幼儿园科学玩教具的配置和使用研究*

陈 庆

儿童有着与生俱来的好奇心和探索欲望。好奇、好问、好探索是幼儿的认知特点。探究既是幼儿科学学习的培养目标，也是幼儿科学学习的途径。科学玩教具为幼儿探索活动提供了物质保障，科学合理地配置和使用科学玩教具能有效地促进幼儿科学探索活动的开展，为幼儿获得科学经验提供帮助。

从20世纪70年代末开始的幼儿科学教育研究，强调科学知识技能的传授。随着社会的发展、科技的进步、课改的深入，幼儿科学教育越来越受到重视，幼儿园积极开展形式多样的科学活动，科学玩教具的配置开始丰富起来，各种关于科学教育的研究蓬勃发展。纵观国内外，对幼儿发展价值的研究、科学课程内容开发的研究、科学教育教学策略的研究等常常可以见到，唯独对科学玩教具的研究尚处于萌芽阶段。项目组将“通过玩耍，满足幼儿探索兴趣，获取某种科学概念和科学技能的玩具和操作材料”统称为科学玩教具。

通过调研发现，根据《上海市学前教育机构装备规范(试行)》(沪教委基〔2006〕68号)(以下简称《规范》)中提出的“应配备满足儿童的探索兴趣、发展动手能力和获得声光电磁等自然现象等知识的科学玩具和科学操作材料”配备要求，当前上海市幼儿园科学玩教具的配备达标率不高，较多小学科学设备进入幼儿园，导致幼儿教师有时选择错误的玩教具开展活动，或在活动中给出错误的知识，幼儿科学知识也向更深、更难发展。同时，由于幼儿园教育课程的整合性和开放性等特点，使得幼儿教师对科学活动的基本原理、核心概念及玩教具的特性和使用方法不了解、不熟悉，科学探究活动不能很好地进行，不利于科学活动在幼儿中开展。

因此，上海市教育委员会教育技术装备中心(以下简称“装备中心”)组织开展了本项研究。通过该研究，明确幼儿园应如何配置科学玩教具，促进幼儿的科学概念、科学知识、科学技能和科学态度的形成，为幼儿园规范、科学、合理地配置和使用科学玩教具提供指导。

一、基于幼儿科学经验获得的需要建立配置依据

由于二期课改以主题形式开展教学活动，科学知识分布在各个主题中，需要教师先提炼出来。教师在选择玩教具时较盲目，这给科学玩教具的配置带来了很大困扰。为此，项目组依托科学研究理论，梳理幼儿需要获得的科学经验，并基于此建立配置依据。

1.分析幼儿科学研究理论 厘清幼儿阶段需要的科学经验

项目组研究了中国青少年科学技术普及活动内容与目标(3～5岁)、美国国家科学教育标准(K-4)、英国国家科学标准(5～7岁)以及《上海市学前教育课程指南》《上海市学前教育教师参考用书》《3～6岁儿童学习与发展指南》和美国儿童早期科学经验等各类资料。同时，借鉴了美国吉恩的“引导发现式科学”理论。该理论指出，儿童的基本学习方式是直接与材料相互作用，这种学习方式以儿童早期自发的体验、感知和尝试为基础。教师的教育目标之一是，让儿童感知那些人们普遍认可的对自然世界的理解，这些理解构成了“科学”；而另一个目标则是，帮助儿童体验这些理解的产生过程：观察、实验、认真记录信息以及乐于创造性地思考。

在理论和经验的依托下，厘清幼儿阶段的科学经验。基于对幼儿身心发展特点和规律的认识，以及3～6岁幼儿在科学领域中的探索兴趣和发展需求，项目组搜集了许多发达国家先进的幼儿教育思想和研究经验，全面细致地学习了美国、英国、日本等国家的科学课程标准，以及中国青少年科学技术普及活动内容目标，对照《幼儿园教育指导纲要》提出的具体内容与要求和《3～6岁儿童学习发展指南》科学领域的目标要求，结合二期课改的内容，梳理出3～6岁幼儿科学核心经验的框架(如图1所示)。将3～6岁幼儿科学核心经验分为“生命科学”“地球与空间科学”“物质科学”和“生活中的科学与技术”四大板块，每个板块包含分板块、子板块及相关内容。

