郝明晶

(東北師范大學(xué)教育學(xué)部，吉林長春，130024)

20世紀(jì)80年代以來，美國為了繼續(xù)保證其經(jīng)濟(jì)上的領(lǐng)先地位，率先提出科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)(STEM)發(fā)展戰(zhàn)略。1986年，美國國家科學(xué)委員會(huì)發(fā)表《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》，該報(bào)告首次提出“科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)教育的綱領(lǐng)性建議”，被認(rèn)為是STEM教育的開端和里程碑。[1]此后，STEM教育也因其培養(yǎng)綜合型和創(chuàng)造性人才而在世界各地廣泛傳播。我國教育部2016年頒布《教育信息化“十三五”規(guī)劃》，在其中明確表示應(yīng)積極探索信息技術(shù)在眾創(chuàng)空間、跨學(xué)科學(xué)習(xí)(STEM)教育、創(chuàng)客教育等新模式中的應(yīng)用，這標(biāo)志著STEM教育正式在我國教育文件中被提及并納入到實(shí)踐領(lǐng)域之中。

一、STEM教育的內(nèi)涵、特征與常見模式

STEM教育由科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)、數(shù)學(xué)(Mathematics)組成，是這四個(gè)領(lǐng)域的綜合性課程。STEM注重四門學(xué)科之間的有效融合而并非簡(jiǎn)單的疊加，四門學(xué)科的教學(xué)必須緊密相連，以整合的教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生掌握知識(shí)和技能，并能進(jìn)行靈活遷移應(yīng)用解決真實(shí)世界的問題。[2]STEM教育具有以下的特征：

(一)跨學(xué)科性

跨學(xué)科性是STEM教育的首要特征?？鐚W(xué)科就是有意識(shí)地去參與并整合多個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域和多種學(xué)習(xí)方法來研究某個(gè)核心問題或項(xiàng)目。不同于傳統(tǒng)教育將各門學(xué)科與知識(shí)分離，STEM教育強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四門學(xué)科的有效結(jié)合。相關(guān)研究者提出一個(gè)經(jīng)典模型用來解釋STEM教育的跨學(xué)科性與整合性，該模型一共分為五層[3]：第一層主要是具體的課程，指的是“S、T、E、M”所代表的科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等學(xué)科下的具體分科課程；第二層是特定的學(xué)科層，強(qiáng)調(diào)具體四門學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系；第三層是學(xué)科融合層，在四門學(xué)科充分整合的基礎(chǔ)上加入了新的藝術(shù)學(xué)科；第四層和第五層都注重的是學(xué)科知識(shí)與實(shí)際生活的整合，將STEM素養(yǎng)整合，解決實(shí)際生活中的問題。[4]STEM教育的跨學(xué)科性非常強(qiáng)調(diào)整合性，強(qiáng)調(diào)以一種整合性的思維來看待現(xiàn)實(shí)生活中的各種真實(shí)問題，注重在實(shí)際的問題情境中綜合運(yùn)用各種學(xué)科的知識(shí)來解決問題。

(二)真實(shí)情境性

基于真實(shí)的問題情境，以解決真實(shí)的問題為導(dǎo)向是STEM教育的關(guān)鍵特征之一。STEM教育重視學(xué)生對(duì)在生活中真實(shí)問題的解決，注重所學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活之間的聯(lián)系。STEM教育所強(qiáng)調(diào)的情境性并不僅僅局限在教室之中，還可能是博物館、實(shí)驗(yàn)室、展覽館等。這種貼近實(shí)際生活的真實(shí)情境更容易調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性，投入到探索的環(huán)節(jié)之中，促進(jìn)學(xué)習(xí)的深度思考。在STEM教育中，學(xué)生所發(fā)現(xiàn)的真實(shí)問題成為貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過程的主線，把核心問題轉(zhuǎn)化為一系列的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生通過高投入的實(shí)踐探索，達(dá)到對(duì)知識(shí)的意義建構(gòu)和深層次理解。[4]因此，STEM教育非常強(qiáng)調(diào)情境體驗(yàn)式的學(xué)習(xí)方式，教師要把相關(guān)知識(shí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為具體的問題，讓學(xué)生置身于真實(shí)的問題情境之中。

