沙水游戲以其開(kāi)放性、自主性特征成為幼兒探究自然的重要載體，《3-6歲兒童學(xué)習(xí)與發(fā)展指南》強(qiáng)調(diào)通過(guò)游戲激發(fā)幼兒探究能力，這與STEM教育“以現(xiàn)實(shí)問(wèn)題為導(dǎo)向，通過(guò)探究、體驗(yàn)解決真實(shí)問(wèn)題”的理念高度契合。作為區(qū)域高質(zhì)量游戲研究試點(diǎn)園，我們?cè)趯?shí)踐中發(fā)現(xiàn)：傳統(tǒng)沙水游戲中幼兒常因材料特性（如沙土松散、透水性強(qiáng)）陷入操作困境（如沙水滲透、結(jié)構(gòu)坍塌），而STEM教育的工程思維與問(wèn)題解決框架，能有效引導(dǎo)幼幾將偶發(fā)游戲轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)性探究。

本研究以“沙池轱輾井”游戲?yàn)檩d體，嘗試構(gòu)建“問(wèn)題識(shí)別一方案設(shè)計(jì)一協(xié)作驗(yàn)證 -創(chuàng)新改良”的融合實(shí)踐模型，旨在通過(guò)STEM教育理念提升沙水游戲的探究深度，為幼兒在真實(shí)問(wèn)題解決中實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)提供路徑參考。

一、核心概念闡述

STEM教育是一種將科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）多學(xué)科融合的教育理念和教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)打破學(xué)科界限，注重讓兒童通過(guò)實(shí)際操作和項(xiàng)自實(shí)踐來(lái)學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識(shí)，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，培養(yǎng)動(dòng)手能力、問(wèn)題解決能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通能力、創(chuàng)新能力及批判性思維等。

沙水游戲是幼兒以沙、土、水為基本材料，借助輔助工具開(kāi)展的操作游戲。本研究特別將其界定為：幼兒圍繞感興趣的主題，以沙、土、水為載體，通過(guò)與材料互動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題的探究性活動(dòng)。

二、課程起源與問(wèn)題診斷

沙水游戲的主題源自幼兒的自發(fā)性探索，開(kāi)放的環(huán)境能有效激發(fā)幼兒發(fā)現(xiàn)新的探索主題。

辰辰在沙坑中嘗試壘建水井，這一行為吸引了同伴關(guān)注。他將沙子捧至坑邊，反復(fù)拍打按壓以圍成井壁，但因沙子松軟一直無(wú)法筑高。此時(shí)琦琦將一小桶水倒入沙坑，水迅速滲透消失，于是辰辰改用濕沙繼續(xù)壘高井壁，同時(shí)將沙坑越挖越深。隨著琦琦持續(xù)倒水，井壁逐漸無(wú)法承重，出現(xiàn)噴水現(xiàn)象，兩人雖多次用沙子按壓補(bǔ)救，但水仍不斷滲漏，最終水井坍塌。

在觀察幼兒搭建水井的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)辰辰與同伴遭遇了雙重挑戰(zhàn)：當(dāng)琦琦將水倒入沙坑時(shí)，水迅速滲入沙子中，而用濕沙堆砌的井口在反復(fù)加水后逐漸坍塌。這一現(xiàn)象本質(zhì)上反映了沙水材料的物理特性與幼兒工程構(gòu)想之間的矛盾一一沙子的透水性導(dǎo)致儲(chǔ)水功能失效，而沙水混合物的松散結(jié)構(gòu)難以承受重力負(fù)荷。

面對(duì)這一情境，教師沒(méi)有直接提供解決方案，而是嘗試將STEM教育的核心要素融入游戲指導(dǎo)，通過(guò)遞進(jìn)式提問(wèn)引導(dǎo)幼兒聚焦問(wèn)題本質(zhì)：“為什么干沙子無(wú)法筑高？”“水滲下去后能不能想辦法留??？”并基于幼兒的生活經(jīng)驗(yàn)和興趣點(diǎn)，支持他們?cè)谔骄恐薪鉀Q問(wèn)題，將自發(fā)游戲引向有目的的探究。

