数字化教学资源在幼儿园STEM教育中的应用评价——基于幼儿园教师的视角

赵陵波，黄媛婷，管 琳，苏文亮

（1.福州大学人文社会科学学院，福建福州 350108；2.福建幼儿师范高等专科学校学前教育学院，福建福州 350007）

一、研究背景

STEM 教育是培养科学技术素养、创新精神和实践能力的跨学科教育，其主要特点是在真实情境中促进对科学知识的理解与掌握，提高知识迁移、探索、创新及问题解决等能力［1］。运用STEM 教育助力幼儿科学技术启蒙已成为学前教育的创新方向。已有研究发现，基于STEM 的教育能够调动幼儿对环境的好奇心和求知欲［2］，激发幼儿的探索欲望，促进知识与能力的提升［3］，锻炼合作和沟通等技能［4-5］。但STEM 教育的实施对教师的教学能力、学科知识和综合素质等提出了比传统教育更高的要求［6］。教师需要具备教学敏感性和丰富的创造力，充分了解幼儿特点、教学目的及内容，创造性地将知识系统地与活动、情境联系起来［7-8］。然而，STEM 教育理念及方法在我国仍未得到足够的普及，调查发现幼儿教师中有高达84%未参与过STEM 教育培训［9］，还有部分幼儿园在自主设计和提供STEM 教学活动上存在诸多困难［10］。

数字化教学资源和信息技术的使用在协助幼儿园开展STEM 教学活动上具有独特的应用价值［11］。数字教学资源是将教学知识及材料进行数字化处理，并借助多媒体计算机及网络运行，其表现形式包括数字化文本、图片、音频、视频、动画、多媒体课件等［12］。数字教学资源既能满足教学直观性的需求，又能以新颖的教学方式调动幼儿对于学习内容的好奇和兴趣，吸引幼儿的注意力，实现STEM 教育的体验性、情境性、趣味性等特点［13］，是幼儿园STEM 教育教学重要的辅助手段。与传统教学资源相比，数字化教学生动活泼的特点还能突破传统教学中不易观察、不易言传、难以理解的知识和教学难点，更能激发幼儿的学习兴趣、好奇心和探究欲，取得更好的学习效果［14］。但对数字教学资源及计算机设备的运用也考验着教师的信息化技术和实践操作能力，并对教学环境提出更高的要求。调查表明，乡村幼儿教师自主运用信息化技术进行课程开发的有较强的需求［18］，国内也涌现了一批应用较广的幼师教学资源平台（如幼师贝壳、幼师口袋等），然而这类教学资源的应用效果尚未得到深入的研究，而其易用性、有效性是制约这类教学资源能力普遍偏弱，仅能进行简单的图文呈现［15］。目前我国仍存在教学信息化经费、资源倾向聚集于少数区域和学校，导致我国教育信息化呈现不均衡、不充分等问题［16］。很多幼儿园自主开发的数字化资源存在形式单一、界面不够友好、交互设计欠缺等问题［17］。由于教学资源分配的不均衡以及制作精良的多媒体课件对于幼儿教师的技能有较高的要求，因此提供在线共享的优质STEM教学资源成为一种解决思路。

鉴于幼儿教师对于共享的数字化教学资源推广使用的关键因素。为了探究数字资源在幼儿STEM 教育中的应用效果，本研究以国内用户数较多的某幼教数字教学资源平台为例，以数学领域的教学为切入点进行研究。之所以选择数学领域，是因为数学是STEM 中科学、工程、技术等多个学科的学习基础，被视为“科学之母”；在STEM 活动开展过程中，观察、实验、测量、记录表征等学习环节频繁涉及到几何形状、数量关系、空间关系与空间测量等数学关键经验的运用。数学的教与学是STEM 教育的重要组成部分，数字化教学资源在数学教学中应用的有效性可以反映出其在STEM 教育中的使用情况。本研究通过访谈法获取幼儿教师在课堂应用这些教学资源后的评价，为幼儿教师更好地选择和应用这类教学资源提供借鉴思路。