图1 3～6岁幼儿科学核心经验框架

2.在幼儿科学核心经验与科学玩教具配置中建立对应

科学玩教具为课程的实施服务，为幼儿科学经验的获得提供帮助。因此，科学玩教具的配置应能满足幼儿的探索需求。围绕3～6岁幼儿科学核心经验，形成科学玩教具配备要求。

通过收集整理各类科学玩教具的资料，罗列出了不同类别的玩教具，并针对四大板块中可能涉及的玩教具进行了梳理，梳理见表1。

将科学核心经验与玩教具进行合并，最终形成了3～6岁幼儿科学玩教具配置一览表(见表2，以“生命科学”部分为例)。

二、立足于幼儿园科学教育的实践 研究科学玩教具的使用

1.从玩教具本身的特性出发了解玩教具的构成、性质、常见分类、原理与功用等

《规范》中明确指出：“配备满足儿童的探索兴趣、发展动手能力和获得声、光、电、磁等自然现象等知识的科学玩具和科学操作材料。”根据前期研究成果“科学玩教具配置一览表”，从玩教具本身的特性出发，了解玩具的构成、性质、常见分类、功用(原理)等。

以“光”玩具为例进行了如下的研究。

在“3～6岁幼儿科学核心经验”中关于“光”的主要内容有：没有光就看不见任何事物；光沿直线传播，光被遮挡后形成影子；光有多种颜色。在感知“光”概念时会用到许多设备，将这些能帮助幼儿体验“光”概念的设备称为光玩具。

首先，梳理光玩具的种类。光玩具有平面镜、潜望镜、万花筒、放大镜、透镜、显微镜、滤色片、哈哈镜、多棱镜等，将这些种类进行分类归纳后形成了典型光玩具的网络拓扑图(如图2所示)。

表1 各科学核心经验板块涉及的玩教具

表1 (续)

表2 3～6岁幼儿科学玩教具配置一览表(“生命科学”部分)

图2 光玩具拓扑图

其次，选择了在幼儿园中最常见的平面镜的定义、原理、生活中常见的平面镜等进行重点研究。查阅了相关的资料后，整理平面镜的特性如下。

平面镜是表面平整透明且能够成像的物体，是一种利用光的反射原理成像的光学仪器。物体在平面镜里成的是虚像，物体和影像的大小相同。其原理是平面镜能成像，能改变光传播的方向。生活中常见的穿衣镜、化妆镜、练功房里墙壁四周的镜子、牙医检查牙齿时放入口中的小镜子等都是平面镜。平静的水面、抛光的金属表面等也可相当于平面镜。潜艇用的潜望镜、显微镜、投影仪等里都有平面镜。在幼儿园中，平面镜是最常见的探索光的科学材料。教师可利用平面镜以及带有平面镜的玩具，如以万花筒等组织幼儿开展各类平面成像和光影折射的游戏。

以此为样本，各研究小组对各自研究内容涉及的玩教具进行了深入的研究。

2.通过行动研究形成活动案例

通过对玩教具特性的分析，研究玩教具的使用，各研究小组根据研究目标，确定每个阶段的研究重点，围绕重点，有的放矢地开展行动研究。

(1)现状分析

以平面镜为例。研究小组对市场上现有以及幼儿园中已经配备的平面镜玩教具进行了梳理，发现平面镜以及与平面镜有关的玩教具有很多，各幼儿园基本都有配备。

图3 各幼儿园平面镜玩教具

(2)观察记录

为了更好地观察幼儿如何使用玩教具进行探索，设计了观察记录表(见表3)，对幼儿的探索行为进行观察记录。

表3 观察记录表

(3)观察和调整

通过观察幼儿使用科学玩教具开展探究活动，项目组对科学玩教具的提供、使用的适合年龄段以及辅助材料等进行调整。

【案例1】感知觉玩具的配置和使用研究(生命科学—人体)

