幼兒園開展STEM教育的途徑和方法

1、幼兒園開展STEM教育的途徑和方法STEM是由科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)工程(Engineer)和數(shù)學(xué)(Mathematics)這四個(gè)學(xué)科的英文單詞第一個(gè)字母構(gòu)成。STEM教育在美國政府的大力推動(dòng)下，已經(jīng)成為美國教育界的一個(gè)熱門課題。近年來隨著中小學(xué)STEM教育的深入開展，美國幼兒教育界也在關(guān)注STEM教育。幼兒園如何開展STEM教育？辛辛那提大學(xué)莫牧教授提由四個(gè)實(shí)施STEM教育的途徑和方法，即通過建立STEM學(xué)習(xí)中心，在日常教育活動(dòng)中、在戶外活動(dòng)中及在項(xiàng)目活動(dòng)中開展STEM教育。一、建立STEM學(xué)習(xí)中心在教室里設(shè)立STEM學(xué)習(xí)中心是開展STEM教育的一個(gè)有效途徑。S

2、TEM學(xué)習(xí)中心由科學(xué)角改建而來，也可以根據(jù)STEM的課題臨時(shí)連接建構(gòu)區(qū)與科學(xué)活動(dòng)區(qū)，或美工活動(dòng)區(qū)。除了科學(xué)和數(shù)學(xué)的材料，STEM學(xué)習(xí)中心應(yīng)包含技術(shù)工具，以方便學(xué)習(xí)，如放大鏡、天平以及用于測量長度的尺子。一些技術(shù)設(shè)備，如計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)以及投影儀，把它們放在能夠得著的地方，以便在需要的時(shí)候，擴(kuò)展或記錄學(xué)習(xí)。還可以提供一些與STEM課題有關(guān)的圖書和圖片，如幼兒在開展建筑工程活動(dòng)時(shí)，可以提供建筑工程的圖片，看工程師是怎樣建造大樓的。STEM學(xué)習(xí)中心在教室內(nèi)的位置也很重要，最好附近有窗口，因?yàn)橛行┗顒?dòng)需要自然光線。止匕外，輔助物品，如喂鳥器、溫度計(jì)或窗盒花盆可以安裝在窗外，使室內(nèi)和室外的課程連接起來。

3、明亮的STEM學(xué)習(xí)中心會(huì)吸引幼兒來參與活動(dòng)。如果該中心設(shè)在教室的一個(gè)黑暗的角落里，孩子不太可能去探索它。到目前為止，STEM教育指的是至少科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四種學(xué)科中的兩種整合，一般多是科學(xué)和數(shù)學(xué)的結(jié)合。建立STEM學(xué)習(xí)中心，教師要讓幼兒有機(jī)會(huì)考察與思考科學(xué)和數(shù)學(xué)方面的概念，并把這兩個(gè)學(xué)科結(jié)合起來。計(jì)劃時(shí)可以從科學(xué)或數(shù)學(xué)的課題開始，然后在目標(biāo)和材料層次上把STEM的其他學(xué)科結(jié)合進(jìn)來。其實(shí)很多幼兒園都有科學(xué)活動(dòng)區(qū)（科學(xué)角，自然角等），在這些區(qū)角的基礎(chǔ)上很容易就可以改成STEM學(xué)習(xí)中心，開展STEM的活動(dòng)。比如在自然角中放些測量的工具，如天平、量杯、尺子等，可以量量植物長高了多少，澆了多少量杯

