利用 STEM 教育促进幼儿科学素养培养的研究
【摘要】STEM教育在幼儿园中的推广旨在培养幼儿的创新思维、解决问题能力和团队协作精神。然而,目前幼儿园STEM教育存在枯燥、学习被动和缺乏明确学习目标等问题。为了解决这些问题,文章提出了一些改进措施。首先,通过理论和实践相融合的形式引导幼儿手脑并用;立足幼儿实际需求,通过开展多样化活动进行科学规范引导;实施多元化评价,促进幼儿科学感悟生成。在遵循STEM教育理念的基础上,采用多元化活动培养幼儿的科学素养,既能有效地激发幼儿主动参加科学活动的积极性,又能培养幼儿的科学素质,促进其全面发展。
【关键词】STEM教育;科学素养;幼儿园;目标意识
STEM教育是近年来受到广泛关注的一种教育理念,其包括科学、技术、工程和数学四个领域,强调动手操作与实践体验,有利于培养幼儿的科学素养。文章旨在探讨如何通过STEM教育促进小儿科学素养的培养,具体包括STEM教育与科学素养的关系、幼儿园科学素养培养现状以及利用STEM教育促进幼儿科学素养培养的方法。希望通过本研究,能为教育工作者提供一些有益的参考和启示,更好地促进幼儿科学素养发展。
一、STEM教育概述
STEM教育是一种跨学科、综合性的教育理念,具体包括科学、技术、工程和数学四个领域。它强调通过跨学科的学习,培养学生的好奇心,锻炼学生的动手能力E。在STEM教育中,学生不又要接受理论知识,还要通过实际操作和实践活力,积极参与到学习过程中,将科学、技术、工程口数学的知识与技能相结合,通过探索和发现问题的解决方案,培养自己的动手能力和解决实际问题的能力。
STEM教育的目标是培养学生的综合思考能力和创新能力,使他们成为未来社会所需的全面发展的人才。通过STEM教育,学生可以培养批判性思维、合作精神和团队合作能力,他们将学会分析和解决问题的方法,学会利用科学和技术的知识进行创造和创新,为解决现实世界的挑战做出贡献。
STEM教育在一开始并不是专为幼儿设计的教育方法,但是,随着社会生产力的不断进步,越来越多的学者提倡在幼儿园教育中实施STEM教育。STEM教育理念旨在让幼儿跳出思维框架,用综合性的能力去应对现实世界中存在的问题。STEM教育意味着要幼儿初步了解什么是工程(手工设计),什么是制作(手工制作),什么是科学和数学(生活中的客观规律)。由于STEM教育辐射的领域较为广泛,幼儿园园方、幼儿教师以及家长需要协同合作,共创符合科学原则、创新原则的教学环境,争取获得行业和社区等多方位的支持,形成全社会共同推动STEM教育发展的局面。
二、STEM教育与科学素养的关系
STEM教育与科学素养之间存在紧密的关系, STEM 教育是培养科学素养的有效途径。科学素养是指个体对科学的理解、应用和参与能力的培养,具体涵盖了科学观念、科学思维、科学实践以及科学态度等多个维度的内容。而STEM教育强调科学、技术、工程和数学的综合学习,旨在对幼儿的创新能力、解决问题的能力以及知识的应用能力进行综合化的培养,促进其科学素养全面发展。
首先,STEM教育注重培养科学观念。科学观念是人们对自然界和科学活动的基本认识和理解,是科学思维和实践的基础。而STEM教育通过跨学科的学习,使幼儿能全面了解科学的本质和科学知识的应用,培养幼儿对科学的兴趣和好奇心,以及对科学研究的认识和尊重。
