(江蘇省教育科學研究院,江蘇 南京 210013)

1 什么是STEM教育

STEM中字母分別是科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)和數學(Mathematics)的簡稱，強調多學科的交叉融合。其中科學是關于“是什么”的知識，技術是有關“怎樣做”的知識，工程是關于“如何進行設計”的知識，而數學是解決以上問題的工具。

20世紀90年代美國國家科學基金會首次使用STEM一詞，STEM的設計理念是基于真實問題解決的探究學習(PBL，Problem-Based Learning)和基于設計的學習(DBL，Design-Based Learning)，注重學習的過程，培養(yǎng)學生在類似真實生活的學習情境中發(fā)展設計能力與問題解決能力。

STEM教育并不是科學、技術、工程和數學教育的簡單疊加，而是要將四門學科內容整合成為有機整體。STEM教育期望在活動過程中，能激勵學生通過基于真實問題解決的探究學習，發(fā)展起探究真實世界的綜合能力，注重學科間的相互滲透與融合，注重對學生科學素養(yǎng)與人文素養(yǎng)的培養(yǎng)，注重培養(yǎng)他們靈活運用現代技術工具的能力，從而使學生具備一定的創(chuàng)新精神與實踐能力。通過STEM教育，我們不僅可以全面提升學生的綜合素質和能力，培養(yǎng)學生的STEM素養(yǎng)，而且可以幫助他們形成積極的生活態(tài)度，并勇于承擔一定的社會責任。

STEM教育凸顯出的是一種跨學科的取向，以工程思維為核心，強調實際生活、真實情境和整個問題的一攬子解決，強調設計在前和設計優(yōu)先，關注學習方法的形成和科學品質的養(yǎng)成。

2 STEM教育的特點

2.1 強調方法的學習

STEM教育被稱為“元教育”(media-discipline)，其教育過程不是將科學、技術、工程和數學知識進行簡單疊加，而是強調將原本分散的四門學科內容自然組合形成整體。STEM教育強調方法的學習，是跨學科和跨領域的學習。

2.2 強調整個過程的學習

在STEM教育中，我們鼓勵兒童參與學習的整個過程，而不僅僅是參與某一個片段的學習。這樣做的好處就在于，能夠讓兒童站在整體的角度來思考問題，而且最大限度地激發(fā)起他們參與整個活動的積極性，不僅增添了活動的挑戰(zhàn)性，而且讓兒童能夠承擔起各種職責。著名的教育家陳鶴琴先生就非常明確地提出：“凡是兒童自己能夠做的，應當讓他自己做。凡是兒童自己能夠想的，應當讓他自己想?！币虼?，讓兒童參與整個探究過程，就意味著給予兒童最大限度的空間，支持他們繼續(xù)保持和發(fā)展與生俱來的好奇心，鼓勵他們自己去想、自己去做，去面對盡可能多的挑戰(zhàn)。

2.3 強調真實問題情境下的學習

STEM教育強調要在真實或準真實的生活情境中，以問題解決為導向，來培養(yǎng)兒童的創(chuàng)新精神與實踐能力。那么，真實的或準真實的問題情境會有怎樣的益處？筆者認為，其益處就在于讓兒童更加具有真實感和成就感，因為，這樣的問題解決才最大限度地體現出他們在創(chuàng)造更加美好生活過程中的主動性和積極性，能夠讓他們像科學家那樣親身經歷科學研究的各個階段，思考如何在眾多的現象中選擇最為合適的研究話題，如何進一步地縮小研究范圍，以及如何設計出可行的方案，并不斷地進行修正和優(yōu)化。

2.4 強調設計與記錄的學習

STEM教育強調在學習的過程中要凸顯設計理念，也就是說STEM學習是一種基于設計的學習(DBL)?；谠O計的學習和過去的學習有什么不一樣呢？基于設計就意味著在研究之前，研究者就已經充分地考慮到了各種可能性，意味著要最大限度地優(yōu)化研究的方案，意味著一旦有了明確的計劃，就要嚴格地按照計劃去執(zhí)行。這樣的研究能夠很好地發(fā)展兒童的邏輯思維能力和溝通能力。

同時，STEM為兒童的高階思維學習提供了機會。郝京華教授指出：分析、評價、創(chuàng)造這三個認知目標對應的是分析性思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維，它們都屬于高階思維。而我們長期以來都較為忽視，而高階思維正是工程思維的靈魂。在工程設計的很多環(huán)節(jié)，高階思維隨處可見：在設計解決方案環(huán)節(jié)，有和創(chuàng)造性思維息息相關的“頭腦風暴”；在權衡環(huán)節(jié)，需要用到的是分析、綜合等思維；批判性思維更是貫穿在工程設計的諸多環(huán)節(jié)。所以，培養(yǎng)學生的高階思維能力和強調學生的設計能力越來越成為一種共識。

在整個研究的過程中，記錄也發(fā)揮著積極的作用。通過記錄，可以清晰地看出研究者的設計意圖，把握研究者的研究思路，凸顯出實事求是的精神，能夠讓研究的過程更具有科學性和可驗證性。不同年齡階段的學生在記錄上的要求和特征是不一樣的，學齡前兒童可以嘗試用繪畫的方式進行科學探究的記錄，而且也可以請成年人用文字的方式幫助幼兒進行記錄，可以不加修飾地把幼兒當時的原話記錄下來。

