STEM 理念下幼儿园科学活动实践

STEM 理念作为一种强调跨学科融合的教育思想，通过整合科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）四门学科，以真实情境下的项目式学习为载体，有效激发幼儿的好奇心与探索欲，进而提升其解决问题的能力[1]。幼儿园科学活动是培育幼儿科学素养的关键环节，将 STEM 理念融入其中，可以为幼儿打造更具综合性、趣味性与探索性的学习体验[2]。“水循环小装置”活动作为科学实践项目的典型代表，全面涵盖了 STEM 各领域的知识与技能，对幼儿的全面发展意义深远。

、STEM 理念在幼儿园科学活动中的价值与意义

（一）促进幼儿跨学科思维发展

STEM 理念的核心在于打破学科界限，实现多学科的有机融合[3]。以“水循环小装置”活动为例，幼儿需要运用科学知识理解水的三态变化，如受热时水从液态变为气态（蒸发），遇冷时气态水又转变为液态（凝结）。在技术层面，幼儿要学会选择合适的材料和工具来制作装置，如根据装置的设计需求挑选粗细适宜的吸管、大小合适的塑料瓶等，同时掌握使用剪刀、胶带等工具的基本技巧。在工程层面，幼儿需要设计装置的结构，思考如何实现水的循环流动，比如通过搭建高低不同的平台形成水位差，引导水自然流动，这与工程领域中利用重力和压力差实现流体输送的原理相契合。在数学层面，幼儿在操作过程中会涉及测量水量，如用小量杯量取一定体积的水以及计算装置各部分的比例，调整吸管长度与塑料瓶容量的比例关系等。这种跨学科学习方式有利于幼儿在探索“水循环小装置”的过程中形成从多个角度思考问题的能力。

（二）培养幼儿的实践与创新能力

STEM 理念注重实践操作，鼓励幼儿在亲身体验中学习和成长[4]。在“水循环小装置”活动中，幼儿全程参与动手组装装置的过程，也会遇到各种各样的问题，如装置漏水、水无法顺利循环等。面对这些问题，幼儿无法依赖他人，只能通过自己的思考和尝试来解决。如当发现装置漏水时，幼儿需要仔细观察漏水的位置，分析可能的原因，是接口处密封不严，还是材料本身有破损，然后尝试用不同的方法解决。这种不断尝试新方法、调整装置结构和材料的过程，可以充分锻炼幼儿的实践能力。同时，为了让“水循环小装置”更加完善、独特，幼儿会充分发挥想象力和创造力，如贴上彩色贴纸、改变水流的路径、增加弯曲的吸管等。这些创新尝试不仅体现了幼儿的独特思维，更能培养创新能力。

（三）提升幼儿解决问题的能力

STEM 理念下的科学活动巧妙地模拟了真实的问题情境，为幼儿提供了锻炼解决问题能力的宝贵机会[5]。在“水循环小装置”活动中，幼儿会遭遇各种实际问题，如材料选择不当导致装置无法正常运行、装置运行过程中不稳定等。当遇到这类问题时，幼儿首先需要仔细观察现象，比如观察水在装置中的流动情况，是否有堵塞或泄漏的地方，然后分析问题产生的原因，是材料不符合要求还是装置的设计存在缺陷，最后通过讨论和尝试找到解决问题的方法。如当发现装置中的水流动缓慢时，幼儿经过思考和尝试，可能会发现是吸管太细阻碍了水流，于是更换更粗的吸管，使水的流动变得顺畅。由此通过不断地解决这些实际问题，幼儿的观察、分析和解决问题的能力都可以得到显著提升。

二、“水循环小装置”活动的实践过程

（一）活动准备阶段

知识经验准备。在活动开展前，教师运用多种教学资源为幼儿积累相关知识经验。如，借助绘本《小水滴的奇妙旅程》向幼儿讲述小水滴在自然界的循环过程，让幼儿初步了解水的循环概念。通过播放科普视频，展示真实的水循环现象，如大海里的水蒸发成云，云遇冷形成降雨回到地面等，让幼儿更直观地感受水循环的神奇。此外，组织一些简单的小实验，如将一杯水放在阳光下观察水的变化，让幼儿亲身体验水的蒸发过程，激发幼儿对水的好奇心和探索欲望。

材料准备。为满足幼儿在活动中的多样化需求，教师可以准备不同大小、形状的塑料瓶，为幼儿提供制作装置主体的材料选择。准备粗细不同、长短各异的吸管，让幼儿可以根据自己的设计选择合适的水流通道材料。同时，配备剪刀、胶带、热熔胶枪（在教师协助下使用）等工具，方便幼儿对材料进行加工和组装。同时，还可以准备颜料、棉花、海绵等辅助材料，帮助幼儿更好地模拟水循环中的不同环节，如用颜料染色模拟污水净化过程，用棉花模拟云朵。此外，还需准备小量杯测量水量，温度计测量水温，并让幼儿在活动中进行简单的数据测量和记录，培养科学探究意识。

环境创设。教师应积极创设与水循环相关的教室环境，营造浓厚的科学氛围。如在主题墙上张贴水循环的图片和简单易懂的示意图，展示水在自然界中的循环路径，以吸引幼儿的注意力，激发好奇心。在科学区投放各种与水有关的实验材料，如沉浮玩具、水车模型等，让幼儿在活动前自由探索，初步感受水的力量和特性。在展示区设置专用展示架展示幼儿在活动中的作品和成果，如设计图纸、半成品和成品，增强幼儿的成就感和参与积极性。

