基于STEAM教育的儿童动力搭建创新课程教学研究

高竹，张晖

（1.宁夏师范学院数学与计算机科学学院，宁夏固原 756000;2.固原市童辉幼儿园，宁夏固原 756000）

孔子曰：“知之者不如好之者， 好之者不如乐之者。 ”意思是知道的人不如爱好的人接受得快，爱好的人不如以此为乐的人接受得快。 儿童在学习知识和本领时秉承这一理念尤为重要。2007年美国关于STEM 教育的第一部法案正式发布，STEM 是科学Science、 技术Technology、 工程Engineering 和数学Mathematics 4 门学科的英文首字母缩写。 STEM 教育指向科学技术教育、创造以及运用。但鉴于科技的两面性，科技需要人文加以引导，因此，在其他国家和地区演化时就增加了Arts，变为STEAM。 这里的A 最初仅仅指向艺术， 在逐步演化中被赋予了更广泛的含义，不仅指艺术，还包括人文、语言、文化、社会学等10 多门学科[1]。

1 5～6岁儿童学习与发展指南

教育家蒙特梭利曾这样形容孩子的学习发展，“我听过了，我就忘了；我看见了，我就记得了；我做过了，我就理解了。 ”著名发展心理学家皮亚杰提出所谓认知发展是指个体自出生后在适应环境的活动中， 对事物的认知及面对问题情境时的思维方式与能力表现，随年龄增长而改变的历程。5～6 岁的儿童正处于直觉思维阶段， 这一阶段是儿童智力由前概念思维向运算思维的过渡时期[2]。 根据5～6 岁儿童学习发展指南[3]，从科学探究（对自己感兴趣的问题总是刨根问底；能经常动手动脑寻找问题的答案；探索中有所发现是感到兴奋和满足）、数学认知（能发现事物简单的排列规律，并尝试创造新的排列规律；能发现生活中许多问题都可以用数学的方法来解决，体验解决问题的乐趣）、社会适应（在群体活动中积极、快乐；对小学生活有好奇和向往）及人际交往（有自己的好朋友，也喜欢结交新朋友；有问题愿意向别人请教； 有高兴的或有去的事情愿意与大家分享）方面进行有利的指导，能够提高和促进儿童在这一时期的发展水平。 据此， 专门为5～6 岁儿童开设了儿童动力搭建创新课程提升其各个方面的发展能力，让孩子在活动中学习知识，在玩耍中掌握知识。

2 儿童动力搭建创新课程教学任务及目标

动力搭建创新课程根据儿童学习发展指南，针对幼儿园5～6 岁儿童开展的创新课程， 课程设计为20 个学时。 让孩子对这10 类搭建模型有一个准确的认识， 在搭建的过程中锻炼孩子动手操作能力和解决、处理问题的能力。 不得不说的是，所在学校处于我国西部偏远山区， 信息科学方面课程资源较为匮乏，孩子们了解科学、技术知识的形式单一。 开设儿童动力搭建创新课程就像给贫困山区的孩子们插上了一对飞向科学技术高峰的翅膀， 让孩子们在寓教于乐的同时享受着科技带给他们的“知识大餐”。儿童动力搭建课程教学任务如下。

（1）夹持物体机械手臂的搭建。了解动力搭建零部件的基本结构类型：齿轮、转盘、电机、砖、杆、轴、梁、连接器、轮胎、轮毂、履带及固定件和其他特殊件等；了解杠杆原理和基本的概念：支点、力臂等；掌握夹持物体机械手臂所需零件的使用及搭建方法。

（2）双排雨刷器的搭建。了解双排雨刷器工作原理：摇杆转动带动摇杆促使连杆移动，从而使摆杆摆动，达到刮水的效果；掌握双排雨刷器的搭建过程，以及齿轮、杆、轴、梁的使用方法。

（3）遥控小车带动小旗旋转的搭建。 了解M 电机、遥控器、接收器的使用方法及由M 电机带动轴使小旗旋转的机械构造； 掌握遥控小车及改变旋转角度的搭建方法及电机、电池盒、接收器安装的搭建技巧。

（4）自动门装置的搭建。了解自动门装置的机械构造，了解皮带在自动门装置中的作用；掌握自动门装置的搭建方法， 齿条的使用及皮带传动装置的基本结构；熟悉传递旋转运动中齿轮的使用。

（5）履带车的搭建。 了解坦克、拖拉机等车体两侧车轮上的链带的结构；了解履带是由主动轮驱动、围绕着主动轮、 负重轮、 诱导轮和托带轮的柔性链环；掌握履带车的搭建方法以及履带片的拼接方法，扩展履带车转向的情况。

（6）弹射装置的搭建。 了解射击、发射装置中的发射器装置的基本结构；掌握弹射装置的搭建方法；了解皮筋在控制发射器中的重要作用。

（7）翅膀的机械装置搭建。 了解翅膀的机械构造； 掌握翅膀的机械装置搭建方法以及蜗杆带动齿轮旋转的搭建技巧； 熟悉齿轮带动转轴使摆杆做往复摆动的搭建方法。

（8）四足仿生移动装置的搭建。根据观察四足动物行走的方式，了解四足仿生移动装置的机械构造；掌握四足仿生移动装置的搭建以及拐角的使用；熟悉蜗杆带动齿轮旋转的搭建方法。

