关联·融通：打造根植于“玩”的幼儿STEM学习环境

张蕊

【摘 要】环境是隐性的课程资源，是幼儿园课程的重要构成部分，也是幼儿园课程体系中最具灵活性和潜在影响力的部分。STEM环境打造不是“另起炉灶”，而是通盘思考STEM教育的核心要义，追溯STEM环境核心要素，把握空间的开放度、时间的灵活度、材料的丰富性、场景的真实性等，在已有幼儿园环境基础上融通整合、适度优化，从而让STEM学习的机会无处不在，让幼儿在与环境、材料的充分互动中提升STEM学习的能力与素养。

【关键词】STEM教育 学习环境 环境创设

建构主义理论认为，儿童在与周围环境相互联系和相互作用的过程中逐步建构起他们对外部世界的知识。《3～6岁儿童学习与发展指南》指出，创设丰富的教育环境，合理安排一日生活，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。

幼儿园环境是隐性的课程资源，是幼儿园课程的重要组成部分，也是幼儿园课程体系中最具灵活性和潜在影响力的部分。STEM活动的有效开展依赖于高品质的STEM学习环境的创设。幼儿园在环境创设中应体现“幼儿本位”的理念，凸显STEM教育特质的具体表征，为幼儿营造自由选择、自发探究和自我建构的STEM学习环境，以灵活且开放、丰富且有意义的环境支持幼儿的全面发展。

一、班级区域的关联升级

区域活动是幼儿园课程实施的重要形式。依据幼儿年龄特征及发展需求，幼儿园可以在室内划分为不同区域，如科学区、美术区、阅读区、扮演区、建构区等，各个区域投放相应的材料和工具，鼓励幼儿自由选择、主动参与、自主探索，满足幼儿个别化学习需求，开放且多元的班级区域在一定意义上正是一个STEM学习中心。STEM学习环境的打造并非推翻已有班级区域框架，重新架构一个STEM学习专区，而是对基于STEM教育内核的理解与把握，对已有区域的新思考与新审视，让班级区域环境凸显STEM主题或内容的关联性。

1. 主题内容的关联

STEM课程融合了科学、技术、工程、数学以及艺术、人文等学科领域，每个学科领域又涉及许多相关内容与知识点。《江苏省基础教育STEM课程指导纲要（试行）》指出STEM课程所涉及的行业领域和相关学科，包含能源动力、机械制造、建筑安装、交通运输、农业水利、生物养殖、航空航天、环境工程、信息技术、医药健康、化工冶炼、数学与生活等，这些STEM主题或内容亦可成为幼儿园STEM环境创设的适度参考。

例如，每个班级都设置“自然科探角”，关联“农业水利”领域内容，链接“关注动植物的生长变化及生长条件”核心经验，教师创设适宜环境，提供相应测量工具，如直尺、量杯等，幼儿记录植物长高了多少，浇了多少毫升的水;教师还在室内外各新增一块“实验地”，帮助幼儿观察室内外植物生长变化情况，了解植物生长条件。STEM主题或者内容的关联，需要教师把握幼儿STEM教育目标，了解幼儿主题相关的关键经验，提供丰富材料及工具，创设适宜的探索空间，以满足幼儿深层次学习与探究的需求。

2. 问题情境的关联

几乎每一个STEM活动都始于对问题的探究。创设具有问题的情境是STEM活动的开始，也是幼儿深度学习发生的基础，让幼儿每时每刻都可以探索、思考、寻找和解决问题。当前，在班级区域环境创设中存在普遍误区，就是把某一集体活动主题或目标渗透到区域环境及活动中去，设置若干个特定的封闭性问题，并提供一些步骤图，展示问题解决的程序和方法，幼儿按部就班，追寻唯一的“答案”。这种情况在科学区、数学区尤为突出。封闭式的问题设置违背幼儿探究学习的规律，剥夺了幼儿发现问题、解决问题、思辨探索的自我学习机会，取而代之的是对“答案”的机械性追寻，既难以维持幼儿兴趣，又难以引发幼儿深度学习。

STEM学习环境创设强调从封闭走向开放，要求增加开放性问题情境。一是对于需要较长时间保留的区域主题进行宽泛的功能规划，不要求幼儿在其中完成具体的操作任务，达成具体的学习目标，如对于建构区、表演区、美工区、沙水区、运动区、自然区等，在设施、材料的组合与搭配上不做高结构化的设计，使其可以涵盖更多的学习契机和操作任务。二是在区域材料的提供上注重增加上述低结构材料的种类和数量，为幼儿主动发现和解决问题提供最大限度的可能[1]。