感知觉是人脑对当前作用于感觉器官的客观事物的反映。包括视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉所获得的客观事物形状与色彩、声音、气味等。控江幼儿园围绕“什么是感知觉玩具；感知觉玩具的类别有哪些；幼儿如何玩耍这些感知觉玩具；通过摆弄、玩耍这些感知觉玩具，能帮助幼儿了解哪些核心知识”等问题，通过观察感知觉玩具使用过程中的幼儿行为和教师指导行为，对出现的问题进行分析，用行动研究、观察、案例研究等多种方法进一步明确感知觉玩具的配置和使用。

控江幼儿园选择了触觉类玩具—“察觉体验组”进行研究。该玩具是一套为幼儿感触觉体验专门设计的游戏材料。材料分为大小两套，一套为5组，上面分别设计有不同感触觉体验的内容，包括：光滑粗糙、粗细颗粒、条纹、形状等不同对比体验。幼儿蒙住眼睛，通过手脚的不同感触觉进行大小材料配对，或开展合作游戏。活动“察觉体验组”中，教师提供不同感触觉体验的触觉板，让幼儿探索，观察不同年龄段幼儿的活动，发现触觉板在配备和使用中的问题，反思调整，提出合理的配备要求和使用指导。

在初次拿到该玩具时，教师预设结合小班的主题活动和小班幼儿的兴趣点、年龄特点，将玩具投放至小班年龄段使用(如图4所示)。但通过观察幼儿的游戏行为发现：小班幼儿脚底触觉的敏感性较弱，不能感知物体表面凹凸的纹路，失去材料探索的意义；视觉遮挡会使小班幼儿产生心理上的恐惧，缺乏安全感，影响教学效果；小班幼儿和教师的互动不充分，活动中教师的角色受限，始终只能作为游戏的辅助者，无法正常观察与指导。通过分析发现，此类感知觉玩具并不适合小班幼儿开展游戏。因此将游戏材料的适用年龄段进行调整，在中班幼儿中投入使用。

图4 小班幼儿使用触觉类玩具的情况

中班幼儿能较好地利用手脚的感触觉进行配对，同时能够进行初步的合作游戏(如图5所示)。

图5 中班幼儿使用触觉类玩具的情况

但在过程中发现，幼儿频繁地戴眼罩、摘眼罩，影响游戏的进程；材料远距离的摆放可能对幼儿造成危险。因此，在此基础上对游戏的玩法及材料的摆放进行了调整。

在中班幼儿的再次游戏中发现，提供的辅助材料为材料袋，袋口小、袋子深，幼儿将手伸入袋子后较难分辨和拿取所需材料，严重影响了幼儿的探索，因此项目组对辅助材料进行了调整，选用有一定宽度、浅口的材料筐，便于幼儿用手体验和取放(如图6、图7所示)。

图6 调整前辅助材料使用情况

图7 调整后辅助材料使用情况

通过“察觉体验组”材料的投放和使用，教师们意识到观察幼儿游戏行为的重要性，同时通过调整适用年龄段、玩法、辅助材料等能更好地促进幼儿的探索行为。

【案例2】平衡玩具的配置和使用研究(物质科学—力)

利用杠杆原理使两边物体达到平衡的玩具统称为平衡玩具。幼儿通过摆弄、玩耍这些平衡玩具，从初步感知物体的轻重到逐步学会比较物体的轻重，理解物体大小与轻重之间的关系，理解物体摆放位置与轻重之间的关系。常见的平衡玩具有跷跷板、摆平架、玩具天平、帆船平衡等。

