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如何在早期教育阶段开展STEM教学?
今天要和大家分享的是我们即将出版的新书《培养STEM素养——适合3~8岁儿童探索的12个科学主题》,本书为3~8岁儿童精心设计了12个科学主题活动,聚焦了幼儿科学领域中的物理科学和地球科学,而我们目前的学前教育中较少涉及这些科学学习的内容,因此幼儿在这方面的科学经验也是非常有限的。本书通过“引入——探索——解释——拓展——评估”的步骤开展科学活动,不仅阐释了科学原理,还为幼儿收集资料、使用数学技巧验证他们的科学论断提供了大量机会,有助于培养幼儿的交流技能。因此,这本书并不仅仅是一本指南型书籍,而是一本STEM入门型书籍,围绕核心概念开展STEM探险,让孩子们自己发掘最有趣的玩法,形成工程互动或解决问题的经验。
孩子们又生而好奇,当他们开始探索自己周围的世界时,一定会对这些现象产生疑问:为什么会下雨?为什么影子会变化?为什么一张纸坠落的速度和一本书坠落的速度不一样?当孩子们试图探究这些问题的时候,他们就变成了小小科学家和小小工程师。正如张俊副教授在丛书序中所说,“幼儿年龄小,他们的思考和行动在目的性、计划性、系统性上都处于萌发阶段,很难进行有真正价值的、解决真实问题的互动……但是,这并不意味着幼儿就没有对生活的关注、设计的创想、制作的兴趣。”因此,想要回答孩子们的这些问题,就要对孩子们开展STEM教育,这也是近十几年来国际科学教育发展的趋势。
那么,怎么在幼儿园中开展STEM教育呢?关键在于教师具备一定的“STEM素养”,用科学的思维去重新审视习以为常的教育方式,这种思维方式在我国目前的教师团队中还是比较缺乏的,这本书可以作为我们教师团队的重要参考资源,学习和借鉴国外已有的优秀经验,帮助我们拓展国际视野并运用到我们的教学实践当中。
比如,本书的第二单元提出了一个核心问题:如果没有东西支撑住物体,会发生什么呢?
首先,本书为孩子们创设了一个有趣的情境。教师假装有个东西掉下来了,如豆袋、黏土做的小玩意儿,它们掉落时会发出有趣的声音。在和孩子们做实验时,记住要运用开放式的对话,并且强调东西是往下掉的。这边值得注意的是,本书列举了很多优秀的STEM图书,如本单元中提到的维姬·柯布所著《I FALL DOWN》,教师(或家长)可以和孩子们一起阅读这本书,探索书中各种不同物体的掉落。我们可以和孩子们一起举办一场“掉落比赛”。只要是不会摔碎、摔坏的东西,都可以让孩子们用来比较。
我们再次引入一个公平的测试。让孩子们找两个大小和形状一样的物体,先让孩子们预测会发生什么,然后孩子们可以在高处或带有栏杆的楼梯间里,让孩子们观察物体坠落时发生的有趣变化。当然,孩子们观察的时候一定要注意安全,尽量离物体的着陆点远一点。可以让孩子试着解释,为什么我们松开这个物体时,它不是往上飞,而是往下掉呢?这时教师可以引入其他有趣的物体掉落下来的图片,比如石头、树叶或是玩具,引起孩子们讨论的兴趣。
“小小工程师”是本书最大的亮点,每个单元都准备了一个工程挑战活动,例如本单元的工程挑战活动,就请家长带着孩子去商店转转,看看什么样的包装能保证东西掉下来摔不坏。我们的小小工程师们要设计包装来保护掉落的物体。例如鸡蛋包装纸盒是用来保护鸡蛋的。我们在工程挑战活动中,可以使用完整的鸡蛋或是抽空蛋液的空蛋壳,教师可以提供一些用来包装鸡蛋的简易材料,如纸张、布、泡沫板、纸杯子、胶带、气球等,告诉孩子们:“想象一下,为了把鸡蛋送给你的好朋友,我们要设计一种保护鸡蛋的包装。”
本书不仅为孩子们设计了科学主题活动,还为教师们提供了理论背景知识,如第二单元“坠落”的背景知识就是:任何物体之间都有相互吸引的力,这个力的大小与物体的质量成正比。我们常认为重力会把物体往下拉,但是如果物体不在掉落的状态,那么就说明它所处的表面对它的支撑力与它所受的重力达到了平衡。作用力的平衡与否对于幼儿来说确实比较难以理解,但是通过我们的工程挑战活动,为幼儿积累了相关的物理知识的经验,幼儿通过提问和实践建立了自信、提升了能力,并形成了良好的思维习惯,所以,STEM启蒙的时间永远不嫌早,这些科学主题活动会帮助我们的孩子勇于迎接未来的挑战。
对于幼儿来说,STEM学习经历可以帮助构建幼儿所需的科学技能,幼儿在成长过程中也会持续用到这些技能。
我们希望通过这本书,让所有的孩子都能在STEM学习冒险中获得强大的力量,我们的“小小探索家”和“小小工程师”就是我们的未来,希望孩子们无穷无尽的好奇心能永葆活力。
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