基于课例分析幼儿STEM教师的专业素养

2022-06-03梁亭玉

速读·上旬 2022年3期

梁亭玉

◆摘要：幼儿教师作为 STEM 教育的实践者，对幼儿的培养至关重要。然而在STEM教育实践中，大多数的幼儿教师对于STEM教师应具备怎样的素养要求并不清晰，难以较好地推行STEM教育。本研究通过对一个具有代表性的幼儿STEM课例的深入分析，提出了幼儿STEM教师需具备的五类专业素养：把握STEM教育内涵;掌握STEM四类学科知识;能进行STEM 学科知识整合，开展项目式教学;能独立完成工程设计作品;具备科学家的意识，身体力行地传递科学精神。最后对幼儿教师提出研读各类标准;通过项目式学习加强跨学科知识融合能力;通过科技史的学习强化科学精神;提高自主发展意识等建议以提升STEM教学能力。

◆关键词：STEM;幼儿教师;专业素养;课例分析

STEM是Science、Technology、Engineering 和Mathematics 首字母的缩写。其中科学是指让人们客观地认识世界，掌握自然界的客观变化规律;技术和工程则是指建立在客观规律上，能改造和利用环境以解决现实中的难题;数学是技术和工程的基石，它为人类改造世界提供了源源不断的动力。STEM教育是将以上学科融合在一起，促使人们可以从多角度、多维度分析事物，认识世界，改造世界，有利于培养学生的学习技能、工程思维、问题解决和团队合作能力，对学生个人及社会发展具有重要意义。

有人基于STEM学习的难度，认为STEM教育应该开始于小学，幼儿尚未具备学习STEM课程的能力。其实幼儿都是天生的科学家，他们对周围的世界充满好奇，乐意发现新事物，可能幼儿难以系统地掌握科学、工程等知识，但在幼儿阶段STEM思维和处理问题能力的基础是能得到很好的培养与发展。目前，越来越多的幼儿园加入到STEM教育改革和实践中，关于STEM 教育研究方兴未艾。在众多研究课题中，“幼儿STEM 教师的专业发展”是研究焦点之一，理清幼儿STEM 教师专业素养的内涵是促进 STEM 教师的专业发展的重要方面。虽然已有一些研究对幼儿STEM教师的专业素养进行了描述，但较多地用“跨学科能力、创新能力、反思能力”等泛泛的“大词”。这样的描述无法指引幼儿STEM教师的专业培训活动的开展及促进教师的专业成长。我们需要确定幼儿 STEM 教师专业素养的具体内容，从而为师范生的培养或一线教师的培训提供一些更有价值的思考。本研究旨在通过分析一个具有代表性的幼儿STEM课例，在传统教师的能力要素基础之上加以 STEM 教育理念的特征，确定幼儿STEM教师需要具备哪些专业素养，从而为幼儿STEM 教师职业发展提供借鉴作用。

一、分析幼儿STEM教师专业素养的内涵

幼儿STEM教师需要掌握哪些知识，具备哪些能力呢？如果要求一个教师必须掌握科学、技术、工程、数学这四类学科的全部知识才是一个合格的幼儿STEM教师，这显然不现实。为了能确定具有操作性的幼儿STEM教师素养，本研究将从某幼儿园设计的一个STEM课例----“三只小猪盖房子”为例，通过分析该课例中“有什么”，“怎么完成”等，由此推断出完成这个STEM课例幼儿STEM教师需要具备怎样的专业素养。研究的基本思路是：分析该STEM课例的内涵----基于教师在实现课例内容基础上分析出幼儿STEM教师的素养内容----提出提升幼儿STEM教师专业素养的建议。

（一）课例“三只小猪盖房子”的内涵

该课例是由经典的童话故事《三只小猪》而引发的STEM课程设计，从故事中可以引发幼儿思考什么样的房子能挡住大灰狼吹的风，进而分解问题、探索背后蕴含的科学规律，最终经过动手测试、改造等环节解决问题。

1.课例目标

本课例的目标有：①了解房子结构、不同材料的特点及风的规律;②能运用与数学、房子、材料、风的知识，按照工程设计的要求盖房子;③欣赏不同房子的搭建所产生的独特的美。

2.课例内容

本课例主要是让幼儿解决一个核心问题----“怎样的房子能挡住大灰狼吹的风”。该核心问题又可以分解为三个小问题----“房子长什么样”、“什么样的材料合适”、“怎样知道它抗风程度”。通过对以上三个问题的探索来完成本课例的任务。