4、的水等，記在紙上，就可以把數(shù)學(xué)和科學(xué)自然地結(jié)合起來；也可以提供給幼兒數(shù)碼相機(jī)，讓幼兒記錄植物的變化，并把照片傳到電腦里展示和討論，就可以把技術(shù)結(jié)合進(jìn)來；也可以提供一些綠色工程師工作的圖書，了解他們?nèi)绾伍_展美化城市的工程等。STEM學(xué)習(xí)中心應(yīng)包括一個(gè)小的桌面或平臺來存放材料，提供足夠的空間讓幼兒來探索。把科學(xué)角轉(zhuǎn)變成STEM學(xué)習(xí)中心的一個(gè)方法是引入一些易于整合STEM活動(dòng)的材料。如提供一些斜面或斜板，幼兒想到的第一個(gè)活動(dòng)就是讓東西從上面滾下來，這涉及到斜面的傾斜度與物體下滾速度的關(guān)系問題（物理），用幾個(gè)斜板來比較，就可以看到速度快慢與傾斜度的關(guān)系，思考斜面一端的高度與速度的關(guān)系問題（數(shù)學(xué)）；幼兒

5、接著可能做更多的嘗試，如何連接幾個(gè)斜面讓物體滾動(dòng)得更遠(yuǎn)，這可能遇到斜面路徑的設(shè)計(jì)和斜面之間連接的技術(shù)問題和工程問題?？梢?，好的材料引入，可以讓幼兒在科學(xué)角展開STEM活動(dòng)。當(dāng)然，這些活動(dòng)也可與建構(gòu)區(qū)結(jié)合起來，利用建構(gòu)區(qū)的已有材料，加上若干斜面就可以開展STEM活動(dòng)。STEM學(xué)習(xí)中心通常圍繞莫個(gè)學(xué)科的課題。這些課題可以來自物理、生命科學(xué)、地球科學(xué)和數(shù)學(xué)代數(shù)、幾何、數(shù)量和作業(yè)、測量和數(shù)據(jù)分析）。每個(gè)課題至少與一個(gè)其他的STEM學(xué)科整合，也有兩個(gè)到三個(gè)的整合。通過探究來學(xué)習(xí)是每個(gè)STEM學(xué)習(xí)中心的主要目標(biāo)。二、在日常教育活動(dòng)中開展STEM教育在日常教育活動(dòng)中進(jìn)行科學(xué)和數(shù)學(xué)教育的機(jī)會(huì)比比皆是，有些孩子

6、發(fā)現(xiàn)有的課程活動(dòng)特別有趣，所以教師要有意隨機(jī)展開科學(xué)和數(shù)學(xué)教育，這是很重要的。增加精心所選的材料可以擴(kuò)展STEM的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，促進(jìn)高層次思維，并讓孩子們把科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)納入到他們的創(chuàng)造性活動(dòng)之中。如滑輪是被廣泛應(yīng)用的一個(gè)歷史悠久的技術(shù)發(fā)明，幼兒可以通過玩滑輪構(gòu)建重要的科學(xué)關(guān)系，包括認(rèn)識滑輪的扭轉(zhuǎn)方向的能力。在一個(gè)建造的工程活動(dòng)中，幼兒試圖在兩座樓之間傳送材料，采用滑輪來運(yùn)輸，這時(shí)，他們不僅要考慮滑輪的運(yùn)動(dòng)方向，也要考慮繩子的長度，這樣，既涉及到物理問題（運(yùn)動(dòng)），又涉及到數(shù)學(xué)問題（長度）。這四個(gè)STEM領(lǐng)域的內(nèi)容都可以被整合到這個(gè)活動(dòng)中。莫牧教授以烹飪、搭積木、感官探索桌、藝術(shù)和音樂活動(dòng)為

7、例闡述了在日常的教育活動(dòng)中加強(qiáng)STEM學(xué)習(xí)的方法。1 .在烹飪活動(dòng)中開展STEM教育在烹飪過程中，兒童需要攪拌、混合、鋪展、傾倒并測量，用到一些簡單的工具，可以自然地把技術(shù)引入活動(dòng)。使用簡單的機(jī)械也可以把烹飪活動(dòng)與物理學(xué)聯(lián)系起來。而原材料的混合可以使幼兒看到材料混合后發(fā)生的變化，其中有些變化是可逆的，有些變化是不可逆的。例如，葡萄干和谷物的混合物可以被分離回其組成部分，一個(gè)打碎的雞蛋就不能返回到其原始狀態(tài)。加熱或制冷還會(huì)引起物質(zhì)的變化，幼兒可以通過觀察，獲得許多經(jīng)驗(yàn)，對于孩子來說，烹調(diào)是化學(xué)的開端。數(shù)學(xué)也可以整合在烹飪活動(dòng)中，如使用量筒來提供一定數(shù)量的成分，幼兒可能需要數(shù)多少湯匙（或杯）來滿足