三、實(shí)踐探索與教師支持

1.問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的材料嘗試

在回顧搭建水井的操作過(guò)程時(shí)，有幼兒指出水在沙子里會(huì)很快滲下去，而且周?chē)蒙匙勇裣碌木诓⒉焕喂?，幼兒根?jù)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題開(kāi)始尋找解決辦法。因?yàn)榇蠹蚁敕ê芏?，為了?yàn)證哪種方式具備可行性，幼兒分別以倒扣水桶制作的沙堆、萬(wàn)能工匠圓柱、水桶、塑料盤(pán)子、輪胎以及沙水池旁邊撿到的黑色大垃圾袋為材料，展開(kāi)了以“保護(hù)水寶寶”和“保衛(wèi)水井”為主題的探索。

當(dāng)幼兒帶著“保護(hù)水寶寶”的探究愿望展開(kāi)材料探索時(shí)，教師觀察到他們?cè)谠囧e(cuò)中展現(xiàn)出的工程思維雛形：用倒扣的水桶圍合沙坑時(shí)，幼兒發(fā)現(xiàn)弧形結(jié)構(gòu)難以承重；嘗試萬(wàn)能工匠圓柱時(shí)，又意識(shí)到光滑材質(zhì)與沙土的摩擦力不足。這些嘗試并非無(wú)意義的試錯(cuò)，而是幼兒對(duì)材料物理特性（如摩擦力、承重能力）的直觀體驗(yàn)。

2.經(jīng)驗(yàn)遷移的材料優(yōu)化

經(jīng)過(guò)一番試驗(yàn)后，幼兒最終決定用黑色大塑料袋作為儲(chǔ)水介質(zhì)，卻面臨邊緣固定的難題：幼兒先是嘗試用沙子埋住塑料袋的邊緣進(jìn)行固定，但倒水后塑料袋還是跑了出來(lái)；于是，他們將塑料袋埋深，并在邊緣壓上石頭，這一次成功解決了滲漏問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了水井的儲(chǔ)水功能（見(jiàn)圖1）。

解決儲(chǔ)水問(wèn)題后，幼兒將精力轉(zhuǎn)向井身建造。他們從沙池各處運(yùn)來(lái)沙子，用小鏟子在塑料袋外圍堆砌井壁，試圖通過(guò)拍打按壓形成規(guī)整的圓柱形狀，但沒(méi)想到邊壘邊塌，始終無(wú)法壘出理想的井身高度。于是，幼兒嘗試用木制積木在井的周?chē)庸蹋捎诜e木重量不足，輕輕一碰就倒了，導(dǎo)致井身再次坍塌。多多發(fā)現(xiàn)沙水區(qū)一些備用輪胎的內(nèi)圈大小與他們挖的井口大小相近，便將輪胎蓋在水井上方。輪胎的圓形內(nèi)圈為井身提供了支撐框架，幼兒見(jiàn)狀便四處運(yùn)來(lái)沙子，將其填入輪胎與水井之間的縫隙，試圖用沙子將輪胎固定在井口周?chē)?。?jīng)過(guò)一番忙碌，水井的井身逐漸成形，初步具備了穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

在選用建井材料時(shí)，幼兒結(jié)合“玩風(fēng)游戲”中使用空調(diào)擋風(fēng)袋的經(jīng)驗(yàn)，主動(dòng)遷移至沙池場(chǎng)景一一將塑料袋鋪設(shè)于水坑內(nèi)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)水，教師通過(guò)圖文記錄完整保留這一游戲亮點(diǎn)。針對(duì)部分幼兒在小鎮(zhèn)古跡旅行中見(jiàn)過(guò)老式水井的生活經(jīng)驗(yàn)，教師組織開(kāi)展了“水井外形與使用方式”專(zhuān)題討論，并借助“水井的演變”主題活動(dòng)，引導(dǎo)幼兒了解不同歷史時(shí)期的水井構(gòu)造及打水工藝，促進(jìn)生活經(jīng)驗(yàn)向游戲經(jīng)驗(yàn)的轉(zhuǎn)化。