教师要以幼儿可能获得的关键经验为基准，以相对“模糊的任务”去定义，以开放性材料为支持，幼儿在活动中记录“我遇到了什么问题”“我是怎样解决的”等，把探索的自由度和自主性归还给幼儿。

3. 活动走向的关联

当前，幼儿园区域之间相对闭塞，缺乏互动共联。理论上言表于鼓励幼儿“自由选择”各區域，实践则内化为让幼儿“专注探索”某一个区域，幼儿园的游戏全程只限于“已选”的固定区域，这既违背幼儿的身心特征及学习特点，又严重阻碍幼儿经验的迁移与应用。

一是增强区域间交互联动，允许幼儿进行跨区域游戏。STEM教育的核心特征之一是跨学科整合。STEM学习应突破闭塞环境，实现区域联动，幼儿在跨区游戏中以最大的自由度主动参与活动，实现跨学科知识的整合、经验的迁移与运用，最终实现深度学习。如因为日晒雨淋自然角的“土豆”接连枯萎，当了解到土豆生长条件后，幼儿生发出给自然角的“土豆”搭建一个家的想法。他们在语言区查阅种植类书籍，完成调查研究后画下设计图，随后来到美工区找到合适的材料做屋顶，再到木工区切割小木棒作支撑，随后用热熔枪、橡皮筋加以固定，再到自然角考量“土豆居住地”的场地现况，并想办法将其就地安装在盆架上的花棚里。在整个活动中，幼儿在多个区域间来去自如，运用多领域知识展开系列化探究。区域活动实现共联关键在于固有思维的突破，教师一定程度上鼓励幼儿进行“跨区游戏”，但需要明确的是，这并不意味着支持幼儿无意义“频繁换区”。教师要基于幼儿游戏行为观察，深度解读与分析幼儿STEM学习行径，作出适宜判断，继而有效支撑幼儿STEM学习。

二是尝试打破区域“界限”，支持幼儿自主定义。当前，有一部分幼儿园试点先行在班级创设“共享空间”，提供丰富的材料、自由的操作空间，还设置了一定的讨论区域。“共享空间”具有一定的“留白”性，既无明确的游戏主题又不关联某个特定具体的学科领域。幼儿在这里能够根据自己的喜好与需求，自主选择材料、制订主题、定义玩法，他们共同参与、共享空间的规划与创设，共同收集、更替、规整材料，共同探讨某一阶段某一群体关注的“话题”，班级里的“共享空间”更像是一个“问题解决”的“集中营”。突破既定“界限”，把主动权归还给幼儿，在更加自由、自主的空间里，留给幼儿的是更多探索的机会。不刻意设定任务要求，幼儿研究他们想要研究的方向，自己制订游戏主题与计划，梳理材料清单，收集材料，按照自己的意愿与方法去解决问题，实现快乐而有意义的STEM学习。

二、室外环境的融通打造

室外有室内难以比拟的开阔视野与自然空间，从室内走向室外，从单一走向多元，让幼儿在直接感知、亲身体验、实际操作、亲近自然的过程中获得对事物的认识，这是幼儿园环境优化与改造的必然路径。同时，幼儿园户外环境创设面临诸多问题，场地虽然开阔但相对分散、活动虽然灵活但相对松散，缺乏适宜的目标及内容等。幼儿园STEM学习环境的融通打造，指向幼儿STEM学习与发展，突破幼儿园户外环境问题现状，让环境灵活且开放、有趣且有意义。

1. 整体规划，功能界定

幼儿园不同环境具有不同的教育功能。室外STEM学习环境并不是室内区域环境的照搬。针对目前室外环境目标、内容过于泛化问题现状，笔者建议幼儿园围绕STEM主题或内容进行统筹规划，对室外区域再做具体功能划分，挖掘可能蕴含的STEM教育元素，最大限度地发挥环境对幼儿探索、发现的作用。

例如，幼儿园在室外因地制宜开辟自然天地、建筑工坊、创意泵站、机械乐园、沙水天地等活动乐园，每个活动乐园做进一步功能划分。围绕“农业水利”领域内容，将户外种植天地划分四个区域，幼儿可以进行各种有趣的STEM探究活动。例如，在户外种植区，每个班的幼儿都可以种植一块菜地，根据季节开展种植，记录下种植的植物、种植日期、照顾事项，观察植物的生长变化;在花房内有多肉种植区、种子发芽区、花卉观赏区、暖棚栽培区，幼儿可以观察室内外不同条件下种植生长的差异变化;在连接种植地的楼梯间改造成了室内自然科普区，有种子观赏区、植物标本墙、花卉采集瓶、树叶收集框、昆虫探索角、种植故事书，提供放大镜、小电筒、显微镜、尺子等各种工具，幼儿可以扫描二维码，进入自然科普世界。在这样的环境中，蕴含无数的STEM契机，激发幼儿的创造力和想象力。