8、食物混合的需要。2 .在積木建構(gòu)區(qū)開展STEM教育積木建構(gòu)區(qū)有豐富的STEM學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。首先，孩子們可以像建筑工程師那樣體驗(yàn)設(shè)計(jì)和創(chuàng)建各種建筑，它提供幼兒無數(shù)的機(jī)會(huì)來建構(gòu)物理知識。幼兒在建構(gòu)活動(dòng)中會(huì)發(fā)現(xiàn)，寬的、平的底座要更穩(wěn)定；四個(gè)圓柱定位在一個(gè)長方形的結(jié)構(gòu)提供了平屋頂或地板的強(qiáng)有力的支持。許多幼兒可以發(fā)現(xiàn)兩個(gè)矩形板放置在頂部和垂直于那兩個(gè)板的四角撐起另兩個(gè)平行板的結(jié)構(gòu)，在這個(gè)結(jié)構(gòu)上可以構(gòu)建更高、更穩(wěn)定的塔。在建構(gòu)活動(dòng)中，教師可以豉勵(lì)幼兒建造斜面來試驗(yàn)玩具汽車在斜面上的運(yùn)動(dòng)，這可以引入許多物理的概念，包括斜面的陡峭程度與運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系等。幾何和測量也在積木建構(gòu)區(qū)隨處可以利用。孩子可以探索幾何體

9、的性質(zhì)與功能，如圓柱體和長方體，用這些幾何形狀來滿足不同結(jié)構(gòu)的需要。教師可以和幼兒一起直接關(guān)注這些關(guān)系，使用一些有關(guān)的詞匯，如教師可以評論幼兒的建筑，“你有圓柱體在結(jié)構(gòu)底部，中間是長的矩形塊，小的矩形塊在上面?！弊層變鹤⒁獾轿恢煤头较?。積木區(qū)也是建立測量概念的絕佳場所，幼兒會(huì)發(fā)現(xiàn)長的長方形板是短的兩個(gè)長，短的又是更短的兩個(gè)長。教師可以在幼兒沒有特定長度的板時(shí)，提醒他們可以用兩塊短的拼起來。3.通過感官探索桌開展STEM教育感官探索桌提供了一個(gè)研究地球科學(xué)的試驗(yàn)環(huán)境。幼兒喜歡玩水，著迷于把水盛滿容器，看其形狀的變化。他們會(huì)把水倒入一個(gè)瓶子，看著水首先覆蓋容器的底部，然后開始向上移動(dòng)，直到它充滿整

10、個(gè)瓶子，緊接著，水漫過瓶口，從瓶子的口沿流下，幼兒可以不停地玩和觀看。當(dāng)試管被加入到水桌來，幼兒會(huì)發(fā)現(xiàn)水集中在管子的下部，傾斜試管，水的形態(tài)會(huì)發(fā)生變化。提高和降低試管的端部，水會(huì)重新定位自身。在教師的引導(dǎo)下，幼兒可以發(fā)現(xiàn)流動(dòng)的水有動(dòng)力，可以讓水輪的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。水的運(yùn)動(dòng)與性質(zhì)是地質(zhì)學(xué)的重要概念。感官探索桌也可以試驗(yàn)其他的材料，如沙子，來和水的性質(zhì)比較。幼兒可以把沙子倒在漏斗里，下面形成一個(gè)沙堆，而水就做不到。孩子們也發(fā)現(xiàn)沙子將不再通過漏斗，因?yàn)樯扯训捻敹硕伦×丝?。?dāng)孩子把沙子倒進(jìn)試管，它在試管的移動(dòng)和水不一樣，它趨向于聚集在底部。幼兒可以用篩子玩沙子和石子，經(jīng)過搖動(dòng)，沙子漏下了，石子卻留在上面。材