3 設計和實施幼兒園STEM教育活動的建議

3.1 明確自身的優(yōu)勢和劣勢

幼兒園階段開展STEM教育具有一定的劣勢，具體在于：(1) 幼兒年齡較小，讀、寫、算能力有限，抽象思維能力不足，獨立探究的能力不強，很難開展有真正價值的、能解決現實中真實有挑戰(zhàn)性的問題的活動。(2) 幼兒自我保護能力不夠，經驗缺乏，在進行科學探究類活動過程中面臨一定的安全風險。(3) 幼兒面臨的一個主要任務是形成完善的人格，需要發(fā)展起幼兒良好的社會適應能力和良好的品格，因此，幼兒需要在各個方面都積累大量的活動經驗，而過于強調某一方面的學習，或者說過于強調讓幼兒積累科學方面的經驗會讓兒童發(fā)展陷入不均衡的危險；(4) 幼兒園教師的科學素養(yǎng)普遍不高，幼兒園在科學探究上物質資源支持普遍顯得不足。

當然，幼兒園在開展STEM教育方面，也有一定的優(yōu)勢：(1) STEM教育所提倡的注重生活和整體發(fā)展的理念，與當前幼兒園教育的整體趨勢相一致；(2) 幼兒園的科學區(qū)角和戶外園地以及種植地等資源有利于開展STEM教育；(3) 一些幼兒園有一定的開展項目學習的經驗。

因此，我們要最大限度地發(fā)揮好幼兒園的優(yōu)勢，切實考慮到幼兒園在開展STEM教育時所面臨的困難，因地制宜地思考問題，創(chuàng)造性地開展適宜的STEM教育。

3.2 深刻理解STEM的基本理念和幼兒園教育的基本屬性

幼兒園在開展STEM教育時，需要進一步加強學習。老師需要對STEM教育的理念和基本精神有深入的了解，也需要進一步把握幼兒園教育的根本目標和基本屬性，進一步明確學前教育的重要性和特殊性，注重幼兒園教育的生活性、趣味性、整體性和社會性。教師們要努力實踐，讓幼兒在豐富的活動中形成良好的生活習慣、學習習慣和行為習慣。

3.3 謹慎確定STEM教育的內容

在幼兒園中許多活動都是綜合的活動，是兒童親身參與的活動，很多活動具有一定STEM教育的屬性。例如，在幼兒園中普遍存在的搭建類活動就和STEM非常類似。在幼兒園中，教師們既可以開展專門的STEM教育活動，也可以在各個科學活動區(qū)或其他活動區(qū)中開展科學探究類活動。教師們需要和幼兒共同探討，選擇出適合于幼兒的STEM教育活動。在選擇的過程中，需要遵循的原則有：安全性原則、可行性原則、科學原則、可操作原則、趣味性原則。在幼兒園中，老師們可以不斷地豐富環(huán)境中的科學探究資源，可以對原先就經常開展的科學探究活動按照STEM的理念進行優(yōu)化和改進，例如各種測量活動和搭建活動，另外，還可以結合園所具體情況，開展各類種植活動等。

3.4 遵循設計STEM案例的基本流程

一般來說，幼兒園階段在設計STEM教育案例時，兒童將經歷以下幾個流程：(1) 確定研究課題；(2) 界定具體研究目標；(3) 搜集相關信息；(4) 提出可能的方案；(5) 分析方案的可行性；(6) 選擇最合理的方案；(7) 實施研究方案；(8) 優(yōu)化研究方案；(9) 交流和展示研究結果。

在這個過程中，教師要發(fā)揮好引導、鼓勵和監(jiān)督的作用，確?；顒拥捻樌M行。教師也要不斷加強學習，提高自身的科學素養(yǎng)，和幼兒共同確定既有趣味、又有一定的挑戰(zhàn)性的科學探究問題，并陪伴幼兒共同經歷研究的過程。

3.5 多采用小組式的研究方式，并凸顯記錄的作用

幼兒園的STEM教育可以小組式的項目學習為主，充分發(fā)揮幼兒的主動性和積極性。在老師的引導和組織下，孩子們可以共同討論確定研究的課題，感興趣的孩子可以組織起來成立項目研究小組，按照項目開展程序，形成可行的研究方案，并逐步落實方案。在這個過程中，要注意凸顯出個別化記錄的作用，鼓勵幼兒用繪畫等多種方式進行記錄，有自己的科學記錄，形成自己的繪畫式記錄本，并且可以借助記錄交流墻等平臺進行充分的交流、討論和展示。這樣，幼兒就可以在整個研究過程中充分地體驗到研究所帶來的挑戰(zhàn)，使幼兒初步形成尊重事實和證據、嚴謹務實的科學態(tài)度，并逐漸養(yǎng)成大膽質疑和敢于創(chuàng)新的科學精神，從而發(fā)展科學素養(yǎng)。