PBL模式下幼儿STEAM课程开发设计研究

郭雨桐

（东北师范大学 信息科学与技术学院，吉林 长春 130117）

一、引言

随着科学技术的迅猛发展，我国逐渐进入“互联网+”“大数据”“人工智能”的新时代，未来社会体力劳动以及技术水平较低的工作很有可能被新兴技术所替代，因此，日益竞争激烈的市场亟需创新型人才和综合性人才。在这种时代背景下，传统教育受到了前所未有的挑战，填鸭式教育禁锢了许多学生的思维，我国教育需作出改变才能适应不断发展的社会需要。STEAM教育起源于美国，是STEM教育的扩展、延伸，与创客教育理念具有许多相似之处，是一种全新的教育教学模式。STEAM教育主张从现实生活出发，基于真实的问题情境，强调自主探究、主动探索、问题解决，有利于培养学生的创新思维、批判性思维、实践能力以及运用多学科知识解决实际问题的能力。STEAM教育作为一种培养未来综合性人才的教育模式，对于促进教育教学改革具有重要意义[1]。2015年9月教育部印发的《纲要》明确指出“要积极探索信息技术在（众创空间）、跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力，养成数字化学习习惯，促进学生的全面发展，发挥信息化面向未来培养高素质人才的支撑引领作用”。在国外发达国家STEAM教育蓬勃发展的影响下，近年来，我国越来越多的学者开始研究STEAM教育，大量与STEAM教育相关的文献纷纷涌现，STEAM论坛、会议的成功举办为研究者提供交流的平台。一些教育者将STEAM教育理念引入到学校教育体系当中，逐步开设综合实践课程以及STEAM课程。

科学、数学、语言等是孩子一出生就接触到的概念，STEM作为一种更优化的思维模式，从幼儿期开始学习更有益[2]。但以“STEM教育”“STEAM教育”为关键词在中国知网中查找文献发现，国内对STEAM教育的研究主要集中在国内外STEAM教育政策比较、探析STEAM教育内涵、STEAM教育与跨学科知识整合等，大多都是理论上的研究，而关于STEAM教育在真实的情境下的具体教学实践较少。以“STEM教育”“STEAM教育”“幼儿”为关键词在中国知网中检索，仅查找到5篇文献，研究内容主要围绕对国外STEAM教育政策和实施情况的介绍、STEAM教育在幼儿教育中的启示等。由此可见，国内缺乏关于幼儿阶段STEAM教育的本土化理论和教学实施的研究，这些也为本研究指明了方向。

二、PBL模式下的STEAM教育概述

项目式学习（Project Based Learning）简称PBL,不同于基于问题的学习。项目式学习是以建构主义理论为指导,强调学生在真实问题情境中探究学习，从而提升学生多元能力的教学模式[3]。PBL模式往往围绕一个项目开展，强调动手实践以及完成最终成果。PBL模式与传统的学习方式最大的不同之处就是主张以学习者为中心，强调自主探索，主动探究，在特定的情境下进行问题解决。与此同时，并不是只要在教学中加入动手操作、探究，或者是制作出一个项目成果就可以被称为是PBL，如果不能在学习过程中体现出主动获取知识、动手探究、尝试解决问题等技能的话，即使最终成果是一个展示成果也不能称其为PBL。在项目式学习的过程中，学习者会积极主动地收集信息、获取数据、确定方针、实施方案、交流探讨等，以此来解决具有现实意义的问题，学习者会在探究过程中学会相关的知识与技能、解决问题的方法与手段，以及如何应用到现实生活中的迁移能力。

STEAM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、艺术(Arts)以及数学(Mathematics)这五门学科的英文首字母组成的缩略词，强调跨学科知识的整合。与传统课堂上的分科教学不同，STEAM教育将相关的课程进行有机交叉融合，相互协调作用，形成一个知识体系，并将其应用于实际的问题解决之中[4]。STEAM教育主张从现实生活出发，基于真实的问题情境，强调主动探索、问题解决，它是一种注重实践的教学模式。由此可见，PBL模式的特点与STEAM教育理念有很大的相似之处，都主张基于真实的问题情境，强调主动探索、问题解决，在探究的过程中逐渐形成技能。PBL模式下的STEAM教育应该具有如下特点。

（一）以学习者为中心

在PBL模式下的STEAM教育中，与传统教学模式所不同的是学习者是学习的主体，教师只是学习者学习的辅助者、引导者以及指导者，为其提供教学支架以及适时的帮助、指导。在学习过程中，学习者独立地进行观察、体验、感知、探究、实验、验证、交流的过程，自定学习步调，自控学习过程，获取大量丰富感兴趣的信息，从而提升自主探究能力。教师可以根据项目的不同主题、学生的不同表现不断调整自己的教学设计和项目的计划。

