指向工程思维启蒙的幼儿园支持性环境创设

曾振华

笔者在本文中阐释了幼儿园阶段“工程思维”启蒙的重要性和可能性，并结合自身的教育实践提出了促进幼儿工程思维启蒙的支持性环境创设的三个要点：包含丰富有趣操作材料的物理环境;允许充分探索并轻松自由的心理环境;能积极分享和交流的人际环境。

一、到底何为“工程思维”

關于“工程思维”的涵义，国内外很多机构与学者给出了不同的界定。所谓“工程思维”，顾名思义，就是人们在进行工程活动和工程研究过程中所形成的独特的思维方式。

我们在教育实践研究中，把“工程思维”定义为：用工程的眼光看待世界和处理世界的思维方式，核心是通过造物来解决现实生活中的问题。例如，幼儿园沙池中如何支持幼儿自主收纳整理雨鞋一直是一个老大难问题。虽然提供了鞋柜，但是效果不尽人意，雨鞋摆放经常东倒西歪，且由于鞋口朝上，下雨经常会弄潮雨鞋内部，雨鞋的清洁也是一项繁琐的事情。发现这个问题后，老师组织幼儿进行讨论，设计出了一个用PVC水管制作的雨鞋架，这个雨鞋架有很多朝上的直管，每个直管可以倒扣一只雨鞋。这样幼儿沙水活动结束后，只需把换下来的雨鞋倒扣在鞋架上，又因为是倒扣的，所以可以用旁边的水管直接冲洗而不会进水。这个创意支持到每位幼儿自主收拾雨鞋，大大缩短了幼儿整理的时间。这个通过制作雨鞋架来解决游戏中的问题就是典型的“工程思维”：用造物来解决问题。

二、幼儿园阶段培养“工程思维”是否为时尚早

“工程思维”这一名词，乍一听似乎是非常专业复杂的领域，离幼儿非常遥远。但其实幼儿园阶段是非常适合提供机会进行“工程思维”启蒙的时期。我们在现实生活中都会发现，幼儿有着强烈的好奇心和探索世界的欲望，他们天生就会改变环境来适应自己的需要，这就是工程思维的开端。幼儿在玩耍的过程中，会主动设计、发明和制作对他们有用的玩具和手工制品，这些行为往往会被我们成人忽视，但其实这些就是工程思维的开端，我们成人应该及时发现、支持和保护幼儿的这种思维习惯。正如克里斯蒙德等人认为，幼儿的学习取决于他们探索环境、提出问题、解决问题、确定解决方案和做出决定的能力，这些技能是工程和工程思维方式的重要前驱，它们已被证明可以提高幼儿的动机、解决问题的能力、批判性思维和探究技能。幼儿的探究性、好奇心和创造性行为类似于工程中非常需要的特征。孩子天生擅长想象、构建、测试和改进，在玩耍时自然地参与设计。在幼儿园学龄前的环境中，孩子们自然会被吸引到参与工程过程、技能以及思维的活动和经验中去。因此，在幼儿阶段进行工程思维启蒙教育是完全可行的。

三、幼儿园“工程思维”启蒙可以怎么做

基于工程思维在幼儿园阶段是一个比较新的概念，笔者所在幼儿园在课程游戏化背景下创设了工程思维培养的“小小工程师”工作坊模式，支持幼儿在“自由、自主、愉悦、创造”的氛围中发展工程思维。本文结合实践将着重介绍支持性环境创设的三个要素。

1.包含丰富有趣操作材料的物理环境

物理环境影响幼儿探索、解决问题、研究和交流机会的多少。适宜的物理环境能够吸引幼儿注意、观察和操作，从而引发探究性学习，工程活动就蕴含其中。关于物理环境，我们需要着重思考材料和空间两个因素。

（1）材料

混龄班级里，教师提供材料时必须考虑到幼儿间发展水平和能力的巨大差异，应该支持到每一位幼儿都能进行挑战，激发他们以多种方式进行探索。

例如，在进行斜坡主题活动时，教师直接购买一些软质塑料管投放到建构区，这个材料调整起来比较容易，并且探究的扩展性非常局限，还剥夺了幼儿解决转弯问题的机会。大班幼儿会因为太简单而失去成功的感觉，小班能力弱的幼儿也会因为使用的便捷而失去成长的机会。所以这并不是一种好的操作材料。

我们发现中间有凹槽的、底部平坦的木条是探索斜坡滚球最好的轨道材料，长度可以不一样，但是很难找到这种轨道材料。有的教师会邀请家长进入到幼儿园木工坊一起制作，有的切割，有的打磨。这成为了家长进课堂的一部分活动。

我们其中一名教师采用了创造性的方法。她认为切割和打磨也是幼儿学习探究、从事工程活动的好机会。她组织幼儿测量所需轨道材料的长度，然后提供适宜大小的安全锯子让幼儿自行切割和磨边。这样幼儿从材料投放环节开始就一直在运用工程思维来解决问题，整个活动因此变得更加完整而有意义。