3.合作建構(gòu)的井架研發(fā)

在教師引導(dǎo)下，幼兒觀察到傳統(tǒng)水井兩側(cè)的支架結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)通過(guò)支架橫桿旋轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)繩索吊桶的升降打水，由此產(chǎn)生了搭建轱輾井架的需求。起初，他們選用班級(jí)中的小型萬(wàn)能工匠材料嘗試搭建，卻在沙水池實(shí)操中遭遇挑戰(zhàn)。

圖1

當(dāng)沙水池旁備好不同長(zhǎng)度的萬(wàn)能工匠構(gòu)件后，幼兒開(kāi)始搭建井架：肉肉將一根方能工匠棍斜插進(jìn)水井一側(cè)的沙子中，頂端連接橫向構(gòu)件，剛完成固定就轟然倒塌。一旁的開(kāi)鑫指出問(wèn)題：“埋得太淺了，上面的架子太重！”經(jīng)過(guò)多次調(diào)整埋深與構(gòu)件連接方式，井架仍因底部承重不足無(wú)法穩(wěn)定站立。

圖2

經(jīng)過(guò)多次嘗試，幼兒決定在萬(wàn)能工匠圓柱兩端各連接一個(gè)節(jié)點(diǎn)，以此確保與沙池地面接觸部分的結(jié)構(gòu)平衡（見(jiàn)圖2）。然而，隨著構(gòu)件與沙池的接觸面積增大，單憑一名幼兒的力量已無(wú)法將拼好的構(gòu)件埋入沙中，因此需要同伴的相互合作，共同完成井架的搭建工作。

在水井建造過(guò)程中，幼兒儼然小小工程師團(tuán)隊(duì)，圍繞水井的外形設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)展開(kāi)系統(tǒng)性探索：從材料承重能力角度對(duì)比塑料袋與輪胎的差異，從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性維度嘗試不同的井架連接方式。這種將生活經(jīng)驗(yàn)（如見(jiàn)過(guò)的老式水井）轉(zhuǎn)化為工程實(shí)踐的過(guò)程，本質(zhì)上是幼兒通過(guò)“做中學(xué)”建構(gòu)物理概念（如穩(wěn)定性、摩擦力）與工程思維的認(rèn)知?dú)v程。

4.創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的轱輔井改良

轱毓井架逐步成形后，幼兒在架上系繩掛桶，嘗試模擬真實(shí)水井的汲水操作。然而在使用中發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵問(wèn)題：轱轆架轉(zhuǎn)動(dòng)困難，肉肉觀察后指出：“構(gòu)件卡在萬(wàn)能工匠的小孔里了，得拔出來(lái)才能轉(zhuǎn)?！钡珕虇塘⒖烫岢鲑|(zhì)疑：“拔出來(lái)架子會(huì)倒啊！”

面對(duì)這一矛盾，幼兒展開(kāi)了創(chuàng)新改良：他們將兩根萬(wàn)能工匠構(gòu)件交叉固定，在交叉點(diǎn)上方連接較長(zhǎng)的橫梁作為轉(zhuǎn)動(dòng)軸，最后在教師協(xié)助下完成結(jié)構(gòu)加固。改良后的轱輾架不僅保持了穩(wěn)定性，還實(shí)現(xiàn)了靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的汲水功能（見(jiàn)圖3）。

在轱輾井架改良中，幼兒發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)卡頓問(wèn)題，肉肉指出“構(gòu)件插在小孔里導(dǎo)致轉(zhuǎn)不動(dòng)”，喬喬則擔(dān)憂結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。他們通過(guò)交叉固定萬(wàn)能工匠并連接長(zhǎng)構(gòu)件，在教師輔助下制作成了可轉(zhuǎn)動(dòng)井架，經(jīng)歷了“問(wèn)題識(shí)別 - 方案設(shè)計(jì) -實(shí)踐驗(yàn)證”的流程，發(fā)展了工程思維與動(dòng)手能力。教師通過(guò)復(fù)盤(pán)引導(dǎo)幼兒在試錯(cuò)中構(gòu)建力學(xué)認(rèn)知，體現(xiàn)了STEM教育“做中學(xué)”的理念。