其次,STEM教育强调科学思维的培养。科学思维是指运用科学的方法和逻辑进行问题分析、假设提出、实验设计、数据解读以及结论推理的思维方式。而STEM教育通过项目学习进一步培养了幼儿的批判思维、逻辑思维,系统思维以及创新思维等多样化能力,使他们能运用科学的思维以及科学的方法去解决问题。
再次,STEM教育的核心是探究实践活动的开展。探究实践是指幼儿主动参与科学实验、观察、数据收集和分析的过程,以亲身参与实践活动的形式加强对科学知识的深入性的理解。而STEM教育通过实践项目、工程设计和科学实验等活动,培养了幼儿的动手能力、观察能力和实践技能,使他们能主动探索和发现知识,提高解决问题的能力。
最后,STEM教育鼓励形成良好的态度和责任感。科学研究需要持之以恒的努力、耐心和坚持不懈的精神。而 STEM 教育通过培养幼儿的合作精神、团队意识和社会责任感,使他们能积极参与到科学研究和实践中,树立正确的科学态度,如尊重科学事实、遵循科学伦理、重视环境保护和可持续发展等,培养了幼儿对科学的社会影响和责任的认识。
综上所述,STEM教育与科学素养之间存在密切的关系。STEM教育通过培养幼儿的科学观念、科学思维、探究实践和态度责任,为他们全面发展科学素养提供了有效的途径。STEM教育强调跨学科的综合学习和实践导向的教学方法,使幼儿能积极参与到科学研究和实践中,培养他们的创新能力、问题解决能力和综合应用知识的能力。通过STEM教育,幼儿不仅可以获取科学知识,还能培养科学思维方式和实践能力,形成良好的科学态度和责任感,进而提升他们的科学素养水平。因此,STEM教育与科学素养之间是相辅相成、互为促进的关系。
三、幼儿园科学素养培养现状
(一)科学课程缺乏趣味性
幼儿园阶段是幼儿启蒙教育的关键时期,培养幼儿的科学素养至关重要。然而,幼儿园科学素养培养的现状并不乐观,其中一个主要问题在于科学课程缺乏趣味性。部分幼儿园在设计科学课程时,过于关注知识的传授,忽略了激发幼儿的学习兴趣和好奇心。在一些传统的幼儿园科学课程中,部分教师往往采用讲解和示范的方式教授知识,而幼儿只是被动地接受信息。这样的教学方法容易使幼儿对科学课程产生厌倦和抗拒。由于缺乏互动和参与,幼儿在课堂上很难产生积极的学习态度,科学学习变得乏味和枯燥。举例来说,在幼儿园的科学课上,教师向幼儿介绍了植物的生长过程。然而,整个课程的设计都是基于讲解和图片展示,幼儿并未得到亲自种植和观察植物生长的机会。这样的教学方式让幼儿难以亲身体验到生命的奥妙,缺乏了让幼儿产生兴趣的互动元素。
(二)学习没有目标意识
部分幼儿园在组织科学活动时,虽然鼓励幼儿自主探索,却没有为他们设定明确的学习目标,这样会导致幼儿在探索中缺乏方向,最终使科学活动难以收获满意的成果。比如,在幼儿园的科学课上,教师为幼儿准备了一些材料,让他们自由探索和尝试制作一个简单的风车。然而,教师并未明确告诉幼儿制作风车的具体目标。在这种情况下,幼儿虽然投入了大量的时间和精力进行尝试,但很多人在实验过程中感到迷茫,最后可能导致风车制作难以完美呈现,甚至不了了之。缺乏目标意识的科学学习现状在一定程度上影响了幼儿园科学素养培养的效果,导致幼儿在探索过程中容易感到迷茫和挫败,对科学学习失去兴趣,没有明确目标的学习过程也难以有效地培养幼儿的科学思维、观察能力以及解决问题的能力。
(三)学习过程比较被动
