瓦西里奧斯·伊曼努埃爾·菲納克思/文 張虹 胡億軍/譯

【摘要】在學(xué)前教育領(lǐng)域，德國(guó)的MINT課程提倡對(duì)兒童進(jìn)行跨領(lǐng)域的綜合素養(yǎng)培養(yǎng)。MINT課程強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)兒童感知、探索身邊的世界，即兒童在日常生活中可以接觸到的有機(jī)和無機(jī)世界現(xiàn)象，從而幫助他們獲得有關(guān)自然科學(xué)的基本經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)而促使他們形成科學(xué)的思維和行動(dòng)能力。本文以“空氣”這一主題為例，簡(jiǎn)要說明MINT自然科學(xué)教育的內(nèi)容與過程。

【關(guān)鍵詞】學(xué)前教育;自然科學(xué);MINT;科學(xué)思維

【中圖分類號(hào)】G612? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? ?【文章編號(hào)】1004-4604（2018）05-0003-06

雖然MINT（德語“自然科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)、媒體教育”的縮寫，基本等同于英語縮寫為STEM的“科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)教育”）在當(dāng)前學(xué)前教育領(lǐng)域具有極其重要的地位，但在過去一直是一個(gè)被忽視的領(lǐng)域。十年前，研究者才開始重視這一領(lǐng)域的相關(guān)研究。例如，2006～2014年，德國(guó)不萊梅大學(xué)組織實(shí)施了一個(gè)名為“創(chuàng)造自然知識(shí)”的大型項(xiàng)目，聚焦學(xué)前教育四個(gè)領(lǐng)域的內(nèi)容：自然科學(xué)教育、技術(shù)教育、數(shù)學(xué)教育和媒體教育，提倡對(duì)兒童進(jìn)行跨領(lǐng)域的綜合素養(yǎng)培養(yǎng)。MINT將兒童的學(xué)習(xí)與發(fā)展理解為兒童個(gè)體積極參與并與其他兒童及成人一起成長(zhǎng)的社會(huì)建構(gòu)過程。教師和兒童一起建構(gòu)知識(shí)并探索意義。他們都是學(xué)習(xí)者，是共同建構(gòu)教育過程的行動(dòng)者。本文深入闡述德國(guó)在學(xué)前教育階段開展自然科學(xué)教育的理論基礎(chǔ)及實(shí)踐應(yīng)用，以供參考。

一、開展自然科學(xué)教育的理論基礎(chǔ)

發(fā)展心理學(xué)研究表明，嬰兒已經(jīng)能運(yùn)用所有感覺器官去探索他們周邊的世界。他們觀察、觸摸、品嘗和傾聽。隨著年齡的增長(zhǎng)，他們學(xué)會(huì)了爬、走、跑，學(xué)會(huì)了說話，從而有了拓展探索范圍的可能。在探索了與他們直接聯(lián)系的周邊世界后，他們可能會(huì)對(duì)諸如水、土壤、火、空氣、天氣、聲響等自然科學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生探索興趣。他們想要探索這些現(xiàn)象并賦予其意義。兒童常提出類似這樣的問題：“為什么它是這樣的？”“它是如何起作用的？”這些問題說明兒童想要了解更多自然科學(xué)現(xiàn)象。隨著時(shí)間的推移，兒童對(duì)控制自己的周邊世界越來越得心應(yīng)手，他們對(duì)觀察、實(shí)驗(yàn)、研究樂此不疲，并有高度的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力?？梢哉f，兒童在學(xué)前階段就已經(jīng)具備了發(fā)展心理學(xué)所提出的探索自然科學(xué)問題所需具備的基礎(chǔ)條件。例如，發(fā)展心理學(xué)研究表明，3～5歲兒童已經(jīng)可以理解自然現(xiàn)象的種種關(guān)聯(lián);〔1，2〕兒童在學(xué)齡前就已經(jīng)具備理解不同自然科學(xué)領(lǐng)域，如物理學(xué)領(lǐng)域和生物學(xué)領(lǐng)域的概念，以及某些直觀理論的能力?！?，4〕概念是組成知識(shí)的基礎(chǔ)，人們借此組織信息。〔5〕隨著年齡的增長(zhǎng)，兒童會(huì)繼續(xù)對(duì)周邊世界作出積極分析并不斷與其他兒童及成人互動(dòng)，從而日益提高將概念與概念相互聯(lián)系起來的能力。在這個(gè)過程中，雖然兒童已經(jīng)知道了很多（他們?cè)趲讉€(gè)月大的時(shí)候就已經(jīng)在一定程度上理解了部分自然科學(xué)現(xiàn)象），但他們還是需要其他人，如教師或同伴，來幫助他們深化對(duì)這些知識(shí)的理解，建構(gòu)新的知識(shí)。例如，小伙伴們一起參加活動(dòng)，談?wù)撍麄儎倓傆^察的事情，一起尋找問題解決的策略，一起建構(gòu)新的知識(shí)。當(dāng)然，在絕大多數(shù)情況下，成人因?yàn)橐呀?jīng)積累了許多自然科學(xué)知識(shí)，所以可以為兒童提供更多支持。要注意的是，成人要和兒童一起進(jìn)入共同的學(xué)習(xí)過程，和兒童一起尋找問題的答案，而不是告訴兒童答案。在互動(dòng)建構(gòu)的過程中，成人要尊重兒童學(xué)習(xí)與發(fā)展的現(xiàn)有水平，遵循差異化和個(gè)別化原則，從而最優(yōu)化地促進(jìn)每位兒童的發(fā)展。