圖3

四、啟發(fā)與反思

1.幼兒在主動(dòng)探索中實(shí)現(xiàn)多維能力發(fā)展

在“沙池轱輾井”游戲中，幼兒從自發(fā)挖井的興趣出發(fā)，經(jīng)歷了“問(wèn)題發(fā)現(xiàn) $$ 方案設(shè)計(jì)→材料嘗試 $$ 合作優(yōu)化”的完整探索鏈條。他們?cè)诰硭輹r(shí)調(diào)整沙水比例，在儲(chǔ)水失敗后遷移“玩風(fēng)游戲”中的經(jīng)驗(yàn)，選用塑料袋儲(chǔ)水，在井架轉(zhuǎn)動(dòng)失靈時(shí)創(chuàng)造性地交叉固定萬(wàn)能工匠構(gòu)件，每一次試錯(cuò)都伴隨著對(duì)材料特性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的直觀認(rèn)知。這種在真實(shí)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)下的“做中學(xué)”，不僅提升了他們的動(dòng)手操作與問(wèn)題解決能力，更讓幼兒在反復(fù)驗(yàn)證中建構(gòu)起初步的工程思維。

2.游戲設(shè)計(jì)需堅(jiān)守“兒童本位”的生成邏輯

游戲主題的生命力源于幼兒的即時(shí)體驗(yàn)：辰辰水井坍塌的偶發(fā)事件，因教師捕捉到幼兒“讓水不滲漏”的興趣點(diǎn)，才演變?yōu)橄到y(tǒng)性的轱輾井項(xiàng)目。這啟示教師需摒棄預(yù)設(shè)課程的慣性思維，通過(guò)觀察傾聽(tīng)、對(duì)話互動(dòng)和材料支持，讓游戲主題從幼兒經(jīng)驗(yàn)中自然生長(zhǎng)，將生活經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為游戲探究的關(guān)鍵紐帶。

3.材料投放與問(wèn)題解決形成動(dòng)態(tài)呼應(yīng)機(jī)制

幼兒在不同階段的材料選擇呈現(xiàn)清晰的問(wèn)題導(dǎo)向：儲(chǔ)水階段選用塑料袋與石頭，對(duì)應(yīng)“防滲漏”需求；井身壘造階段啟用輪胎，解決“結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性”問(wèn)題；轱輾架改良時(shí)使用交叉連接的萬(wàn)能工匠構(gòu)件，回應(yīng)“轉(zhuǎn)動(dòng)與固定”的矛盾。教師在此過(guò)程中并非盲目提供材料，而是通過(guò)“問(wèn)題討論”引導(dǎo)幼兒明確需求，使材料成為延伸探究的思維工具，而非被動(dòng)操作的道具。

4.STEM教育理念在游戲中的自然滲透

整個(gè)活動(dòng)貫穿“現(xiàn)實(shí)問(wèn)題 - 科學(xué)探究 -工程設(shè)計(jì)-創(chuàng)新應(yīng)用”的STEM內(nèi)核。例如在解決“轉(zhuǎn)動(dòng)軸卡頓問(wèn)題時(shí)，幼兒通過(guò)“交叉支撐”方案實(shí)現(xiàn)拼插結(jié)構(gòu)優(yōu)化，這種將直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)升華為結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程，生動(dòng)詮釋了STEM教育中“深度學(xué)習(xí)”的本質(zhì)一不是知識(shí)的機(jī)械灌輸，而是通過(guò)真實(shí)問(wèn)題的解決，幫助幼兒實(shí)現(xiàn)認(rèn)知與能力的協(xié)同發(fā)展。