部分幼儿园在进行科学教学时,过于依赖传统的教学模式,缺乏引导幼儿主动参与和实践的重要性。这种被动的学习方式可能导致幼儿对科学学习失去兴趣,也难以培养幼儿的科学思维和解决问题的能力。例如,在幼儿园的科学课上,教师通常通过讲解和展示图片向幼儿介绍科学知识。在整个课程中,幼儿基本处于听讲的状态,缺乏互动和参与的机会。虽然他们可能了解了科学原理,但在这种被动的学习过程中,幼儿很难感受到探索科学的乐趣,也难以锻炼他们的观察、分析和解决问题的能力。这种被动受教的现状可能会削弱幼儿园科学素养培养的效果。幼儿在学习过程中缺乏积极参与,导致其对科学知识的理解仅仅停留在表面,难以深入掌握。
四、利用 STEM 教育促进幼儿科学素养培养的策略
(一)手脑并用,发展幼儿科学素养
为了充分发展幼儿的科学素养,幼儿园教学中需要贯彻 STEM 教育理念,鼓励幼儿在学习过程中手脑并用。科学素养的培养涵盖了多个方面的能力,包括观察、实验和记录等,这些都需要通过实际操作来加深理解和掌握。在 STEM 教育中,应该以多种形式开展探究活动,让幼儿亲身参与,动手实践。通过这种方式,幼儿能更深入地了解科学知识,并将所学的理论知识应用于实际问题的解决中,实现手脑并用。例如,可以进行简单的实验和观察活动,让幼儿亲自操作并记录结果,从而培养其观察力和实验能力。在日常的 STEM 探究活动中,教师应当积极鼓励幼儿动手动脑,将理论知识与实践相结合。幼儿可以通过动手制作模型、解决现实问题和参与小组合作等方式,培养自身创造力、解决问题的能力以及团队合作精神。
在幼儿日常生活中,常常会接触到许多纸制品,如图书、卫生纸、纸箱、纸盒等,为了进一步加强幼儿对日常物品的认识,提升其思维素养,教师可以通过组织与纸相关的 STEM 探究活动,引导幼儿进行科学认知。该项活动分为实践和观察两个主要部分,教师可以引导幼儿收集各种如糖果纸、报纸、卫生纸、锡纸等不同类型的纸张,观察各种纸张的特点。接着引导幼儿亲身体验造纸,了解纸的形成和制作过程,通过观察质地丰富的纸张了解其不同的特色。在这个探究活动中,教师以造纸有关的活动作为中心,引导幼儿通过动手造纸的实践活动累积感性经验,在活动的持续性推进过程中,教师还通过扩展材料的范围进一步开展观察比较以及记录活动。整个实践探究活动中,幼儿不仅进行了动手实践操作,还动脑进行了思考,并认识到科学应用的途径,从多个维度发展了科学素养。
(二)立足幼儿实际需求,进行科学规范引导
为了有效地培养幼儿的科学素养,需要立足幼儿的实际需求,采取科学规范的引导方法。在 STEM 教育中,应该注重幼儿的兴趣及其认知水平,并以此为依据设计出适合的科学活动,并鼓励幼儿参与科学活动,进行观察、实践探索,逐步渗透 STEM 理念,培养幼儿科学素养。首先,教师应针对幼儿的兴趣和发展水平,设计有趣的 STEM 探究活动。例如,可以选择与幼儿日常生活密切相关的话题,让幼儿在实际探究中体验科学的乐趣。为了培养幼儿的观察力,也可以设置一些趣味性观察活动,让幼儿通过亲自观察并记录所见所闻,加深对科学现象的理解。其次,鼓励幼儿积极参与实验活动。这些实验可以是简单的化学反应、物体运动的观察,也可以是探索性的小发明,如简易机械装置。在实验中,教师可以引导幼儿提出问题、进行预测,并记录实验结果。通过这样的实践,幼儿将更深入地理解科'学规律,同时培养他们的实验技能和科学探究能力。另外, STEM 教育强调学习与实践相结合,因此可以组织幼儿参观科技馆、自然博物馆等地,让他们亲身体验科学知识,激发好奇心。同时,可以设置一些小型的工程项目,让幼儿动手动脑,培养解决问题和合作的能力。在这些活动中,教师要发挥指导作用,让幼儿在实践中学习,逐渐培养起科学探究的兴趣。