2. 课程赋能，本位思考

虞永平说过：“室外环境同样是幼儿园课程的重要载体，在加强规划和设计，把环境的设计与改造同幼儿园课程设计紧密结合起来，真正把课程融入环境之中，通过环境来实施课程，实施环境中的课程。”

幼儿园STEM环境是幼儿STEM学习的环境，是为支持幼儿STEM学习与发展的环境。幼儿园应将STEM环境设计与改造的过程转化为STEM课程实施的过程，STEM环境的规划与改造要充分考虑幼儿的兴趣和需要，征求幼儿的意见，倾听幼儿的真实想法，发现幼儿的真正需求，让幼儿参与环境设计与改造，参与解决环境中的真实问题，而环境中的空间、材料、活动内容和方式给予幼儿充分的选择机会。幼儿通过感知、动手操作、探索以及讨论活动，更好地建立起关于自我的认知，获得的不仅是环境创设的参与权，更是探究学習的主动权[3]。

3. 资源拓展，强化审议

幼儿园STEM室外区域创设，首先要充分考虑幼儿园现有户外资源，最大限度地挖掘现有资源的优势，并分析引发幼儿STEM学习契机的可能性。例如，幼儿园户外有一方荷塘，荷花春季发芽，夏季开花，秋初结果，冬季荷塘生冰，藕在水下休眠。教师充分挖掘荷塘资源，分析荷花的生长周期，梳理STEM学习的可能，挖掘“荷叶效应”的研究焦点。夏日时分，在保障安全前提下，教师和幼儿共同采集荷叶发现“水珠滚动”现象。是不是所有的叶面上都会有小水珠？好奇之下，小班的幼儿积极进行“滴管实验”，慢慢揭秘神奇的“荷叶效应”。教师根据幼儿的年龄特点，鼓励幼儿利用荷叶搭建“运水装置”，进一步玩转科学奥秘。

教师要挖掘资源优势，加强资源审议，结合幼儿园的实际情况，依据幼儿STEM学习兴趣和需求，要有整体意识和长远目标，支持幼儿在不同场景、不同时间里开展丰富多样的STEM学习。

4. 材料支持，适宜投放

幼儿是在与环境、材料相互作用的过程中，主动建构知识经验，获得发展的。创设STEM学习环境，适宜的材料支持是关键。依据STEM学习主题或内容、不同室外环境的特有功能，教师投放适宜的材料与工具。

一是尽可能投放生活中常见的材料。这些材料结构松散、内容宽泛、可变性强，能够为幼儿提供极大的STEM学习空间和更多的探索机会。如户外“汽车维修站”里有“材料供给站”，里面投放有师幼共同收集的生活中常见的材料。“小车诞生记”活动源于一次爱心家长带来的滚轴，幼儿发现滚轴可以滚来滚去，特别好玩，他们生发出“做一辆可以滚动起来的小车”的游戏欲望。对于小班的幼儿来说，做车是有一定难度的，尤其是做一辆可以滚动起来的小车。在拆卸、研究玩具车转动原理后，他们发现车轮和车身中间有一个“小套子”，这个“小套子”中间有一个空空的洞洞，小轴杆是可以动起来的。那生活中像这样“两头有个洞，中间空空的”的材料还有哪些？“两头空空的纸筒、管子是这样的”，幼儿说：“把牙膏盒两边打开，就有两个洞。”还有的幼儿发现剪过的瓶子，两头去掉也是这样的。于是，教师和幼儿共同收集卷芯筒、PVC管、瓶子、牙膏盒等材料，而随着这些生活中常见的其可变性强的材料进入，活动变得更加丰富，幼儿的学习和探究变得更加多元，他们解决了做一辆滚动小车的复杂结构问题，每个幼儿都能设计出自己独一无二的滚动小车。

二是尽可能投放一些自然物。韦尔斯（Wells）与马隆（Malone）指出，大自然对于儿童有特别的吸引力，儿童在大自然嬉戏通常为有目的地解决问题，通过选择、探索、发现及非正式的学习过程与经验，可提升儿童认知和身体的发展。亲近自然本是幼儿的天性，“与自然对话”是幼儿重要的学习方式。室外适宜投放一些自然物，自然物更加低结构化、开放性，每个孩子可以依据自我经验定义材料的意义，这也为不同年龄段幼儿的STEM探索活动提供更大的自由度。