(三)協(xié)作互動(dòng)性

在新時(shí)代背景下，教育所追求的并不僅僅是認(rèn)知領(lǐng)域內(nèi)的提高，而是認(rèn)知和情感領(lǐng)域的協(xié)同發(fā)展。STEM教育注重的是對(duì)生活中的真實(shí)問題的解決，而這類問題大多數(shù)是復(fù)雜的非良性結(jié)構(gòu)問題，具有一定的難度和挑戰(zhàn)性，需要學(xué)習(xí)者通過交流與討論，協(xié)同合作來共同解決問題。其中，STEM教育的核心特征之一是通過協(xié)作來培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。[5]STEM教育中所強(qiáng)調(diào)的協(xié)作互動(dòng)并不是機(jī)械被動(dòng)地小組合作，而是在問題導(dǎo)向的模式下，圍繞問題而進(jìn)行的分析與討論、查閱資料、收集資料等過程。在整個(gè)過程中，涉及的不僅僅是學(xué)生與學(xué)生之間的合作，還有學(xué)生與教師、學(xué)生與家長之間的合作等。

(四)回歸循環(huán)性

STEM教育中所強(qiáng)調(diào)的回歸性不僅僅指的是回歸到真實(shí)的問題情境之中，還體現(xiàn)了其循環(huán)性。STEM教育在確定要解決的問題后，在不斷地分析和嘗試后，仍然會(huì)回歸到問題本身，而問題的難度和挑戰(zhàn)性也是逐漸加大，整個(gè)過程體現(xiàn)了STEM教育的循環(huán)性。

在分析了STEM教育的內(nèi)涵和特征后，將STEM教育的幾種常見應(yīng)用模式進(jìn)行總結(jié)，分別是：驗(yàn)證型STEM教育應(yīng)用模式，具體步驟是明確問題、設(shè)計(jì)方案、評(píng)估方案、實(shí)施方案、分析數(shù)據(jù)、分享反思；探究型STEM教育應(yīng)用模式，具體步驟是發(fā)現(xiàn)問題、收集證據(jù)、分析數(shù)據(jù)、解釋結(jié)論、分享反思；制造型STEM教育應(yīng)用模式，具體步驟是情境引入、設(shè)備培訓(xùn)、模仿制造、知識(shí)講解、協(xié)同改進(jìn)、分享反思；創(chuàng)造型STEM教育應(yīng)用模式，具體步驟是情境引入、創(chuàng)新引導(dǎo)、協(xié)同設(shè)計(jì)、制造驗(yàn)證、應(yīng)用改進(jìn)、分享反思。[6]

二、STEM教育理念與幼兒園科學(xué)教育

STEM教育理念自引進(jìn)以來，在中小學(xué)、高中等引發(fā)了關(guān)注，掀起了新的一輪研究熱潮，但學(xué)前教育內(nèi)的STEM教育研究則起步較晚。在學(xué)前教育領(lǐng)域中，與STEM的教育理念貼合得最為密切的便是幼兒園科學(xué)教育，二者存在著相互促進(jìn)的密切關(guān)系。幼兒園科學(xué)教育是指幼兒在教師的引導(dǎo)下，主動(dòng)地進(jìn)行科學(xué)探索和學(xué)習(xí)、親身經(jīng)歷探索過程、感受和體驗(yàn)科學(xué)精神，通過與周圍環(huán)境的相互作用獲得有關(guān)物質(zhì)世界及其關(guān)系的感性認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的過程，具有啟蒙性、生活性、趣味性、科學(xué)性和綜合性等特點(diǎn)。[7]

幼兒園科學(xué)教育是落實(shí)STEM教育理念的有效途徑。首先，二者的內(nèi)涵不謀而合。STEM教育中的“S”代表科學(xué)教育，幼兒園所開展的科學(xué)教育也不僅局限在科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)容的學(xué)習(xí)，同樣滲透工程、技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的知識(shí)，注重的是幼兒科學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展。因此，STEM教育與幼兒園科學(xué)教育在內(nèi)涵方面十分貼切。其次，二者的精神理念十分貼切。無論是STEM教育還是幼兒園的科學(xué)教育，二者都重視的是幼兒探究精神、幼兒良好學(xué)習(xí)品質(zhì)的培養(yǎng)，注重的是幼兒思維和社會(huì)性情感的全面發(fā)展?；诖?，可以看出，幼兒園科學(xué)教育是實(shí)施STEM教育理念的有效載體，讓STEM教育理念滲透在幼兒園的課程體系之中 。

