从“有形”到“无形”——幼儿园STEM教育的实践与再思考

南京市逸仙实验幼儿园 吴星星

自2017年我园成为江苏省STEM 教育项目试点学校以来，我们就致力于探究幼儿园STEM 教育。经过四年的实践，我园教师对STEM 教育的基本要素与核心理念、STEM 活动的主要特征与实践路径都有了一定的理解和把握，开展“像模像样”的STEM 活动已非难事。然而，随着STEM 教育的不断深入，我园教师在原有的基础上又产生了新的疑问：工程活动就是做出一个东西吗？STEM 活动一定要四门学科都配齐吗？所有的问题都包含着有意义的学习吗？STEM 教育就是开展STEM 活动吗？伴随着对这些问题的探究与解答，我们对STEM 教育内涵和活动实践又有了更加深刻的认识和体会。

问题一：工程活动就是做出一个东西吗？

STEM 教育是“做中学”理念的进一步深化，不仅强调“做”，还为我们提供了一种“做”的思路，即幼儿围绕生活中的真实问题，以工程活动为主线，以设计为核心，通过设计与制作活动来解决问题。然而，同样都是在“做”，“做”的层次却不一样：有的活动蕴含的STEM 教育理念较为深入，有的却很浅显，甚至同样一个活动，因为教师理念和水平的差异，幼儿的学习效果也截然不同。于是教师们发出疑问：工程活动就是做出一个东西吗？

1.工程活动以解决问题为导向

美国国家研究理事会（National Research Coun⁃cil，简称NRC）对工程的定义是：工程为满足人类的需求和愿望，设计物体、程序的一种系统的、常迭代的方法[1]，满足和实现某种需求的可能是一件产品，也可能是一个方案，其重点在于如何解决问题。例如，保育老师在晾晒玩具的时候，不小心碰到了三楼班级的玩具大熊，使其掉在了二楼班级窗户外面的玻璃挡板上，如何成功取回大熊？幼儿围绕这个问题想了各种各样的办法，有的说用钓鱼竿钓上来，有的说借助梯子爬到二楼的玻璃挡板上。然而经过试验，以上方法均没有成功。最后，幼儿用竹竿从三楼伸向二楼，把大熊“拨”了下来。在这个活动中，幼儿并没有制作出某种产品，但却经历了“针对问题—提出方案—反复试验—解决问题”的过程，实现了自己的需求。因此，工程活动最终指向的不一定是一个实体的“产品”，而是通过何种方式解决问题。与此同时，由于幼儿思维发展和动手能力的局限，幼儿阶段的“工程”不同于成人眼中的“工程”，因此对于幼儿来说，解决问题的过程比结果更重要。

2.“怎么做”比“做什么”更体现工程思维

科学旨在通过探究得到关于客观世界的真理，解决“是什么”“为什么”的问题；而工程旨在通过实践满足人在社会生活中的需求，解决“怎么做”的问题。

在界定工程问题时，教师应该重点引导幼儿关注“怎么做”，而非“做什么”。“怎么做”包含了对任务的理解、现有条件的分析、限制因素的考虑、方案的优化，对这些因素的考虑正是系统性工程思维的体现。同时，工程问题的复杂性也蕴含着学科整合的契机。例如，同样是制作玩具展示架，面对“做一个玩具展示架”和“如何做一个稳固又美观的玩具展示架”两种不同的任务，幼儿思考问题的维度和探究的历程是不同的，而这也影响着幼儿整合学习的程度。

教师在引导幼儿“做”的过程中也需要思考，是要求幼儿“做”出来即可，还是幼儿在“做”的过程中需要不断地挖掘整合学习的机会？是只要涉及科学、技术、工程、数学四门学科即可，还是要真正追寻各学科在解决问题过程中的内在联系？是幼儿能用已有经验解决问题，有学科经验的浅层表现即可，还是幼儿要在制作过程中凸显各领域的关键经验，在已有基础上有进一步的提升与拓展？

工程活动的最终目的并非做出一个东西，而是在于“怎么做”。幼儿在“做”的过程中会经历种种学习，从而发展自身的问题解决能力、合作能力、高阶思维能力，为后续发展与终身学习奠定基础。

问题二：STEM 活动一定要四门学科都配齐吗？

科学、技术、工程、数学四门学科是STEM 教育的核心要素。在STEM 教育实践初期，教师往往以“有没有四门学科的学习”作为判断一个活动是否为STEM 活动的标准。随着对STEM 教育内涵的深入理解，我们发现，四门学科仅在形式上的“有”并不足以体现STEM 教育的核心价值，而且在幼儿解决问题的过程中，四门学科的学习并非全部或同时显现，有时更多的是围绕某一个领域进行。例如，在“豆苗有多高”活动中，幼儿更偏重数学领域，更多的是探究测量的概念和方法。由此，教师产生疑问：STEM 活动一定要四门学科都配齐吗？四门学科不齐全的活动还是STEM 活动吗？

