幼儿园STEM教育活动实施路径的探索与实践*

一、问题的提出

随着信息化时代的到来，当今社会对人才的需求从知识拷贝型向创新型逐步转变。STEM教育以培养学生创造创新、合作协作、沟通交流、解决问题等适应社会必需的能力为目的，在全世界作为国家人才发展战略受到广泛关注。越来越多的研究表明，早期的STEM学习与经验能有效促进儿童抽象思维、逻辑推理、解决问题等能力的发展。

如何在幼儿园阶段开展STEM教育活动？基于此问题，我园围绕STEM教育理念开展了一系列探索活动，积极探索将STEM教育理念更好地渗透到幼儿一日生活中的路径与方法。

二、解决问题的过程与方法

我园STEM教育活动实施路径的探索经历了如下四个阶段。

㈠萌芽奠基阶段：在科学活动中的探索

在“十一五”和“十二五”期间，我园通过参与国家规划课题“儿童科学教育模式研究”以及子课题“幼儿科学教育内容、方法模式研究”，开展了一系列科学探索活动。

1.依托学府资源，充分挖掘科学活动的教育资源，开展幼儿园科学探索活动。

2.开展家园合作，通过亲子科技小制作丰富幼儿的科学经验。

3.明确了科学活动的实施路径：问题——假设——实践验证——再实践——总结。

4.出版了《科技小活动》系列丛书。

回顾和反思以往的科学探索活动，我们积累了丰富的幼儿园科学教育实践经验，为今后开展STEM教育活动奠定了坚实基础。

㈡尝试摸索阶段：在区域活动中的探索

2016年我园加入国际技术与工程教育协会（ITEEA），首次接触了STEM教育理念，从而开启了我园STEM教育的探索之旅。

1.探索初期，我们以游戏活动为切入口，结合STEM跨学科的学习特点，开展了一系列STEM教育在区域活动中的探索。

2.通过大量的案例实践，总结提炼出幼儿园STEM活动的核心是以工程为主线展开的教育活动：提出问题——积累经验——设计方案——工程实践——问题解决（形成产品）。

3.立项了陕西省教育科学“十三五”规划2017年度课题“4～6岁幼儿区域活动STEM教育的实践研究”，以此推进实践进程。

在此阶段，我们明晰了STEM教育理念，并尝试在STEM活动中融合更多领域的知识经验，鼓励幼儿提出问题并支持他们迁移已有经验开展多领域的学习和游戏活动；同时积极思考什么是最适合幼儿的STEM学习方式、如何更好地开展跨学科的学习？

㈢深入实践阶段：以项目学习为载体的探索

我们结合实践在理论学习和反思中发现幼儿园STEM活动和项目学习契合度较高，项目学习为STEM教育提供良好的平台与机会，因此我园开展了一系列STEM项目活动的实践研究——在陕西省学科带头人培养计划专项研究课题“基于项目学习的幼儿园STEM教育实践研究”的引领下完成了以项目学习为载体的探索。

1.确立了幼儿园STEM教育活动内容选择的依据：应贴近幼儿生活、是幼儿感兴趣的真问题，渗透于幼儿一日生活的方方面面。

2.梳理总结出幼儿园STEM教育活动的实施路径。

3.完成《STEM教育活动案例集》的汇编，内含16篇活动案例。

此阶段的探索帮助我们梳理了STEM教育活动开展内容的选择依据、实施路径，为后续幼儿园STEM课程建设打下了坚实的基础。

㈣内化提升阶段：无处不在的STEM学习

在我园立项的中国STEM教育2029创新行动计划课题“幼儿园阶段STEM课程建设研究”的推动下，我们开展了幼儿园STEM课程的实践探索。

1.确立了园本化的STEM课程目标“培养具有STEM素养的未来公民”，即主动学习、喜欢探究，勤思善辨、敢于创新，分工合作、快乐互动，乐于分享、积极表达。

2.梳理出STEM课程框架，以此指导我园课程建设。

三、成果的主要内容

基于实践，我们提出了幼儿园STEM教育活动的实施路径，即“双线索、六环节、七策略”，从幼儿和成人（教师、家长）两条线索出发完成实践活动，以“发现问题—头脑风暴—催化情景—工程计划—实践探索—问题解决、交流分享”六个环节展开，并梳理出七条操作性较强的教师指导策略。

