基于STEAM理念的幼儿园项目式学习实践研究——以某幼儿园种植活动为例

邢燕虹，刘 芳，袁晓渝

(北京市东城区明城幼儿园，北京，100005)

一、基于STEAM理念的项目式学习阐释

STEAM是科学(science)、技术(technology)、工程(engineering)、艺术(arts)、数学(mathematics)的缩写。STEAM教育强调多学科交叉融合，实现跨学科式教育；基于真实问题情境，回归现实生活；重视学习过程，加强学习体验；以技术为支持工具，有效开展学习活动。[1]基于项目的学习(project-based learning，PBL)，也称专题学习，是让学生通过围绕项目的真实学习任务，综合各学科知识，在合作学习的环境下设计并实施一系列的探究活动，最后把表达和交流探究成果的一种教学模式。[2]PBL是国外比较成熟的一种STEAM课程教学模式，将该教学模式应用于幼儿园教学中，能让幼儿主动地参与活动，在教师的支持下自主地完成学习任务、解决现实问题，从而实现幼儿园课程的重构，培育幼儿核心素养并提高其创造性解决问题的能力。STEAM比STEM增加了“arts”经验，有利于促进幼儿的全面发展。

PBL一般是以工程项目为主，利用驱动性问题组织与激发学习活动，最终生成产品。但幼儿的工程与成人不同，幼儿的工程首要指向的是满足幼儿探索与动手的需要，满足幼儿追求自己期待的结果的需要，关注幼儿的个人价值。[3]幼儿的工程可以存在失败和一定程度的浪费，让幼儿获得更多的学习经验。《3～6岁儿童学习与发展指南》提出，幼儿园以游戏为基本活动，虽然PBL以产品为导向，但在活动过程中也需要注重游戏性与趣味性。[3]

二、基于STEAM理念的项目式学习课程实践

(一)引导语与实践背景

本研究以某幼儿园种植活动为例，构建基于STEAM理念的项目式学习课程。在种植蔬菜的过程中，幼儿基于已有经验“挖掘河道”控制水流的方向，从而让水更均匀地流向每一棵植物，随后进一步思考是否可以构建一个灌溉系统以更便捷地完成浇水的任务。教师通过提供实物材料和相关经验支持幼儿进行积极探索。幼儿园提供的室外种植角创造了真实的学习场景，幼儿提出的浇水问题基于实际生活情景，此前的“竹制水渠搭建”学期主题活动作为幼儿的已有经验能够支持此次工程的开展。这些活动有效地激发了幼儿兴趣，提升了幼儿学习的主观能动性，提高了幼儿综合利用各学科已有经验解决问题的能力。

(二)实践过程

1.草图设计与方案确定

教师引导幼儿分解驱动问题，帮助幼儿在了解相关结构和原理的基础上，通过讨论、设想绘制设计图并确定所需的工具与材料。

幼儿通过观看大运河的图片、视频以及实地观察与体验灌溉设备，总结出构建灌溉系统所需的材料和灌溉系统的基本结构。经过讨论，幼儿一致认为可以先利用管道玩具来建构灌溉系统，其中有三通、四通的玩具，可以满足构建分支的需求。“灌溉系统”初步完成后，幼儿发现盥洗室水源的位置紧邻种植箱。在实地考察之后，幼儿提出“从水龙头连接水管经过盥洗室大门再到种植箱距离太远了，而且每次用完都要把水管收起来，不能长期保留”。经过反复观察，幼儿决定从窗户引出管道，这样既不会影响他人，还缩短了管道的距离，节省了材料。

幼儿园的两面墙边都有种植箱，且大小不同。幼儿在分组观察、测量后开始绘制设计图，用不同的分支方式连接两个在不同平面的种植箱。了解了直管、三通和四通在结构上的区别和作用后，幼儿顺利地将水流进行了分支设计。在这个过程中，幼儿主要的分歧体现在第一个分支处是使用三通还是四通上。对此，每组幼儿派出代表讲解本组的设计方案及设计原由，通过投票选出最终的设计方案。

在确立基本的结构后，幼儿从方案设想过渡到实际应用的问题上。稳定结构的建构与支撑、灌溉喷口的选择问题引起了幼儿的讨论。基于已有经验，幼儿使用竹筒和竹片搭建水渠，同时提出可以用板凳、轮胎、结构玩具等调节高度，让水流顺势而下。

结合身边的灌溉设备，幼儿经讨论总结出两种比较适合日常使用的灌溉方法，即喷灌法和滴灌法。

一名幼儿说：“可以用公园里那种喷水的方法。”

