基于STEAM教育的兒童動力搭建創(chuàng)新課程教學(xué)研究

高竹，張暉

（1.寧夏師范學(xué)院數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，寧夏固原 756000;2.固原市童輝幼兒園，寧夏固原 756000）

孔子曰：“知之者不如好之者， 好之者不如樂之者。 ”意思是知道的人不如愛好的人接受得快，愛好的人不如以此為樂的人接受得快。 兒童在學(xué)習(xí)知識和本領(lǐng)時(shí)秉承這一理念尤為重要。2007年美國關(guān)于STEM 教育的第一部法案正式發(fā)布，STEM 是科學(xué)Science、 技術(shù)Technology、 工程Engineering 和數(shù)學(xué)Mathematics 4 門學(xué)科的英文首字母縮寫。 STEM 教育指向科學(xué)技術(shù)教育、創(chuàng)造以及運(yùn)用。但鑒于科技的兩面性，科技需要人文加以引導(dǎo)，因此，在其他國家和地區(qū)演化時(shí)就增加了Arts，變?yōu)镾TEAM。 這里的A 最初僅僅指向藝術(shù)， 在逐步演化中被賦予了更廣泛的含義，不僅指藝術(shù)，還包括人文、語言、文化、社會學(xué)等10 多門學(xué)科[1]。

1 5～6歲兒童學(xué)習(xí)與發(fā)展指南

教育家蒙特梭利曾這樣形容孩子的學(xué)習(xí)發(fā)展，“我聽過了，我就忘了；我看見了，我就記得了；我做過了，我就理解了。 ”著名發(fā)展心理學(xué)家皮亞杰提出所謂認(rèn)知發(fā)展是指個(gè)體自出生后在適應(yīng)環(huán)境的活動中， 對事物的認(rèn)知及面對問題情境時(shí)的思維方式與能力表現(xiàn)，隨年齡增長而改變的歷程。5～6 歲的兒童正處于直覺思維階段， 這一階段是兒童智力由前概念思維向運(yùn)算思維的過渡時(shí)期[2]。 根據(jù)5～6 歲兒童學(xué)習(xí)發(fā)展指南[3]，從科學(xué)探究（對自己感興趣的問題總是刨根問底；能經(jīng)常動手動腦尋找問題的答案；探索中有所發(fā)現(xiàn)是感到興奮和滿足）、數(shù)學(xué)認(rèn)知（能發(fā)現(xiàn)事物簡單的排列規(guī)律，并嘗試創(chuàng)造新的排列規(guī)律；能發(fā)現(xiàn)生活中許多問題都可以用數(shù)學(xué)的方法來解決，體驗(yàn)解決問題的樂趣）、社會適應(yīng)（在群體活動中積極、快樂；對小學(xué)生活有好奇和向往）及人際交往（有自己的好朋友，也喜歡結(jié)交新朋友；有問題愿意向別人請教； 有高興的或有去的事情愿意與大家分享）方面進(jìn)行有利的指導(dǎo)，能夠提高和促進(jìn)兒童在這一時(shí)期的發(fā)展水平。 據(jù)此， 專門為5～6 歲兒童開設(shè)了兒童動力搭建創(chuàng)新課程提升其各個(gè)方面的發(fā)展能力，讓孩子在活動中學(xué)習(xí)知識，在玩耍中掌握知識。

2 兒童動力搭建創(chuàng)新課程教學(xué)任務(wù)及目標(biāo)

動力搭建創(chuàng)新課程根據(jù)兒童學(xué)習(xí)發(fā)展指南，針對幼兒園5～6 歲兒童開展的創(chuàng)新課程， 課程設(shè)計(jì)為20 個(gè)學(xué)時(shí)。 讓孩子對這10 類搭建模型有一個(gè)準(zhǔn)確的認(rèn)識， 在搭建的過程中鍛煉孩子動手操作能力和解決、處理問題的能力。 不得不說的是，所在學(xué)校處于我國西部偏遠(yuǎn)山區(qū)， 信息科學(xué)方面課程資源較為匱乏，孩子們了解科學(xué)、技術(shù)知識的形式單一。 開設(shè)兒童動力搭建創(chuàng)新課程就像給貧困山區(qū)的孩子們插上了一對飛向科學(xué)技術(shù)高峰的翅膀， 讓孩子們在寓教于樂的同時(shí)享受著科技帶給他們的“知識大餐”。兒童動力搭建課程教學(xué)任務(wù)如下。

