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基于STEM教育思维的幼儿科学素养培养探究

2023-06-16李艳梅

成才之路 2023年16期
关键词:应用意义STEM教育学习方法

李艳梅

摘要:STEM教育强调将多学科知识综合运用到实践活动中,其实施目的在于培养具有创新精神、变革精神和辩证思维能力的未来人才。STEM教育理念与幼儿教育“支持和满足幼儿通过直接感知、实际操作和亲身体验获取知识”的要求相契合,且对幼儿教育具有一定的启发作用。幼儿教师应立足幼儿科学素养培养目标,合理开展STEM教育。文章从STEM教育理念概述入手,分析STEM教育理念应用于幼儿教育面临的困难,提出立足STEM教育理念培养幼儿科学素养的策略。

关键词:STEM教育;幼儿教育;科学素养;学习方法;应用意义

中图分类号:G612文献标志码:A文章编号:1008-3561(2023)16-0101-04

STEM教育是一种将科学、技术、工程、数学等四大学科进行有机融合的跨学科学习方法,是一种重视实践的科学教育理念,其强调运用综合性技能解决实践活动中遇到的问题。《3-6岁儿童学习与发展指南》指出:幼儿教育要遵循幼儿的学习特点和成长特点,创设丰富的教育环境,最大限度地支持和满足幼儿通过直接感知、实际操作和亲身体验获取知识。STEM教育理念正好符合幼儿教育的这一要求,且对幼儿教育具有一定的启发作用。幼儿教师将STEM教育理念合理运用到幼儿教育领域,能够有效促进幼儿教育质量的提高,有效培养幼儿的科学素养,从而为幼儿的健康成长奠定良好基础。

一、STEM教育理念概述

1.STEM教育的含义

STEM是科学、技术、工程、数学四门学科的英文名称的首字母缩写,它强调这四门学科之间的密切联系,但并不否认任何一门学科的价值,也并非要取代这四门学科的教育地位,而是要使其形成互补关系,共同发挥教学作用。

2.STEM教育理念的发展历程

STEM教育理念最初是美国政府提出的教育倡议。经过几十年发展,美国的STEM教育已趋于成熟,形成了由政府、学校、社会团体等多领域共同参与的一体化教育系统。2001年,国内科技教育领域开始引入STEM教育理念。2012年,国内对STEM教育理念的研究开始繁荣。2016年,教育部出台《教育信息化“十三五”规划》,明确指出有效利用信息技术推动“众创空间”的建设,探索STEM教育,培养学生的创新意识。2017年,为进一步落实创新驱动发展战略,中国教育科学研究院在北京成立STEM教育研究中心。自此,国内关于STEM教育的研究进入高潮。

3.STEM教育理念在幼儿科学素养培养教学中的应用意义

幼儿科学素养培养并不是简单的知识积累,而应通过引导幼儿发现问题,提出解决问题方法,亲自动手解决问题等方面落实科学培养目标。《3-6岁儿童学习与发展指南》明确指出:“应引导幼儿通过直接感知、亲身体验和实际操作进行科学学习。”幼儿正处于认识世界、了解世界的成长阶段,幼儿教师应将学习活动与实践活动结合起来,让幼儿在亲身参与和体验中逐渐形成科学素养。基于STEM教育思维的幼儿科学素养培养可以通过“科学”帮助幼儿客观地认识世界,通过“数学”培养幼儿的逻辑思维能力,通过“技术”和“工程”支持幼儿改造世界,从而有效达成幼儿科学素养培养目标。

二、STEM教育理念应用于幼儿教育面临的困难

1.STEM教育发展不足

受“应试教育”理念的影响,STEM教育理念虽然已被引入中国多年,社会上也已经形成了一些具有影响力的STEM教育机构,如柴火空间、鲨鱼公园等,但真正进入校园、落到实处仍遇到一些问题。另外,各STEM教育机构所开设的STEM教育课程质量参差不齐,课程体系建设不完善,专业性人才也较为匮乏,虽然国家和各地方政府都有相应的政策支持,但真正发展起来仍需要一定的时间。

2.缺乏统一的教育标准

STEM教育主要包括机器人教育、编程教育、创客教育、机械教育等多方面的内容,每个学校都可以根据自身的条件和教学需求选择相应的STEM教育。然而,正是由于STEM教育进入校园的形式缺乏统一的标准,使得各个学校采用的STEM教育方式千差万别,有必修课、选修课等不同形式,这在一定程度上影响了教师对STEM教育的重视程度,甚至让部分教师错误地认为STEM教育可有可无。