㈠“双线索”开展实践

在STEM教育活动的实施路径中，从两条线索出发开展实践探索，即主动参与的幼儿和提供多样化支持的成人，在活动中双方积极互动、互相促进、共同成长。

幼儿发现生活中感兴趣的事物、现象与问题并和同伴交流讨论，形成初步的设想并制定解决问题的计划，随后积极主动地投入到解决问题的活动中。在反复设计、制作、调试、改进的过程中运用已有的认知经验进行探知，从而产生思考，获得经验及解决问题、分享表达的能力。

成人（教师、家长）要善于捕捉幼儿感兴趣的事物和问题，通过头脑风暴了解孩子对此问题的理解和经历，引导其关注STEM问题，基于问题带领幼儿实地考察、丰富经验；创设真实的情境，催化幼儿不断产生新的想法和思考；在实践中观察、分析幼儿的活动，适时为幼儿提供相关的技术支持；引导幼儿运用STEM相关学科经验解决问题，开展跨学科学习，搭建平台，鼓励幼儿不断反思、积极表达。

㈡“六环节”探索实施

基于实践，我们提出了幼儿园STEM教育活动实施路径的六个环节。

环节一 发现问题

STEM项目活动鼓励幼儿探究和解决生活中有意义的真问题。教师和家长应善于观察孩子的生活，捕捉其感兴趣的、有意义的具有STEM特征的问题，即可以以工程活动为主线，寻找符合幼儿发展特点的数学和科学知识，且幼儿借助一定的技术手段能解决的问题。

环节二 头脑风暴

基于提出的问题，师幼、幼幼以及亲子之间可以通过头脑风暴开展多方面、多形式的讨论，从而汇集幼儿的想法。教师或家长了解幼儿的认知水平后帮助其梳理并聚焦具有STEM特征的问题，在思维碰撞中激发幼儿的新观点或解决问题的方法，从而引发幼儿深入思考。

环节三 催化情境

环境是教育的重要资源，是幼儿教育隐形的引导者。STEM教育强调在真实情景中解决真实问题，在真实情境的催化作用下，幼儿会不断产生新的想法和思考，从而提升其STEM素养。如在“迷宫”项目活动前期，教师带领幼儿走进迷宫种植园，并投放迷宫玩具来激发幼儿的探索兴趣。在幼儿具备一定的经验后，教师一方面不断丰富班级环境——利用迷宫主题墙展现迷宫的相关知识和幼儿的探索进度，增添迷宫工具书籍丰富幼儿的经验储备，投放低结构材料以支持幼儿的观察和探索；另一方面引导家长成为学习共同体——向家长发放“迷宫小知识”调查表，鼓励家长带领幼儿实地考察，从而推进项目活动的实施。在项目活动的开展过程中，教师根据任务需求不断完善活动环境。

环节四 工程计划

工程计划包含工程方案和产品设计。每次工程活动开展前，幼儿都会对工程计划进行讨论，并确定工程方案，如制定活动实施阶段计划表包括不同阶段的目标、任务及时间分配等；工程方案制定后，幼儿结合前期经验对产品进行设计，并在多次实践、反复调整的过程中逐渐清晰对事物的认知，以完善产品设计图。通过“设计—制作—调试—改进”的循环过程使得幼儿的工程思维得到有效提升。

环节五 实践探索

我们发现，以工程活动为主线的探索活动能更好地整合STEM各学科的知识经验。孩子们在项目活动中提出问题——积累经验——设计方案——工程实践——形成产品（问题解决）的整个过程就是一个完整的工程活动过程，在此期间会产生多领域经验的碰撞，获得综合知识和经验，从而促进幼儿的发展。

幼儿的工程实践是从书面计划转入真实实践的过程。在此过程中，幼儿可能会遇到很多难以预设的问题，我们要求幼儿在实践活动中严格按计划执行，鼓励他们自主探究、解决问题，幼儿则基于对产品的设计，在解决问题的过程中不断改进方案、调试产品。如在“挑战多米诺”项目活动中，幼儿按照计划进行实践：探索多米诺材料——探索排列路径——搭建多米诺——调试与改进——完成多米诺挑战。在此过程中也会出现计划中没有预想到的问题，如分工不明确导致实施进度较慢，如何更有效、更快速地完成多米诺的搭建？经过商讨，孩子们决定更改方案——分小组搭建多米诺，再将各组多米诺进行联合以提高工作效率，最终完成多米诺挑战。