二、研究方法

（一）研究过程

本研究于2021年9月-2022年6月期间开展。以福州某幼儿园为实验园，在该园小、中、大三个年段中分别随机选择2个班级作为试点班、2个班为对照班。各年段教师根据福建省编幼儿园教材“科学”领域中的数学主题以及该年段在开展STEM 活动时需要用到的数学知识和关键经验，自主确定数学活动内容，并在某专业幼教资源平台上选取对应的教学资源，包括多媒体课件PPT、教案、纸面教具等。每个学期选取约10个数学领域的课件加以应用，共2 个学期。第一学期结束时，通过问卷请任课老师对资源应用的效果进行定量评价，第二学期结束后进行一对一的半结构访谈（基本信息见表1）。问卷主要涉及数字教学资源运用与传统教学方式在各个方面的效果比较；访谈内容主要了解教师使用数字教学资源的情况，以及评价与建议等。

表1 受访幼儿教师基本信息表

（二）访谈数据编码

访谈时间在7 分钟到31 分钟。访谈后将11个访谈录音转录成文本，最终获得文本资料共3.5万余字。基于扎根理论方法，使用NVivo 11.0 质性分析软件对访谈文本内容进行关键词提取、核心概念提炼及归类整理，通过三个阶段的逐级编码，自下而上地归纳出数字教学资源的特点，并借助已有文献资料进行验证和解释，以构建幼儿园STEM 教育数字教学资源的可用性评价体系。具体步骤如下。

1.一级编码

即开放式编码，将转录后的访谈文本导入到NVivo 11.0 软件中，悬置相关理论和预设观点，逐字逐句地分析原始文本内容。以“数字教学资源在幼儿园STEM 教育中的应用评价”为核心，对提及数字教学资源的应用特点与评价等有关的部分均进行语意理解和关键词提取，并将语词在贴近和反映受访者原有表述的基础上进行提炼和简单归类，建立开放式编码（自由节点）。

2.二级编码

即主轴编码，在开放式编码的基础上，再次深度阅读和分析原始文本，提炼并归并各个编码所涵盖的信息，得到核心概念以建立树状节点。如“知识和卡通故事结合更感兴趣”“对卡通形象感兴趣”可归并到“满足幼儿的兴趣点”这一树状节点之下，而“减轻教师工作量”所涵盖的信息与其存在差异，因此被归并于另一节点（便利教育教学）。

3.三级编码

即选择编码，参考相关理论，对主轴编码进行检验筛选，并进一步概括、归类，形成类属结构，将与“数字教学资源在幼儿园STEM教育中的应用评价”有关的正面评价所对应的树状节点归属到“优点”，将与其有关的负面评价、待改进之处等内容归属到“缺点”，并重复验证每一级编码，最终形成三级编码，指导可用性评价体系的构建。

三、研究结果与分析

（一）数字教学资源在幼儿园STEM 教育中的应用评价总体分析

问卷结果表明，幼儿老师在应用一学期的试点教学资源后认为总体上比传统的教学活动效果更好（见图1），特别是在幼儿对于活动和知识点的兴趣、活动的参与度、专注力等方面。不过结果也表明，其配套的纸面教具由于需要自行打印等因素的限制，并没有体现出明显的优势。

图1 数字教学资源与传统教学方式的效果比较

通过对访谈资料进行类属结构分析，结果见表2。共得到数字教学资源应用评价的90 个开放式编码，分属于16 个二级编码，在此基础上形成了优点与不足两种核心的类属评价。在优点部分，提及人数和次数都较多的有满足幼儿兴趣点、提升教学效果、内容符合教学需要、便利教育教学等。在不足方面，提及人数和次数较多的方面有课件内容有待优化、灵活适用性不足、操作材料使用不便等。