認(rèn)知發(fā)展理論一直嘗試解釋兒童的思維發(fā)展，其中最著名的當(dāng)屬讓·皮亞杰的研究。皮亞杰理論被看作是跨領(lǐng)域的理論，皮亞杰嘗試解釋所有兒童在所有學(xué)習(xí)領(lǐng)域里的邏輯思維特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和過程。皮亞杰認(rèn)為，當(dāng)兒童獲得了特定的邏輯思維能力后，他就可以運(yùn)用這一思維能力進(jìn)行所有學(xué)習(xí)領(lǐng)域，如數(shù)學(xué)、生物、物理或心理學(xué)的學(xué)習(xí)。根據(jù)皮亞杰的理論，學(xué)前兒童處于所謂的前運(yùn)算階段。皮亞杰通過研究證明，處在這個(gè)發(fā)展階段的兒童會(huì)產(chǎn)生特定的思維錯(cuò)誤，思維具有不可逆性。當(dāng)兒童從前運(yùn)算階段過渡到具體運(yùn)算階段后，即從6歲到7歲，可以克服這一“思維缺陷”。然而，最新的發(fā)展心理學(xué)研究對(duì)這一理論提出了質(zhì)疑。最新的發(fā)展心理學(xué)研究已經(jīng)達(dá)成共識(shí)：嬰幼兒的所知所會(huì)遠(yuǎn)比我們預(yù)想的多，尤其是在思維發(fā)展方面。兒童的思維不僅包括基本的心理過程，如感知、注意、記憶，還包括更高級(jí)的心理能力，如概念的形成、結(jié)論的形成、問題的解決等。這表明，皮亞杰低估了兒童的認(rèn)知能力，他所使用的研究方法把兒童所處的情境和他們所具有的生活經(jīng)驗(yàn)割裂開來了，因而難以準(zhǔn)確描繪兒童的綜合素養(yǎng)。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在兒童思維的發(fā)展過程中，兒童可支配的知識(shí)是他們使用某種特定思維能力的基礎(chǔ)?！?〕因此可以得出這樣的結(jié)論：兒童認(rèn)知技能和策略的發(fā)展不能與兒童的知識(shí)基礎(chǔ)割裂開來。由此，基礎(chǔ)知識(shí)被賦予了一個(gè)重要的意義：基礎(chǔ)知識(shí)分布在不同的領(lǐng)域里，基礎(chǔ)知識(shí)的發(fā)展與兒童的認(rèn)知發(fā)展密切相關(guān)。物理學(xué)、心理學(xué)和生物學(xué)等學(xué)習(xí)領(lǐng)域都被證明是兒童的基礎(chǔ)知識(shí)領(lǐng)域，因?yàn)檫@些領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)兒童的生存與發(fā)展具有特別重要的意義。而跨領(lǐng)域的綜合素養(yǎng)對(duì)于兒童的學(xué)習(xí)與發(fā)展具有更重要的促進(jìn)作用?？茖W(xué)的思維和行動(dòng)能力，如觀察、比較、分類、測(cè)量和實(shí)驗(yàn)等，都屬于跨領(lǐng)域的綜合素養(yǎng)。這些素養(yǎng)有助于兒童獲得有關(guān)自然科學(xué)的知識(shí)，諸如水、空氣和動(dòng)植物等的基礎(chǔ)知識(shí)，而這些基礎(chǔ)知識(shí)又對(duì)兒童思維的發(fā)展具有極其重要的促進(jìn)作用。

