开展幼儿园STEM教育的必要性和可行性分析

当前，人类迈进了一个人工智能的大时代，社会科学的深度融合为学前教育专业化发展提供了更多的机遇。STEM教育模式实现了对幼儿教育操作技能、思维技能、学习态度、理智思维的多维度塑造。在教学方法上，更加关注幼儿的个别差异，具有深度探索性和实效性。同时，在STEM教育系统中，借助于对幼儿学习习惯的开发，能够帮助他们建立完善的思维认知。笔者经过经验积累和观察，提出了相应的理论成果，以此表述开展幼儿园STEM教育的重要性和必要性。

一、STEM教育的研究背景

STEM教育是英文Science，Technology，Engineering，Math的缩略词，其中，S代表科学、T代表技术、E代表工程、M代表数学，通过这四项学科的融合，能够实现对幼儿教育的全面培养。STEM这一词汇由美国国家科学基金会提出，全美科学教育实施标准委员会通过设立STEM教育的相关学科标准和纲要，在全球范围内掀起了探索现代教育的发展热潮，引起了广大教育工作者的广泛关注。

早在20世纪80年代初，心理学家就曾经针对脑科学的研究，提出了“脑科学”的研究发现。研究表明：在3～6岁期间，人的大脑发育处于相对较快的阶段，儿童的执行功能、记忆功能、认知灵活性都能够获得迅速的发展。专家认为，在这一阶段，人脑中一旦形成成型的数学和科学理念，就会对其未来的学习产生重要的影响。因此，在具体教学中，教师就可利用这一生理特性，推动幼儿大脑的科学发展，并通过科学的研讨和学习模式，增强STEM教育的发展成效。

当前形势下，STEM教育已经成为国内外现代教育的热点话题。在人才资源的市场缺口下，幼儿园STEM教育确保人才教育在科技领域和人才竞争中获得更好的发展优势，在跨区域整合的教学层次下，对幼儿教育的深入程度提出了更多的要求。

二、开展幼儿园STEM教育的科学依据

幼儿在出生之后就蕴含着强大的学习能力，这一点毋庸置疑。从幼儿的心理想法上看，开展幼儿园STEM教育具备一定的科学依据，具体分析如下：

1.知识领域。研究表明，幼儿在4个月左右，就开始主动去探寻知识。例如，幼儿开始逐渐明白物体需要支撑才不会倒塌、静止的事物受到外力能够活动，并且开始逐渐拥有了高空、平面的意识。从这一阶段上看，幼儿会尝试投入一定的精力去感知世界，从中了解更多的道理。这种对知识的汲取，尤其是通过对物理知识、数字概念的积累，给幼儿STEM教育的发展提供了更多可能。

2.工程领域。在工程领域中，我们可以看出，人在幼儿时期的思维构建类活动具有一定的规律。通过对幼儿思维模式和观察能力的引导，教师能够促使幼儿对不同材料的质感、肌理、性能保持关注，更加喜欢去体验不同的材料效果。例如，幼儿可以清晰地感受到外界材料是否柔软、灵活，受外力的感受是怎样的，从中体现不同程序系统、工程作用下可能出现的结果。这一体验和感受成为工程领域的中心任务，为幼儿阶段引入工程教育奠定了基础。从目前的教育角色上看，幼儿阶段的工程教育工作是STEM教育中的重点和难点内容。

3.数学领域。数学教育中，学生对于数学技能的掌握历来为广大教育工作者所重视。很多幼儿园都是从“数一数苹果有多少个”的算术题中，引导幼儿开始对数学领域进行初步探索。通过简单的数学计算，他（她）开始学会简单的加减法，并且对加减算术做出正确的反应，从而主动参与到数学学习的过程之中，从理性思维角度解决数字逻辑中存在的各项问题。

4.语言领域。幼儿园语言教育的推进是开展STEM教育的基础部分。在语言领域内，幼儿在语言发展的初级阶段会对某一个词语发生的频率产生深度记忆，教师通过反复讲解，能够加深幼儿对于词汇、语句的掌握。因此，在幼儿语言教育中，教师通过对STEM教育中分布频率的探索，能够使幼儿感受到更具理性的学习思维，教学效果也会得到提升。

三、幼儿园开展STEM教育的重要性和必要性

STEM教育之所以能够在幼儿教育中获得更大的发展，除了因为STEM教育对促进经济与社会发展具有重要性以外，在不同的艺术层面上也都有所体现。

1.增进幼儿园教育的系统认知。从STEM教育体系的学科划分来说，幼儿教育工作者通常都难以得到一个清晰的答案，这主要是因为在幼儿教育中科学、技术、工程和数学之间的联系是密不可分的，人们无法将其分成独立发展的个体，尤其是数学教育中的几何、测量、计划、公式都给幼儿教育带来了系统性的影响。实践证明，通过对幼儿学习综合性和生活性的相互融合，能够使幼儿更好地掌握科学技术，并将其转化为社会实践能力，融入技术实现和工程之中。同时，考虑到幼儿学习的综合性和生活性，教育工作者要将STEM教育作为一个学习整体，综合不同的学科特点，针对幼儿教育内容建立一个清晰的体系，从而实现幼儿教育最大限度的深化发展。

