幼儿园工程教育的价值与实施

摘要：随着时代的发展，工程教育的重要性逐渐凸显，工程技术成为一个国家保持全球竞争力的决定性因素之一。而STEM教育在幼儿阶段的兴盛，也将幼儿工程教育带入幼教研究者的视野。幼儿具有工程思维的潜质和能力，幼儿园工程教育重点是幼儿工程思维的启蒙，应当遵循教育目标的启蒙性、教育内容的生活化、教育方法的游戏化和教育评价的过程性四个原则。

关键词：幼儿教育;工程教育;工程思维启蒙

中图分类号：G610 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2022）07A-0046-04

幼儿园工程教育是随着STEM教育不断发展而逐渐被人关注的新兴领域。STEM 教育包括科学、技术、工程、数学四个学科（后来加入了人文艺术等），强调学科间的相互融合。除了技术和工程，其余学科作为学习领域在幼儿阶段的课程中早已存在，有着丰富的理论和实践基础。技术虽然不是一个单独的领域，但是作为方法、经验、材料等形式，被广泛运用在科学或数学等领域中，为幼儿所接触。而幼儿阶段的工程教育却被很多人忽略，或被认为不适合，因此相关的研究和实践较少，出现的也较晚，以“幼儿工程教育”为关键词在知网搜索，可以发现国内相关研究最早出现在2018年。

一、在幼儿园阶段开展工程教育的时代意义

（一）工程教育是提升國家竞争力的需要

随着经济的发展，目前全球迈入以人工智能、芯片制造等技术为代表的后工业时代，对现在的教育提出了巨大的挑战[1]，工程教育的重要性逐渐凸显。工程技术已成为一个国家保持全球竞争力的决定性因素之一。三峡大坝、天宫空间站等大国工程鼓舞人心，但是华为的“芯片之痛”也给我们敲响了警钟：中国是工程大国，但距离工程强国还有差距。习近平总书记在致首届大国工匠创新交流大会的贺信中强调：“我国经济要靠实体经济作支撑，这就需要大量专业技术人才，需要大批大国工匠。”加强工程教育，建立从幼儿园到高等教育全覆盖的工程教育体系刻不容缓。美国已经将实施工程教育作为提升国家竞争力的主要途径之一，从20 世纪 80 年代开始，投入大量的人力物力和财力，对教育进行重大改革。美国国家科学委员会于1986 年发布《本科的科学、数学和工程教育》（Undergraduate Science，Mathematics and Engineering Education）报告，建议进行科学（S）、数学（M）和工程（E）三门学科的教育建设;1990 年补充加入技术（T）学科;2001 年正式提出STEM 教育理念。[2] 2007年美国参众两院一致通过了《美国创造机会以有意义地促进技术、教育和科学之卓越法》（America Creating Opportunities to Meaningfully Promote Excellence in Technology， Education and Science Act，又称《美国竞争法》），反映了全社会对STEM教育的关注和重视[3];2009年发布报告《K-12工程教育：了解现状和改善前景》（Engineering in K-12 Education： Understanding the Status and Improving the Prospects），进一步推进了K-12工程教育[4]。至此，美国建立了覆盖K-12的完整工程教育体系。

（二）目前发达国家重视包括工程教育在内的早期STEM 教育

很多发达国家将发展STEM教育作为保持全球竞争力的重要发力点，从幼儿园阶段就开始实行STEM教育，并提出了一系列可供借鉴的经验。例如：美国莎莉·穆莫（Sally Moomaw）等专家提出了创建STEM 学习的网络系统、明确学科核心内容、坚持发展适宜性教育以及重视学科知识整合等建议;澳大利亚推出了STEM早期学习计划，借助高校力量对幼儿园STEM教育的主题、设备等进行开发研究。[5]依托早期STEM教育，其中的工程领域在幼儿园阶段也获得了重视和推广。

（三）有助于提升国民整体工程素养和国家未来竞争力

幼儿园阶段实施的工程教育，虽然不能直接培养高层次工程人才，但是具有启蒙性和普及性的特征，能通过活动和游戏帮助幼儿初步感受和理解工程过程，了解一些工程知识，掌握一些工程技能，逐步养成工程思维习惯，在培养幼儿实践和创新能力方面具有重要的奠基性作用。当下的幼儿二十年后将逐渐走向社会，成为未来国家发展的中坚力量。因此，幼儿园阶段的工程教育对提高国民整体工程素养和国家未来竞争力有着重要而深远的意义。