特定領(lǐng)域或跨領(lǐng)域的認(rèn)知技能很難被清楚地區(qū)分開來，事實(shí)上它們也不是相互排斥的，它們對(duì)兒童的思維發(fā)展都具有價(jià)值。特定的認(rèn)知技能可以得到跨領(lǐng)域的發(fā)展，但它需要以每個(gè)領(lǐng)域的特定知識(shí)為基礎(chǔ)。研究者假設(shè)，各領(lǐng)域知識(shí)是在日常經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，它們與科學(xué)知識(shí)的形成過程相似?？茖W(xué)知識(shí)和日常經(jīng)驗(yàn)都有助于人們解釋和建構(gòu)這個(gè)世界。自然科學(xué)中的物理學(xué)和生物學(xué)等知識(shí)均可在日常生活中被組織，并且對(duì)兒童的認(rèn)知發(fā)展產(chǎn)生巨大的促進(jìn)作用。如果兒童在這些領(lǐng)域接觸到有關(guān)概念，并運(yùn)用這些自然科學(xué)的思維和行動(dòng)方式（諸如分級(jí)、歸類和比較）進(jìn)行學(xué)習(xí)，將可能既形成相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)，同時(shí)也促進(jìn)思維能力的發(fā)展。

有研究表明，兒童在最初的幾年里主要通過感官探索周邊世界，并對(duì)自己從不同感覺器官獲得的信息加以關(guān)聯(lián)，從而持續(xù)地形成科學(xué)的思維和行動(dòng)能力。也就是說，兒童在生命開始后就在自然科學(xué)領(lǐng)域通過探索有機(jī)和無機(jī)世界來形成自己的基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)而形成綜合素養(yǎng)，并且在與學(xué)習(xí)環(huán)境以及他人的互動(dòng)中得到持續(xù)發(fā)展。

二、自然科學(xué)教育實(shí)踐

在學(xué)前教育階段，自然科學(xué)教育的內(nèi)容可以分為有機(jī)自然和無機(jī)自然兩個(gè)方面（見表1）。無機(jī)自然的內(nèi)容主題主要有水、空氣、火、土壤、太空、太陽、月亮、星星、天氣、光、聲音、能源等。有機(jī)自然的內(nèi)容主題主要是植物和動(dòng)物。自然科學(xué)教育的實(shí)踐過程是從兒童的日常經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，旨在幫助兒童獲得基本經(jīng)驗(yàn)，從而積累有關(guān)自然科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)而獲得相關(guān)綜合素養(yǎng)。

上述自然科學(xué)主題活動(dòng)會(huì)強(qiáng)化以下綜合素養(yǎng)。

一是觀察，即借助感官（看、聽、聞、嘗、觸摸）來感知自然科學(xué)現(xiàn)象。在上述主題活動(dòng)中，各種自然現(xiàn)象始終是在特定的問題引導(dǎo)下被觀察和描述的。這意味著，幼兒在進(jìn)行自然科學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)，觀察始終是有目的性的。

二是描述，即通過各種形式的描述方法，有順序地描述觀察結(jié)果。例如，兒童運(yùn)用文字或圖畫等形式來描述觀察到的現(xiàn)象或結(jié)果。

三是溝通，即用口頭和書面語言表達(dá)自己的想法、假設(shè)或解釋。鼓勵(lì)兒童多運(yùn)用信息技術(shù)手段作溝通。

四是比較，從而發(fā)現(xiàn)共同性和差異性。重要的是，在比較前要確立比較的標(biāo)準(zhǔn)，如比較特定物質(zhì)的某個(gè)屬性（大小、顏色、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)等）。

五是測(cè)量，會(huì)涉及數(shù)量的學(xué)習(xí)。在上述自然科學(xué)學(xué)習(xí)中，兒童可以通過直接觀察得出測(cè)量結(jié)果，還可以通過相應(yīng)工具作間接觀察得出測(cè)量結(jié)果，如使用替代物或直尺、秤、鐘、溫度計(jì)、速度計(jì)等進(jìn)行觀察和測(cè)量。

六是科學(xué)探究。例如，嘗試做實(shí)驗(yàn)。第一步是在實(shí)驗(yàn)前提出假設(shè)。假設(shè)是一種基于前認(rèn)知的猜測(cè)。第二步是實(shí)驗(yàn)，這是為了證實(shí)或證偽假設(shè)。在實(shí)驗(yàn)中，兒童可以學(xué)習(xí)有意識(shí)地確定或選擇某個(gè)或某些條件（變量），在實(shí)驗(yàn)過程中嘗試改變、控制或重復(fù)觀察這些變量?！?，8〕