STEM教育理念的落實(shí)能夠提升幼兒園科學(xué)教育的質(zhì)量。STEM教育中強(qiáng)調(diào)的跨學(xué)科性能夠促進(jìn)幼兒整合性思維的發(fā)展；強(qiáng)調(diào)回歸真實(shí)的問題情境來激發(fā)幼兒的探究興趣和探究動(dòng)機(jī)；注重學(xué)習(xí)共同體的建立來培養(yǎng)幼兒在科學(xué)活動(dòng)中的社會(huì)交往的發(fā)展。STEM教育理念注重探究精神和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，將其理念滲透在幼兒園科學(xué)教育之中，能夠提高幼兒園科學(xué)教育的質(zhì)量，符合新時(shí)代發(fā)展對(duì)幼兒的培養(yǎng)要求。因此，將STEM教育理念與幼兒園科學(xué)教育進(jìn)行結(jié)合，基于STEM教育理念來重新審視當(dāng)今我國幼兒園科學(xué)教育的開展，對(duì)幼兒園科學(xué)教育體系進(jìn)行重新建構(gòu)是必要的。

三、幼兒園科學(xué)教育的現(xiàn)狀

隨著教育改革的不斷推進(jìn)，學(xué)習(xí)品質(zhì)成為衡量幼兒發(fā)展的新標(biāo)準(zhǔn)，在學(xué)前教育的五大領(lǐng)域中越來越滲透好奇心和探究能力的培養(yǎng)?；诖?，幼兒園科學(xué)教育的比重在幼兒園課程領(lǐng)域中不斷增加，越來越多的幼兒園逐漸開展多樣化的幼兒園科學(xué)教育活動(dòng)，研發(fā)獨(dú)具特色的幼兒園科學(xué)教育課程體系。但是目前我國幼兒園科學(xué)教育也存在著一些弊端，這些弊端讓科學(xué)教育無法最大限度地發(fā)揮對(duì)幼兒發(fā)展的促進(jìn)作用。

(一)目標(biāo)定位：缺乏科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)

幼兒園科學(xué)教育是科學(xué)知識(shí)教育、科學(xué)方法教育和科學(xué)精神教育的有機(jī)統(tǒng)一。比起科學(xué)知識(shí)和科學(xué)原理的學(xué)習(xí)，幼兒園科學(xué)教育更重要的是培養(yǎng)幼兒對(duì)科學(xué)知識(shí)和現(xiàn)象感到好奇、充滿想象力的探究精神和不斷嘗試的品質(zhì)，注重的是幼兒自我探究能力的培養(yǎng)。幼兒探究能力通常指的是幼兒主動(dòng)自愿的參與獲得知識(shí)的過程，掌握初步探索所需要的手段和方法，形成初步的科學(xué)概念和萌發(fā)出探究未知世界的一種積極態(tài)度的能力。[8]

審視當(dāng)前的幼兒園科學(xué)教育，發(fā)現(xiàn)存在的一個(gè)普遍的問題是對(duì)于內(nèi)涵的錯(cuò)誤理解以及對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)的定位存在偏差。首先，對(duì)科學(xué)教育的內(nèi)涵界定不清晰。幼兒園所開展的科學(xué)教育主要是原理的普及教育，是復(fù)雜的科學(xué)概念和科學(xué)原理的學(xué)習(xí)，缺少了科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)精神的滲透。其次，對(duì)科學(xué)教育的目標(biāo)定位把握不準(zhǔn)確。幼兒園認(rèn)為科學(xué)教育是開展幼小銜接課程的主要載體，學(xué)習(xí)各種相關(guān)科學(xué)課本和教材，不斷加強(qiáng)其科學(xué)教育內(nèi)容的難度。在這樣錯(cuò)誤的目標(biāo)定位的培養(yǎng)模式下，幼兒的好奇心和求知欲很難得到發(fā)展。幼兒園科學(xué)教育成為了死板的常識(shí)性教育、幼兒的動(dòng)手探究能力得不到滿足，幼兒的問題解決能力也得不到發(fā)展。