3.对STEM教育认识不深刻

STEM教育的综合性较强,其要求幼儿教师从多角度出发对教育资源进行整合,对幼儿的学习方法进行引导,以便幼儿学会自己动手解决问题。但是,在实际教学中,经验丰富的幼儿教师往往受固有教育观念的影响,以及自身创新能力、思维能力等的限制,对STEM教育理念的认识并不深刻,仍以口传心授的方法教育幼儿,难以让STEM教育理念真正落实到教学活动中。而新手幼儿教师则需要花费较多的时间了解幼儿的心理和发展特点,因此会沿用老教师的教育方法,也难以对幼儿进行有效的STEM教育。

4.缺乏相应条件的支持

开展STEM教育需要构建一定的活动空间,配备相应的活动设施和活动材料。然而,当前部分幼儿园存在办学规模不大、占地面积较小、基础设施老旧、缺乏先进的信息技术和人工智能设备等情况,这使得STEM教育难以真正落实。部分幼儿园虽然在园内设置了活动区域,但这些活动区域相对分散,链接性较差,这导致引导性较强的STEM教育活动难以有效开展。还有部分幼儿园虽然建设了新的活动场地,也添置了相应的活动设施和活动材料,但这些活动场地、活动设施和活动材料都只在限定的时间内对特定的幼儿开放,这在一定程度上给STEM教育价值的发挥带来了负面影响。

5.实施过程缺乏真实性

STEM教育的核心是面对真实世界、解决实际问题,这就决定了STEM教育实践活动需围绕生活中的真实问题展开。然而,当前部分幼儿园开展的STEM教育活动好似空中楼阁,缺乏真实性,主要表现在以下几方面。第一,过于注重單一技能的训练,解决真实问题较少。第二,解决的问题大多具有标准答案,开放性较差。第三,问题多涉及单一知识,不需要综合知识。第四,缺乏对于真实生活中问题的探讨,没有真正结合幼儿的思维发展特点进行合理的教学。这些问题共同导致STEM教育流于形式、表面化倾向明显,难以真正培养幼儿的科学素养。

三、立足STEM教育理念培养幼儿科学素养的策略

1.结合实际情况,突破落实困境

目前,要想真正将STEM教育理念融入幼儿教育中,就要设法突破STEM教育理念的落实困境,真正将STEM教育理念落到实处。

(1)提升STEM教育的地位。将STEM教育理念融入幼儿教育中不仅是幼儿教育的创新发展,还是幼儿教育的全新切入点,其有助于促进幼儿教育改革,为幼儿教育质量提高奠定坚实基础,从而更好地回应现代社会对人才的培养诉求。因此,幼儿园应立足创新型人才的培养需要,以提升幼儿的综合素质和创新精神为出发点落实STEM教育理念,以便将信息变成知识,将知识变成能力,有效发挥STEM教育理念的作用。

(2)结合实际情况开发利用现有资源。STEM教育虽然对活动空间、活动设施及活动材料有着一定的要求,但幼儿园切不可因盲目追求豪华设施,将STEM教育变成以机器操作为主的堆料行为,而应根据自身的实际情况,结合幼儿真实生活状态,因地制宜地开发学习场地,并依据现有资源,对活动设施、活动材料进行更新、改造和再利用。还要合理安排时间,将已有的STEM教育设施真正利用起来,而不是束之高阁,变成形象工程。这样的STEM教育才能有效激发幼儿的探索欲望,提升幼儿的科学素养。

(3)开发针对性教育课程。根据STEM教育理念在中国的发展情况,幼儿园应以STEM教育研究中心为主导,联合社会上的STEM教育机构,开发一套较为系统的幼儿STEM教育课程,以形成产、学、研融合的STEM教育新生态。值得注意的是在开发幼儿STEM教育课程时,幼儿园应遵循幼儿的认知特点,将教育资源与幼儿生活进行紧密结合,积极构建真实情境,解决真实问题,并设置开放性答案,以引起幼儿对实际生活的思考,有效培养幼儿的自主探究能力。

(4)鼓励家长参与到培养过程中。幼儿园要积极开发系统的、不受时空限制的家园共育STEM教育活动,并鼓励家长参与到对幼儿科学精神、探究兴趣、动手能力的培养中来,以使家长对STEM教育理念形成正确认识,并重视幼儿科学素养培养,进而积极主动地在生活中对幼儿进行相应培养。