事實(shí)上，每個(gè)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)都能促進(jìn)兒童綜合素養(yǎng)的發(fā)展。通過上述自然科學(xué)主題活動(dòng)，可以有效促進(jìn)兒童創(chuàng)造、溝通、自我管理、社會(huì)認(rèn)知、合作學(xué)習(xí)等綜合素養(yǎng)的發(fā)展。與此同時(shí)，兒童又可以在其他學(xué)習(xí)領(lǐng)域?qū)W到有關(guān)自然科學(xué)的知識(shí)，如舞蹈、體能、信息技術(shù)等，學(xué)習(xí)過程也往往是跨領(lǐng)域的。

本文以“空氣”為例，說明MINT自然科學(xué)教育的內(nèi)容與過程。空氣是所有生物生存不可或缺的，空氣無所不在。兒童可以在日常生活中觀察到許多與空氣有關(guān)的現(xiàn)象，因此這是一個(gè)很適合兒童探索的自然科學(xué)主題。教師可以從不同的角度，用不同的方式，引導(dǎo)兒童體驗(yàn)和探索。

“空氣”主題的活動(dòng)內(nèi)容很多。表2是概覽性質(zhì)的內(nèi)容梳理，并不完善，因?yàn)檫€存在其他的切入口或角度，這里只選擇了部分可供幼兒在日常生活中加以深化的學(xué)習(xí)內(nèi)容。教師可以據(jù)此組織活動(dòng)，引導(dǎo)兒童感知、探索身邊的世界，幫助他們獲得有關(guān)自然科學(xué)的基本經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)而促使他們形成科學(xué)的思維和行動(dòng)能力。其中，基本經(jīng)驗(yàn)是指人們可以在日常生活中獲得的經(jīng)驗(yàn)?；A(chǔ)知識(shí)則蘊(yùn)藏在這些教學(xué)活動(dòng)中，有助于提高兒童的科學(xué)思維和行動(dòng)能力。體驗(yàn)和制作香水、把空氣變得可見、搭建一個(gè)空氣過濾裝置、建造一個(gè)飛行物體、探究人類與動(dòng)物的呼吸、負(fù)責(zé)任地對(duì)待大氣環(huán)境、研究駕車和取暖造成的空氣污染等活動(dòng)都適合兒童用來探索自然科學(xué)世界。教師可以引導(dǎo)兒童用感覺器官來感受空氣。例如，用鼻子感受吸入和呼出的空氣，用皮膚感受氣流。兒童還可以通過使用材料感受空氣，如拿一根羽毛靠近取暖器，觀察空氣的上升。

以空氣占據(jù)空間為例。只要是物體都會(huì)占據(jù)空間，比如玩具。空氣也是如此。然而，大多數(shù)兒童可能還沒有意識(shí)到這一點(diǎn)。教師可以引導(dǎo)兒童利用玩水的機(jī)會(huì)獲得類似經(jīng)驗(yàn)。比如，為一只橡膠鴨子灌水，只有先用力擠壓出橡膠鴨子里的空氣才能灌滿水。又如，把一個(gè)空瓶子放進(jìn)水里，空瓶里的空氣會(huì)咕嚕咕嚕往上冒。還可以引導(dǎo)兒童做這樣的實(shí)驗(yàn)：拿一個(gè)玻璃杯，杯口朝下，垂直放進(jìn)裝滿水的盆里，然后迅速拿起玻璃杯，可以發(fā)現(xiàn)玻璃杯的內(nèi)壁依然是干的。這是因?yàn)椴ＡП怪狈胚M(jìn)水里時(shí)，杯子中有空氣，水?dāng)D不進(jìn)去，無法占據(jù)空氣的空間。