11、料在自然界中的這種過濾是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)重要過程。數(shù)學(xué)也可以圍繞感官探索桌的活動(dòng)進(jìn)行，那些海貝、礦石都可以提供給幼兒分類的機(jī)會(huì)。幼兒可以根據(jù)它們的各種屬性：大小、顏色、結(jié)構(gòu)、紋理、形狀和殼的類型等進(jìn)行分類。分類是建立數(shù)學(xué)概念的一個(gè)重要組成部分。幼兒必須制定和遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行分類，這有助于培養(yǎng)邏輯推理能力。感官探索桌還為幼兒提供了數(shù)學(xué)建模和解決問題的機(jī)會(huì)。教師可以提由問題，刺激幼兒的數(shù)學(xué)思維，如是否有足夠多的人來放在每艘船里？每艘船里放幾個(gè)人就可以使每艘船上的人一樣多？如果每艘船上有5個(gè)人,船會(huì)沉嗎有經(jīng)驗(yàn)的教師經(jīng)常提由各種問題來刺激幼兒的數(shù)學(xué)思維。4 .在藝術(shù)活動(dòng)中開展STEM教

12、育藝術(shù)與科學(xué)中的生命科學(xué)、地球科學(xué)和物理學(xué)相聯(lián)系。與生命科學(xué)的聯(lián)系，教師可以引入植物材料，讓孩子們?nèi)谌胱约旱淖髌分?。例如，樹葉、干草、各種種子和堅(jiān)果，可以用于做拼貼。松針、冬青葉和松果可加入冬季活動(dòng)。羽毛、花瓣和彩色蛋殼可以創(chuàng)作春天的作品。利用植物來增強(qiáng)藝術(shù)體驗(yàn)，不僅提高了孩子的創(chuàng)造力，也給幼兒提供了更仔細(xì)考察這些材料的機(jī)會(huì)。許多幼兒經(jīng)常使用的美術(shù)材料都與地球科學(xué)有關(guān)。最明顯的例子是黏土，它是天然存在的礦物質(zhì)，可以讓幼兒發(fā)現(xiàn)濕潤黏土是柔韌的，可以被改變成許多不同的形狀，但是，一旦黏土干燥后，它就會(huì)變硬并保持其形狀。幼兒在藝術(shù)活動(dòng)中使用的工具也與物理學(xué)有關(guān)。如剪刀就是杠桿原理的一種應(yīng)用，要是被切

13、割的東西厚，就要把切割的對象移動(dòng)更靠近支點(diǎn)，使機(jī)械效益增加，使得即使厚的材料，如硬紙板，也可被切割。鉛筆、蠟筆和顏料是美工活動(dòng)中常用的工具，幼兒會(huì)發(fā)現(xiàn)H數(shù)高的，顏色越淺。紅、藍(lán)、黃三原色，結(jié)合可產(chǎn)生橙色、綠色和紫色等。在美工活動(dòng)中有許多數(shù)學(xué)教育的機(jī)會(huì)，如各種圖案、對稱和形狀都可能開展數(shù)學(xué)教育，如讓孩子們注意到他們的藝術(shù)作品中存在的一些模式。教師可能會(huì)說：“我看到你紙上的圖案，紅色、綠色和藍(lán)色，然后又是這樣排列的條紋，紅、綠、藍(lán)，紅、綠、藍(lán)?！痹谟變旱睦L畫中，可以發(fā)現(xiàn)許多不同的幾何形狀，如房頂?shù)娜切危瑝Φ拈L方形等，教師有意識地和幼兒談?wù)撨@些，有助于幼兒建立形狀的概念。5 .在音樂活動(dòng)中開展ST

