關于幼兒STEM教育的幾點思考

孫瑾

近年來，隨著與STEM相關的能力在各個年齡階段教育體系中日益受到關注，STEM教育也被探討得越來越多。STEM是四個基礎學科，包括科學、技術、工程以及數(shù)學的統(tǒng)稱。但事實上，上述四個單項的基礎學科的教育，并不能稱為STEM教育。根據(jù)Johnson（2013）的定義，STEM教育指的是一種整合了科學探究、技術和工程設計、數(shù)學分析等主題與技能的跨學科教育方法。而在這一整合中，數(shù)學與科學通常作為教學的主體，而工程和技術則通常作為用以更好地實現(xiàn)科學和數(shù)學的教學內容的一種教學途徑或方法（Johnson，2013）。

因此，雖然STEM的各個基本元素在傳統(tǒng)教育中已經獲得充分的體現(xiàn)，但是其跨學科以及整合的特性，在傳統(tǒng)教育中仍然是需要繼續(xù)探索的方向。有趣的是，學習內容的整合性是幼兒教育的一個重要特征。早期的數(shù)學、科學的學習活動通常會與幼兒的生活經驗或特定生活場景相結合，鼓勵幼兒通過探究來達成學習目的。越來越多的研究也顯示，幼兒早期豐富的STEM學習經驗有助于幼兒未來獲得更好的學業(yè)成就（Geary et al.， 2013）。在這樣的基本背景下，我們又該如何認識幼兒教育階段的STEM教育呢？

一、早期STEM學習與幼兒教育

幼兒是天生的“科學家”，他們充滿好奇心、對身邊的環(huán)境滿懷探究的渴望，這使得幼兒對于具有高度探究性的STEM活動有天然的興趣。加上STEM活動通常與幼兒的生活經驗相關，并以動手操作和探究為活動的組織形式，因此更加能吸引幼兒的興趣并積極參與其中。同時，幼兒教育課程體系注重幼兒的生活經驗，強調操作和體驗，因此，幼兒教育中經典的科學與數(shù)學的學習活動，例如測量、磁力、沉浮、光影等，也是幼兒STEM教育中常見的學習主題。

注重學科之間整合性的學習經驗是STEM教育的重要特征。研究指出，具體的、情境性的、整合性的經驗有助于幼兒更好地學習，而學科之間的整合也更有助于加深幼兒對特定概念的理解、幫助幼兒解決學習問題，并更好地將相關概念應用于日常生活（McClure et al.， 2017）。幼兒教育課程的去學科化和強調學習的整合性，正好滿足了STEM教育對于學科整合的要求。例如，在學習“物體的滾動”這一物理概念時，教師通常會請幼兒探索可以滾動的物體的形狀，在不同斜坡或平面上滾動的速度，以及如何改變物體的滾動狀態(tài)等。這些科學探究活動自然地將基本的工程設計理念融入其中，不僅能夠幫助幼兒更好地理解這一科學概念，也使幼兒對材料的建構和工程的設計有所體驗。然而，要實現(xiàn)STEM中各個學科元素在幼兒學習活動中恰當有效的整合，則需要幼兒教師對于這些基本的STEM學習概念有深入的理解，并能夠有意識地設計和安排整合性的STEM學習活動。研究顯示，缺乏整體設計和對于學習內容理解的整合并不能提升幼兒對于基本STEM概念的學習成效（Czerniak， Weber， Sandmann， & Ahern， 1999）。那么，幼兒STEM教育中如何體現(xiàn)教師的作用？

二、幼兒STEM教育中的教師

幼兒教師在幼兒早期的STEM學習經驗中起著決定性作用。如果教師對于實施STEM教育充滿信心和熱情，且具備能夠根據(jù)幼兒的發(fā)展特征設計適合的STEM教育活動的專業(yè)能力，這對提高幼兒學習STEM的熱情與成效是非常重要的（McClure et al.， 2017）。但事實上，很多教師未能做好心理和專業(yè)上的準備，因此在實踐中未能設計適宜的STEM活動以符合幼兒的特定發(fā)展特點與需要。我們可以通過以下幾個方面加強幼兒教師在STEM教育方面的準備。

首先，幼兒教師未必有足夠的學科知識儲備去設計合理有效的STEM相關的活動，進一步做到四個基礎學科之間的有效統(tǒng)整就更加困難。因此，大部分幼兒教師在開展STEM相關的活動時，都缺乏應有的專業(yè)自信，對于教授數(shù)學、科學等內容的焦慮也普遍存在（Cuban， 2013; Lee & Ginsburg， 2007）。研究顯示，教師對于數(shù)學教育本身的理解和信念能夠有效地預測學前兒童的數(shù)學成就（Seker&Alisinanoglu， 2015），當教師對于學科持有負面態(tài)度時，這種態(tài)度則很有可能會傳遞給學生?？梢姡嵘變航處煹腟TEM專業(yè)學科知識，并幫助他們樹立對STEM教育的積極認知至關重要。

除了幫助幼兒教師獲得相關的學科知識和專業(yè)自信，專門的幼兒STEM教育培訓也必不可少。教師首先需要熟悉幼兒在STEM教育的主要學習內容及其年齡適宜性。例如，設計光影活動時，如果能夠清楚了解該主題涉及的科學、數(shù)學概念以及可用的工程和技術設計思路和相關材料或產品，并對不同年齡段幼兒掌握這些概念的層次有合理的期望，那么教師在活動中實現(xiàn)有效的跨學科整合的可能性也將大大提升。在STEM活動中，幼兒能否進行有效的探究、交流并解決問題是衡量教學的重要指標，而促進幼兒的探究、交流，設計合理的問題解決方式，則需要專門的學習、指導、實踐和反思，單純具備特定的學科知識也并不足夠。因此，幼兒教師還要接受如何有效實施STEM教育的專業(yè)培訓。

