了解更多资讯
请关注微信官方公众号
新闻动态NEWS
新闻动态当前您所在的位置:首页 > 新闻动态

如何基于积木建构活动,开展STEM教育探索?

来源:网络 最后更新:2018-08-27 03:57:17 作者:本文选自2017年3月刊 总第40期《奕阳幼教评论》 浏览:3070次

本文选自2017年3月刊 总第40期《奕阳幼教评论》

作者:奕阳教育研究院 冉甜

当前,全国上下都掀起了学习和实施STEM教育的风潮。无论是在教育装备展会,还是学校课程讨论,我们都能发现实施STEM教育已然成为课程改革中的一种趋势。它最初由中小学实施,如今延伸至幼儿园。那么,幼儿园究竟应当如何实施STEM教育呢?

把握幼儿园STEM教育的核心特征

(一)基于核心概念的跨学科整合

STEM教育强调在科学工程教育的基础上实施跨学科教育,这就决定了STEM教育的属性是学科性、整合性,而要将这两者属性融合,则需要实践核心概念与跨学科概念的融合。

“核心概念”指学科中非常重要的关键性概念,它们能为理解或研究更复杂的概念和解决问题提供工具与支持,且是STEM教育学习的主线。例如,数学的核心概念是数、量、形、时间、空间等,科学的核心概念则有物体的结构与性质、力与运动、力的相互作用、生物的成长与发展等。

“跨学科概念”是指那些能应用于所有科学与工程领域的通用概念,它们都具有解释的价值。例如,跨学科概念“平衡”可以融入建构活动中,也可能融入数学活动“称重”活动中。通过在不同学科中反复运用同一跨学科概念,幼儿对该跨学科概念会有更深的理解,且能逐步实现知识的迁移。

实践核心概念与跨学科概念的融合,能促进幼儿进行深度学习和有意义的学习,促进幼儿以高级思维的发展和实际问题的解决为目标,以整合的知识为内容,积极主动地、批判性地学习新的知识和思想,并将它们融入原有的认知结构中,且能将已有的知识迁移到新的情境中的一种学习。

在实施STEM教育中,我们首先需要有一条主线,思考到底要让幼儿理解哪些核心概念,围绕核心概念,再思考它可能涉及的跨学科概念,以及能辐散到其他学科的内容,最后将核心概念与跨学科概念、内容进行梳理、整合,制定一个主线明确、系统性强、连续的、偏科学工程教育的系统,然后逐步推进。

这里以建构区的STEM教育活动为例。建构区所涉及的科学、工程内容主要是建筑结构力学,例如:建筑基本部件(如基座、板、梁、柱、墙、屋顶、窗户等)、建筑结构力学(如平衡、稳定、重力、负荷、张力、压缩、扭转、弯曲等)、建筑造型、影响建筑结构的因素(如材料属性、受力面大小、连接情况),这些是建构区的核心概念(具体见下图1),是我们在进行建构区STEM教育活动时要明确的主线。围绕该条主线,我们需要思考要完成这些建筑结构需要哪些建构技能,如重叠(完全重叠、部分重叠)、排列(阶梯排列、平铺)、连接(架空、围合)等。

除此之外,建构区STEM活动所涉及的跨学科内容主要有数学内容,如分类、点数、模式认知等,技术内容主要有互联网研究,如查找建筑信息等,这些内容是渗透于建构活动中的。根据以上核心概念、跨学科概念,我们就能制定一个建构区的STEM教育活动方案,促进幼儿有意义的、能产生长远效果的深度学习:积极主动解决真实问题、运用已有经验、获得与迁移新经验、批判与反思、建构与理解有关概念(重心、平衡、对称等)和原理等。

图1:建构活动的核心概念

虽然STEM教育强调跨学科的整合,当前也有STEAM、STEM+的理念,但是无论哪种整合,它首先必须是建立在科学、工程基础上的,是理科综合教育。因此,为避免走偏,笔者建议幼儿园先做STEM教育,等完全把握STEM教育系统之后,再实施STEM+教育。

(二)跳出感性经验,注重STEM教育的理性价值

虽然STEM教育强调学科化,强调核心概念,但是它是建立在具体事物、真实问题基础上的。例如,建构活动中的建构结构力学核心概念就是建立在具体积木活动基础上的,幼儿在积木活动中能积累丰富的感性经验。例如,幼儿在运用不同材质(如木制、泡沫制、硬纸板)搭建塔时,通过不断地尝试,会发现木制比泡沫制、硬纸板搭建的塔更稳定一些;大积木在下、小积木在上,稳定性会更好一些。这些感性经验对幼儿理解稳定性与材料的属性、支撑情况等相关内容是至关重要的。因此,现实生活是幼儿学习STEM教育的源泉。