环节六 问题解决、交流分享

STEM活动注重幼儿的交流表达能力，幼儿在不同的探索阶段都需要与同伴交流分享自己的想法，通过回顾前期经验、反思制作过程、梳理解决问题的方法进行自我评估并思考可以从哪些方面完善，幼儿在此过程中初步形成工程思维，把收获的经验迁移至下一次活动中。幼儿在交流分享中感受学习成果，获得成功体验，从而提高语言认知能力，发展思维品质，也有利于帮助教师了解幼儿在活动中的表现和发展，检验活动的实践效果，并从中了解幼儿的兴趣，为后续活动的设计提供参考。

㈢“七策略”支持推进

1.对幼儿关注的问题进行筛选，聚焦STEM问题

在STEM活动中，幼儿会提出各种各样的问题，这些问题中有的是关于STEM的问题，有的是其他方面的问题；有的问题是真问题，需要探究来解决，或是可以推动活动的发展；有的问题则会偏离项目活动的内容主线，这就需要教师首先辨析和判断是不是真正的STEM问题。不仅如此，在一个项目活动中会遇到多个问题，教师除了判断它是不是STEM问题，还需要深度聚焦，这样才能激发幼儿深入思考，并且伴随着问题的聚焦，幼儿会在解决问题时精益求精，问题思考的程度也不断加深，随之而来的是学习深度也在不断增加。

2.有意识地引导幼儿获得STEM学科经验

STEM项目活动蕴含了四门学科的很多教育内容和契机，幼儿可能会在过程中感受或经历这些知识经验，但如果教师没有有意识地加以引导，幼儿则不能深刻感受或是反思到这份经验的重要性，也很难在后续活动中进行知识的迁移和运用。教师需要在活动中有意识地引导幼儿关注STEM学科经验，鼓励幼儿进一步实践探索，在“小球的旅行”活动中，通过帮助小球旅行感知势能与动能转换的关系，从而解决问题，获得蕴含于问题之中或支持问题解决的学科经验，并反思这些经验的获得过程和条件，为下一次更好地运用和迁移这些内容奠定基础（见图1、图2）。

图1.测量积木的高度

图2.测量地面与支架间的距离

3.为幼儿提供多样化支持，满足其探索需要

在开展项目活动的过程中，教师积极挖掘园所资源，开发家长资源，同时利用社会资源为幼儿提供支持。

挖掘园所资源：依托功能部室为STEM项目活动提供实践场所和信息资源。如在绘本馆中投放科普类、工具类书籍；在电脑室建立电子资源库，方便幼儿查阅；在科学发现室感受科学现象，给予幼儿更丰富的操作体验；在班级中创设材料超市、工具区、主题探索区、项目进度展示墙等区域（见图3）。

图3.在班级创设材料超市

开发家长资源：积极搭建家园互动平台，引领家长成为学习共同体。以STEM活动为媒介，通过给家长的一封信、实地考察、项目调查、资料收集等亲子探索方式鼓励和带动家长参与，让家长了解幼儿的学习方式、班级项目活动的进展，并在特殊工具的使用、专业领域知识等方面积极支持幼儿探索解决问题。如在“立交桥”项目活动中，桥梁工程师家长走进课堂，丰富幼儿的相关经验，帮助幼儿解决活动中遇到的问题等。

