開展幼兒園STEM教育的必要性和可行性分析

當前，人類邁進了一個人工智能的大時代，社會科學的深度融合為學前教育專業化發展提供了更多的機遇。STEM教育模式實現了對幼兒教育操作技能、思維技能、學習態度、理智思維的多維度塑造。在教學方法上，更加關注幼兒的個別差異，具有深度探索性和實效性。同時，在STEM教育系統中，借助于對幼兒學習習慣的開發，能夠幫助他們建立完善的思維認知。筆者經過經驗積累和觀察，提出了相應的理論成果，以此表述開展幼兒園STEM教育的重要性和必要性。

一、STEM教育的研究背景

STEM教育是英文Science，Technology，Engineering，Math的縮略詞，其中，S代表科學、T代表技術、E代表工程、M代表數學，通過這四項學科的融合，能夠實現對幼兒教育的全面培養。STEM這一詞匯由美國國家科學基金會提出，全美科學教育實施標準委員會通過設立STEM教育的相關學科標準和綱要，在全球范圍內掀起了探索現代教育的發展熱潮，引起了廣大教育工作者的廣泛關注。

早在20世紀80年代初，心理學家就曾經針對腦科學的研究，提出了“腦科學”的研究發現。研究表明：在3～6歲期間，人的大腦發育處于相對較快的階段，兒童的執行功能、記憶功能、認知靈活性都能夠獲得迅速的發展。專家認為，在這一階段，人腦中一旦形成成型的數學和科學理念，就會對其未來的學習產生重要的影響。因此，在具體教學中，教師就可利用這一生理特性，推動幼兒大腦的科學發展，并通過科學的研討和學習模式，增強STEM教育的發展成效。

當前形勢下，STEM教育已經成為國內外現代教育的熱點話題。在人才資源的市場缺口下，幼兒園STEM教育確保人才教育在科技領域和人才競爭中獲得更好的發展優勢，在跨區域整合的教學層次下，對幼兒教育的深入程度提出了更多的要求。

二、開展幼兒園STEM教育的科學依據

幼兒在出生之后就蘊含著強大的學習能力，這一點毋庸置疑。從幼兒的心理想法上看，開展幼兒園STEM教育具備一定的科學依據，具體分析如下：

1.知識領域。研究表明，幼兒在4個月左右，就開始主動去探尋知識。例如，幼兒開始逐漸明白物體需要支撐才不會倒塌、靜止的事物受到外力能夠活動，并且開始逐漸擁有了高空、平面的意識。從這一階段上看，幼兒會嘗試投入一定的精力去感知世界，從中了解更多的道理。這種對知識的汲取，尤其是通過對物理知識、數字概念的積累，給幼兒STEM教育的發展提供了更多可能。

2.工程領域。在工程領域中，我們可以看出，人在幼兒時期的思維構建類活動具有一定的規律。通過對幼兒思維模式和觀察能力的引導，教師能夠促使幼兒對不同材料的質感、肌理、性能保持關注，更加喜歡去體驗不同的材料效果。例如，幼兒可以清晰地感受到外界材料是否柔軟、靈活，受外力的感受是怎樣的，從中體現不同程序系統、工程作用下可能出現的結果。這一體驗和感受成為工程領域的中心任務，為幼兒階段引入工程教育奠定了基礎。從目前的教育角色上看，幼兒階段的工程教育工作是STEM教育中的重點和難點內容。

3.數學領域。數學教育中，學生對于數學技能的掌握歷來為廣大教育工作者所重視。很多幼兒園都是從“數一數蘋果有多少個”的算術題中，引導幼兒開始對數學領域進行初步探索。通過簡單的數學計算，他（她）開始學會簡單的加減法，并且對加減算術做出正確的反應，從而主動參與到數學學習的過程之中，從理性思維角度解決數字邏輯中存在的各項問題。

4.語言領域。幼兒園語言教育的推進是開展STEM教育的基礎部分。在語言領域內，幼兒在語言發展的初級階段會對某一個詞語發生的頻率產生深度記憶，教師通過反復講解，能夠加深幼兒對于詞匯、語句的掌握。因此，在幼兒語言教育中，教師通過對STEM教育中分布頻率的探索，能夠使幼兒感受到更具理性的學習思維，教學效果也會得到提升。

三、幼兒園開展STEM教育的重要性和必要性

STEM教育之所以能夠在幼兒教育中獲得更大的發展，除了因為STEM教育對促進經濟與社會發展具有重要性以外，在不同的藝術層面上也都有所體現。

1.增進幼兒園教育的系統認知。從STEM教育體系的學科劃分來說，幼兒教育工作者通常都難以得到一個清晰的答案，這主要是因為在幼兒教育中科學、技術、工程和數學之間的聯系是密不可分的，人們無法將其分成獨立發展的個體，尤其是數學教育中的幾何、測量、計劃、公式都給幼兒教育帶來了系統性的影響。實踐證明，通過對幼兒學習綜合性和生活性的相互融合，能夠使幼兒更好地掌握科學技術，并將其轉化為社會實踐能力，融入技術實現和工程之中。同時，考慮到幼兒學習的綜合性和生活性，教育工作者要將STEM教育作為一個學習整體，綜合不同的學科特點，針對幼兒教育內容建立一個清晰的體系，從而實現幼兒教育最大限度的深化發展。