然而,生活中的学习是碎片化的,如果完全让幼儿在生活中学习,并以生活化的方式学习STEM教育,将导致幼儿的学习缺乏系统性、深入性。因此,我们不能将生活看作包裹STEM教育的一件美丽外衣,我们需要从生活的真实问题中跳出来,注重STEM教育的理性价值,通过系列科学探究活动,发展幼儿的逻辑思维,促进幼儿深入了解基本的科学概念和原理。

例如,笔者曾在幼儿园观摩过《温度高还是低?》的一个活动,该活动打破当前幼儿园常用的让幼儿在生活中触摸水杯感知温度高低的方式,让幼儿在原有感性经验的基础上,通过传感器观察、记录水温变化时,水分子运动的速度,促进幼儿更深入地了解温度变化的状态,这就是STEM教育的理性价值。

(三)基于游戏和探究,实施STEM教育

STEM教育特别强调通过“做”来学习科学,解决问题。“做”“游戏”“活动”是幼儿实施STEM教育的主要方式。因为幼儿的思维发展主要来源于动作。但是这种“做”不是零散的,也不是随意地做个手工就是学习STEM教育。

例如,《建立太空站》活动,该活动一开始,教师带领幼儿阅读有关太空的图书,并且观看了网络上有关太空的图片和视频。然后带领幼儿们了解到大行星的特征(大小、颜色、形状,等等)。接下来,请幼儿又画完各自的行星模型,并制作可以飞向太空的火箭模型。整场活动中,幼儿忙得热火朝天,又画、又剪、又粘。制作完成之后,教师请幼儿分享自己的作品,并请幼儿说一说下次活动可以将模型制作得更好的方法。活动结束后,教师将有一部分“行星”放在教室内创客空间的“模拟太空”中,还有一部分则放在“创客空间”的展示处。

从这里可以看出,该活动就是简单地用“游戏化”的形式来包装系统化的课程,弱化了STEM教育的学科特点。幼儿园STEM教育强调的“做”是指探究、解决问题的过程,其强调的“游戏”“活动”也是系统的、连续的、偏科学工程类的。

掌握幼儿园STEM教育活动的实施要点

(一)STEM教育的实施是有指导的活动与小组自由活动的联结

STEM教育是以核心概念为基础的跨学科系统。在具体实施过程中则采用小组活动的方式进行,有利于幼儿共同解决问题。

在这一过程中,需要有教师的指导:

1.识别幼儿的需要

2.确定所涉及的核心概念与跨学科概念

3.与幼儿共同定义问题

4.制定计划

5.寻找解决问题的方法

6.讨论分析方法

7.明晰存在的束缚和困难

8.决定可选择的解决方案

9.创建实施方案

10.交流协商

11.解决问题,完成任务。

这些实施流程基本是迭代推进的,但是也存在交叉的情况,例如,有一些流程(如交流协商)会存在于每一个环节中。

图2: STEM教育活动实施流程

虽然STEM教育有明晰的流程,需要教师的指导,但在具体探索过程中,教师仍然要鼓励幼儿自由进行探索,制定计划,寻找解决方法等,教师只有在关键环节或者幼儿出现困难时,予以适当的引导和推进。

(二)循序渐进实施幼儿园STEM教育

学习是具有连续性、渐进性和系统性的。STEM教育应该从幼儿对生活现象、周围世界、自然规律的初始概念开始,帮助他们在感性经验的基础上逐渐建构知识,发展能力。对STEM教育的学习是一个循序渐进、不断深入的长期过程。

为了理解基本的科学概念与规律,幼儿需要通过不断地思考、操作,理解事物之间的逻辑关系,进行工程设计,沟通协作,找寻最佳策略,最终解决问题。这一学习过程可能要持续数周甚至数月。因此,STEM教育教学需要持续不断地为这种循序渐进的深度学习过程提供支持与引导。幼儿园在实施STEM教育时,应该抓住核心概念,确定清晰主线,保持学科内容连贯、一致和逐步深入的系统化特征,促进幼儿持续不断地得到发展。

总之,幼儿园STEM教育应该围绕核心概念和跨学科概念,组织幼儿通过系列科学探究活动,开展连续性的游戏,通过迭代流程,进行深度学习,实现知识经验的建构,培养幼儿自主解决问题、自主学习的能力。

关注微信公众号
了解更多

少儿积木建构创意评测与展示活动网 All Rights Reserved
QQ客服:2483429720 
青少年人工智能教育普及工作委员会 版权所有 京ICP备15047625号-3