(二)內(nèi)容來源：偏離真實(shí)生活情境

對(duì)幼兒園科學(xué)教育的內(nèi)涵和目標(biāo)的錯(cuò)誤定位后所帶來的便是幼兒園科學(xué)教育內(nèi)容來源的單一化和死板化。[9]首先，幼兒園科學(xué)教育的內(nèi)容大多數(shù)是成型的科學(xué)教材，缺少對(duì)實(shí)際生活中所遇到的感興趣的問題和現(xiàn)象的學(xué)習(xí)。其次，幼兒園科學(xué)教育所開展的活動(dòng)大多數(shù)是正式的集體活動(dòng)，忽視了真實(shí)生活情境的有效滲透。幼兒園科學(xué)教育并不僅指正式的科學(xué)原理的學(xué)習(xí)，也并不是要安排在固定的課程時(shí)間里，在一日生活中都能夠有效地滲透科學(xué)教育。例如，在植物角中教師引導(dǎo)幼兒掌握植物生長的原理，讓幼兒通過日常生活中所接觸到的感興趣的事物來激發(fā)對(duì)科學(xué)現(xiàn)象和科學(xué)原理的探究等。偏離情境的科學(xué)教育內(nèi)容，不僅造成了所開展的科學(xué)教育的形式單一，還很難激發(fā)起幼兒的探究欲望，幼兒的學(xué)習(xí)品質(zhì)得不到發(fā)展。

(三)指導(dǎo)方式：過度高控的教師指導(dǎo)

在幼兒園的科學(xué)教育中，教師的指導(dǎo)并不是講述科學(xué)原理，而是調(diào)動(dòng)幼兒的好奇心和求知欲，讓幼兒在主動(dòng)探索中培養(yǎng)自主探究能力、激發(fā)幼兒的科學(xué)探索精神。在當(dāng)今的幼兒園科學(xué)教育中，教師的指導(dǎo)方式存在一些問題。首先，教師在活動(dòng)中留給幼兒自主探究的時(shí)間和空間不多。教師關(guān)注幼兒對(duì)于科學(xué)原理和科學(xué)概念的掌握，在幼兒無法準(zhǔn)確概括出原理后，沒有給幼兒獨(dú)立充足的自主探究空間，就直接將答案告知于幼兒。其次，在涉及一些科學(xué)活動(dòng)中的實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，教師出于安全的考慮，給幼兒親自動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)不多。教師的過于高控的指導(dǎo)方式，打亂了幼兒的自主探究和小組合作討論，讓幼兒體驗(yàn)不到科學(xué)探究中自主解決問題的樂趣。

四、STEM教育視域下幼兒園科學(xué)教育體系的重構(gòu)

STEM教育強(qiáng)調(diào)的跨學(xué)科性、基于真實(shí)的問題情境、注重探究能力的培養(yǎng)等，提高了美國科學(xué)教育的質(zhì)量。因此，本文從STEM的教育理念出發(fā)來對(duì)幼兒園科學(xué)教育體系進(jìn)行重構(gòu)，借鑒STEM教育的特征對(duì)我國幼兒園科學(xué)教育提出如下改進(jìn)意見：

(一)精準(zhǔn)目標(biāo)定位：注重科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)

在幼兒園科學(xué)教育中，目標(biāo)體系的定位關(guān)系到幼兒園科學(xué)教育的內(nèi)涵的認(rèn)識(shí)、幼兒科學(xué)教育的培養(yǎng)模式和組織形式。從STEM教育的視角出發(fā)，幼兒園科學(xué)教育應(yīng)該注重幼兒科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)?？茖W(xué)素養(yǎng)是指在日常生活、社會(huì)事務(wù)以及個(gè)人決策中所需要的科學(xué)概念和科學(xué)方法的認(rèn)識(shí)和理解，并在此基礎(chǔ)上形成穩(wěn)定的心理品質(zhì)?？茖W(xué)素養(yǎng)有四個(gè)核心因素，分別是科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神。[10]

首先，凸顯幼兒的整合性思維、創(chuàng)造性思維等高階思維的發(fā)展。STEM教育一個(gè)顯著的特征是注重整合性思維的培養(yǎng)，即在幼兒園科學(xué)教育中，教師引導(dǎo)幼兒用一種更加全域的視角來看待問題，綜合以往的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)解決實(shí)際問題。其次，注重幼兒自主探究能力的發(fā)展。在幼兒園科學(xué)教育中，教師要給幼兒提供充足的時(shí)間和空間進(jìn)行有效探究，讓幼兒通過自主探究、小組合作探究等方式來促進(jìn)其創(chuàng)造性思維、批判新思維等的發(fā)展。再次，培養(yǎng)幼兒的科學(xué)探索精神。在STEM教育中，強(qiáng)調(diào)的是通過一系列靈活多樣的活動(dòng)開展來培養(yǎng)幼兒對(duì)科學(xué)、工程、技術(shù)等活動(dòng)的興趣，發(fā)展幼兒的科學(xué)探索精神，培養(yǎng)勇于探究、敢于嘗試創(chuàng)造的良好學(xué)習(xí)品質(zhì)。在幼兒園科學(xué)教育中，教師應(yīng)注重幼兒科學(xué)精神的培養(yǎng)，利用談話交流、小組討論等方式來鼓勵(lì)幼兒進(jìn)行嘗試和探究，及時(shí)鼓勵(lì)幼兒的探究表現(xiàn)，激發(fā)幼兒對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的興趣。