2.发挥主观能动性,培养科学素养

STEM教育理念下的幼儿教育鼓励幼儿发挥主观能动性,主动进行知识探索和研究,并积累经验,有效提升科学素养。在进行STEM教育理念下的幼儿教育时,幼儿教师可以从生活实际、思维能力、科学引导等方面入手,对幼儿进行科学素养培养。

(1)结合生活实际,开展探索和研究活动。基于真实生活的探索和研究活动能够让幼儿获得真实的情感体验,促使幼儿对科学知识形成初步了解,从而有效挖掘幼儿潜能,培养幼儿的科学思维,促进幼儿科学素养提升。幼儿教师可在STEM教育理念的指导下,组织幼儿在真实的环境中进行探索和研究活动,促使幼儿在解决各种真实问题的过程中提升科学素养。在幼儿进行探索和研究活动时,幼儿教师只需从旁辅助,在技术方面给予支持,以有效调动幼儿的探索和研究积极性,促使幼儿树立科学意识,提高自主解决问题能力。以“简易传声筒”的制作活动为例,幼儿教师可以先向幼儿展示老式座机电话,让幼儿观察座机电话的特点,并为幼儿提供一次性纸杯、棉线、细塑料管、胶带等工具,让幼儿自主制作“简易传声筒”。然后,幼儿教师可以将幼儿按照三人一组的方式分成若干个小组,让幼儿以小组为单位进行探究制作活动。在活动中,幼儿教师可以通过具有启发性的方式提示幼儿,帮助幼儿解决遇到的问题。例如,当幼儿提出:“传声筒的连接处是否需要密封住”这样的问题时,幼儿教师就可以鼓励幼儿仔细观察座机样式,并使用棉线、细塑料管等进行大胆尝试。在活动结束后,幼儿教师可以对活动进行延伸性总结:随着科技的进步,传声筒之间的线已经被隐藏在空气中。然后引导幼儿观察现代手机的通信方式,以激发幼儿观察生活的兴趣,有效培养幼儿的好奇心。本次活动引导幼儿以电话座机为参照物自主制作“简易传声筒”,幼儿在使用一次性纸杯、棉线等物品的过程中,其观察、思考、动手等多项能力都会得到有效培养,这符合STEM教育理念的要求。通过此次活动,幼儿不仅可以了解声音的传播方式,还可以体验到生活中的科学知识,这有利于幼儿科学思维的形成,也有利于幼儿科学素养的提升。

(2)通过解决问题,培养幼儿思考能力。幼儿科学素养的发展离不开思考能力的支持,思考能力培养是幼儿科学素养培养的重要一环。面对问题时,幼儿只有多思多想,善于发现事件之间的联系,才能有效解决问题。幼儿教师可在STEM教育理念的指导下,引导幼儿从不同方面对产生问题的事物进行观察,以使幼儿认识到事物与事物之间的关系,并通过对其间联系的分析,发现解决问题的方法,从而有效提高思考能力。以“如何给植物浇合适的水量”的教学活动为例,幼儿给班级中的植物浇水时,发现不同种类的植物对水的需求量不同,如果用同一个装置装相同的水量给不同植物浇水的话,有的植物第二天就会打蔫儿,因此提出给每种植物安排不同的浇水工具。幼儿教师可以基于幼儿提出的这一问题,组织全班幼儿进行讨论,并鼓励幼儿积极说出自己的解决方法。这时,有的幼儿提出:“可以给装水工具标上刻度,并标明不同植物需要的用水量,这不仅能节省材料,还能解决问题。”还有的幼儿提出:“可以给每种植物贴一个标签,明确这种植物需要的用水量,这能有效解决植物太多,而装水工具上难以写下所有植物需要用水量的刻度的问题。”最后,师幼一起研究植物的生长习性,根据以上解决方法制作标签,给装水工具画刻度,并合理安排时间给不同的植物浇水。本次活动对“如何给植物浇合适的水量”这一问题进行探究,通过班级讨论,有效找到了“浇合适的水量”的问题的多种方法,这不仅可以让幼儿了解各种植物的习性,还能有效培养幼儿从多角度思考问题的能力。