3.课程实施流程

本课例以项目式教学来展开，整个课程由4个学习活动组成，每个学习活动都需完成特定的任务。如果将每个任务看作一个教学环节，其具体流程为：了解背景、定义问题、分解问题、积累知识、发现规律、验证规律、解决问题、反思总结。

4.所需工具材料

因为本课例面向的对象是幼儿，所使用的工具与材料会相对简单易操作，因此本课例提供的材料主要有橡皮泥、扭扭棒纸片、雪糕棒及有不同风挡的吹风机等。

（二）幼儿STEM教师的素养内涵

幼儿STEM教师的基本任务就是设计与实施STEM课程，借助课例“三只小猪盖房子”的设计与实施要求，可以梳理出作为一名幼儿STEM教师应该具备的素养。

1.把握STEM教育内涵，有效挖掘教学因素

对STEM教育价值的理解是幼儿STEM教师设计与实施课程的前提与保障，贯穿于课程的始終。STEM教育强调的是培养幼儿自主探究的精神、问题解决的能力及思维方式，让幼儿尝试不同的想法，在不断试错中发现问题，分析问题和解决问题。STEM教育更注重学习的过程，而不是结果。例如，完成本课例的目标之一“了解房子结构、不同材料的特点及风的规律”的方法有很多，作为一名幼儿STEM教师，其应该是以幼儿为中心，把目标拆解成一个个开放性问题，让孩子在独立解决完成每个问题的过程中掌握房子的结构及风的规律。如果缺乏了这一步，STEM教学的意义便缺失了最根本的基础。所以在课例中，如果教师深谙STEM教育的内涵，那教师在实施过程中就会更关注如何设计更多开放性的问题引导幼儿思考，如提出“房子的结构是怎样的？”、“你准备用什么材料建房子？为什么？”、“怎样可以让这些材料立起来？”、“如何产生风？”、“如何能让风力达到最大？”、“如何测试不同房子的抗风等级？”等一系列问题帮助幼儿搭建支架，让幼儿一步步解决问题。在此过程中教师应重点评价幼儿的团队合作能力、沟通交流能力、创新想象力及动手操作能力，关注幼儿学习 STEM活动的成长变化，而不只是关注幼儿最终是否完成“房子”这个作品。

2.掌握S.T.E.M四类学科知识

科学、技术、工程、数学这四门学科知识是幼儿STEM教师设计STEM课程的基础，因此STEM教师必须掌握这四门学科的相关知识。但是这里的掌握不是指把这四门学科包含的知识全部习得，因为STEM这四门学科包含的知识非常广泛，作为一名幼儿教师不可能掌握这四门科的全部内容，教师需要做的是能在STEM 四门学科内以及跨学科方面的教学知识和技能的不断增长。例如，在“三只小猪盖房子”这个课例中涉及到的数学知识有“立体形状”、“测量”、“点数”等;建筑的知识有“形状”、“结构特点”、“功能”等;材料的知识有“重量”、“粘合程度”、“稳定性”等;风的知识有“产生的方式”、“风力的比较”等。课例涉及到的知识点较多，但不难。教师在实施课程前，必须全部掌握这些知识点，如果教师之前没有了解过，但可以通过自主学习，把相关的知识补上。另外，教师不止需要掌握这些知识点，还要知道在实施过程中，哪些地方会用到这些知识点，这样才能有效实现目标。如在讨论房子结构时会涉及到“立体形状”、“结构特点”;在讨论如何验证房子的稳定性会涉及到“风的产生”、“风力的比较”，教师能在不同的时机引入合适的知识与技能，支持幼儿完成学习任务，传递知识。因此，这里的“掌握”强调的是教师必须愿意根据标准主动学习必要的知识，做到课前把课程包含的知识点全部搞懂，并能清晰地知道何时何地运用所包含的知识。作为一名幼儿STEM 教师保持“终身学习的态度，一边教学一边学习”是基本的教学态度。