（1）夾持物體機(jī)械手臂的搭建。了解動力搭建零部件的基本結(jié)構(gòu)類型：齒輪、轉(zhuǎn)盤、電機(jī)、磚、桿、軸、梁、連接器、輪胎、輪轂、履帶及固定件和其他特殊件等；了解杠桿原理和基本的概念：支點(diǎn)、力臂等；掌握夾持物體機(jī)械手臂所需零件的使用及搭建方法。

（2）雙排雨刷器的搭建。了解雙排雨刷器工作原理：搖桿轉(zhuǎn)動帶動搖桿促使連桿移動，從而使擺桿擺動，達(dá)到刮水的效果；掌握雙排雨刷器的搭建過程，以及齒輪、桿、軸、梁的使用方法。

（3）遙控小車帶動小旗旋轉(zhuǎn)的搭建。 了解M 電機(jī)、遙控器、接收器的使用方法及由M 電機(jī)帶動軸使小旗旋轉(zhuǎn)的機(jī)械構(gòu)造； 掌握遙控小車及改變旋轉(zhuǎn)角度的搭建方法及電機(jī)、電池盒、接收器安裝的搭建技巧。

（4）自動門裝置的搭建。了解自動門裝置的機(jī)械構(gòu)造，了解皮帶在自動門裝置中的作用；掌握自動門裝置的搭建方法， 齒條的使用及皮帶傳動裝置的基本結(jié)構(gòu)；熟悉傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中齒輪的使用。

（5）履帶車的搭建。 了解坦克、拖拉機(jī)等車體兩側(cè)車輪上的鏈帶的結(jié)構(gòu)；了解履帶是由主動輪驅(qū)動、圍繞著主動輪、 負(fù)重輪、 誘導(dǎo)輪和托帶輪的柔性鏈環(huán)；掌握履帶車的搭建方法以及履帶片的拼接方法，擴(kuò)展履帶車轉(zhuǎn)向的情況。

（6）彈射裝置的搭建。 了解射擊、發(fā)射裝置中的發(fā)射器裝置的基本結(jié)構(gòu)；掌握彈射裝置的搭建方法；了解皮筋在控制發(fā)射器中的重要作用。

（7）翅膀的機(jī)械裝置搭建。 了解翅膀的機(jī)械構(gòu)造； 掌握翅膀的機(jī)械裝置搭建方法以及蝸桿帶動齒輪旋轉(zhuǎn)的搭建技巧； 熟悉齒輪帶動轉(zhuǎn)軸使擺桿做往復(fù)擺動的搭建方法。

（8）四足仿生移動裝置的搭建。根據(jù)觀察四足動物行走的方式，了解四足仿生移動裝置的機(jī)械構(gòu)造；掌握四足仿生移動裝置的搭建以及拐角的使用；熟悉蝸桿帶動齒輪旋轉(zhuǎn)的搭建方法。

3 兒童動力搭建創(chuàng)新課程教育教學(xué)的幾點(diǎn)思考

開設(shè)兒童動力搭建創(chuàng)新課程， 對孩子們提升STEAM 教育中的各個(gè)學(xué)科都起到了不可替代的作用，同時(shí)也為提升孩子們的信息素養(yǎng)夯實(shí)了基礎(chǔ)，受到了孩子及家長的一致好評。 通過20 學(xué)時(shí)的教學(xué)，就教育教學(xué)方面的情況做出總結(jié)， 亦可通過圖1 來感受孩子們學(xué)習(xí)的情況。

圖1 兒童動力搭建創(chuàng)新課程學(xué)習(xí)情況

（1）將孩子玩耍的天性融入教學(xué)中去。從兒童的年齡、心智、理解、操作等能力多方面出發(fā)，根據(jù)兒童學(xué)習(xí)發(fā)展情況設(shè)置孩子感興趣的任務(wù)。 從生活中的汽車雨刷器、自動開關(guān)、風(fēng)扇等為模型，培養(yǎng)孩子學(xué)習(xí)興趣， 激發(fā)孩子對于STEAM 教育各學(xué)科知識的學(xué)習(xí)興趣，提升孩子的信息素養(yǎng)。課程中孩子通過對夾持物體機(jī)械手臂的搭建了解生活中見到的抓娃娃機(jī)、工程抓木機(jī)及大型工廠的機(jī)械臂等的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

（2）以任務(wù)驅(qū)動為基本、創(chuàng)新驅(qū)動為擴(kuò)展的教學(xué)模式。 任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)模式是開展STEAM 教育的有效載體。STEAM 教育教學(xué)目標(biāo)不僅融合多學(xué)科知識和素養(yǎng)，有利于提升學(xué)生跨學(xué)科能力的發(fā)展，還具有良好的層次性。 兒童動力搭建創(chuàng)新課程在任務(wù)主題的設(shè)置上多方論證，以生活中常見的事物為模型，由簡至難、由淺入深、前后呼應(yīng)、相輔相成。課程從基本零部件的了解、杠桿原理、齒輪傳動、彈射裝置等方面依次展開。