3.开展多元评价,促进全面发展

幼儿教师在对STEM教育理念下的实践与探究成果进行评价时,应从实践活动出发,全方面进行分析,从多维度进行总结,以凸显幼儿实践与探究成果的价值,使幼儿的實践与探究行为得到认可,使幼儿在单次探究活动中获得的特殊经验成为一般经验,以此有效提高幼儿的探究能力。在实践与探究活动结束之后,幼儿教师可以根据活动的实践记录,对幼儿在活动中的具体表现进行多元评价,以掌握幼儿的发展情况,并在此基础上调整之后的教育方案,从而为教学目标的有效达成奠定良好基础。

(1)开展成果展示活动,促进幼儿身心健康成长。在STEM教育理念的指导下,幼儿在进行实践与探究活动时,都会形成富有意义的成果,如用一次性纸杯和棉线等制作成的“传声筒”、体验皮影戏后制作的皮影剪影等。每次实践与探究活动结束后,幼儿教师都可以组织幼儿开展成果展示活动。在成果展示活动中,幼儿教师要努力营造分享成果的欢乐氛围,鼓励幼儿介绍自己的作品,并讲解自己在制作过程中遇到的问题以及解决的方法,以此培养幼儿参与探究活动的兴趣,促使幼儿保持对科学知识的好奇心。而且,通过自我评价,幼儿会正确认识自身的优势和不足,并在与同伴进行互动时,积极学习同伴身上的优点,这有助于幼儿的全面发展。另外,幼儿教师也可以通过成果展示活动充分了解幼儿的个性及学习特点,了解幼儿在探究活动中的收获,以便制订针对性教学计划,因材施教,有效达成培养幼儿科学素养、促进幼儿身心健康成长的目标。

(2)实施情感激励,激发幼儿的实践与探究欲望。STEM教育理念融入幼儿教育就是为了激发幼儿的内在驱动力,促使幼儿主动完成实践与探究活动。幼儿充分发挥主观能动性,有效解决问题后,所获得的成就感会激发自身的科学探究热情,提高自身的实践与探究能力。基于此,在实践与探究活动中,幼儿教师要通过情感激励法对幼儿进行鼓励,并对幼儿在探究活动中的行为作出良好反馈,以使幼儿保持对科学探究活动的热情,有效提升实践与探究能力。例如,在“制作皮影道具”活动中,有的幼儿认为,单纯地将纸张裁剪成完整的剪影会在表演皮影戏时显得过于僵硬,因此就将剪影进行分割,并借助棉线等将分割好的各部分进行连接,从而使剪影变得生动灵活,使皮影表演的效果更佳。对此,幼儿教师可以进行如下评价:“你的剪影非常生动灵活,这说明你在观看皮影戏时对剪影进行了全面的观察,在制作剪影时进行了充分的思考,并且对自己动手制作的作品有很好的把控能力。这简直太棒了!老师希望你能保持敏锐的观察力,继续对生活中的现象多思多想。”幼儿教师通過肯定的言语对幼儿的作品进行评价,不但可以增强幼儿的自信心,还可以有效培养幼儿对世界的好奇心,激发幼儿的创造潜能。

四、结语

综上所述,STEM教育理念能够满足幼儿教育立足实际、注重实践的需求,在幼儿教育中具有旺盛的生命力,将STEM教育理念运用到幼儿教育中,可以促进幼儿教育的蓬勃发展。幼儿教师需深入了解STEM教育理念,立足幼儿实践活动,制定合适的教学策略,并将多元评价贯穿于科学探究活动始终,启发幼儿对事物进行观察和思考,引导幼儿通过自己的双手完成科学探究活动,从而有效培养幼儿的科学素养和科学思维,促进幼儿全面健康成长。

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Exploration of the Cultivation of Childrens Scientific Literacy Based on STEM Educational Thinking

Li Yanmei

(Taiyuan Preschool Teachers College, Shanxi Province,Taiyuan 030000, China)

Abstract: STEM education emphasizes the comprehensive application of multidisciplinary knowledge in practical activities, with the aim of cultivating future talents with innovative spirit, transformative spirit, and dialectical thinking ability. STEM education concept is in line with the requirement of early childhood education to "support and meet the knowledge acquisition of young children through direct perception, practical operation, and personal experience", and has a certain enlightening effect on early childhood education. Preschool teachers should reasonably carry out STEM education based on the goal of cultivating childrens scientific literacy. This article starts with the overview of STEM education concept, analyzes the difficulties of applying STEM education concept to preschool education, and puts forward strategies to cultivate childrens scientific literacy based on STEM education concept.

Key words: STEM education; preschool education; scientific literacy; learning method; application significance

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