温州路幼儿园对各种儿童天平的配备进行了研究，发现小班幼儿在反复操作材料的过程中认识到当物体放到天平两侧托盘后会出现一高一低的现象，开始感知“轻”与“重”，此时应提供简易的等臂天平，不需要有刻度和砝码等材料(如图8所示)。到了中班，幼儿开始明白天平一端往下沉就表示这一端重，往上翘的一端重量轻，开始对材料大小与轻重关系感兴趣，这时应提供等臂天平、容积天平等，同样不需要刻度和砝码(如图9所示)。到了大班，幼儿从探究天平的性能发现天平的用途，开始利用天平较精准地测量每种物体的重量，此时，可以提供一些较为精确的天平，以及简单且富有童趣又便于统计的替代物，如同等重量的小熊(如图10所示)。在天平的配置中，称量复杂、多样或不便于计算的砝码等均不适合在幼儿园阶段使用。

图8 小班使用的天平

图9 中班使用的天平

图10 大班使用的天平

3.对科学玩教具的配置和使用进行验证

为了确保研究结果的科学性和可行性，项目组对研究内容进行了验证。研究小组采用了组内验证、组外验证同步进行的方法，组内、组外验证主要是针对活动方案进行验证。

(1)组内交叉验证

在科学玩教具配置和使用研究的过程中，各研究幼儿园均有对其研究的内容，在验证阶段，采取了交叉验证的方法，请其他研究小组对该幼儿园研究的内容进行验证。如控江幼儿园研究的是“物质科学”中的光学玩具，验证的幼儿园就为闸北科技幼儿园；再如“地球与空间科学”玩教具的研究单位是荣乐幼儿园和张江经典幼儿园，验证的单位就是控江幼儿园和星贝幼儿园。

(2)组外验证

同时，还邀请了非研究组幼儿园对研究成果进行验证。一共有4个幼儿园参与了验证，分别是芷江中路幼儿园(示范园)、松花一村幼儿园(一级园)、浦东好奇妙幼儿园(一级园)、宝山经纬幼儿园(一级园)。这4个幼儿园根据科学玩教具配置和使用的要求实施验证，观察幼儿的行为，验证玩教具配置和使用的科学性和可行性，并将意见反馈给研究小组。

经过组内交叉验证和组外验证，研究小组又多次召开会议，对验证意见进行充分讨论。根据验证意见和讨论结果，研究小组对原有研究内容进行了完善，为形成《幼儿园科学玩教具配置和使用指导手册》打下了基础。

三、成果与反思

1.研究成果

两年多来，项目组通过前期收集国内外幼儿园科学教育及科学玩教具的情报资料，掌握最新研究和玩教具市场动态，认真学习《规范》和《指南》，在对科学玩教具的配置依据、特性、玩法等的研究过程中，明确幼儿园应如何配备科学玩具，应如何通过这些配备促进幼儿的科学概念、科学知识、科学技能和科学态度的形成。针对目前科学玩具的配备和使用不尽如人意的现状，为幼儿园规范、科学、合理地配置和使用科学玩具提供指导，最终将研究成果汇编成图书《玩不够—幼儿园科学玩教具配置和使用》(如图11所示)，期望通过配置建议和活动列举，能给幼儿教师一些指导与启示，帮助教师在组织实施科学活动时，能够合理选择和使用科学玩教具。同时，该研究成果“多维链接激趣启智—幼儿园科学玩教具配置与应用”荣获2017年上海市教学成果奖(基础教育)二等奖。

图11 科学玩教具配置和使用指导手册

2.成果反思

经过研究，项目组对科学玩教具的配置和使用有了一定的认识和积累，由于本研究在国内尚属首次，在研究中尚有不足之处，有待于进一步加强，如玩教具与环境的关系、玩教具的管理等。

本次参与研究的幼儿园有示范园、一级园和二级园共6所，但相对数量偏少，玩教具以及活动列举可能存在一定的片面性，也使得活动案例研究不够。希望科学玩教具的配置和使用研究能得到更多幼儿园的参与，真正为一线教师提供帮助，为幼儿的科学活动提供技术保障。