在日常教育工作中，幼儿园STEM教育课程的内容主要分为四个层面：第一个层面是对幼儿社会系统的教育，通过对幼儿自身和他人身体机能、生命成长历程、安全防护工作等主题的研究，使幼儿能够加深对不同教育知识的综合；第二个层面是物质层面，包括幼儿对于物体运动状态、物体的制作过程、物体的创造发明进行学习，从而了解到不同层面上的物理、哲学知识，使幼儿能够建立理性思维和逻辑思维；第三个层面是“地球与空间系统”层面，包括引导幼儿对地球、太空、环保等不同科技主题的了解，让幼儿能够具备更加独特的视野；第四个层面是“技术与生活系统”层面，在这一阶段中，包含了军事武术、信息传输、生活科技等方面，这四个层面相互融合、相互渗透，构建了幼儿园教育中十分科学的价值体系，同时也在STEM课程知识的组织下，为幼儿园教育提供了更加科学的学习方案。

2.设计生动有趣的学习方案。需要特别注意的是，幼儿园STEM教育的推进并不是单一的，而是成多元化发展的。这一教学方法围绕STEM思想教育模式，融合了语言、健康、社会、艺术等多个层面的学习目标及内容，引导儿童更加积极、主动地探究和学习。通过生动、有趣、愉悦的艺术教育形式，使幼儿能够积极参与其中，并通过自主探究和目标教学，加快对不同幼儿教育管理办法的创新和研讨。

除此之外，教师还能够从STEM学习之中，引导幼儿吸收和汲取关键经验，并在不同的专业科目中提炼重点概念和技巧，使幼儿能够积极、主动地参与到学前教育体系之中。此外，教师还可以通过利用不同层次的教育方法，设计生动有趣的学习方案，并通过抛出一个个开放式的问题，引导幼儿逐渐具备独立思考、解决问题、收集数据等方面的能力。由此，使幼儿能够更好地了解多项学习技能，成为确立STEM学习系统性的教育方案，并在自主获取知识、他人传递知识的过程中，获得更加全面的发展，从而从总体上提高幼儿教育的数学和科学水平。

3.构建生活化的科学学习模式。幼儿园STEM教育通过对数理学知识的综合，能够使幼儿从科学或数学的课题中进行探寻，在目标和材料层次上，把不同的科学学习行为综合进来，使幼儿园成为学生的学习乐园，打消幼儿对于数学知识的恐惧心理。

例如，很多班级在STEM教育上都设置了科学活动区域，通过设置“科学空间”“数字世界”等形式，使幼儿在开展STEM活动的过程中，能够利用格尺、量杯等感受数量单位的意义。同时，鼓励幼儿自己动手去量物体的长度、宽度，植物的成长尺寸、文具的使用长度，等等。通过种种生活化的科学学习模式，使幼儿能够对数学和科学知识进行有机结合，为幼儿构建一个足够大的探索空间。

再如，通过设定STEM教育区域，幼儿可以在该区域进行操作实验，或进行阅读书籍、手工DIY等艺术活动，并进行不断的学习探究，从而丰富各种感官体验，提高实践操作能力。在这一区域中，要通过摆放各类科学教育用具，使现代教育环境中的材料处处体现STEM课程特色。这样一来，幼儿在玩耍的过程中便能接触到不同形状、重量、体积的材料，摸索其规律和特质，在潜移默化中营造一个良好的学习环境。在STEM教育几何形体这一区域，高矮不同的五边形既是幼儿认识形状的教具，也是了解空间、深度的工具。在娱乐区域，爬行的“隧道”也被做成多边形结构，让幼儿感受多样形状的物体。通过多元化的室外活动课程，建立感官学习课程，使科学学习模式的形成更加完善，使幼儿教育成果更加高效。

4.营造融洽、良好的学习情境。数学作为一门逻辑思维较强的学科，在推进课程深度发展的过程中，需要教师有目的、有计划地开展科学和数学教育。因此，教师需要结合STEM教育模式，精心选择各项教育材料，使幼儿能够将科学、数学、工程、技术纳入整体的发展创造过程之中。此外，还要鼓励幼儿发挥主观能动性，使其在融洽的学习情境中建立更加全面的发展认知。

例如，轮滑是广受幼儿欢迎的活动，在这一创造过程中，教师要通过融入STEM课程，并进行不断学习和完善，使学生在玩轮滑的过程中，更好地感受其中存在的力的科学关系。由此，帮助幼儿更好地认识轮滑的扭转方向，使他们对绳子长度、轮滑的运动方向加深了解。尤其是通过对其中存在的物理现象、数学活动进行随时讲解，使幼儿能够在教育活动中加强对STEM教学知识的吸收。

再如，教师可以进行趣味烹饪的展示，引导幼儿通过观察食材的搅拌、混合，通过一些简单的工具，鼓励他们对一定数量成分进行分析，使幼儿能够对物质的加工、冷却、挥发保持科学的认知。在游戏的过程中，教师可以引导幼儿在不同的积木形体中，了解物理知识，观察圆柱、矩形、球形等不同结构层面的排布，通过力的作用，使幼儿在玩中感受力的运动，包括对几何形体运动速度关系的感受。

综上所述，从对儿童早期发展的认知和脑科学研究可以看出，幼儿已经具备了学习和掌握STEM学习的重要认知基础和脑发育根基，为这一模式未来的深度发展奠定基础。正如上文所说，开展幼儿园STEM教育具有重要性和必要性，要使学前教育发挥更大的成效，那么，广大教育工作者就必须在幼儿教育时期围绕素质教育的各项实施细节展开科学教育，以此帮助幼儿构建正确的概念和模型，使相对复杂的STEM学习得以简化，帮助学生构建正确的学习理念，从整体上提升幼儿学前教育的发展水平。