表2 数字化教学资源应用评价的总体情况

（二）数字教学资源应用的优点分析

通过编码分析，发现57个开放式编码所涵盖的信息属于正面评价，与教学资源课件的优点有关，如兴趣调动积极主动、利用兴趣集中注意、课件情境性高、动态生动有趣、节省备课时间、知识点直观。经过对这些开放式编码进行比较和分析，可将它们划分到以下9个类属。

1.符合美学需求

幼儿园的教育目的之一是初步培养幼儿感受美和表达美的情趣和能力。因此，在日常制作和选择课件时，幼儿园教师会关注到课件、视频是否精美精致、色彩是否丰富鲜艳以及图片形象是否好看可爱，进而决定是否使用该课件。有7名受访者提到这一点，例如：“那两只熊猫，形象很可爱。”（A4）“视频比较精美。”（A10）

2.便利教育教学

便利教育教学是指能够提供必要、优质而丰富的教育教学资源，如操作材料和教案，协助教育教学设计和实施过程，如提供参考思路，激发灵感，串联教学环节，从而减少教师的备课时间和工作量。有9 名受访者提到这一点，例如：“在教学上有很大的便利，我不需要再花额外的时间再去准备课件，我可以借鉴它的内容，会减轻很多工作量。”（A3）

3.设计科学系统性

设计科学系统性即教学资源具备科学性、有效性，能够替代已有的课程资源，使教师的教学过程更加系统。4 名受访者提到这一点，例如：“我觉得使用起来还是比较好用的，会比我们自己制作的更加科学。”（A7）

4.满足幼儿的兴趣点

满足教学对象兴趣点是指教学设计充分考虑到对应年龄段幼儿的兴趣爱好特点，巧妙地结合动画、图片、卡通形象、故事、游戏等动静形式相结合组织教学过程，将知识点寓于幼儿的兴趣之中，使课件更新颖、多样、童趣。在访谈中最常被提到的优点都跟这个方面有关，11 名受访者都提到这一点，例如：“比传统的效果好，PPT上的卡通形象孩子感兴趣。”（A3）“孩子们挺喜欢的，他们对动画视频这些都很感兴趣。”（A10）

5.注重活动性学习

注重活动性学习是指教学过程摒弃一味的知识讲授，为幼儿设计相关的操作类活动，使幼儿在直接感知、实际操作和亲身体验中掌握和理解事物，通过直接经验促进知识的学习，做到“从做中学”。有2名受访者提到这一点，例如：“在一节课里面融合了很多，能够通过活动将知识传递给孩子。”（A3）“课件的操作部分比省编教材多很多。”（A4）

6.提升教学效果

提升教学效果是指能够更好地集中幼儿注意力，调动积极情绪，使幼儿主动、认真地参与教学过程，进而促进知识的理解和掌握，提升教学效果。这一优点与满足幼儿的兴趣点紧密结合，使教学在趣味性的基础上产出较好的效果。有9名受访者提到这一点，例如：“它有点像对我们课程起到一个辅助的作用，然后我们借助这个PPT，其实孩子还会更感兴趣，知识点也会记得更牢。”（A6）

7.具备动态情境性

具备动态情境性是指在一定的教学目标的指导下，创设了符合相应知识的情境及其要素，并结合动态设计元素使情境更为生动，包括动画式情境、背景音乐引导。有7 名受访者提到这一点，例如：“优势就是情境这些。传统的教课可能没有情境，但是这个课件会有情境，会调动孩子的积极性。”（A10）

8.教学互动性强

教学互动性强指师生互动多，老师可以利用课件元素与幼儿进行课堂互动，如提问、玩游戏，在互动中促进幼儿对知识的理解和掌握。与此同时，幼儿也会更主动参与到课堂互动中。有5名受访者提到这一点，例如：“我们会再回到这个课件当中，会和孩子进行游戏的互动。”（A3）“互动会比较好，因为他们（幼儿）对这些动画很感兴趣。”（A11）