(二)多樣內(nèi)容選擇：回歸生活情境的處理

STEM教育的關(guān)鍵特征之一是回歸性，強(qiáng)調(diào)回歸真實(shí)的生活情境，注重利用生活中的真實(shí)事物開展探究活動(dòng)。在幼兒園科學(xué)教育中，其教育主題的內(nèi)容建構(gòu)主要遵循趣味性、發(fā)展性、探究性、生活性等原則。[11]在幼兒園科學(xué)教育中，教師應(yīng)該拓展思維，開啟多元化的幼兒園科學(xué)教育活動(dòng)，將科學(xué)教育與真實(shí)的生活情境結(jié)合在一起。

首先，教師在確定幼兒園科學(xué)教育的活動(dòng)主題時(shí)，可以考慮到與幼兒生活貼近的、幼兒感興趣的現(xiàn)象或事物。例如，教師可以更有效地發(fā)揮出生活中植物角的作用，讓幼兒通過花朵的開放與枯萎等更加形象地理解光合作用的原理等。同時(shí)，這種來源于實(shí)際生活的主題還更能夠使幼兒運(yùn)用已有經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展經(jīng)驗(yàn)遷移能力。其次，教師利用真實(shí)的生活情境發(fā)展幼兒的問題解決能力。STEM教育面向真實(shí)的問題情境，注重幼兒通過科學(xué)活動(dòng)、項(xiàng)目活動(dòng)等培養(yǎng)問題解決能力。教師在確定科學(xué)教育活動(dòng)的主題時(shí)，可以靈活地滲透問題意識(shí)，讓幼兒利用科學(xué)原理和科學(xué)概念來解決生活中的實(shí)際問題。

(三)適度教師指導(dǎo)：有效利用合作共同體

STEM教育注重學(xué)習(xí)共同體的建立，強(qiáng)調(diào)通過協(xié)作互動(dòng)來解決實(shí)際問題。教師、家長、幼兒、社區(qū)等有效合作，建立學(xué)習(xí)合作共同體。在STEM教育中，教師的角色定位發(fā)生了轉(zhuǎn)變，不再是傳統(tǒng)的指導(dǎo)者，而是合作者。

在幼兒園科學(xué)教育中，教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的角色定位，做幼兒在科學(xué)探索活動(dòng)中的合作者。首先，教師在幼兒進(jìn)行科學(xué)探索時(shí)，把握好指導(dǎo)的尺度和時(shí)機(jī)，留給幼兒自主探究、自主思考的空間。教師不能高控整個(gè)探究活動(dòng)，也不能放任幼兒自主活動(dòng)，可以巧妙利用談話、討論等方式給幼兒適當(dāng)提示。其次，教師組織幼兒建立合作小組，利用同伴間的交流和互動(dòng)推進(jìn)整個(gè)科學(xué)教育活動(dòng)的流程。這樣的合作互動(dòng)方式不會(huì)讓幼兒感受到壓力和束縛，更加激發(fā)幼兒對(duì)活動(dòng)的興趣。

高質(zhì)量的幼兒園科學(xué)教育不僅能夠讓幼兒掌握科學(xué)知識(shí)與科學(xué)原理，還能激發(fā)幼兒對(duì)科學(xué)探究的興趣、發(fā)展幼兒的好奇心與創(chuàng)造力。STEM教育作為教育的新視角，對(duì)我國當(dāng)今的幼兒園科學(xué)教育有一定的啟示，應(yīng)基于STEM教育理念重建幼兒園科學(xué)教育體系，正確定位幼兒園科學(xué)教育活動(dòng)，豐富幼兒園科學(xué)教育活動(dòng)的形式。