挖掘社会资源：为丰富和拓展幼儿的项目活动经验，教师积极挖掘周边社区和社会资源，鼓励幼儿依据项目的主题和问题开展具有针对性的考察活动，以丰富前期经验累积。

4.激发幼儿问题意识，并支持其掌握问题解决方法

幼儿的问题解决意识及方法是需要成人加以引导的，否则幼儿可能只是提出问题、等待问题解决，教师只有将其自主解决问题的意识激发出来，幼儿的思维才会得到调动，能力才会得到发展。首先，教师要有意识地激发幼儿解决问题的意识，在幼儿遇到难以解决的问题时，教师不是急于给予答案或者帮助幼儿直接解决，而是鼓励幼儿自己动手想办法解决问题；其次，通过不同的项目活动让幼儿在反复操作、不断试错的基础上内化问题解决的流程，掌握问题解决的办法——聚焦问题、迁移经验、尝试材料、使用工具、寻求帮助等。如在“鸟巢”项目中，教师引导幼儿观察周边建筑工地上塔吊运送物品的场景，了解滑轮的工作原理，并将经验迁移至悬挂鸟巢的活动过程中，完成鸟巢悬挂（见图4）。

5.鼓励幼儿在试错中学习，从而获得成功体验

幼儿在活动开展的阶段性过程中遇到了一个又一个问题，调动多方面的知识和经验，尝试通过不同的途径和方法经历多次失败，这便是试错。“没有问题就没有问题解决，没有问题解决就没有学习”，教师应鼓励幼儿在不断试错的过程中反思总结、积累经验，并通过自己的努力达成目标，获得成功体验和自我成就感，这种体验则会激发幼儿下一次探索的兴趣。

例如，在“立交桥”项目活动中，幼儿在解决立交桥环形上升弯道的问题时经历了一次次的挫折和失败，但他们始终没有放弃，通过多次尝试，主动寻求解决方法，最终达成了目标（如图5）。

图4.幼儿成功将鸟巢悬挂至高处

图5.通过调试积木的角度解决立交桥环形弯道上升的问题

6.支持高水平的团队合作

STEM教育活动倡导团队学习，幼儿积累的不仅是科学、技术、工程、数学四门学科的知识经验，还逐渐懂得了团队分工合作的重要性——优化组织结构，形成最大合力，才能更好地解决问题、达成目标。在STEM项目活动中，教师鼓励幼儿根据自己的兴趣和经验自然组建团队、参与实践活动，并在活动中通过自我评估和他人评价发挥特长以完成任务，在此过程中幼儿获得了团队合作的经验。如在“包饺子”活动中，幼儿根据自己的兴趣、经验和能力进行任务分工，组建了海报设计组、后勤服务组、和面组、擀面组、包饺子组，每名幼儿在活动中都能发挥自己的优势并在团队配合下完成“包饺子”活动（见图6）。

7.鼓励幼儿多元表达

STEM教育活动通过语言交流、绘画、作品或借助现代化的多媒体手段（视频、图片）等多种方式支持幼儿进行自我表达。如活动前期针对项目进行讨论，鼓励幼儿运用调查表收集活动的相关信息；活动开展的每一阶段，教师都会组织幼儿分享遇到的问题及解决方法；活动结束后教师会组织多种形式的分享交流活动，如产品推介会、活动汇报、体验分享日、绘本剧表演等，鼓励幼儿分享在项目活动中获得的经验和成果，如在“幼儿成品发布会”上积极介绍自己的作品和制作过程，在此过程中幼儿的语言表达能力得以提高（见图7）。

图6.包饺子后勤组清点围裙个数

图7.幼儿成品发布会

四、效果与反思

我们依据幼儿园STEM实施路径开展了一系列教育活动，始终以培养幼儿STEM核心素养为目标，以项目活动为载体，注重幼儿在活动过程中通过不断尝试最终解决问题、获得经验。在实施场域和活动内容、形式等方面都更加开放、灵活，以此来促进幼儿的发展、教师的专业成长及家长教育理念的转变。

㈠效果

1.幼儿的发展

⑴幼儿STEM素养逐渐形成

①萌发了问题意识，问题解决能力得到提升

幼儿对世界充满好奇，每天都有无数个为什么，但问题较浅显、不够深入。通过参与STEM项目活动，幼儿针对感兴趣的事物更加敢问、想问、会问，并能聚焦当前项目活动的内容提出有价值的问题并主动思考、实践解决；同时，幼儿在遇到难题时，会自觉地通过多种渠道积极尝试解决问题，如在教师的支持下上网查阅资料，在父母的陪同下进行实地考察，寻找合适的材料尝试改变材料的形状，运用已有知识经验解决问题等。