1.整合强调跨学科而非多学科

STEM 教育之所以强调四门学科的整合，不仅仅是因为未来社会对科学、技术、工程、数学等复合领域人才的需求，更重要的是，四门学科本身就存在着内在的联系[2]。即科学是工程设计的基础；技术是科学或工程的产物，同时技术工具也用于科学和工程领域；工程需要运用科学知识、数学知识和技术工具；数学运用于科学、技术和工程之中，是解决以上问题的工具[3]。因此，STEM 教育提出四门学科的整合，其实强调的是跨学科整合，而非多学科的拼凑。STEM 活动本身就具备促进幼儿进行整合学习的优势，但凡涉及工程制作，就离不开四门学科乃至更多学科的融合。有时，某一门学科的学习不明显，可能是因为教师没有从儿童的工程和技术层面进行解读，或者没有跳出具体问题从整体上对幼儿的学习进行分析。同时，我们应当看到，当幼儿专注地设计一系列的工程活动去解决问题时，其经验的迁移和应用本身就体现着整合的理念。因此，教师不必纠结于一个STEM 活动是否明确体现四门学科的目标和内容，而应将注意力放在幼儿是如何在工程活动中解决问题的，在解决问题的过程中四门学科是如何有机联系的。例如，在“我是小木匠”活动中，教师刻意划分出设计区（数学）、材料区（技术）、建构区（科学）和创意区（工程）用以凸显活动中四门学科的学习。若幼儿在四个区域中的活动是彼此孤立的，实际上四门学科的学习只是形式上的拼凑；若是为了解决一个真实的问题，幼儿在这些区域中“流动”以寻求解决问题的办法，那么幼儿的学习便自然而然地实现了整合。

2.学科学习应服务于问题解决

美国的《下一代科学教育标准》(Next Generation Science Standards)中提出“科学工程与实践”的框架维度[4]，这标志着科学领域的目标由“探究”向“实践”递进，不再就科学而论科学，不是为科学而学科学。这启示我们，学科学习不应指向概念性，而应指向应用性，学科学习不再是为了学知识，而是为了解决问题。

基于问题解决的学习，可以使幼儿的学习更具目的性和价值性，在解决问题的过程中，幼儿对各领域的经验进行融合、迁移与应用，这既是对已有经验的验证与巩固，也是其拓展与深化。当学科学习真正服务于解决问题时，不但能够呈现出学科学习的意义，解决问题的过程也让各学科的联系更加紧密，每门学科都以它特有的方式为解决问题服务。更重要的是，每门学科用它特有的方式为解决问题服务的这种路径，能使我们跳出学科本身，去思考它们在问题解决中的作用、与人们生活的关系、对周围世界的影响等。如我们常常脱离实际问题和情境，只是单纯地引导幼儿观察一种科学现象，获得某方面的科学知识，其实幼儿并不知道“为什么要学科学”“学了科学有什么用”。但是现在，我们引导幼儿发现游戏或生活中的问题，启发幼儿为了解决问题而去学习科学，在解决问题的过程中幼儿能够真实地运用科学，体验科学与其他学科的联系。这更能让幼儿感受到科学的价值，科学是如何发挥作用来满足我们的需求，改变着我们的生活。

因此，与其纠结一个STEM 活动是否有四门学科的学习，不如思考究竟什么样的问题蕴含着四门学科学习的机会，以及教师多大程度上支持幼儿的整合学习。最重要的是，引导幼儿学会学习，掌握各学科学习的基本方法和思维，从而具备解决问题和应对未来的能力，这才是学科学习的终极意义与价值。

问题三：所有的问题都蕴含有意义的学习吗？

幼儿真正的探究始于对问题答案的追求，幼儿的探究实际上是对自身感兴趣的问题进行直接感知、亲身体验和实际操作，寻求答案的过程[5]。问题是STEM 活动的起点，可以说整个工程活动都是围绕解决问题而展开的。所以，教师要重点关注幼儿在活动中遇到的各种问题。

工程任务的复杂性本身就包含着多方面的问题，特别是对于目的性、计划性和系统性思维都处于萌芽阶段且动手能力不足的幼儿来说，工程活动中遇到的问题更是层出不穷。那么，是否每个问题都需要教师予以关注和支持？是否每个问题的解决都会带来有意义的学习？面对众多的问题，教师应该从何“下手”，才能保证幼儿学习的有效性？