（二）围绕项目进行

项目式学习应围绕具体、明确的项目展开，其中的项目既可以是一个需要几节课完成的大项目，也可以是被拆分的几个小的项目。项目成果是整个学习过程的出发点与归宿，推动着项目式学习的运行。项目产品不拘泥于通常意义上的实物作品，可以是用材料做成的被触摸感知的物体，也可以是语言类、图片式、报告类等多种形式或它们的组合，根据学生的认知能力和使用技术工具水平进行合理选择[5]。

（三）以问题解决为导向

在STEAM教育中，情境的创设尤为重要，一个合适的情境可以增进学习者对项目的感知程度以及情感反应，这个情境既可以是一个问题，也可以是故事、场景、情境等。在STEAM教育的课堂中，整节课关注的重点不再仅仅是知识水平的提升，而是强调学生在特定的情境下发现问题、分析问题、提出假设、实验验证最终解决问题的过程。只有具备在不同情境中解决问题的能力的学习者才能在未来激烈的竞争者占据一席之地。

三、幼儿STEAM课程开发设计

（一）确定主题

课程开发的首要任务就是确定项目主题。主题的选择是STEAM课程开发中及其重要的一个环节。一个好的主题应该是来源于日常生活的，与生活实际中的客观事物有着密切的联系。合适的主题可以激发学习者的学习兴趣、提高学习者的科学素养以及问题解决的能力。教师应从现实生活出发，根据儿童的学情情况，参考国内外STEAM教材，幼儿科学教材等相关书籍，选择符合STEAM教育理念的主题，并根据幼儿学情及主题的科学性、合理性及可操作性，对发现的问题进行筛选以及进一步加工、设计、修改、完善。若主题内容过于繁杂，则进行适当删减；若主题内容过于单一，则进行丰富填充；若主题内容过于复杂，则进行简化。目的是使该主题具有可行性、可操作性及富有趣味性。同时，要提前做好项目试验，根据试验结果对主题以及教学内容进行相应的改善。举例列出如下主题。

主题一：胡萝卜高塔，选取生活中的常见材料——胡萝卜、竹签等工具动手搭建胡萝卜建筑物，学生在搭建的过程中了解三角形、正方形、立方体等图形的结构和特性（三角形具有稳定性等）。创设情境，学生化身小小工程师，体验建筑物的搭建过程，提升动手操作能力、创新创造能力以及团队协作意识。

主题二：泡泡魔杖，从生活实际出发，选取常见材料——肥皂或洗洁精制作泡泡水，用粗毛线、锡箔纸等工具制作“魔杖”，最终制成泡泡魔杖，探究泡泡的形成原理，依照学生完成情况布置探究泡泡水的浓度对泡泡大小影响的小任务。在操作过程中，学生对制作泡泡魔杖产生极大的学习兴趣和探索的热情，体会到科学来源于生活以及科学探究的乐趣。

主题三：纸杯小台灯，参照生活中小台灯的结构，在教师的带领下，学生运用实验材料包（雪糕棍、木棒、纸杯等）动手组装纸杯小台灯，通过观看视频、教师讲解，了解照明的发展史、生活中的灯，了解电池的正、负极，并学会安装电池点亮台灯。本项目旨在提升学生的动手实践能力、问题解决能力，增强废物利用、环保意识。

（二）学情分析

认知心理学家皮亚杰将儿童的认知发展分成四个阶段：感知运算阶段（0-2岁），前运算阶段（2-7岁），具体运算阶段（7-11岁），形式运算阶段（12-15岁）。幼儿园阶段的儿童正处于前运算阶段，此时期，儿童行动简单，对外界感觉加强，动作构造意识轻微[6]。他们以自我为中心，从自己的立场和观点去认识事物，而不能从客观的角度看待事物。他们的思维活动具有相对具体性，不能进行抽象运算思维，思维具有不可逆性，主要通过五官感知以及情境体验进行学习。此阶段,幼儿的知识水平不断提升，记忆力开始迅速增强，想象力异常丰富，对周围世界充满了好奇和急于探索的热情。

教育部关于印发《3-6岁儿童学习与发展指南》一文中指出：应关注幼儿学习与发展的整体性，在幼儿教育的过程中应该注意促进幼儿身心全面协调发展，而不应片面追求某一方面或几方面的发展；尊重幼儿发展的个体差异，切忌用一把“尺子”衡量所有幼儿；理解幼儿的学习方式和特点，最大限度地支持和满足幼儿通过直接感知、实际操作和亲身体验获取经验的需要；重视幼儿的学习品质，充分尊重和保护幼儿的好奇心和学习兴趣。

在设计STEAM课程之前，教师应该对幼儿的学情进行充分的了解，可以通过向学生家长发放调查问卷、面对面访谈等形式对幼儿园的学生进行调研，了解低年级学生的认知和知识水平。