（二）活动实施阶段

导入环节。教师以趣味故事《小水滴的冒险之旅》开启活动，故事中讲述了小水滴离开大海后，在太阳公公的帮助下变成水蒸气升上天空，遇到冷空气又变成小水滴组成云朵，最后变成雨滴落回地面，再次回到大海的奇妙经历。故事结束后，教师提问并引导幼儿思考：“小水滴是怎么完成这次旅行的呢？我们能不能自己制作一个小装置，让水也像小水滴一样循环起来呢？”通过生动的故事和有趣的问题，迅速吸引幼儿的注意力，激发其对制作水循环小装置的兴趣和热情。

探索与实践环节。教师展示简单水循环小装置示例，如利用两个塑料瓶、吸管和棉线制作的简易装置，演示水在装置中的循环过程，帮助幼儿初步了解水循环小装置的基本构造和运行原理。然后，将幼儿分成小组，组织小组讨论。教师鼓励幼儿积极发言，分享自己对制作水循环小装置的想法，引导思考如何利用现有的材料实现水的循环。如教师提问：“我们有这些材料，怎样才能让水流动起来呢？水流动需要什么条件？”。当发现小组讨论遇到困难时，教师可以引导幼儿回忆之前观察到的日常生活中的水流现象，或者再次展示示例装置，帮助幼儿打开思路。讨论结束后，各小组开始动手制作装置。在制作过程中，幼儿们分工合作，有的负责剪裁塑料瓶，有的负责连接吸管，有的负责粘贴装饰。当幼儿遇到问题时，教师鼓励其先尝试自己解决，如发现装置漏水，引导幼儿观察漏水的位置，思考可能的解决方法。若幼儿实在无法解决，教师再给予适当的帮助和提示。

展示与分享环节。各小组完成装置制作后，每个小组推选一名代表，向全班幼儿介绍自己小组的装置，并讲述装置的设计思路，如为什么选择这些材料，装置的各个部分是如何设计的；制作过程中遇到的问题以及是如何解决的；装置的独特之处在哪里。如A 小组介绍他们在装置中添加了一个小水车，利用水流的力量带动水车转动，使装置更具趣味性；B 小组分享他们在解决漏水问题时，尝试了多种密封材料，最终发现热熔胶的密封效果最好。分享结束后，教师组织幼儿进行投票，评选出最具创意、最实用、制作最精美的装置，并给予相应的奖励，增强幼儿的成就感和自信心，进一步激发幼儿的探索欲望和学习兴趣。

（三）活动拓展与延伸阶段

探究环节。在活动结束后，教师引导幼儿对水循环的原理进行更深入的探究，并提出具有启发性的问题，如“在我们的装置里，怎样可以让水蒸发得更快呢？”“如果改变装置里水的温度，水的循环会发生什么变化？”鼓励幼儿通过实验来寻找答案。为此，可以组织幼儿进行对比实验，将两个相同的水循环小装置放在不同的环境中，一个放在阳光直射的地方，一个放在阴凉处，观察哪个装置里的水蒸发得更快，并记录实验结果。在实验过程中，教师引导幼儿学会控制变量，每次只改变一个因素，如温度、光照等，让幼儿明白科学实验的严谨性。同时，鼓励幼儿用简单的图画或符号记录实验过程和结果，培养科学记录的习惯。实验结束后，组织幼儿进行讨论并分享实验发现，加深对水循环原理的理解。

生活应用环节。教师引导幼儿思考水循环在生活中的应用，组织开展讨论活动。教师提问：“我们知道水在自然界是循环的，那在我们的生活中有哪些地方用到了水循环的原理呢？”鼓励幼儿结合生活经验积极发言，如污水处理厂利用水循环原理净化污水，农业灌溉中通过水渠将水引入农田实现水的循环利用等。同时，教师可以通过图片、视频等资料，向幼儿展示污水处理厂的工作流程、农业滴灌系统等，让幼儿更直观地了解水循环的实际应用。然后，鼓励幼儿回家后和家长一起寻找生活中的水循环现象，并记录下来。下一次活动时，让幼儿分享自己和家长发现的生活中的水循环现象，强化幼儿对科学知识与生活紧密联系的认识。

创意表达环节。为了进一步激发幼儿的创造力，可以组织创意表达活动，鼓励幼儿用绘画、手工、故事等多种形式表达自己对水循环的理解和感受。在绘画活动中，幼儿可以自由创作一幅关于水循环的画作。在手工制作活动中，幼儿可以用彩泥、卡纸、塑料片等材料制作立体的水循环模型，更加直观地展示水循环的过程。对于喜欢讲故事的幼儿，教师鼓励他们创编一个关于水循环的故事，如小水滴在循环过程中的冒险经历。创作结束后，组织幼儿进行作品展示和分享，讲述作品背后的创意和想法，同时锻炼表达能力和创造力。

综上所述，将 STEM 理念融入幼儿园科学活动，可以为幼儿营造充满趣味和挑战的学习环境。在活动中，幼儿通过跨学科学习和实践操作，不仅掌握了科学知识和技能，还培养了跨学科思维、实践创新能力以及解决问题的能力。

参考文献

[1] 郑妍玲.STEM 理念下幼儿园科学探究活动的实践探索— 以泉州市 C 幼儿园为例[D].江西：南昌大学，2022.

[2] 马燕.STEM 教育理念下幼儿园科学活动存在的问题及对策[J].文教资料，2024（8）：115-117，130.

[3] 廖娟，李永才.STEM 教育理念在幼儿园科学教育活动中的实践运用[J]. 基础教育研究，2024（3）：86-89.

[4] 王雨菲，吴迪.STEM 教育理念下幼儿园科学活动存在的问题及对策分析[J].齐齐哈尔师范高等专科学校学报，2023（3）：11-13.

[5] 李毓良.STEM 教育理念融入幼儿园科学活动的有效路径研究[J].名师在线（中英文），2024（20）：46-48.