3.能进行STEM 学科知识整合，开展项目式教学

很多教师清楚科学、技术、数学与工程存在的联系，也明白跨学科及综合性属于典型的 STEM 教育特点，可是针对这几个方面如何整合到具体教学中通常难说清楚。STEM教育中的科学、技术、工程与数学之间存在着一种相互支撑、相互补充、共同发展的关系。STEM教育绝不能够独立其中任何一个部分，只有在交互运用中，在相互的碰撞中，才能实现深层次的学习、理解性学习，也才能真正培养幼儿各个方面的技能和认识。所以，让孩子自己动手完成他们感兴趣的，与他们生活相关联的项目，在项目学习过程中学习进行知识整合。基于项目的学习是 STEM 教育的主要方式，STEM活动一般以项目的形式围绕问题解决而展开。因此，要实现STEM学科知识整合，其中最核心、最重要的工作是项目及问题的设计。“基于项目的学习”中的“项目”由管理学科延伸来教学领域的，因此基于项目的学习一般认为由内容、活动、情境和结果等要素构成。基于项目的学习为幼儿提供真实情境中需要解决的诸多问题的集合，将知识蕴含于情境化的真实问题中，强调调动幼儿主动积极地利用各学科的相关知识设计解决方案，提高幼儿解决实际问题的能力。如果没有良好的结构化项目设计，会导致学习困难、效率不高、挫折感强、学习收获不大等系列问题。例如，在“三只小猪盖房子”的课例中，教师基于一個幼儿非常熟悉的童话故事而提出问题，创设问题情境----“怎样的房子能挡住大灰狼吹的风呢？”，然后让幼儿通过选择材料、搭建房子、设计风的来源、测试验证、改造房子、再次测试、展示交流。这一系列的活动构成一个学习项目，在该项目中有机地整合了相关内容，让幼儿有机会利用不同学科的知识解决问题，实现不同学科的整合，并且项目中关注到了幼儿的发展水平，符合幼儿的最近发展区。因此，教师要学会借助项目式学习整合各学科的内容，让项目成为学习的载体，促进幼儿综合运用知识的能力。

4.能独立完成工程设计作品

幼儿STEM教师在开展STEM活动前，必须要亲自独立地对本活动的产品进行设计、制作，并且能清晰地解释其功能原理，排除可能出现的问题。只有这样，STEM教师才能体会幼儿在创作的过程可能遭遇的困境和麻烦，才能及时给予帮助和引导。很多工程的步骤没有经过严密的实践检验，很多细节问题都会被忽视，从而导致活动失败，因此，教师不能把工程停留在设计层面，而是一定要亲自实践检验过，再开展教学。在“三只小猪盖房子”课例中，教师必须先提前使用材料独立搭建一座房子，并能根据材料特性和相应知识将房子调整到最能抗风的状态。这样教师才知道选用的材料是否合适，在搭建时哪些是重难点，需要提供怎样的帮助帮助幼儿攻破重难点，应该在何时提出问题引导幼儿思考。只有教师亲自完成一次工程创制，才能更好地把握课程，调控教学环节，给予幼儿正确有效的引导。

5.具备科学家的意识，身体力行地传递科学精神

STEM教育非常强调幼儿的思维习惯，特别是对于幼儿来说，STEM教育不是要求幼儿掌握多少的科学、数学的知识与技术技能，而更多地让幼儿学会像科学家一样思考。如幼儿在活动中表现出的好奇心、对新现象的敏感，尊重新解释，勇于质疑，区分事实与观点，喜欢奇思妙想，重视设计、讲究规范等等的态度与精神，正是作为一名科学家所必备的。要想幼儿拥有这样的科学精神，教师必须做榜样，身体力行地传递科学精神。例如，在“三只小猪盖房子”课例中，幼儿在建造房子时必然会有失败的时候，此时教师应该接受幼儿的失败并鼓励幼儿后退及再次尝试，让幼儿懂得当有些事情没有一次成功时，这并不是个大问题，这意味着需要再反思并且寻找问题。再如，幼儿在搭建房子时，会提出各种各样的想法，有些可能并不合理，但教师应该尊重每个孩子想法，并提供机会去验证他的想法。

二、提升幼儿STEM教师专业素养建议

（一）研读各类STEM教师标准及STEM教育标准

幼儿STEM教育正处于探索阶段，很多幼儿教师对STEM教育的理解是较模糊的，因此，为了提高自身的专业素养，幼儿教师必须要研究各类文献，提高自己的理论水平，用理论来武装自己，特别是要研究各类STEM教师标准及STEM教育标准。例如，中国教育科学研究院 STEM 教育研究中心2018年5月发布了《STEM教师能力等级标准（试行）》，该标准基于国际 STEM 发展经验，结合我国教育发展现状建立了包含5个维度、14个类别、35条内容的 STEM 教师能力指标体系。五个维度分别为 STEM 教育价值理解、STEM 学科基础、STEM 跨学科理解与实践、STEM 课程开发与整合以及 STEM 教学实施与评价，编码后的能力标准。幼儿STEM教师可以通过研读该标准，加深对STEM教育及STEM教师专业素养的理解，促进STEM教学能力的提升。

