STEM 教育理念下幼儿园科学活动中小组合作学习的实践研究

一、引言

STEM 教育的本质是跨学科整合与协作解决真实问题，其成功实施高度依赖有效的合作学习。《3-6 岁儿童学习与发展指南》在社会领域明确要求“能与同伴友好相处”、“活动时能与同伴分工合作，遇到困难能一起克服”。幼儿期是合作能力发展的关键期，但传统幼儿园科学活动多以个体操作为主，缺乏深度合作机会。STEM 项目因其复杂性（需整合科学探究、工程设计、技术应用、数学思维），天然要求团队协作完成。然而，幼儿园 STEM 活动中小组合作常流于形式（如仅共享材料而非深度协作），或陷入无序争吵。如何基于幼儿年龄特点，在 STEM 科学活动中设计并实施有效的小组合作学习，促进幼儿合作能力与科学思维协同发展，是当前实践中的难点。本研究旨在探索 STEM 理念下幼儿园科学活动中小组合作学习的有效路径、教师支持策略及其实践成效。

二、小组合作学习在STEM 科学活动中的价值与挑战

1. 核心价值：

促进认知发展（维果茨基社会建构理论）：同伴互动提供“最近发展区”，通过观点碰撞、解释、辩论，促进科学概念理解与思维深化。

培养 21 世纪核心能力：发展沟通表达、倾听理解、协商妥协、分工协作、解决冲突、团队责任感等关键社会技能。

提升STEM 项目成效：集思广益激发更多创意；分工合作提高效率，完成个体难以胜任的复杂任务（如大型搭建）；相互支持增强克服困难的韧性。

营造积极学习氛围：增加互动乐趣，提升参与动机，降低个体焦虑。

2. 幼儿园阶段面临的独特挑战：

幼儿合作技能（轮流、倾听、表达观点、解决冲突）尚在发展中。

自我中心思维较强，易争抢材料或主导权。

任务理解与规划能力有限，分工协作难度大。

教师对如何有效组织与引导小组合作缺乏系统策略。

三、STEM 理念下小组合作学习的实践路径与策略

本研究在某市一级幼儿园大班（5-6 岁）开展为期一学期的行动研究，设计并实施了 6 个强调小组合作的 STEM 科学项目（如“建造稳固的纸塔”、“设计并测试斜坡小车”、“制作‘种子飞船’”等）。

1. 设计蕴含“合作必要性”的真实项目任务：

策略任务设计必须超越个体能力范围，天然要求合作。体现：

任务复杂性：包含多个子任务或步骤（设计、制作、测试、改进），需分工。

资源依赖性：材料、工具、信息分散在不同成员手中，需共享整合。

视角多元性：问题解决需多种想法碰撞（如设计不同方案）。

案例：“建造一座能通过‘地震测试’（摇晃桌子）的纸塔，高度需超过 30厘米（提供尺子）”。此任务需：测量高度（数学）、设计稳定结构（工程/ 科学）、选择材料（技术）、分工搭建（合作）。单人难以在限定时间内完成高度和稳定性要求。

效果：任务本身驱动幼儿意识到“需要合作”，为合作提供内在动力。

2. 优化分组策略，构建“积极互赖”结构：

策略：

异质分组（3-4 人）：考虑能力（动手、表达、规划）、性别、性格（活跃与沉稳）的平衡，促进优势互补。避免固定分组。

明确角色与责任：设立简单、轮换的角色（如：材料管理员负责领取归还材料；记录员用图画记录设计与发现；汇报员代表小组发言；协调员提醒时间、鼓励发言）。角色卡片辅助。

目标互赖：设定清晰的小组共同目标（如“成功让小车跑完斜坡并停在红线内”）和成功标准（“塔高 >30cm 且通过3 级摇晃”）。

资源互赖：将任务所需关键材料、工具或信息拆分，每个成员掌握一部分，必须共享才能完成任务（如：A 有图纸，B 有轮子，C 有车身材料）。

奖励互赖：以小组为单位进行评价与奖励（如“最佳合作团队”、“创意合作奖”）。

效果：结构化互赖减少无序争抢，促使幼儿主动沟通、交换资源、协同工作。

3. 提供结构化合作工具与支架：

策略：

合作计划板：提供包含“任务”、“想法”、“分工（谁做什么）”、“材料”、“步骤（先…再…）”等图标的简易表格或白板，引导小组讨论并记录计划。

发言传递物：使用“发言棒”（如一个小玩偶）规范轮流发言，拿到棒子的人才能说话，其他人需倾听。

冲突解决提示卡：提供可视化解决冲突步骤图：1) 冷静（深呼吸）2) 说出问题（“我们都想当记录员”）3) 想解决办法（“轮流当？”、“猜拳？”）4)选一个试试。

合作观察记录表：引导幼儿记录小组成员的贡献（如想了办法，帮忙粘好了；提醒我们时间）。

效果：工具可视化合作流程和规则，降低合作认知负荷，引导有效互动。

四、实践成效

通过教师观察记录、小组作品分析、幼儿访谈及合作行为频次统计，研究发现：

1. 合作能力显著提升：

有效沟通增加：使用“轮流发言”、“表达观点”、“寻求帮助”等有效语言明显增多，争吵减少。

分工协作改善：能根据计划初步分工，理解角色任务（如“该记录员画图了”）。

冲突解决能力增强：能尝试运用提示卡策略（如“我们猜拳吧”）或寻求教师引导解决常见冲突。

团队意识萌芽：出现“我们一起做”、“帮帮他”等互助行为，小组归属感增强。

五、结论

在幼儿园 STEM 科学活动中有效实施小组合作学习，关键在于：设计具有“合作必要性”的真实项目任务；运用异质分组、角色分工、目标 / 资源 / 奖励互赖等策略构建积极互赖结构；提供合作计划板、发言传递物、冲突提示卡等结构化工具支架；实施聚焦合作技能培养的教师引导策略（显性教学、过程提问、适时介入）；创设支持合作的物理与心理环境。实践证明，精心设计的小组合作学习不仅能显著提升幼儿的合作能力（沟通、协商、分工、冲突解决），更能通过思维碰撞与协作增效，深化 STEM 探究过程，促进科学思维与社交情感的协同发展。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部 . (2012). ^*3-6 岁儿童学习与发展指南*. 首都师范大学出版社.

[2] 约翰逊兄弟 (Johnson, D.W., & Johnson, R.T.). (2009). * 合作学习 ( 伍新春，郑秋，译). 北京师范大学出版社. ( 原著出版年: 1999).

简介：蔡怡青（1999-）女 汉 广东省揭阳市人 研究方向: 学前教育