（3）提高兒童動手能力。兒童處于人生的發(fā)展階段，對各個(gè)方面的新鮮事物都感到好奇，善于嘗試新鮮事物。在搭建課程中孩子手、眼、腦協(xié)調(diào)工作，不但鍛煉孩子動手操作能力，還提升了孩子的專注力。孩子們搭建時(shí)不僅動手能力得到提升， 其創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力以及解決、處理問題的能力都有了提升。在兒童的搭建課程中，教師起到了引導(dǎo)的作用，仍需要的是以兒童體驗(yàn)為中心，真正的學(xué)會觀察事物。教師可以在這一課程中豐富活動形式， 為兒童增加游戲體驗(yàn)感[5]。例如：在搭建活動的過程中，教師可以對兒童進(jìn)行分組練習(xí)，給每個(gè)組不同的任務(wù)去觀察，然后設(shè)置游戲關(guān)卡，每個(gè)組通過玩游戲來爭取任務(wù)。這樣不僅能激發(fā)幼兒的學(xué)習(xí)興趣， 還能激發(fā)幼兒的潛能去探究新鮮事物。也可以布置游戲主題，通過搭建物體可以讓幼兒進(jìn)行分類，然后進(jìn)行比賽，最后以獎勵的方式結(jié)束。所以在搭建活動過程中添加游戲活動，可以給教師幼兒帶來更精彩的體驗(yàn)。 這種教育模式不僅可以促進(jìn)兒童的智力發(fā)展， 還可以激發(fā)幼兒的興趣去學(xué)習(xí)。從明確任務(wù)到體驗(yàn)游戲，最后進(jìn)行自主探究這一過程可以推動幼兒的全面發(fā)展。

（4）培養(yǎng)兒童交流、溝通、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。在實(shí)際搭建操作中，溝通、協(xié)作也非常重要。 孩子們在遇到問題的同時(shí)，通過組內(nèi)成員之間的交流、討論、學(xué)習(xí)，成功處理問題、完成任務(wù)。 不但調(diào)動了孩子學(xué)習(xí)的積極性， 而且還對他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和組織能力有了很好的提升。在教學(xué)過程中，教師從主體地位轉(zhuǎn)化為主導(dǎo)地位，孩子在自主學(xué)習(xí)、分析和解決問題的同時(shí)，提高了他們的綜合素質(zhì)。也可以讓家長參與并且合作教育， 在教育兒童的過程中離不開家長的陪伴，教師在學(xué)校的傳授知識經(jīng)驗(yàn)只是一方面，兒童更多的成長是在家里， 離不開家長的指導(dǎo)與教誨。所以，教師可以與家長共同協(xié)作，去了解兒童成長階段所需要的，去制訂成長計(jì)劃。 教師應(yīng)該多與家長溝通，了解兒童的性格特點(diǎn)，從而給孩子快樂的成長空間[6]。

4 結(jié)語

少年智則國智，少年強(qiáng)則國強(qiáng)。國家的未來是少年兒童，努力培養(yǎng)少年兒童是每一位教師的使命，培養(yǎng)下一代的任務(wù)任重道遠(yuǎn)。 希望兒童動力搭建創(chuàng)新課程能夠讓我們的孩子在玩耍中掌握各學(xué)科門類的知識，提升動手能力，拓展創(chuàng)新思維，同時(shí)希望芬芳的科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)之花在西部盛開，結(jié)出STEAM 教育豐碩的果實(shí)。 兒童的綜合全面發(fā)展在成長中很重要，智力的開發(fā)，自主的發(fā)現(xiàn)問題，動手的解決能力這都是必不可少的， 教師的引導(dǎo)尤其重要，是為兒童提供了一個(gè)方向，基于STEAM 教育的兒童動力搭建創(chuàng)新課程， 教師首先需要的是轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教育觀念， 用不同的教育方式去引導(dǎo)兒童進(jìn)行觀察，設(shè)置不同的活動形式來豐富課余時(shí)間。更重要的是教師專業(yè)素養(yǎng)， 教師能在實(shí)踐中為兒童解答疑問，用專業(yè)知識去指導(dǎo)兒童，讓他們明白科技裝置的重要性，能夠讓兒童看到自己的成功果實(shí)。