化材料的投放顺序，为幼儿提供“抓手”。（5）根据幼儿认知规律设计结构化材料的投放顺序，使探究活动更贴合幼儿的年龄特点和已有经验。（6）根据操作材料的难易程度设计结构化材料的投放顺序，构成适宜性挑战。（7）根据活动环节设计结构化材料的投放顺序，保障活动目标的实现。（8）根据材料在活动中的不同作用设计结构化材料的投放顺序，使主辅材料分层投放。（9）根据主体材料的目标性设计结构化材料的投放顺序，使主体材料分层投放。

四、研究结论及思考

经过研究，我们得出如下结论：

（一）科学学科知识对教师和教育过程具有重要影响作用

科学学科知识是科学教育过程中教师应该具备的重要知识，教师掌握的学科知识越清晰，就越能明白特定知识内容中包含的科学概念，越能将科学概念转化为易于幼儿理解的内容，越能选择适宜的教育方式施教，越能客观、准确地分析、评价幼儿的发展水平以及反思自身的教育行为。

（二）适宜的结构化材料能更好地物化科学经验，促进幼儿科学经验的建构

材料的结构与关键经验的结构之间一致性越高，对幼儿科学经验建构的支持、促进作用越强。了解材料的结构，是有效开展科学教育活动的基本前提之一，根据关键经验和材料结构关系合理投放和使用材料是保证活动成功的重要条件之一。在课题研究中，我们围绕核心经验分析和选择适宜结构的材料，使材料的结构更好地与核心经验、教育目标实现对接。

（三）从幼儿学习特点出发研究结构化材料的投放与使用，支持幼儿科学经验的建构

幼儿已有知识经验、兴趣点、学习方式等都是影响幼儿学习的要素。在课题研究中，我们从幼儿普遍特点（如注意力集中程度、观察能力、思维发展特点等）和幼儿个体差异（如知识经验的原有水平、兴趣点、学习风格等）两个方面考虑材料的投放和使用方式，根据课题研究内容，按照“分析（关键经验分析、与关键经验对应的材料结构特点分析）——选择适宜结构的材料——依据幼儿经验建构的结构、层次特点设计材料投放的数量、顺序、使用方式及任务要求——利用关键提问设计促进关键经验建构”的思路开展实践研究，更好地支持幼儿的自主探究和经验建构。

同时，在材料结构分析和选择、材料投放时机和顺序、与材料相关的介绍方式、对材料探究操作的引导等方面紧紧围绕活动内容背后的概念和原则，使教学方法和策略更加准确灵活，避免陷入僵化的教学方式。

本课题的研究引发了教师关于科学探究活动的一些思考，比如，如何使教育策略具有规律性、普遍性；如何让幼儿园科学教育活动来源于幼儿的实际生活，贴近幼儿生活经验，并运用到生活中；如何最大限度地实现活动的开放性与幼儿的主体性，避免科学探究活动模式化，等等。这也是我们今后需要不断实践与反思的方向。