当然，为满足不同年龄段幼儿、不同班级幼儿的活动需求，室外投放的材料既包含生活中、大自然常见的共有类材料，也可以包含一些班本化、主题性的个别化材料。例如，创意泵站是幼儿户外探索、发现的游戏空间，里面投放有各种制作材料、探索工具，如瓶瓶罐罐、滑轮齿轮、剪刀胶带等。一次大班雨水收集活动中，幼儿设计与制作“雨水收集器”。随着持续、深入探究，幼儿发现创意泵站里原有的基础性材料难以实现“收集器径口要大又要轻”“收集器要有背带”的游戏新需求。于是，他们对主题性材料进行进一步丰富，收集上宽下窄的材质较轻的塑料瓶、铁盒子，准备废旧书包的背带、布条、松紧带等，来完成独特的雨水收集器。

总之，在材料的投放上，教师要把握幼儿学习特点，综合考量STEM探索需求，讲究材料的层次性、可操作性与适宜性，让幼儿在与材料的充分互动中建构新经验。

5. 平台搭建，实现对话

不同群体、不同个体的认知经验、研究主题、探究方法皆有不同。创设“会说话”的环境，让思维具有可见性，让幼儿的学习看得见，为幼儿提供清晰观察自己、学习他人的机会，创设自由表达、多元展示、多维评价的互动平台，支持幼儿主动反思，提升幼儿的元认知技能。

从呈现界面来看，墙面、台面、门栏、木桩、树枝等都能成为“对话”的平台，教师借助多样平台巧妙呈现幼儿学习的痕迹，记录与表达幼儿的成长足迹，鼓励交流与对话。例如，大班的幼儿开展“喂鸟器制作”活动，他们将喂鸟器装置安装在幼儿园一棵香樟树上，旁边挂着一块木板，木板上呈现出喂鸟器装置使用说明及小鸟喜食的粮食种类，木板上方还有一个二维码，扫一扫展现出大班幼儿设计、制作喂鸟器的学习过程。小班的幼儿散步时驻留于此，教师和幼儿共同交流大班幼儿的“新发明”，他们生发出“用自制小车给小鸟运送粮食”的新游戏，当发现装载粮食的“货车”翻山越岭、长途跋涉后，粮食经常会洒落一地，小班的幼儿又进一步探索“货车”围栏高度与粮食承载多少的关系，对小车进行改装，生发新的STEM学习机会。

从呈现内容来看，凸显幼儿主体参与性，鼓励幼儿借助思维工具进行自主记录，呈现思维的轨迹，审视思维的方式。其中，思维导图是一种有效的工具，是使用者以中心主题词为核心，用关键词句或者图形的方式展开分支，加上图形的辅助，充分体现放射性的思维方式，表达自己对中心主题词的思考和想象的过程[4]。它是一种集图形与文字为一体，开发思维潜力、提高思维能力的简单高效的工具。思维导图主要有圆圈图、树状图、气泡图、流程图、流程图、括号图、桥状图等几种类型。

教师可以引导幼儿选择自己喜欢的思维导图类型，运用自己熟悉的图标或者符号，将研究的主题、材料的选择、人员的分工、发现的问题、解决的办法、优化的方案等以思维导图形式呈现出来，以便幼儿审视自己的思维方式，提高思维认知能力。例如，在“玩水乐园”活动中，幼儿组装水流装置，通过自己安装竹筏、调试管道走向，观察水流现象、控制水流方向，比较、分析水流的速度及流向。在游戏开展前，教师有意识地引导幼儿利用思维导图画出自己在上次游戏中遇到的问题和本次游戏中解决问题的方法，使幼儿的独立思维能力、解决问题能力得到很好的提高。

当然，无论室内还是室外，幼儿园环境的优化策略存在诸多共通之处。STEM环境的优化与改造重点在于厘清STEM教育的本质特征，把握空间的开放度、时间的灵活度、材料的丰富性、场境的真实性等元素，在已有幼儿园环境基础上融通整合、适度优化，让STEM学习的机会无处不在，让幼儿在与环境、材料的充分互动中提升STEM学习的能力与素养。

参考文献

[1] 丁海东.幼儿园区域环境的游戏性缺失与回归[J].学前教育研究，2019（12）：79.

[2] 虞永平.幼儿园教育环境创设与利用的问题和思路[J].早期教育，2021（9）：4.

[3] 葉明芳.促进幼儿与材料互动的主题环境创设[J].学前教育研究，2017（2）：71.

[4] 刘蕙.“思维导图”在幼儿科学教育活动过程中的应用[J].幼儿教育研究，2016（4）：52-56.

本文系江苏省教育科学“十三五”规划重点课题“指向深度学习的幼儿园STEM项目开发的实践研究”（课题编号： B-b/2020/02/274）的阶段性研究成果。

（作者单位：江苏省苏州市工业园区华林幼儿园）

责任编辑：李莎