另一名幼儿反驳道：“不行，公园里那个太大了，我们的种植箱很小，而且它是圆形的，我们的种植箱是长方形的，很多水都喷出去了，这样太浪费水了。”

教师说：“那我们有什么节约用水的灌溉方法呢？”

一名幼儿说：“我们可以用之前看过的视频里的方法，一个管子上扎很多洞，水可以直接流到土里去。”

这名幼儿所说的灌溉方法是教师在防沙治沙日介绍的固沙办法的一种，即农民用管道将水输送到每棵农作物的旁边。这种方法可以减少水流在输送过程中的损耗，精准地灌溉每棵农作物，减少灌溉的总用水量。

由此可看出，真实的问题是复杂的，单一学科的知识很难解决这些问题。教师应在日常生活中，给予幼儿观察、体验、随机拓展知识的机会，让幼儿在面临驱动性问题时可以综合运用多学科的知识来解决。

2.构建成品后的评估与改进

PBL强调协作，在项目中教师、幼儿及所有项目的参与者会通力协作，成为学习共同体。幼儿在参与过程中会观察他人的成品并快速地评判其效果，以便进行模仿学习。幼儿也会相互提出问题与改进的方法，这既锻炼了幼儿动手操作的能力也促进了幼儿社会性的发展。

幼儿在根据设计图搭建作品的过程中，不断发现问题、解决问题、逐步完善设计草图。例如，幼儿尝试利用竹筒、弯管等多种材料搭建作品，为便于观察水流，使用透明的直管。

将成品投入实际使用阶段，幼儿在观察所构建成品是否与设计方案一致及能否满足使用需求时发现水流无法到达终点。幼儿分小组讨论出现此种结果的原因，发现是管道前段的水流极大，导致没有足够的水流到后面的种植箱。他们根据这一实际情况对设计做出了调整。在各组分享改进方案之后，幼儿讨论并整合各组提出的方法，重新设计图纸对管道进行改造。幼儿利用已有经验增加水管的斜度，以便水流更通畅地流向终点，并利用高度差设计开关，在灌溉一定时间后关闭靠前种植箱的支流出口，让更多水流向靠后的种植箱。

在项目结束后，接受访谈的每一名幼儿都表示非常喜欢。有幼儿认为他们可以在户外更大的环境中操作，而且他们建造的是一个可以真实使用的灌溉系统。有幼儿说：“虽然它是用玩具搭建的，但是可以真的流水，而在教室里玩玩具只能用小球代替水流。”在回答遇到困难是否会坚持时，大多幼儿也表示愿意坚持。

STEAM强调要解决实际生活中的真实问题。在户外构建水渠来进行灌溉为幼儿创设了一个真实的学习情境，有效地激发了幼儿的情境性学习能力。幼儿通过现场操作可以感知自己的行为是否对解决问题有帮助，能清楚地意识到自己的需求，增强学习的主观能动性，已有经验和能力被最大程度地调动。这就是解决真问题和真解决问题的魅力，幼儿能依托实际情境，快速融入角色，有效开展深入学习，主动学习的内驱力由此而来，经验的迁移也在自然发生。

在找到解决方案之后，幼儿在材料的使用上进行反复尝试。探究开关最少用几节管道可以截断水流，需要多高的支撑物才可以保障管道斜度足够又稳定。幼儿在完善好玩具版本的管道后需要用水管将直管玩具替换下来，他们需要解决截取水管和打孔的问题。

教师：我们的水管到了，我们把它替换进去吧。

程程：可是这个太长了，它还没被分成一段一段的。

磊磊：我们拿剪刀剪一下就好了。

磊磊拿美工剪试了试发现剪不动。

苗苗：我们的力气太小了，老师的力气更大，让老师试一试。

教师拿剪刀试一试，幼儿发现也剪不动。

闫闫：师傅的力气更大，让师傅试一试。

我国是一个钾肥消费大国，但资源匮乏，特别是可溶性钾资源宝贵，让中国不得不重视资源的有序开采。为保障我国钾资源的可持续供应，中国工程院院士郑绵平对我国钾盐行业发展提出建议，他说，“为了我国钾盐行业顺利发展，行业应当居安思危，认真分析前进中存在的问题。我国钾盐可采储量不足，分布不均，尚未找到大型可溶性固体钾盐矿床，枸溶性杂卤石还未得到重视和开发。”