举个例子,幼儿对光影的现象有一定的兴趣,教师就可以组织“自制投影仪” STEM 探究活动。在正式制作投影仪之前,教师首先可以组织幼儿进行“做手影”的活动,引导他们在墙上制作鹰、兔子等丰富多样的影子图案,并进一步引导幼儿思考影子图案出现的原因;而后,教师展示纸杯、塑料膜等投影仪制作的原材料,引导幼儿思考每一部分材料的作用和原理,从而尝试自制投影仪。在进行实际制作活动时,需要结合相应的科学概念和原理,引导幼儿进行探索和实践。同时,教师可以启发幼儿提出问题、进行讨论,并引导他们在活动中发展观察、记录和表达的能力。通过这样的科学引导,幼儿能在轻松愉悦的氛围中体会到科学活动的乐趣,从而培养动手能力以及解决问题的能力。总的来说,立足幼儿实际需求,进行科学规范引导,意味着教师要根据幼儿的兴趣爱好、年龄特点和能力水平,设计具体的 STEM 教学策略,让幼儿在充满趣味和挑战性的学习环境中发展科学素养,培养探究精神,并在实践中不断成长和进步。
(三)实施多元化评价,促进幼儿科学感悟的生成
在 STEM 教育理念的深入性影响下,幼儿的发展与其息息相关,相关的评价也应紧紧围绕活动内容进行优化调整,与此同时,在探究活动进行的过程中,教师还需要结合活动的过程,对幼儿的具体表现进行记录与评价,以多元化指标和个性化评价为重要核心,使幼儿的评价更加全面与客观,从而准确地了解幼儿的活动表现和发展,有效地激发幼儿的科学感悟,促进幼儿科学素养形成。
在 STEM 探究活动中,通常会有实际成果,教师可以根据展示成果,进行多元化的评价。例如,在"保卫植物"活动中,幼儿制作了植物暖棚;在"自制投影仪"活动中,幼儿用水杯、薯片桶等材料制作了投影仪。活动结束后,教师可以组织成果展示活动,引导幼儿展示他们的作品,并引导其对探究活动过程中的心得体会进行交流与探讨。在该环节中鼓励幼儿进行自我评价,思考在探究过程中所遇到的问题以及应该如何改进。比如,在制作投影仪的过程中,除了使用水杯、薯片桶等材料,还有哪些材料可以替代呢?教师可以提供评价表或工作单,帮助幼儿组织他们的想法并记录下来。幼儿的思考过程就是科学活动的评价依据,是 STEM 理念中幼儿问题解决能力培养的路径轨迹。此外,教师可以观察幼儿在展示活动中的表现,评估他们的参与程度、沟通能力、问题解决能力等方面。教师还可以参考幼儿的自我评价和同伴的反馈,提供个性化的评价和指导。通过以上设计的评价活动,可以激发幼儿的学习兴趣,鼓励他们参与探究活动,并帮助他们发展各方面的能力。
综上所述, STEM 教育理念在幼儿教育中的充分融合,为幼儿科学素养的培养提供了有效的实践途径。教师在进行 STEM 教育的过程中,应以解决实际问题的探究活动为基础,通过设置丰富多样的探究活动发展幼儿的关键能力,并以多元化的评价了解幼儿科学素养的发展情况,从而采取更具有针对性的优化措施,发展幼儿的科学素养,帮助幼儿实现全面化的素质提升,达到良好的实践探究效果,深化科学核心素养的培养模式。
参考文献:
[1]余胜泉,胡翔. STEM 教育理念与跨学科整合模式[ J ].开放教育研究,2015,21(04):13-22.
[2]姚利芬.幼儿科普绘本中的"科学性"探析[ D ].出版科学,2021,29(06):20-27.

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