②逐渐形成工程意识，初步具有工程思维

在STEM教育活动中，幼儿通过以工程为核心的设计与制造活动来解决生活中真实的、有意义的问题，从而初步具有工程思维。如在每个项目活动开始之前，幼儿都会根据活动的需要结合已有经验进行设计，并结合自己的设计进行制作活动，在此过程中不断改善产品的设计。

⑵初步具有知识经验迁移能力，养成良好的学习品质

通过开展丰富多样的STEM项目活动，幼儿在参与实践的过程中经验迁移能力不断提升，在项目活动的不同阶段，需要幼儿调动多方知识和经验不断对产生的新问题进行探索实践，在这个过程中幼儿逐步养成了积极主动、认真专注、敢于探索和尝试等良好的学习品质，为后续的学习和发展奠定坚实的基础。

⑶在分工合作、交流沟通、互相评价中共同发展

STEM教育活动强调幼儿自发、自主的探究，在团队协作的过程中，幼儿感受到了同伴间分工合作的重要性，加深了彼此间的亲密伙伴关系，在失败中不断尝试、相互鼓励，凝聚团队智慧，最终解决问题，促进幼儿共同发展。

2.教师的专业成长

⑴STEM意识逐步增强，并善于利用、挖掘身边的教育资源

首先，教师能有意识地从幼儿的日常生活中发现STEM问题，并以此为契机引导幼儿进一步思考和实践探索，寻找解决问题的办法；其次，通过STEM项目活动的实施，教师逐渐理解了STEM活动的核心是工程活动，通过“设计—制作—调试—改进”不断更迭的过程培养幼儿的工程意识，使其在一次次项目实践的过程中逐渐形成工程思维，提升其合作探究、解决问题等能力；再次，为了更好地支持幼儿STEM项目活动的开展，教师积极创设支持项目活动的材料超市和STEM活动区域，并根据幼儿的需要不断调整和完善，当遇到专业知识上的困惑或能力上的局限时，会积极地挖掘家长资源，利用现代技术手段解决问题。

⑵不断更新教育理念，在项目活动中激发教育智慧

在STEM教育活动过程中，教师从最开始的摸索尝试到反思总结，再到产生新的困惑，并在实践中再解决、再反思，一直沿着行动研究的轨迹前行。经过不断地学习、探索和实践，教师从最开始找不到STEM问题，不知如何开展活动，不知如何提供适宜的方法支持幼儿对问题的探索，到开始有意识地关注幼儿感兴趣的问题，分析问题的价值，引导幼儿通过多种途径丰富相关经验，积极创设情境化的环境，在活动过程中尝试解决问题，鼓励幼儿在团队合作中分工合作，积极表达想法，在幼儿受挫时及时给予支持和情绪疏导……教师的角色在活动中也发生着转变，从重教到支持、引导幼儿主动学，其教育观念得以提升，教育智慧得到激发。

3.家长的育儿理念逐渐转变

随着STEM教育活动的开展，家长开始逐渐认同STEM教育理念，他们看到了幼儿的学习是如何发生的，教师是如何为幼儿提供材料、经验和技术支持的，也理解了学前幼儿独特的学习方式——在游戏中学习、在操作中学习、在解决问题中学习、在同伴合作中学习，从而不断丰富知识经验，获得成长。家长理念的认同让家园合作越来越有默契，也让幼儿的STEM教育活动越走越远。

㈡反思

经历多年STEM教育活动的探索与实践，我们有如下反思。

首先，目前我们开展的STEM教育活动大多是基于幼儿问题生成的，活动内容的选择有一定的局限性，且大多以工程建构活动为主，适宜在中大班开展。“如何在小班开展STEM活动，使幼儿萌发STEM意识”是我们进一步探索的问题。

其次，如何分步骤、分阶段、分年龄在全园推广STEM教育活动的实践成果，从目标、内容、实施、评价等方面最终形成一套完整的、具有特色的幼儿园STEM课程体系，让STEM教育理念真正在幼儿园落地生根、开花结果，从而更好地促进幼儿的发展、教师的专业成长；同时，“如何为更多的幼儿园开展STEM教育活动提供思路和有益借鉴”也是我们今后研究的问题之一。