（二）通过项目式学习加强跨学科知识融合能力

幼儿综合能力的提高需借助项目式学习，同样，教师也可以通过项目式学习提高跨学科知识融合能力。在对幼儿STEM教师进行培训培养时，应该多设计一些项目式的学习任务，让教师在项目中获得知识技能、学会创新、懂得跨领域沟通、团队协作能力，同时获得实践锻炼经验，并将项目式学习经验传授给幼儿。例如，《三只小猪》是幼儿学习的STEM课例，但也可以让教师以幼儿的身份亲自学习一次，教师在这个过程中既可以学习到相关的科学、工程等知识，同时也清楚知道幼儿在学习该课例可能会遇到什么问题，以便于教师设计出更合理的方案。

另外，提高跨学科知识融合能力，还可以通过培养良好的协作能力，与其他教师合作，在合作中探讨经验，相互交流学习，进行 STEM知识整合。同时可借鉴“教师学习共同体”的理念精神，打造“跨学科教师学习与教学共同体”。教师可与相近领域不同学科的教师共同上课、共编教材、共做研究、共同指导幼儿，将跨学科教学视为提升课程质量和专业质量的基本新常态，实现实质性的升级。

（三）通过科技史的学习强化科学精神

科学史含有丰富的科学精神、人文精神和哲学思想。应挖掘自然科学史中的教育因素，充分发挥自然科学史的教育价值，引导幼儿STEM教师分析科学家的研究实例，跟踪科学家的研究足迹，探究科学家的研究方法。如在引导幼儿STEM教师在认识伽利略的自由落体定律时，针对伽利略的研究过程引导幼儿STEM教师思考：伽利略对自然现象进行探究的研究方法是什么？他在验证自由落地时体现了怎样的研究精神？你对伽利略的评价是什么？通过对科学家研究过程进行考察和思考有利于幼儿STEM教师形成实证意识。

（四）强化学习意识，勇于开发课程

作为一名现代的教育工作者，教师需要具备较高的学习意识与自学能力。要想提高STEM课程教学效果，首先，教师要有扎实的 STEM 教育理论知识基础，教师可以通过培训或者自学等途径，深入理解 STEM 的本质和基本内涵;也可以在日常教学过程中积极进行自我反思与评价，主动参与教学教研和相关培训活动中，进行经验交流沟通，从而通过努力学习切实提高自身水平;教师还应不断学习多学科知识，提高STEM教学设计与实践能力，将科学、技术、工程与数学渗透进课堂，最大限度地发掘幼儿的潜能，致力于幼儿的全面发展。其次，教师应积极融入到开发 STEM 课程的过程，结合幼儿的实际情况，设计出符合不同年龄幼儿的课程。而且敢于实践，敢于尝试使用新的教育模式、评价方法，通过在具体的教学实践过程中形成的反馈，不断的改善与优化STEM 课程。因此，教师要加强自身的学习意识，树立终身学习的教学理念。

（五）提升现代技术水平

我国的教育现代化正在突飞猛进地发展，在“互联网+ ”的背景下，智能手机、平板、电脑等电子设备随着教育技术的发展已成为教学的辅助工具而延伸至课堂，信息化时代的教与学的方式正在悄然改变。

STEM 教育與互联网的联系越来越紧密，现在很多理念超前的幼儿园已经开始设置“创客空间”、“3D 打印实验室”、“虚拟VR情景”等活动。对于幼儿教师而言，必须面对这一巨变并且努力将信息意识带入到对幼儿的教育教学中，通过 STEM 教育培养幼儿的信息意识。在 STEM 课程教学开展的过程中，多种新型现代化教育技术融入到教学当中，能够优化传统教学模式存在的问题，提高教育教学效果。因此，在实际开展教育教学工作时，教师需要注重提高自身的现代教育技术水平，确保能够灵活的运用多样化教学技术，结合不同幼儿的学习程度差异，不断调整教学方案。

三、结语

STEM教育作为一种培养个人实践、解决问题能力及创新能力的教育形式，为我国教育事业的改革和创新注入了新的生机与活力。幼儿STEM教师作为STEM教育的传播者和实践者，影响着 STEM教育的整体成效。本研究借助幼儿园课例“三只小猪盖房子”深入剖析STEM教师专业素养，并提出相应的建议，对幼儿STEM教师的培养和幼儿STEM教育的开展起到了一定借鉴作用。本研究也存在不足之处：首先，由于只选取一个课例进行研究分析，因此所得结论的科学性和普适性有待考证。其次，所得出的专业素养要素尚未进行实践验证，还需对此进行长期的实践验证及修改。总而言之，在 STEM 教育理念稳定发展的背景下，每个幼儿教师都应及时转变教学理念，不断自我学习、提升，为促进幼儿综合能力奠定基础，推动教育教学健康发展。

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