9.内容符合教学需要

内容符合教学需要是指课件简洁、知识点全面，符合幼儿现有水平和年龄特点，能够促进知识的巩固和迁移能力的发展。有8名受访者提到这一点，例如：“喜欢用是觉得它有一些课程是符合他们（幼儿）年龄，并在年龄基础上有所提升。知识量会根据他的年龄特点或者生活经验提升，这是比较好的。”

（三）数字教学资源应用的缺点分析

通过编码分析得到幼儿教师对部分教学资源应用不足方面的33个开放式编码，如本班幼儿需求针对性较弱、内容变换方式缺乏灵活互动、缺乏过渡思考环节、图案等内容呈现顺序固定等。经过对这些开放式编码进行比较和分析，归纳为以下7个类属。

1.课件内容有待优化

课件内容有待优化是指课件中所提供的图片、例子或操作环节数量偏少，或部分内容存在超纲、重点不突出、衔接语不恰当、故事连贯性较弱等问题。在访谈中最常被提到的缺点都跟这个方面有关，9 名受访者提到这一点，例如：“有一些数学的（课件）可能有一点点超纲，像数字类的，它里面有一些数字过多了。”（A1）“劣势就是经常PPT 往下放的时候，界面上不是会有那个文字提醒嘛，就是没办法衔接起来。”（A11）

2.灵活适用性不足

灵活适用性不足是指数字教学资源的设计是通用的，无法针对每个班幼儿的实际情况量身定做；另外部分课件存在互动图案元素呈现顺序固定、内容变换方式缺乏灵活性、教师要花时间理解课件等不足。有7 名受访者提到这一点，例如：“这个课件关注的是大部分孩子的层次，比较通用。我们自己做的话会更针对于本班情况。”（A6）

3.操作材料使用不便

操作材料使用不便是指配套的纸面教具需要教师自行打印，操作材料数量、种类偏少，材料零散繁琐、裁剪费时、不适合幼儿动手能力、部分课后练习与教学内容重复等。7 名受访者提到这一点，例如：“那个操作材料不是特别便利，准备材料需要花时间。孩子如果真的去剪的话可能要半小时，操作材料不利于时间上的掌控吧。”（A6）

4.过渡拓展类教学环节不足

过渡拓展类教学环节不足是指课件中缺少过渡思考、知识巩固提升、迁移运用、游戏互动和传统的师生互动过渡的教学环节。4 名受访者提到这一点，例如：“实际效果的话，要达到完美还有一定的提升，比如互动方面，在中间添加过渡环节和孩子更多的互动，孩子可能会有更大的探究欲望。”（A3）“那个一点课件马上就是会直接出结果的，然后课件没有留给孩子思考的时间，思考完以后，然后假设完验证，没有这种的过渡环节。”（A8）

5.交互界面有待优化

交互界面有待优化是指部分课件缺乏错误回答的恰当反馈、内容顺序与幼儿思维发展水平不符、动画形式可能不适合幼小衔接的大班、部分图片呈现形式和顺序可能会有误导性等。有4名受访者提到这一点，例如：“它里面的PPT 只需要点屏幕，（无论正确与否）图片就会直接跳出来，然后孩子们也不知道我做的是对还是不对。虽然说这可能是后面会提到的正确答案，但是会给他们形成一个误导。”（A1）

6.不够贴近生活

不够贴近生活是指课件的内容不够贴近生活实际，缺少真实生活的图片，不够写实直观，另外课件设计缺乏感知探索过程，不够生活化。3名受访者提到这一点，例如：“生活中的图案更真实一些。因为有的时候那些图案不够直观和形象。”（A1）“第一步就是让孩子去感知，课件的话就是让看，没有让孩子亲身操作体验的过程。如果让孩子自己去找去探索，就是以孩子为主体的探索感知。”（A10）