二、 当下幼儿园开展工程教育存在的误区

（一）认为幼儿园的孩子小，不懂工程

幼儿由于年龄特点的限制，通常意义上的工程或者工程教育内容已经超出了他们的理解与接受能力范围。但是，幼儿天生就是工程师，具有工程思维的潜质和倾向。幼儿阶段的工程教育也重在工程思维的启蒙和工程思维习惯的培养。彼得罗斯基（Petroski）认为，工程价值观、态度和思维技能是在幼儿时期形成的。当孩子们玩耍时，他们设计、发明并建造对他们有用的玩具和手工制品。这些往往是工程思维或思维习惯的开端，在早期阶段就应该得到保护。[6]

例如，夏天的户外娃娃家游戏中，孩子们觉得太晒，会自发地利用提供的毯子、遮阳布、绳子、竹竿等材料架起简易的遮阳篷。第一次不尽理想，会出现绳子打结困难、竹竿难以固定、意见不统一等问题。教师及时抓住孩子们游戏的需求以及出现的问题，引导他们进行分组设计、寻找锤子等辅助材料、练习打结、选择地址等工作，最后顺利完成遮阳篷的搭建。这个过程就是幼儿的工程活动，其中蕴含着发现问题、设计方案、实施调整、分享运用等环节。教师不需要明确告诉幼儿工程活动是什么、需要几个环节，但是却在游戏过程中潜移默化地渗透了工程教育的各项元素，帮助他们养成用工程思维解决问题的习惯，这就是工程思维的启蒙教育。

（二）认为幼儿工程活动就是搭建或制作一个作品

工程在本质上是有价值取向的主体作用于客体、主观思维物化为客观实体的活动和过程，是一个目标导向的活动和过程[7]。“造物”只是工程的一个重要特征。这里的“物”不仅包括搭建或制作的实物，也包括设计的方案、构建的系统、优化的流程等非实物思想成果。但是，工程的特征不只有“造物”，还有“明确的目标要求”“较长的时间要求”“确定的步骤和阶段任务”等，工程是过程和结果的统一。回到幼儿的工程活动来说，造出具体实物是工程活动，优化设计的方案也是工程活动。例如新冠肺炎疫情期间，因为家长不能送被子入园，能力强的幼儿自己扛被子进教室，能力弱的幼儿被子由保育员拿进教室。这是一项耗时耗力的工作。孩子们提出来想解决这个问题。于是他们开始运用各种工具和材料测量最短路线，设计运输被子的最佳路线图;发现还不够方便，提出平地使用教室拖车运输，到达指定地点后用滑轮装置将被子吊上三楼午睡室。周末如果要带被子回家，只要逆向操作就可以了。这里除了由幼儿设计、工人安装的滑轮装置是造出来的“物”，其余的路线图、运输工具的调度、人员的安排等内容都不是“造物”。这些所有的内容形成了一个运输被子的方案，整个过程包括幼儿发现问题、设计路线图、实际运输、调整运输方式、最终分享运用等环节，过程和结果的统一形成了幼儿运输被子的工程活动。

三、在幼儿园阶段实施工程教育的原则

幼儿园工程教育是整个工程教育系統的启蒙性基础。考虑到幼儿的年龄特点，更多地应该关注工程教育对工程思维的启蒙，在原有课程的基础上对工程教育进行园本的实践探究，寻找园所的课程活动与工程教育所倡导的核心价值理念、实践路径方面的契合点，建构幼儿工程思维启蒙课程。在幼儿园阶段进行工程教育，绝对不是脱离原有课程，单独开发一套工程教育课程，也绝对不是提前进行职业教育，而要重点把握教育目标的启蒙性、教育内容的生活化、教育方法的游戏化和教育评价的过程性。

（一）教育目标要具有启蒙性

囿于幼儿年龄特点和能力限制，不宜进行专业系统的工程教育。幼儿园工程教育目标应着眼于培养具有奇思妙想、乐于探索、富有童真、大胆想象、阳光开朗、自信大方的“小小工程师”，重点应该放在工程思维的启蒙、工匠精神的培养和人文情怀的养成上，也就是鼓励幼儿善于发现生活中的问题，并养成运用工程思维创造性地解决问题的习惯，在发现问题、参与设计、动手探究、实践操作、不断改进的过程中萌发专注严谨、精益求精的工匠精神以及关爱他人、热爱生活的人文情怀[8]。