幼儿拿着水管找到了师傅。师傅看了看，拿出了一种长得不一样的剪刀。

晨晨：这个是什么？

玥玥：我知道，师傅们拿这个修剪过树枝。

师傅：对，这个可以剪更坚硬的东西。

晨晨：我也想试一试。

师傅把剪子递给晨晨，晨晨用剪刀的前端使劲剪了剪，发现剪不动。

磊磊：用剪子的根部剪，这样更好剪，我剪纸剪不动的时候老师说的。

晨晨：果然，用根部剪容易剪开，感觉自己力气变大了。

云云：我们现在用什么打孔呢？

师傅又拿出了新的工具——电动打孔器。

朵朵：有了这些新工具，以后我们再遇到问题，就可以有更多工具来帮忙了。

幼儿将自己从其他领域获得的经验迁移到本次活动中，发现使用剪刀根部剪东西更加省力。通过接触更多生活中真实的材料和工具，认识材料和工具的不同特性，幼儿逐渐掌握了更多工具的使用技巧，从而达成培养幼儿创造性解决真实问题能力的目标。

3.交流经验

产品的展示与交流也是PBL中很重要的一环，幼儿与其他项目参与者在讨论中会对项目产生新的问题或者灵感，从而不断学习和进步。

在展示水渠之后，幼儿相互之间分享自己的经验和想法。在使用水龙头的时候，部分幼儿发现水龙头的高度比灌溉的管道要矮，如果出水量较小就会导致水压不够而无法运输到各个种植箱。幼儿从前期获得的资料中了解到，水车可以将水从低处运往高处解决水压不够的问题，在后续活动中可以利用水车进行灌溉。

三、基于STEAM理念的项目式学习课程实施建议

(一)整合多学科经验，提供足够支撑的脚手架

“整合”和“制作”是STEAM课程的两个哲学观点，制作的重要意义在于整合知识。[4]在完成产品构建的过程中，幼儿用感官充分地感受身边接触到的工程产品，明确“做什么、用什么、怎么做”。幼儿在过程中了解原理(科学)、交流经验、分享结论(语言)、表现设想(创造性艺术)，在实际搭建时计数、测量(数学)，在讨论问题和小组搭建的过程中加强社会性合作。通过实践发现，幼幼互动产生冲突时进行解释探讨，可促使幼儿理解科学理论。教师在此过程中需要观察幼儿是否有效地整合了各领域的经验，不同领域的经验可以通过什么方式进行联结。在幼儿遇到问题的时候，教师可以通过不同类型的活动帮助幼儿获得相关经验或联结已有经验，而非直接提供建议。

(二)设置明确的目标和不明确的任务，给予幼儿充分发挥的空间

得克萨斯农工大学的罗伯特·卡普拉罗等人认为，项目或STEAM学习有两个重要的构成部分：明确的结果和不明确的任务。项目式STEAM的设计过程总是起始于一个可测量的结果，通常还会包括一个终结性的评价，确保学生能够达成目标。“不明确的任务”需要学生在丰富的信息环境中解决一系列的问题，从而整体地展现学生对STEAM各个科目中的概念的掌握情况，而“明确的结果”包括具体的学习目标以及实施任务时的限制条件。其中，“不明确的任务”允许学生通过运用学过的学科知识来制订符合要求的不同解决方案，从而自由地解决问题，这就要求学生有良好的逻辑思维、问题解决能力和丰富的知识。另外，需要注意的是，“不明确”不代表“无计划”。[5]幼儿在有明确的目标下，不断动手操作、反复实践，尝试提出符合要求的解决方案，充分调动自己的已有经验，运用创造力、逻辑思维能力自由地解决问题。在此过程中，教师可以减少预设的控制，给幼儿自由创造的空间，在必要的时候介入支持。

(三)STEAM与传统文化相结合，走出本土化的新道路

STEAM教育的目的在于培养创新型人才，在强调创新性的同时传承中华优秀传统文化至关重要。2016年发布的《中国学生发展核心素养》作为党的教育方针的具体化，提出作为“全面发展的人”应当具备文化基础(人文底蕴、科学精神)、自主发展(社会学习、健康生活)、社会参与(责任担当、实践创新)三个方面的六大素养。[6]要将幼儿培养成为具有民族文化自信和科技创新能力的社会主义建设者和接班人，不仅要推广STEAM教学，更要结合中华优秀传统文化，探索具有中国特色的本土化STEAM教育模式。优秀传统文化与STEAM的结合不仅作为联结理工与人文学科的纽带，更是探索STEAM教育本土化道路上的重要一步。