（三）确定教学目标

1.总目标

STEAM教育注重培养儿童的动手创造能力，独立性和批判性思维能力，团队协作意识，多学科的知识重构培养孩子的创新实践能力，多维发展学生STEAM综合能力。

2.单元目标

选择一个范畴较大的主题，以主题为导向，设计单元课程，使学生能够从多个不同的角度深入了解该主题，循序渐进、从浅入深、知识内化、相互联系，从而培养学生发现问题、自主探究、解决问题的能力。

3.课程目标

STEAM主张从社会生活和真实问题出发，培养学生自主探究、动手操作能力，提升科学素养、艺术素养以及团队合作意识，引导学生拓展延伸，将课堂知识运用到现实生活中。

（四）课程开发设计

在确定了课程主题以及课程目标之后，应根据学习者学情特征，开始具体课程内容的设计。根据所选主题的性质和特点，若课程内容侧重于学生发现问题、动手探究，则称之为探究类课程，例如：探究空气的热胀冷缩，会“跳舞”的葡萄干；若该课程强调制作、搭建一个作品成果，则称之为制造类课程，例如：制作排笛、净水器；若该课程强调学生独立创作、开拓创新，则称之为创造类课程，例如：乐高搭建、搭建胡萝卜建筑物；若该课程情境发生于场馆之中，例如：自然博物馆、科技馆，则称之为体验式课程。下面分别介绍这四类课程。

1.探究类课程

探究类课程强调学生独立地进行科学探究，在探究过程中发现问题、分析问题、寻求方法、尝试解决问题，主张“做中学”，在探究的过程中习得知识、技能以及问题解决的能力。教学活动可以分为“提出问题、引发思考、动手探究、拓展延伸”这四个环节。

2.制造类课程

制造类课程往往以“作品结果”为核心，整个教学围绕工程、技术制造进行，强调动手操作，学生以制作某一作品为目标，独立制作，在操作的过程中逐渐掌握知识、技能与方法并获得情感上的升华。教学活动可以分为“初步感知、观看演示、动手操作、成果完善”这四个环节。

3.创造类课程

创造类课程提倡“教师主导—学生主体”的教学模式，实施启发式教学，旨在培养学生的创新思维和创造能力。教学活动一般可以分为“激发兴趣、奇思妙想、开拓创新、拓展延伸”这四个环节，此类课程提供给学生天马行空、自主创作的空间。

4.体验式课程

体验式课程主要指场馆学习，“场馆”包括自然博物馆、科技馆、民俗馆以及一些文化、艺术展区，情景式教学可以激发学生的学习兴趣，提升其学习主动性，加强与现实生活的联系。这种情境式教育鼓励学生参与和社会互动，是一种基于真实生活的对科学、技术、数学、工程等方面的体验，这种体验式学习在课堂中很少发生[7]。

（五）教学评价

教学评价具有激励、导向、决策以及鉴定的作用，对于提升教学质量、促进教育改革具有重要意义。在STEAM课程实施的过程中，教师应注重教学评价。教学评价既包括对学生“学”的评价，又包括对教师“教”的评价。对学生的评价可以分为诊断性评价、形成性评价和总结性评价这三种类型。诊断性评价是指在教学活动开始之前，对学生的准备情况进行评定并根据评价结果调整教学计划以便使教学能够顺利进行。形成性评价是指在教学过程中，对学生的学习态度、互动情况、探究能力、努力程度等多个维度进行评价，其目的在于了解学生的学习情况，及时发现教学中的问题。总结性评价是对学习成果的评价，包括对知识技能的掌握程度、一个项目制作的完成程度等，是为了提升教学效果进行的评价。

对教师的评价可以分为自评和他评。评价的内容可参考如下：教学准备充分；教学目标明确；教学语言生动有趣、指令明确；突出教学重点、攻克教学难点；采取适宜的教学方法；注重与学生交流、互动；充分关注到每一位学生的反馈；应对突发事件的教育机智。客观、合理的教师自评和他评有助于教师教育手段、教学技能的提升。

四、研究总结与展望

幼儿期又称学前期，是人格、智力、心理、思维方式形成的起始阶段，是人一生发展的关键时期，在幼儿阶段开展STEAM教育，不仅有利于儿童认知水平、逻辑思维能力的提升，更能促进儿童创新思维、探究能力、问题解决能力的培养。幼儿STEAM课程的设计应遵循“以学习者为中心、围绕项目进行、以问题解决为导向”的基本原则。目前，广大地区的幼儿园实施STEAM教育还存在着诸多问题，但随着新技术和教育理念的不断更新与演变，我们有理由相信幼儿STEAM课程会实施得越来越好。