再以空氣有溫度為例。在感受暖空氣和冷空氣方面，可以引導(dǎo)兒童在日常生活中體驗(yàn)室外空氣和室內(nèi)空氣溫度的區(qū)別，也可以引導(dǎo)兒童感受一下陰影里和陽光下空氣溫度的區(qū)別，還可以讓兒童把手放到點(diǎn)亮的60瓦白熾燈的旁邊（但手絕對(duì)不能碰到白熾燈）感受空氣溫度。教師可以通過提問加深兒童對(duì)空氣溫度的認(rèn)識(shí)：白熾燈周邊的空氣有什么特點(diǎn)？在測(cè)量空氣的溫度方面，可以引導(dǎo)兒童描述自己身體對(duì)暖空氣和冷空氣的反應(yīng)，也可以引導(dǎo)兒童使用溫度計(jì)測(cè)量空氣的溫度。比如，讓兒童走進(jìn)設(shè)置溫度不同的房間，讓他們描述自己身體的反應(yīng)或感受，再引導(dǎo)他們看看放在不同房間里的溫度計(jì)刻度有什么不同。教師還可以提出問題引發(fā)兒童的進(jìn)一步思考：我們?cè)鯓影l(fā)現(xiàn)空氣是暖的或冷的？你們都起過雞皮疙瘩嗎，是什么時(shí)候，感受如何？在空氣溫度與能源的聯(lián)系方面，可以引導(dǎo)兒童探究冬天人們是如何取暖的，或引導(dǎo)兒童探索如何利用空氣獲得能源，如風(fēng)力發(fā)電。在暖空氣比冷空氣輕方面，可引導(dǎo)兒童在日常生活中觀察相關(guān)現(xiàn)象，比如暖氣片上方窗臺(tái)上的綠色植物細(xì)小的葉子會(huì)在空氣中擺動(dòng)。這是因?yàn)榕瘹馄訜崃丝諝?，空氣變輕了，上升的暖空氣帶動(dòng)了窗臺(tái)上植物的細(xì)小葉子擺動(dòng)。教師還可以引導(dǎo)兒童把一張細(xì)長(zhǎng)形的紙條放在白熾燈上方，觀察紙條在熱空氣中擺動(dòng)的現(xiàn)象。同樣可以通過提問的方式激發(fā)兒童的研究興趣：我把紙條放到燈泡上方時(shí)，你們看到了什么？為什么燈泡上方的紙條會(huì)擺動(dòng)？在暖空氣需要更多的空間方面，可以引導(dǎo)兒童在日常生活中借助塑料水瓶觀察這一現(xiàn)象。塑料水瓶會(huì)因?yàn)榭諝鉁囟鹊淖兓馔够騼?nèi)凹。一個(gè)密封的空的塑料水瓶被加熱時(shí)，會(huì)因瓶?jī)?nèi)空氣膨脹產(chǎn)生超壓，這時(shí)瓶子會(huì)向外凸出。在打開瓶蓋時(shí)，因膨脹而多余的空氣會(huì)帶著人們聽得見的聲響逃離瓶子。這個(gè)塑料瓶子被冷卻時(shí)則會(huì)出現(xiàn)相反的變化：它會(huì)因產(chǎn)生負(fù)壓而內(nèi)凹。這時(shí)打開瓶蓋，外面的空氣會(huì)帶著哨音進(jìn)入瓶子而使瓶?jī)?nèi)空氣得到平衡。教師還可以引導(dǎo)兒童發(fā)現(xiàn)這一原理在日常生活中的應(yīng)用，如果醬和其他食品的保存：食品加熱后裝到瓶子里，然后冷卻讓瓶?jī)?nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，這個(gè)負(fù)壓可以幫助密封瓶子。

教師在組織兒童探索空氣時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意將其與“技術(shù)”的學(xué)習(xí)相聯(lián)系。例如，探索可以用空氣移動(dòng)物體時(shí)，教師不僅可以引導(dǎo)兒童感受風(fēng)，還可以引導(dǎo)兒童制造風(fēng)，進(jìn)而引導(dǎo)兒童研究和仿造風(fēng)車，并比較不同結(jié)構(gòu)的風(fēng)車，或者引導(dǎo)兒童嘗試在玩具汽車上加裝風(fēng)帆推動(dòng)汽車前進(jìn)。又如，探索空氣有阻力時(shí)，既可以引導(dǎo)兒童探究什么物體更容易在空氣中停留，又可以將其與“技術(shù)”相聯(lián)系，引導(dǎo)兒童探究什么樣的紙飛機(jī)在空氣中可以飛得更遠(yuǎn)更久。

下圖以“空氣”為例，簡(jiǎn)要梳理MINT自然科學(xué)教育的過程。

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MINT： German Natural Science Education in Preschool Education

Wassilios Emmanuel Fthenakis

（Germany Institute for Early Childhood Education Research， Bavaria， Munich ）

Translated by Zhang Hong1， Hu Yijun2

（1Hangzhou College for Kindergarten Teachers， Zhejiang Normal University， Hangzhou， 310012）

（2Center for German Studies， Zhejiang International Studies University， Hangzhou， 310012）

【Abstract】In preschool education field， German MINT curriculum advocates cultivating interdisciplinary comprehensive quality for children. MINT curriculum emphasizes that teachers should pay attention to guiding children to perceive and to explore the world around them， which is the organic and inorganic world phenomenon in childrens daily lives， and assist them to gain basic experience and knowledge related to natural science， thereby promoting them to develop scientific thinking and quality of action. This paper analyzes the MINT curriculum contents and procedures by using the theme of air as an example.

【Keywords】preschool education; natural science; MINT; scientific thinking