缩略图
Education and Training

STEAM 理念下幼儿园航模科技启蒙活动评价体系的构建策略

作者

钟其

江西省萍乡市上栗县赤山镇中心幼儿园 337000

随着计算机网络的飞速发展,人类社会进入了“全民皆网”的新时代。STEAM 教育理念逐步走进大众视野。20 世纪 80 年代,美国率先提出以科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineer)和数学(Mathematics)多学科融合为背景,以项目式学习为基础的教育,后来加入艺术(Art),形成了 STEAM 教育。美国的 STEAM 教育已经走在世界前沿,成为众多国家教育界参考学习的目标。STEAM 教育已经被众多国家视为提升国家竞争力的重要手段之一。根据教育部《关于大力推进幼儿园与小学科学衔接的指导意见》(2021)强调要“通过游戏化活动培养儿童科学探究能力”。如今 STEAM教育理念在学前教育领域也出现渗透趋势,它是一种重实践的超学科教育概念,航模活动对幼儿的科学探究能力、工程思维与艺术创造力的培养价值极大。所以单一技能的运用已经无法支撑未来人才的发展。未来,国家需要越来越多的多方面综合型人才。

一、STEAM 教育与幼儿园航模科技启蒙的耦合性分析

STEAM 理念下幼儿园航模科技启蒙在多方面实现跨学科整合,以航模为载体融合科学原理中的空气动力学、技术应用中的工具使用技巧、工程实践中的模型搭建技巧、艺术设计中的外观装饰和数学测量中的尺寸计算等多学科知识。以“橡筋动力飞机”项目为例,科学层面通过比较不同翼型(平直翼 vs 三角翼)的滑翔距离,理解升力原理,技术层面学习使用安全剪刀、热熔胶枪等工具进行模型组装,工程层面经历"设计草图→原型制作→风洞测试→迭代优化"完整流程培养幼儿的实际操作能力,采用水拓画、滴胶工艺进行机身美学设计完成艺术层面渗透,数学层面通过测量飞行距离并绘制柱状图比较数据。在航模科技启蒙活动中,通过“设计-制作-试飞-改进”循环培养幼儿问题解决能力,增加幼儿认知神经,FMRI 脑成像研究表明,5 岁幼儿在自主探究过程中前额叶皮层激活程度显著高于被动接受指导时。跨学科统整性教学,重视学习者的多元感知联动能力,以批判思维出发,从探索中引导综合思维的养成。

二、STEAM 理念下评价体系的构建策略

1. 内容维度

通过观察航模制作中的科学原理实现知识的跨学科融合;在飞行器装饰的个性化表达中,培养幼儿创造表现力;在小组任务中角色分工提高幼儿协作沟通能力;面对活动中试飞失败后的方案改进,使幼儿逐渐形成批判性思维。

2. 方法维度

幼儿教师根据动态观察法设计《航模活动行为观察量表》,其中包含 5 个一级指标和 12 个二级指标,一级指标主要围绕 ATEAM 教育理念的五大核心,二级指标根据观察能力、提问能力、工具使用安全性、材料选择合理性、测试调整次数、问题解决策略、装饰创意性、色彩协调性、抗挫折表现等不同角度结合具体行为进行评分,教师可通过比较评估发展进程;使用作品分析法建立"结构完整性-功能实现度-美学表现力"三维评价矩阵,进行多方面评价;采用成长档案袋方式,整合视频记录、幼儿自述、教师评语等多模态数据。

3 主体维度

首先,教师评价采用 SOLO 分类理论(即“可观测的学习结果”分类法)进行认知水平分级,SOLO 分类法是一种以等级描述为特征的质性评价方法,将学生学习的结果由低到高分为五个不同的层次,即前结构(P)、单一结构(U)、多元结构(M)、关联结构(R)、拓展抽象结构(E)。这五种水平的结构复杂性按照一定的层级逐步提升。SOLO 分类,它关注学生对问题的反应以及学生理解的质量与本质,更加重视从教学实际中总结学生反应的共同特点,因而与教学有更直接的联系。其次,幼儿自评互评尝试开发可视化评价图表。可视化评价是一种通过图形、图表等方式直观展示评价结果的方法,旨在使评价过程和结果更加清晰、易于理解。在教育领域,可视化评价可以帮助教师调整教学策略,促进课程优化,使家长和学生也能更好地理解评价结果,体会到成长的快乐,例如星星贴纸累计系统法。最后,设计家庭延伸活动反馈表来增加家长的参与度,家庭延伸活动反馈表是一种用于收集家庭成员对校园活动的建议和意见的工具,旨在增强家庭成员之间的互动。