最后，幫助幼兒教師了解當前STEM教育中存在的問題，對于改善他們的教學理念與方法也有積極的作用。例如，在幼兒園的課堂中，STEM活動的時間有限，以教師為中心的現(xiàn)象普遍，教師和家長通常更多地關注學習的成果而非過程，社會對于STEM教育存在各種誤解等，都是當前幼兒園STEM教育中普遍存在的問題。如果教師能夠對于這些問題有清晰的認識和足夠的敏感度，則有助于提高設計與實施STEM教育活動的合理性和有效性。

三、幼兒STEM教育中的家長

支持幼兒STEM學習的另一重要方面則是家庭。我們知道，家長在幼兒學習中的參與程度對于幼兒的學業(yè)成就有顯著的正相關（Van Voorhis， 2013），類似的研究在數(shù)學和語文學習領域尤為集中。舉例來說，如果家長在日常生活中，能夠更多地與孩子玩一些與數(shù)學相關的游戲，例如棋類游戲、買賣游戲，那么這些孩子的數(shù)學成績更有可能展現(xiàn)出優(yōu)勢（Huang et al.， 2017）。

盡管如此，就家長日常參與幼兒STEM活動的情況來看，他們對幼兒STEM學習相關的知識、觀念和態(tài)度等范疇仍然存在很大的局限性。很多家長認為STEM活動更適合年齡較大的孩子，需要專門的設備和材料，或通過復雜的演算才能進行。也有相當多的家長更關注目標學科技能或概念的掌握，例如期望孩子在學前階段能夠進行加減運算、講述基本的科學原理或名稱，從而為順利升學打下基礎。因此，他們更傾向于讓孩子參加教學活動來學習STEM相關的知識和技能，而往往忽略了在日常生活中引導幼兒自然地探索STEM相關知識的機會（Mirtschewa，2020）。事實上，日常的用餐、清潔、運動等生活環(huán)節(jié)中都蘊含著豐富的STEM教育的內容和契機，家長需要獲得足夠的支持和幫助，才能發(fā)現(xiàn)這些契機，從而引導和鼓勵孩子積極參與和探究。也有家長認為，STEM活動更適合男孩，且男孩相對于女孩在STEM領域有更強的學習能力（GundersoN， Ramirez， Levine， &Beilock， 2012）。這種性別偏見使得家長不自覺地更多關注男孩在STEM領域的學習，并為男孩提供更多的機會（Crowley， Callanan， Tenenbaum， & Allen， 2001），購買更多的STEM類玩具（Jacob &Bleeker， 2004）。這種性別傾向性也會通過家長的養(yǎng)育行為傳遞給孩子，進而影響孩子的STEM學習態(tài)度與成效。

與幼兒教師相似，很多家長對自身支持幼兒的STEM學習的能力也缺乏信心。美國國家家長教師聯(lián)合會的一項調查發(fā)現(xiàn)，雖然家長都認同自己在激發(fā)孩子的科學學習的興趣中承擔著重要作用，但是有大約三分之一的家長認為自身未有足夠的能力支持孩子的科學學習（National Parent Teacher Association， 2016），而只有18%的家長表示近期曾經與幼兒在家庭中進行了親子科學活動（Jacob &Bleeker， 2004）。由此可見，幫助家長更好地發(fā)揮促進幼兒STEM學習的作用，仍有很長的路要走。他們需要切實的幫助和支持，從而更好地理解學習的內容和特點，并增強其促進幼兒STEM學習的能力和信心。

四、幼兒STEM教育的社會支持

中國向來重視學生的學業(yè)成就，尤其強調數(shù)理化學科學習的重要性。雖然當前教育越來越關注學生的全面發(fā)展，但是對傳統(tǒng)學科的重視卻從未削弱。這種對于重點學科學習成果的強調也體現(xiàn)在大眾對幼兒早期學習的期望中。然而，STEM教育與學習并不僅僅關注單科學習的優(yōu)異。相比學業(yè)成績，STEM教育更關注學習過程中學生的探究能力、學習興趣和問題解決能力的培養(yǎng)。而這些在以往的學習觀里并未得到足夠的重視，與之對應的重視探究過程的教學理念，相比傳統(tǒng)的知識傳授型教育方法，對于家長和教師來說也顯得陌生。這可能也是相當一部分教師和家長面對相對開放的STEM探究情境和學習內容感覺焦慮和無從下手的原因之一。

近年來，越來越多的教育基礎研究揭示了早期STEM教育和干預的重要性和可行性（McClure et al.， 2017）。但科學研究的話語通常抽象和生澀，對于非專業(yè)的讀者往往缺乏吸引力。因此，如何將科學研究的發(fā)現(xiàn)和建議用大眾能夠接受和理解的方式傳遞給社會，進而逐漸幫助大眾接受STEM教育和學習的特點，并提升大眾對于STEM學習過程中的學習興趣、探究精神、問題解決能力的認可，則至關重要。舉例來說，科學研究反復證實兒童是天生的“科學家”，對于STEM相關學科天生具有敏感性。但是大眾的常識則認為可能只有某些孩子具備學習STEM的天賦，可以給予更多的培養(yǎng)和支持;對于其他的孩子，STEM的學習則過于復雜和抽象。在兩者當中，如果能夠有適當?shù)拿浇?，將抽象的科學研究發(fā)現(xiàn)用具體的情境化的方式表達出來，讓大眾能夠實際參與觀察與認知幼兒日常科學探究活動，則有助于大眾接受和理解基于日常生活經驗的幼兒STEM教育和學習的特點以及對于幼兒學習的重要性，從而更好地發(fā)揮幼兒STEM教育的功能。