7.界面设计太花哨

界面设计太花哨是指课件的设计要素，如图片、背景、动画特效，过于花哨或过多，在教学时会分散注意，干扰了知识的学习。3 名受访者提到这一点，例如：“有的时候我会觉得PPT有点花，太花哨了，他们（幼儿）很容易会被PPT 周围的一些小场景吸引了，讲知识点的时候背景图可以不用那么花哨。”（A6）

四、讨论

（一）数字化教学资源在幼儿STEM 教育中的应用价值

应用教育信息化助力幼儿园教育教学已经成为一个重要趋势。建设优质的学前教育数字化教学资源，不仅可以有效提高幼儿学习STEM的兴趣和能力，还有助于实现学龄前儿童教育的均等化［19］。根据问卷和访谈结果可知，试点所使用的数字教学资源内容覆盖了实际教学的基本需要，不仅满足了师生对于制作精良课件的“审美”需求，还充分地调动了幼儿的兴趣，寓知识于兴趣、活动、情境、互动之中，具有趣味性、便利性、系统化、科学有效等优势。从教师的角度看，一方面这类教学资源设计精良，其趣味性、情境性、强调主动性与积极性的特点与STEM 教育不谋而合［20］，内容契合教学需要，有助于提升STEM教育的教学效果；另外一方面，它也为幼儿教师提供了便利，在保证教学质量的同时起到了减轻教师负担的作用。这种方案也能一定程度上解决乡村地区幼儿教师信息化水平和能力参差不齐的问题，有利于整体提升我国幼儿园教育质量，缩小城乡幼儿园质量差距，促进教育公平。从幼儿的角度看，这类资源在吸引他们兴趣的优势上较为突出，这一点与我国学前教育理念相吻合，即以培养幼儿的学习兴趣为幼儿教育的重点［21］。由于本研究选择的课程资源平台采用了较为受欢迎的卡通形象，结合了丰富的多媒体效果和有趣的故事情节，教学互动性较强，与传统教学方式相比更容易提高幼儿的学习兴趣，调动他们学习与互动的积极性和主动性，从而有助于幼儿对知识的理解和掌握，达到提升教学效果的目的。

（二）幼儿教师如何合理选择与应用数字化教学资源

本研究的结果虽然肯定了数字教学资源与传统手段相比存在的优势，但是访谈中也发现了在资源设计与使用上存在的一些不足和有待改进的地方。为了更好地指导幼儿教师选择最优秀的教学资源，在参考前人的框架［22-23］及访谈结果的基础上，我们提出了幼儿STEM 领域数字化教学资源的可用性评价体系（见表3），可作为评价与筛选应用此类课程资源的参考指标。教师在积极利用数字教学资源的同时要提升甄别资源优劣的能力。应当结合STEM 教育的特点，综合考虑实际教学目标、幼儿身心发展水平特点并结合表3 中的评价要素，甄选科学有效易用的数字资源运用于教学中。

表3 幼儿STEM 领域数字化教学资源的可用性评价体系

幼儿教师在应用这些资源时，应注意可能存在的局限性，并根据教师的教学习惯和幼儿特点，发挥主观能动性对教学的环节和课件内容进行必要的调整，提高教学对象针对性和教学情境适用性，避免在教学中对这类资源不加变动地全盘照搬。根据世界卫生组织发布的指南［24］，3-4 岁的儿童久坐在屏幕前的时间不应超过1 小时，而且越少越好；我国教育部等多部门于2018 年联合颁布的《综合防控儿童青少年近视实施方案》也要求“幼儿园教师开展保教工作时要主动控制使用电视、投影等设备的时间。”因此教师要避免对于多媒体课件的过度使用和单一使用。应用这类资源时，可以根据活动的目标将多媒体课件中有价值的内容或环节转化为现场问答互动、实物操作、游戏、户外活动等形式，或者将多媒体课件与上述形式结合使用。这样既控制幼儿注视屏幕的时间、保护幼儿视力，又能增强幼儿对知识的掌握理解及其在真实生活场景中的迁移应用。