关于如何存放材料，做到让幼儿能够自己轻松取放材料是很重要的。例如斜坡主题中，老师将斜坡材料装到有轮子的塑料箱子里面靠墙摆放，幼儿能够轻松把它推出来使用。为方便幼儿，还把箱子水平放在地上。不管用什么做存放材料的容器，在呈现给幼儿之前都需要先试验一下。可以跪下，按照幼儿的身高试着从容器中取出不同的材料，要确保幼儿能够在不翻倒容器以及没有安全隐患的前提下轻松取出材料。

当我们为幼儿规划工程活动的物理环境时，如何摆放材料，把材料放在哪里将暗示幼儿能做什么。例如把斜坡材料放在积木区就会引导幼儿在建造斜坡时使用积木;让材料时刻保持在幼儿可视范围内，能够向他们传达这样的信息：这些材料是教室里的重要组成部分，是有价值的。

（2）空间

很多工程活动都会涉及空间方面的问题。一旦幼儿开始工程活动，也许教室的空间就不能满足他们的想法。因此，我们必须打破空间的限制，将教室、走廊、专用室、操场都串联起来，让幼儿尽可能有广阔的空间展示他们的工程思维活动。

例如，走进实施斜坡主题的教室里，会看到每一张椅子和桌子上都搭着一段长长的坡道。然而，并不是每个教室都有那样富足的空间。当教室空间不够时，就必须找到解决的办法来支持幼儿更深入的探究。有教师把空间拓展到了走廊、户外和专用室。例如，一组幼儿在教室空间限制了他们的探究后，把斜坡活动转移到了室外。到了室外后，他们用操场上的材料和树桩来支撑斜坡，精心建造了长长的、有上坡和转角的斜坡结构。把斜坡搬到其他地方也有利于儿童观察球在不同平面上的滚动差异。

2.允许充分探索并轻松自由的心理环境

物理环境是让幼儿有参与工程活动的机会，但仅有物理环境还不足以促进幼儿高水平探究能力的发展。当教师思考学习的可能性，并安排日程让儿童有充足的时间参与工程活动时，就是营造了一种心理环境，真正做到促进幼儿工程思维的发展。

（1）学习的可能性

教师需要了解儿童的前期经验和想法，以及经验和想法的来源，这样才能提供适宜的环境支持他们的学习。而提前发现幼儿可能的想法有一个非常好的办法，就是在投放材料之前，教师对这些材料进行实践操作。这对于教师准备心理环境至关重要。

例如，在斜坡活动中，教師花费大量时间探索材料。我们发现，教师也会被斜坡活动吸引，甚至做出很多与幼儿相同的行为，如当结果与预期不一样时，教师和幼儿一样感到惊讶。当成人经历同样的惊讶，然后改变他们的行为时，他们就开始建立了一些联系， 这些联系也是幼儿所建立过的。想要获得这种体验，教师可以和其他教师组队一起探究，合作并讨论自己的想法。也可以单独探究材料，看看能做什么。在操作材料的同时，我们可以思考：对儿童来说，这个活动中有哪些学习的可能性？他们能学到什么？能从中建立哪些联系？可以在研究的过程中把发现都记录下来。这些记录对观察儿童和做干预计划都有帮助。

（3）一日活动安排

幼儿需要充足的时间与材料进行互动，这样才能产生有深度的探究和学习。我们观察到，幼儿活动时间需要45分钟左右，才能进入深度研究的状态。幼儿并不像我们想象的那样脆弱，他们其实是能够全神贯注45分钟或更长时间的，并且在专注的时间里效率也是非常高的。但这并不是要求每次活动都要在45分钟以上，或者规定幼儿在固定的时间内参加活动。教师不仅要为幼儿提供充足的、不受干扰的时间，还要会判断幼儿在什么情况下需要更多的时间。 我们都有过这样的经历：当我们为了完成一个目标而做得正尽兴时，时间却到了，而我们可能并不想放弃，这种感觉很令人沮丧！这就要求教师观察每位孩子工程活动的情况，要掌握他们的进度和预期，如果是快有突破性的进展，可以允许幼儿继续研究下去。这就要求我们的一日活动流程安排必须是弹性的，是可以灵活调整的。

3.能积极分享和交流的人际环境

幼儿是在社会互动中共同建构工程概念的。试验和犯错对工程探究过程来说是很重要的，而这些最容易出现在幼儿能够自由合作、大胆尝试的环境中。在合作性的师幼关系中，教师会重视幼儿的观点，还会帮助幼儿思考其他不同的观点。当教师与幼儿之间建立了这种关系时，教师会“询问而不是命令”，会“建议而不是要求”。当教师营造了一种合作性的社会环境时，他们会尝试理解儿童的推理并推动儿童对知识的建构。

幼幼合作时，他们就有机会思考他人的想法和感觉，并且会考虑这些想法和感觉。例如，幼儿想尝试搭建大型建构物时，就需要与同伴共同合作完成。如果幼儿非常执着于自己的目标，那么他就必须同他人协商，以达成目的。这种协商需要幼儿互相迁就，在设计的细节上互相妥协，并学习从不同的视角看待事物。