STEM 教育理念下幼儿园科学活动中幼儿科学思维培养实践研究

一、引言

幼儿期是科学思维萌芽的关键期，好奇心强、乐于动手操作是其天性。然而，传统幼儿园科学活动易陷入知识灌输或浅表化操作的窠臼，难以系统培养观察、提问、推理、验证等核心科学思维品质。如何将先进的 STEM 教育理念融入幼儿园科学活动，为幼儿科学思维的早期发展提供肥沃土壤，成为亟待探索的实践课题。本研究旨在探索STEM 理念下幼儿园科学活动的设计与实施策略，聚焦于幼儿科学思维的培养，以期为一线教育工作者提供可借鉴的经验。

二、STEM 教育与幼儿科学思维的内涵及关联

1. STEM 教育的核心理念：

跨学科整合 (Integration) ：打破学科界限，围绕真实问题或项目，将科学探究、技术应用、工程设计、数学思维自然融合。

基于问题 / 项目的学习 (PBL) ：以解决真实、有意义的问题或完成项目任务为驱动，激发学习内驱力。

实践性与建构性 (Hands-on & Constructivism) ：强调“做中学”，通过动手操作、设计制作、实验验证等实践活动主动建构知识、理解概念。

协作与创新 (Collaboration & Innovation) ：鼓励团队合作、交流分享，在尝试与迭代中培养创新思维。

联系生活 (Relevance) ：学习内容与幼儿生活经验紧密相连，强调知识的应用价值

三、STEM 理念下幼儿园科学活动的实践路径与策略

本研究大班（5-6 岁）幼儿为对象，开展了为期一学期的实践探索，设计了系列融入STEM 理念的科学活动。

1. 创设真实、开放的问题情境：

策略：活动设计起点应源于幼儿生活中真实可感的问题或现象。避免抽象、脱离经验的主题。

案例：“怎样让我们的纸桥更坚固？”（结合阅读绘本《摇摇晃晃的桥》后产生的兴趣）；“如何设计一个能防风的‘小苗苗保护罩’？”（春季种植活动中的实际需求）。

效果：真实情境迅速点燃幼儿探究热情，促使他们主动提问（“为什么纸桥会塌？”、“风大时小苗苗会怎样？”），并产生解决问题的内在动力。

2. 设计项目式探究活动流程：

策略：采用“五阶探究法”组织活动：

1. 情境导入与问题聚焦 (Engage & Question) ：呈现情境，引导幼儿明确要解决的核心问题。

2. 头脑风暴与设计构想 (Imagine & Plan) ：鼓励幼儿自由表达想法，讨论可能的解决方案，并尝试用图画等方式进行简单设计规划（工程思维启蒙）。

3. 动手制作与探索验证 (Create & Test) ：提供丰富多样的低结构材料（纸盒、吸管、胶带、积木、自然物等），支持幼儿根据计划动手制作原型，并进行测试、观察现象（科学探究、技术应用）。

4. 反思讨论与优化改进 (Improve) ：引导幼儿分享测试结果（成功或失败），讨论“为什么？”、“哪里可以做得更好？”，鼓励迭代改进设计（批判性思维、解释推理）。

5. 交流分享与拓展延伸 (Share & Extend) ：展示成果，交流经验，鼓励将方法迁移到新情境中。

案例：在“坚固的纸桥”项目中，幼儿经历了：发现问题（纸桥易塌） $$ 讨论想法（加柱子？折形状？铺厚点？） ⇒ 设计草图 ⇒ 选择材料（不同厚度纸张、积木、瓶盖等）搭建 -> 测试承重（放雪花片计数）-> 观察比较哪种桥承重多 ⇒ 讨论原因（“折成 W 形的纸很硬！”“柱子顶住就不容易弯”） $$ 改进再测试 $$ 分享“冠军桥”。

效果：项目流程清晰，将科学探究（测试承重、观察形变）、工程设计（设计、制作、改进）、数学（计数、比较）、技术（使用工具、材料特性应用）自然融合。幼儿全程投入，预测（“我觉得折起来的纸会更强”）、验证（反复测试计数）、解释（“折了皱褶纸变厚变硬了”）等思维行为显著。

3. 提供开放性、低结构的探究材料：

策略：提供种类丰富、可组合变化、无固定玩法的自然材料（木片、石头、松果）和废旧材料（纸盒、瓶罐、吸管、绳子）以及基础工具（安全剪刀、胶带、放大镜、简易天平）。避免高结构、答案唯一的材料包。

效果：开放性材料激发幼儿的创造力，允许多种解决方案的存在（如“防风罩”可用纸板围、用树枝搭、用塑料袋套）。幼儿在自由选择和组合材料过程中，观察材料特性（轻重、软硬、透光性）、比较不同方案的优劣，进行探索和试错，思维更具灵活性和深度。

4. 优化教师引导与提问策略：

策略：教师角色从知识传授者转变为支持者、引导者和共同探究者。关键策略包括：

提出开放式问题：“你发现了什么？”、“你觉得为什么会这样？”、“可以怎么解决？”、“试试看会怎么样？”、“你有什么不同的想法？”。避免“是不是”、“对不对”等封闭式提问。

鼓励猜想与验证：尊重幼儿的初步想法（即使不科学），鼓励他们说出理由（“你为什么这样想？ ），并引导通过实践去验证（“怎么才能知道你的想法对不对呢？”）。

引导观察与描述：“仔细看看它发生了什么变化？”、“用手摸摸感觉怎么样？”、“你能说说它看起来像什么吗？”。

促进反思与解释：“这次为什么成功了/ 失败了？”、“和上次比哪里不一样了？”、“你能告诉大家你是怎么做到的吗？”。

支持合作与交流：创设小组合作机会，引导幼儿倾听同伴意见，协商分工，共同解决问题。

效果：高质量的提问和引导如同思维的“脚手架”，有效推动了幼儿深入观察、清晰表达、尝试推理、反思调整等科学思维过程的发生与发展。

四、实践成效

通过一学期的实践观察、活动记录分析及教师访谈，发现 STEM 理念下的科学活动对幼儿科学思维的培养成效显著：

1. 观察更细致深入：幼儿能更长时间、更专注地观察现象，关注到更多细节（如纸桥弯曲的程度、不同材料连接处的变化）。

2. 提问质量提升：问题从简单的“是什么”更多转向探究性的“为什么”、“怎么样”、“如果…会…”。

3. 预测与验证意识增强：在行动前乐于表达自己的猜想（“我觉得用胶带粘会比用橡皮泥更牢”），并有意识地去设计小实验或操作进行验证。

五、结论

将 STEM 教育理念融入幼儿园科学活动，通过创设真实问题情境、采用项目式探究流程、提供开放性材料、优化教师引导策略、营造包容探究氛围，为幼儿科学思维的萌芽与发展提供了有力支持。这种整合模式有效激发了幼儿的好奇心与探究欲，显著促进了其观察、提问、预测、验证、解释、交流等核心科学思维品质的初步形成。研究表明，STEM 教育是幼儿园阶段培养幼儿科学思维、奠定未来科学素养和创新能力的有效途径。未来研究可进一步探索不同年龄段幼儿 STEM 活动的差异化设计、更科学的评价体系构建以及家庭社区资源的协同利用。

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] 李季湄 , 冯晓霞 . (2013). 《3-6 岁儿童学习与发展指南》解读 . 人民教育出版社.

[3] 董奇 , 张华 . (2018). STEM 教育：内涵、实践与展望 . 教育研究 ,39(10), 12-21.

作者简介：何春桃（1979-）女 汉 江西省萍乡市人 职称: 一级教师 研究方向: 学前教育