14、EM教育音樂的許多方面都與物理學(xué)有關(guān)，它的聲音樂器的制作等。如制作樂器的材料與發(fā)生的聲音有關(guān)，弦樂器上，按在不同的位置可以發(fā)生不同的聲音，仔細(xì)看弦在振動(dòng)等，這都與物理學(xué)是密切相關(guān)的。幼兒在使用三角鐵、木塊、風(fēng)鈴、罐、木琴等打擊樂器時(shí)，可以做許多與物理有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，如在打擊樂器后，用手按住，可以讓聲音停止（停止振動(dòng)）。音樂的節(jié)拍是可以測量的，如數(shù)數(shù)幾個(gè)拍子，一個(gè)音有多長,等等，可以自然地引入數(shù)學(xué)教育。也可以提供材料讓幼兒制作簡單的樂器，如用紙盒與牛皮筋來制作“弦樂器”，用竹筒制作可以吹的管等，進(jìn)一步探索聲音的特性。三、在戶外活動(dòng)中開展STEM教育戶外活動(dòng)中有很多進(jìn)行STEM教育的機(jī)會(huì)，莫牧教授舉了

15、一個(gè)例子：幼兒甲和幼兒乙各拿一個(gè)南瓜從教室由來到戶外，走到蹺蹺板旁邊，把南瓜放到事先準(zhǔn)備好的盒子里，這兩個(gè)盒子分別放在蹺蹺板的兩端。幼兒乙那邊沉下去，“我的南瓜重！”幼兒乙驚呼?！安?，不是這樣，幼兒甲不同意，“我這邊重，它翹起來了”。教師覺得這是一個(gè)進(jìn)行STEM教育的好機(jī)會(huì)，就問：“要是幼兒甲坐上去，這邊重還是輕？”兩個(gè)幼兒都認(rèn)為重，于是他們就做了個(gè)試驗(yàn)，幼兒甲這邊沉下去了。他們立刻明白，蹺蹺板向哪邊沉下就是哪邊重。幼兒甲現(xiàn)在同意幼兒乙這邊的南瓜重。蹺蹺板本質(zhì)上是一個(gè)天平，幼兒常常感到困惑，到底哪邊較重。孩子們習(xí)慣的想法是高大的東西，比如大人，較重。在室外環(huán)境中，孩子們可以觀察和研究植物的生長

16、。他們可能會(huì)在玩蒲公英時(shí)，注意到植物的各個(gè)部分；也可能會(huì)看到苔鮮和各種花草之間的差異。在游戲場地里沒有空間做小花園，孩子們可以種容易搬運(yùn)的盆栽植物。他們還可以觀賞附近的動(dòng)物，如鳥、松鼠和昆蟲，并可以用喂鳥器裝食與它們進(jìn)行互動(dòng)，或觀察哪些食物螞蟻喜歡吃?；〞r(shí)間在操場上進(jìn)行科學(xué)調(diào)查能夠幫助幼兒理解衰退和生長。大動(dòng)作探索：戶外游樂設(shè)備往往是大到足以讓孩子們用整個(gè)身體來探索。孩子們可以從輪胎秋千上擺動(dòng)，像鐘擺一樣；體驗(yàn)向上和向下像天平的蹺蹺板運(yùn)動(dòng)。這些經(jīng)驗(yàn)可以幫助他們更好地理解他們在課室中使用的裝置，如鐘擺和天平。在戶外，幼兒可以用滑輪把物體高高吊起，也可以在更大的斜面上觀看物體的滾動(dòng)，或者在三輪車后