3 儿童动力搭建创新课程教育教学的几点思考

开设儿童动力搭建创新课程， 对孩子们提升STEAM 教育中的各个学科都起到了不可替代的作用，同时也为提升孩子们的信息素养夯实了基础，受到了孩子及家长的一致好评。 通过20 学时的教学，就教育教学方面的情况做出总结， 亦可通过图1 来感受孩子们学习的情况。

图1 儿童动力搭建创新课程学习情况

（1）将孩子玩耍的天性融入教学中去。从儿童的年龄、心智、理解、操作等能力多方面出发，根据儿童学习发展情况设置孩子感兴趣的任务。 从生活中的汽车雨刷器、自动开关、风扇等为模型，培养孩子学习兴趣， 激发孩子对于STEAM 教育各学科知识的学习兴趣，提升孩子的信息素养。课程中孩子通过对夹持物体机械手臂的搭建了解生活中见到的抓娃娃机、工程抓木机及大型工厂的机械臂等的机械结构。

（2）以任务驱动为基本、创新驱动为扩展的教学模式。 任务驱动的教学模式是开展STEAM 教育的有效载体。STEAM 教育教学目标不仅融合多学科知识和素养，有利于提升学生跨学科能力的发展，还具有良好的层次性。 儿童动力搭建创新课程在任务主题的设置上多方论证，以生活中常见的事物为模型，由简至难、由浅入深、前后呼应、相辅相成。课程从基本零部件的了解、杠杆原理、齿轮传动、弹射装置等方面依次展开。

（3）提高儿童动手能力。儿童处于人生的发展阶段，对各个方面的新鲜事物都感到好奇，善于尝试新鲜事物。在搭建课程中孩子手、眼、脑协调工作，不但锻炼孩子动手操作能力，还提升了孩子的专注力。孩子们搭建时不仅动手能力得到提升， 其创新思维和创造能力以及解决、处理问题的能力都有了提升。在儿童的搭建课程中，教师起到了引导的作用，仍需要的是以儿童体验为中心，真正的学会观察事物。教师可以在这一课程中丰富活动形式， 为儿童增加游戏体验感[5]。例如：在搭建活动的过程中，教师可以对儿童进行分组练习，给每个组不同的任务去观察，然后设置游戏关卡，每个组通过玩游戏来争取任务。这样不仅能激发幼儿的学习兴趣， 还能激发幼儿的潜能去探究新鲜事物。也可以布置游戏主题，通过搭建物体可以让幼儿进行分类，然后进行比赛，最后以奖励的方式结束。所以在搭建活动过程中添加游戏活动，可以给教师幼儿带来更精彩的体验。 这种教育模式不仅可以促进儿童的智力发展， 还可以激发幼儿的兴趣去学习。从明确任务到体验游戏，最后进行自主探究这一过程可以推动幼儿的全面发展。

（4）培养儿童交流、沟通、团队协作的能力。在实际搭建操作中，沟通、协作也非常重要。 孩子们在遇到问题的同时，通过组内成员之间的交流、讨论、学习，成功处理问题、完成任务。 不但调动了孩子学习的积极性， 而且还对他们的团队协作能力和组织能力有了很好的提升。在教学过程中，教师从主体地位转化为主导地位，孩子在自主学习、分析和解决问题的同时，提高了他们的综合素质。也可以让家长参与并且合作教育， 在教育儿童的过程中离不开家长的陪伴，教师在学校的传授知识经验只是一方面，儿童更多的成长是在家里， 离不开家长的指导与教诲。所以，教师可以与家长共同协作，去了解儿童成长阶段所需要的，去制订成长计划。 教师应该多与家长沟通，了解儿童的性格特点，从而给孩子快乐的成长空间[6]。

4 结语

少年智则国智，少年强则国强。国家的未来是少年儿童，努力培养少年儿童是每一位教师的使命，培养下一代的任务任重道远。 希望儿童动力搭建创新课程能够让我们的孩子在玩耍中掌握各学科门类的知识，提升动手能力，拓展创新思维，同时希望芬芳的科学、技术、工程、艺术、数学之花在西部盛开，结出STEAM 教育丰硕的果实。 儿童的综合全面发展在成长中很重要，智力的开发，自主的发现问题，动手的解决能力这都是必不可少的， 教师的引导尤其重要，是为儿童提供了一个方向，基于STEAM 教育的儿童动力搭建创新课程， 教师首先需要的是转变传统教育观念， 用不同的教育方式去引导儿童进行观察，设置不同的活动形式来丰富课余时间。更重要的是教师专业素养， 教师能在实践中为儿童解答疑问，用专业知识去指导儿童，让他们明白科技装置的重要性，能够让儿童看到自己的成功果实。