1.问题解决应与关键经验相联系

在实践中我们发现，若教师不加取舍地对幼儿遇到的每个问题都“驻足停留”，则会导致幼儿的探究难以聚焦深入，活动节奏拖沓，教师也会限于时间和精力而无法对每个问题给予有效的支持和回应，从而降低幼儿对活动的兴趣。

郝京华博士在“乐玩STEM·畅想未来专题研讨会”上指出，当前“STEM 热”背后存在的问题之一就是没有与关键概念相联系。这里的关键概念可以对应《3-6岁儿童学习与发展指南》中提到的关键经验。教师应对幼儿问题所蕴含的学习价值进行判断和筛选，“做”的目的不仅在于“做”，还应指向问题背后关键经验的学习与拓展。对关键经验的判断应成为教师对幼儿问题“抓大放小”“避轻就重”的依据。例如，在“动力小车”活动中，关键经验是“观察、比较动力的不同，利用各种力的作用原理让小车动起来”，因此关键问题应该是“如何让小车在力的作用下动起来”，并非是让幼儿在车轮的安装、小车的装饰等问题上过多纠结。

2.妥善处理问题解决中“进”与“退”的关系

以学习者为中心是STEM 活动的重要特征之一，意味着教师需要转变观念，以幼儿为主体，真正关注幼儿在游戏和生活中的问题，尊重幼儿的兴趣和想法，引导幼儿在解决问题的过程中有所发展。然而如前所述，工程问题本身是复杂的，而幼儿又受到思维能力和动手能力的制约，当教师真正地“放手”时，我们发现，幼儿的活动往往陷入“瘫痪”，很多工程活动中的问题其实单靠幼儿个体是无法独立解决的。因此，在问题面前，教师需要妥善处理“进”与“退”的关系，只有将教师的“教”与幼儿的“学”有效结合，才能真正助推幼儿的自主学习与发展。

我们也要进一步明晰教师“进”的目的与方法。在工程活动中，教师的“进”是必不可少的。教师的“进”并非是让幼儿“退”，而是以“进”为“进”，教师作为活动的引导者和促进者，更好地支持幼儿前进；教师的“进”应基于幼儿的问题而非个人的主导意识；教师的“进”可以是一点建议、一个问题、一些材料、一种试探，给予幼儿更多的是启示与思考，而非某个具体的答案。“进”是一种教育智慧的显现，“退”是一种教育观念的转变，在教师的“进”与“退”之间，幼儿的探究才能更加高效与深入。

问题四：STEM 教育就是开展STEM 活动吗？

有学者指出，教师对STEM 教育理念的理解与内化需要借助具体的STEM 活动，通过开展一个又一个STEM 活动，使教师能够逐渐把握STEM 教育的核心价值取向，即培养幼儿的问题意识（关注真情境中的真问题）、工程意识（通过设计和制作解决问题）和融通意识（运用多学科知识解决问题）。那么，当教师对STEM 教育理念和实践模式都有所了解后，我们对STEM 教育的研究又该迈向何方？STEM 教育就是开展STEM 活动吗？

我们应真正领会STEM 教育的价值内涵，实现STEM 教育的“无形”。STEM 活动对于幼儿来说，其真正意义并非是制作出一个实体的“产品”，STEM 教育对于整个幼儿园教育而言，其最终目的也不在于指引教师开发出一个个“完美”的STEM 活动，而是期望教师通过具体的STEM 活动实践，转变教育观念，提升专业能力，从而带动整个幼儿园课程改进和教育质量的提升。

STEM 教育需要教师以具体的STEM 活动为实践抓手，感受和领悟真实问题带给幼儿的学习动力与意义、工程活动在学科整合方面的价值以及工程思维作为一种高阶思维对幼儿未来学习与发展的重要影响。STEM 教育更需要教师跳出STEM 活动的框架和模式去思考，如何在游戏和生活中捕捉幼儿的真问题？什么样的学习路径更有利于幼儿经验的融合、迁移、应用与拓展？什么样的知识是有价值的？教师在活动中的角色是什么？如何在教师的支持中实现幼儿的自主学习与深入探究？

教师通过“做”的形式，真正把握STEM 教育的精神实质和价值追求，转变自身的教育观念，不仅能将STEM 教育理念体现在STEM 活动的组织与开展中，更能渗透在幼儿的一日生活和幼儿园课程实施的方方面面，切实提升教育教学质量，促进幼儿的进一步发展。实现STEM 教育的“有形”到“无形”，是我们接下来需要进一步思考的内容和改革的方向。