在日常教育工作中，幼兒園STEM教育課程的內容主要分為四個層面：第一個層面是對幼兒社會系統的教育，通過對幼兒自身和他人身體機能、生命成長歷程、安全防護工作等主題的研究，使幼兒能夠加深對不同教育知識的綜合；第二個層面是物質層面，包括幼兒對于物體運動狀態、物體的制作過程、物體的創造發明進行學習，從而了解到不同層面上的物理、哲學知識，使幼兒能夠建立理性思維和邏輯思維；第三個層面是“地球與空間系統”層面，包括引導幼兒對地球、太空、環保等不同科技主題的了解，讓幼兒能夠具備更加獨特的視野；第四個層面是“技術與生活系統”層面，在這一階段中，包含了軍事武術、信息傳輸、生活科技等方面，這四個層面相互融合、相互滲透，構建了幼兒園教育中十分科學的價值體系，同時也在STEM課程知識的組織下，為幼兒園教育提供了更加科學的學習方案。

2.設計生動有趣的學習方案。需要特別注意的是，幼兒園STEM教育的推進并不是單一的，而是成多元化發展的。這一教學方法圍繞STEM思想教育模式，融合了語言、健康、社會、藝術等多個層面的學習目標及內容，引導兒童更加積極、主動地探究和學習。通過生動、有趣、愉悅的藝術教育形式，使幼兒能夠積極參與其中，并通過自主探究和目標教學，加快對不同幼兒教育管理辦法的創新和研討。

除此之外，教師還能夠從STEM學習之中，引導幼兒吸收和汲取關鍵經驗，并在不同的專業科目中提煉重點概念和技巧，使幼兒能夠積極、主動地參與到學前教育體系之中。此外，教師還可以通過利用不同層次的教育方法，設計生動有趣的學習方案，并通過拋出一個個開放式的問題，引導幼兒逐漸具備獨立思考、解決問題、收集數據等方面的能力。由此，使幼兒能夠更好地了解多項學習技能，成為確立STEM學習系統性的教育方案，并在自主獲取知識、他人傳遞知識的過程中，獲得更加全面的發展，從而從總體上提高幼兒教育的數學和科學水平。

3.構建生活化的科學學習模式。幼兒園STEM教育通過對數理學知識的綜合，能夠使幼兒從科學或數學的課題中進行探尋，在目標和材料層次上，把不同的科學學習行為綜合進來，使幼兒園成為學生的學習樂園，打消幼兒對于數學知識的恐懼心理。

例如，很多班級在STEM教育上都設置了科學活動區域，通過設置“科學空間”“數字世界”等形式，使幼兒在開展STEM活動的過程中，能夠利用格尺、量杯等感受數量單位的意義。同時，鼓勵幼兒自己動手去量物體的長度、寬度，植物的成長尺寸、文具的使用長度，等等。通過種種生活化的科學學習模式，使幼兒能夠對數學和科學知識進行有機結合，為幼兒構建一個足夠大的探索空間。

再如，通過設定STEM教育區域，幼兒可以在該區域進行操作實驗，或進行閱讀書籍、手工DIY等藝術活動，并進行不斷的學習探究，從而豐富各種感官體驗，提高實踐操作能力。在這一區域中，要通過擺放各類科學教育用具，使現代教育環境中的材料處處體現STEM課程特色。這樣一來，幼兒在玩耍的過程中便能接觸到不同形狀、重量、體積的材料，摸索其規律和特質，在潛移默化中營造一個良好的學習環境。在STEM教育幾何形體這一區域，高矮不同的五邊形既是幼兒認識形狀的教具，也是了解空間、深度的工具。在娛樂區域，爬行的“隧道”也被做成多邊形結構，讓幼兒感受多樣形狀的物體。通過多元化的室外活動課程，建立感官學習課程，使科學學習模式的形成更加完善，使幼兒教育成果更加高效。

4.營造融洽、良好的學習情境。數學作為一門邏輯思維較強的學科，在推進課程深度發展的過程中，需要教師有目的、有計劃地開展科學和數學教育。因此，教師需要結合STEM教育模式，精心選擇各項教育材料，使幼兒能夠將科學、數學、工程、技術納入整體的發展創造過程之中。此外，還要鼓勵幼兒發揮主觀能動性，使其在融洽的學習情境中建立更加全面的發展認知。

例如，輪滑是廣受幼兒歡迎的活動，在這一創造過程中，教師要通過融入STEM課程，并進行不斷學習和完善，使學生在玩輪滑的過程中，更好地感受其中存在的力的科學關系。由此，幫助幼兒更好地認識輪滑的扭轉方向，使他們對繩子長度、輪滑的運動方向加深了解。尤其是通過對其中存在的物理現象、數學活動進行隨時講解，使幼兒能夠在教育活動中加強對STEM教學知識的吸收。

再如，教師可以進行趣味烹飪的展示，引導幼兒通過觀察食材的攪拌、混合，通過一些簡單的工具，鼓勵他們對一定數量成分進行分析，使幼兒能夠對物質的加工、冷卻、揮發保持科學的認知。在游戲的過程中，教師可以引導幼兒在不同的積木形體中，了解物理知識，觀察圓柱、矩形、球形等不同結構層面的排布，通過力的作用，使幼兒在玩中感受力的運動，包括對幾何形體運動速度關系的感受。

綜上所述，從對兒童早期發展的認知和腦科學研究可以看出，幼兒已經具備了學習和掌握STEM學習的重要認知基礎和腦發育根基，為這一模式未來的深度發展奠定基礎。正如上文所說，開展幼兒園STEM教育具有重要性和必要性，要使學前教育發揮更大的成效，那么，廣大教育工作者就必須在幼兒教育時期圍繞素質教育的各項實施細節展開科學教育，以此幫助幼兒構建正確的概念和模型，使相對復雜的STEM學習得以簡化，幫助學生構建正確的學習理念，從整體上提升幼兒學前教育的發展水平。