三、STEAM 理念下航模科技启蒙实践与应用

1.分阶段实施路径

通过年龄适配性指标,实现渐进式能力培养:小班侧重兴趣激发,评价指标以感官体验为主。需要使用颜色、声音等引起他们的注意,采用更加直观的方式评价他们的观察和兴趣,例如在真实案例中,“吹泡泡飞机”活动中,88%幼儿能持续三分钟以上观察阳光下的彩虹泡泡轨迹,并通过拍手、跳跃等肢体语言表达兴奋情绪。评价采用“笑脸贴纸追踪法”,每完成一项感官体验任务即粘贴对应部位(眼睛-观察/小手-触摸/嘴巴-表达)。表达中班聚焦策略生成力及思维进阶,增加问题解决能力评价,可以设计一些需要调整的任务,如调整机翼,记录他们尝试的次数和方法。大班的孩子则需要培养工程思维。基于维果茨基最近发展区理论,设计“阶梯式挑战任务”大班强化系统优化力,引入工程思维评价,则需要更系统化的流程,比如设计草图、测试、改进的记录,培养他们的系统思维,同时确保评价工具的可操作性和教师的便利性,避免过于复杂。参照《下一代科学标准》(NGSS)中 K-2 阶段工程实践要求,构建“微型工程日志”评价体系,设置"设计-测试-改进"循环记录。设计阶段要求绘制“三视图草图”(正面/侧面/顶部),评价空间表征能力,测试阶段采用“缺陷追踪法”记录结构松散、飞行偏移、装饰脱落三类典型问题,改进阶段实施“迭代增值评分”,首次优化得 1 分,第二次针对性改进得 2 分,上限 5 分。针对幼儿分阶段实施航模科技启蒙教育评价,充分照顾了幼儿的发展差异,能够因材施教。

2.典型活动案例

"纸飞机改造计划"项目式评价示例:

在准备阶段,材料选择记录注重 STEAM 要素识别,设计《材料特性探索卡》,要求幼儿通过“摸-弯-承重”三步测试法选择纸张。选择四维评分表,包括科学性、技术性、艺术性、环保性。在制作阶段,对工具使用安全进行评分,制定“安全操作三步检查法”,通过持具规范、流程合规、清理意识三个方面进行评价。在试飞阶段,设计测量飞行距离的科学探究,实施三次试飞取中值的标准化测量,通过科学方法使用激光测距仪+慢动作回放分析飞行姿态,应用数据绘制班级飞行距离分布图,引导幼儿发现翼展与距离的正比关系。在改进阶段运用迭代方案图示渗透工程思维,采用“问题树分析法”指导改进,主干问题是飞行距离不足,枝干问题包括增加翼展、减轻机头重量、添加尾翼。

四、STEAM 教育与幼儿园航模科技启蒙活动保障机制建设

启蒙教育活动的开展中,保障机制建设不容忽视,考虑到幼儿的年龄特点,保障机制要特别强调教师的监督和指导,以及活动的适应性设计,将复杂步骤拆解,避免幼儿操作高风险环节,用魔术贴替代图钉固定机翼,采用预钻孔部件避免直接使用尖锐物。工具管理方面可以采用幼儿专用安全工具,优先选用可降解材料,如玉米淀粉基塑料,并严格管理使用流程。教师必须掌握儿童急救技能,例如外伤需要用生理盐水冲洗,之后用儿童创可贴覆盖伤口,幼儿误吞微小零部件应立刻使用海姆立克急救法急救,并及时就医。对经历失败的幼儿进行心理危机干预,采用绘本疗法,如《飞机修理厂的故事》正确引导幼儿看待失败。

基于 STEAM 教育理念,幼儿园航模科技启蒙活动,促进幼儿在多个领域得到全面发展。文中评价体系的构建,给教师活动提供了有效指导,提高幼儿科技问题解决能力。未来需进一步开发智能化评价工具,实现过程性数据的自动采集与分析。

参考文献

[1]Papert,S.(1980).Mindstorms:Children,Computers,and Powerful Ideas

[2]中华人民共和国教育部.3-6 岁儿童学习与发展指南[M].2012.

[3]Kangas,M.(2023).Play-basedSTEAM learning in early childhood.Springer.

[4]杨阳.基于 STEAM 教育理念下的航模校本课程[J].数码设计 2018,09:本文系:江西省教育科学“十四五”规划 2023 年度课题《基于 STEAM 教育理念的幼儿园航模科技启蒙活动的实践研究》成员 钟其(钟秋兰、彭爱萍)