（二）教育内容生活化

幼儿工程教育不在乎幼儿学到了什么工程知识，掌握了什么工程技能，重点是帮助幼儿能够有一双善于发现问题的眼睛，能够敏锐地捕捉到自己生活中、游戏中遇到的问题，并能通过设计方案、实际操作、优化方案、再次实践的迭代过程去解决问题，切身地感受到工程活动与自己生活、游戏的关系，体验工程活动的影响力。我们要避免脱离幼儿的生活情景、脱离幼儿的实际问题去开展工程教育，把教师自己的想法和问题强加给幼儿，这样的“工程”不是“幼儿的工程”，幼儿也不能真正感受到工程的价值和意义。

（三）教育方法的游戏化

虽然工程教育是一个非常严谨、系统的领域，有着自己的内在要求，但是在幼儿园阶段进行工程教育，对象是3～6岁幼儿，就必须考虑到幼儿的年龄特点和学习方式。因此，需要将工程教育这一学科或者领域教育与幼儿教育这一学段教育进行有机的融合。可以在课程游戏化背景下探索工程教育的路径，通过环境的创设、材料的投放、课程的开发等方法，支持幼儿在“自由、自主、愉悦、创造”的精神下发展工程思维。

例如，幼儿园的池塘是孩子们非常喜欢的地方，他们有很多利用池塘进行游戏的想法，限于池塘硬件的问题并不能实现。孩子们提出对池塘进行改造，这是一项非常大的工程，需要幼儿园招标施工才能解决。这是孩子们发现的问题，也是孩子们游戏的需求，教师支持他们分小组进行大胆设计，并在艺术区提供沙盘、黏土、吸管、积木等材料，供他们在区域游戏时进行模型搭建，最后对几组模型进行解说、分享和投票，并将选出来的模型提供给园长，解释创意和想法，为幼儿园池塘最后的改造施工提供创意和方案。孩子们虽然不能参与实际的施工，但是他们以游戏化的方式全程参与了幼儿园的池塘改造工程，贡献了自己的智慧，锻炼了自己的工程思维。

（四）教育评价在过程中生成

幼儿园工程教育重点是对幼儿工程思维进行启蒙，幼儿运用工程思维解决生活中、游戏中问题的过程比最后的结果更重要。工程教育可以融入一日活动中，充分发现生活中的问题，灵活利用各个环节的时间，开展丰富多样的项目活动，为幼儿提供更多思考的机会，支持解决问题能力的发展，促进工程思维的启蒙。幼儿园工程教育的启蒙性、日常性决定了应该对幼儿发现问题、方案设计、调整优化、合作能力等过程性指标进行评价。

幼儿园工程教育的提出，既有时代发展的背景，又有STEM教育普及的推波助澜，也非常契合幼儿直接感知、实际操作、亲身体验的学习特点。幼儿园生活化、游戏化、情景化的教育为幼儿工程思维的发展提供了适宜的土壤。幼儿园工程教育更多的是让孩子从工程活动中感受到自己有解决问题、创造美好生活的能力，在他们幼小的心灵中埋下“立志成为大国工匠”的种子。

参考文献：

[1]时慧.面向国际竞争力的新工程教育研究——基于K-12课程标准的国际比较[J].比较教育研究，2020（10）：66.

[2]张凤英.国内STEM教育文献综述及现状分析[J].中国教育技术装备，2018（23）：16.

[3]李春玲，肖远军.推进美国STEM教育改革的政府行动：缘由、目标与措施[J].全球教育展望，2018（07）：50.

[4]占小红，周旦旦，符吉霞.国外 K 12 工程教育研究热点、主题与发展趋势[J].化学教学，2020（11）：19.

[5]华红艳.幼儿园STEM教育的社会发展与个人发展意义[J].教育观察，2020（20）：38-39.

[6]董文俊.大班STEAM教育活动中幼儿工程思维发展的行动研究[D].上海：上海师范大学，2020：21.

[7]赵美岚.工程思维探析[D].南昌：南昌大学，2006：16.

[8]冯雅静.“小小工程师”儿童主动探究工作坊的思考与实践[J].江苏教育研究，2021（12A）：31.

责任编辑：丁伟红