17、面拖一個(gè)小車，感受要使的力氣。戶外給予幼兒更多的空間，及和自然界接觸的機(jī)會(huì)，給予幼兒在課室里所不能獲得的經(jīng)驗(yàn)，也給教師提供不同的整合STEM教育的機(jī)會(huì)。四、在項(xiàng)目活動(dòng)中開展STEM教育許多幼兒園采用項(xiàng)目或主題活動(dòng)，項(xiàng)目和主題活動(dòng)本身就是綜合性的，整合不同科目展開。項(xiàng)目活動(dòng)通常根據(jù)幼兒的興趣展開，都有考察的重點(diǎn)，存在很多機(jī)會(huì)來進(jìn)行STEM教育，如在一個(gè)戲劇項(xiàng)目中，需要搭一個(gè)架子放幕布，這可能會(huì)涉及科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程等有關(guān)的問題，如選擇怎樣的材料做支撐物，不讓幕布倒下來，這需要解決平衡問題（物理），了解材料的特性（科學(xué)），要測量幕布的長短并選用合適長度的材料（數(shù)學(xué)），還要做一個(gè)計(jì)劃來做一個(gè)放幕布的架

18、子（工程）等。莫牧教授以一個(gè)南瓜的項(xiàng)目為例說明如何在項(xiàng)目活動(dòng)中進(jìn)行STEM教育。這個(gè)項(xiàng)目是由教師把一個(gè)南瓜帶到教室開始的，當(dāng)幼兒看見一個(gè)大南瓜擺在科學(xué)桌子中央，就很興奮?！澳銈冎滥瞎侠锩嬗惺裁茨?？”教師問。有些孩子之前在雜貨店看到過南瓜，但他們大多未見過南瓜的里面。“你們可以花一周來想想南瓜里可能有什么”，教師說，“然后把你們的猜測告訴我，我替你們寫到剪貼板上。到周五，我們將打開南瓜，看看到底什么在里面?！钡搅酥芪?，有各種各樣的預(yù)測，有少數(shù)兒童猜到里面是“種子”，或“黏糊糊的東西”。幾個(gè)幼兒認(rèn)為里面有可能是“糖果”，因?yàn)樗麄兺ǔＴ谌f圣節(jié)看到南瓜。當(dāng)打開后，幼兒驚奇地發(fā)現(xiàn)了南瓜里面的種子。他們

19、幫助教師把種子取由來，用水洗干凈的同時(shí)對種子產(chǎn)生了濃厚的興趣。當(dāng)教師問幼兒想要用種子做什么，幾個(gè)孩子馬上說，他們希望種下它們?！澳悻F(xiàn)在不能栽培它們，一個(gè)幼兒說，“外面太冷了?！苯處熃ㄗh說：“我們可以將它們保存好，明年春天再種?！绷硪粋€(gè)幼兒說：“我們能不能栽在花盆里，把它們放到窗口呢？”教師認(rèn)為這個(gè)建議不錯(cuò)，教室的后墻是窗，有很多陽光?！拔覀?yōu)槭裁床粐L試呢？”他建議說，“我們現(xiàn)在種一些種子，看看它們的生長；我們甚至可以種到外面，看看太冷會(huì)不會(huì)妨礙它們成長；我們也可以保留一些，等到春天再種，看看那時(shí)種會(huì)怎樣?！庇變簾嶂杂诖讼敕?，很快就開始了“南瓜的植物是什么樣子”的談話。有的幼兒說種子將長成大樹，然后樹木生長由南瓜。有的幼兒說會(huì)看到綠色的葉子長生來，但南瓜會(huì)長在地下，像土豆一樣，看不到它們，因?yàn)樗鼈冊诘叵鲁砷L。也有幼兒說可能長得像一朵花，然后變成南瓜，這個(gè)說法遭到其他幼兒的質(zhì)疑，他們認(rèn)為南瓜太大了，會(huì)把植物壓垮。在這個(gè)談話中，幼兒即在把做的與他們已經(jīng)知道的聯(lián)系了起來。這個(gè)南瓜項(xiàng)目的發(fā)展并不在教師的計(jì)劃之中，后來的發(fā)展完全是由南瓜的種子引起的，但教師很快找到了整合STEM教育的機(jī)會(huì)，并沿著幼兒的興趣發(fā)展南瓜的主題，他讓幼兒畫由他們認(rèn)為南瓜子會(huì)長成什么樣子，開始思考他們的栽培計(jì)劃，并加以實(shí)施。在實(shí)施過程中，教師讓幼兒關(guān)注種子