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【聚焦】基于STEAM理念的幼儿“小创客”活动研究

2018-05-30  悠悠_zj

上海市嘉定区叶城幼儿园

基于STEAM理念的幼儿“小创客”活动研究

一、选题意义与研究价值

1.顺应时代发展潮流

以科技为基础的信息化时代背景下,学习突破了原有的时空界限,带来了教与学的双重革命,愈加激烈的全球竞争更对学习者的学习能力、创新能力提出了越来越高的要求。为应对全球性的竞争挑战,保持在科技创新领域的优势地位,美国率先构建了STEAM课程面向高等教育领域,同时推及K-12教育阶段。20世纪90年代后STEAM教育风靡美国、韩国、英国等国家与地区。随着90年代中期3D打印技术的出现,“创客”、“创客空间”、“互联网+”等新名词又进入教育研究者的视线,在这样的背景下,研究STEAM教育与创客教育推动学习者创新能力的提升尤为重要。

2.满足幼儿发展需要

《3-6岁儿童学习与发展指南》中明确指出,“幼儿教育要充分尊重和保护幼儿的好奇心和学习兴趣,帮助幼儿逐渐养成积极主动、认真关注、敢于探究和尝试、乐于想象和创造等良好学习品质”。3-6岁幼儿处在创新心理觉醒时期,对一切事物充满渴望和憧憬,他们好奇好问,不受传统习惯势力束缚,敢想、敢说、敢为。幼儿期是创新精神的养成、创新能力的培养以及创新思维的形成的关键期。而STEAM作为重实践的超学科教育概念,不同于以往的单学科、重书本知识、碎片化的教育方式,STEAM以整合的教学方式培养幼儿掌握知识和技能,注重学习内容与现实世界的联系,强调幼儿的实践与协作,激发幼儿的创造能力与想象能力,提升学习品质,同时强调艺术与人文属性,有利于幼儿的综合发展。创客的概念更是强调了让幼儿动手操作、探究体验式的学习方式,让幼儿能够“做中学”。

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3.有利教师队伍建设

STEAM教育以其全新的教育战略眼光,倡导将各个领域的知识通过课程整合起来,对教师的课程整合能力、课程设计能力、资源整合能力提出了较高要求。STEAM理念下的幼儿“小创客”活动以STEAM课堂、创客小镇、亲子主题节为载体开展教学实践和教学研究,教师需将STEAM理念融于幼儿“小创客”课堂的教育教学中,主动更新自身课程观、教育观和幼儿学习观,积累更多的教学策略,形成更多实践性智慧,进而和幼儿在活动体验的过程中收获专业成长,STEAM理念下的幼儿“小创客”活动是提高我园教师综合能力的重要平台。

4.促进幼儿园文化构建

基于STEAM的理念开展幼儿“小创客”的活动,有利于我园建设面向未来高科技的学校文化、构建和谐发展的家园关系。该活动重点培养幼儿的创新能力与综合素质,帮助孩子更好地适应未来高科技创新性社会,而在教师创设教学环境、设计教学活动、整合教学资源的过程中教师的综合素质也在不断提升,在这样师生教学相长共同提升的学校文化氛围下,师生作为学校文化的载体将会不断推进我园文化建设。该活动以STEAM课堂为主阵地,到创客小镇的构建以情境帮助幼儿融入,最后构建的亲子主题节,更让家长参与其中,利于构建良好的家园关系。

5.弥合目前研究的缺失

我园地处嘉定工业园区,有着许多得天独厚的创客优势,目前辖区内的中小学诸多运用STEAM教育理念开展创客行动,借助高校或社会机构的支持,或引进国外教育资源,或以创客、机器人、航模等为主要内容,单设课时和师资来开展实施。但是在幼儿园中实施STEAM理念下的创客活动确很少,也没有可以参考的相关资源或经验借鉴。我园开展STEAM理念下的幼儿“小创客”活动将补足目前研究的一些缺失,并且其他幼儿园提供经验借鉴和活动案例。

综上所述,无论是时代发展潮流、幼儿发展需求还是教师队伍建设和校园文化构建都为基于STEAM理念的幼儿“小创客”活动指引了研究方向,同时幼儿园教育资源又为本课题的研究提供了多元资源,使得本课题研究更具前瞻性和可操作性。

二、核心概念界定

1.STEAM20世纪80年代,美国提出了STEM教育,1990年格雷特·亚克门(Georgette Yakman)教授在美国科学基金会(national science foundation,NSF)上提出了STEAM教育,在科学(science)、技术(technology)、工程(engineering)数学(mathematics)的基础上增加了艺术(art),从而构建了以数学为基础,通过工程和艺术解读科学和技术的教育理念。[1]STEAM作为一种新型的教育理念,有别于传统的单学科、重书本知识的教育方式,而是一种重实践的超学科教育概念。STEAM教育以课程整合的理念设计教学活动,引导学生掌握知识和技能并迁移应用,培养学生解决真实世界问题的创新能力。融合的STEAM教育具备新的核心特征:跨学科、体验性、协作性、设计性、情境性、艺术性。

2.创客:创客一词源于“maker”,首次提出 Web 2. 0 概念的戴尔·多尔蒂(Dougherty,2011)将那些愿意通过动手实践,努力将各种不同想法变成现实的群体成为“创客。”还有人认为创客是一种动手操作、探究体验式的学习方式,“做中学”是创客背后的核心理念。[2]创客教育,是指为解决中小学教育体制中创新能力培养的不足等问题而将创客理念引入而实施的一系列关于创新动手技能训练的综合课程。[3]本课题中的“小创客”是指,在多元整合、趣味情境中,乐于协作体验、探索创新、互动分享,具有创新思维和创造能力的幼儿。

三、国内外对本课题相关研究述评

20世纪80年代,美国提出了STEM教育,1990年格雷特·亚克门(Georgette Yakman)教授在美国科学基金会(national sciencefoundation,NSF)上正式提出STEAM教育这一概念,发展了原先的STEM教育。STEAM教育代表了国际上一种新的综合学科背景下的教育思潮,倡导将各个领域的知识以课程进行整合从而发挥综合育人的功能。目前许多国家都在积极开展STEAM 教育,其应用也已经从 P(Preschool)K(Kindergarten)-12、大学拓展到博物馆、课外项目和痴呆病人的康复等领域中。

STEAM课程一直被认为是发展创新能力的重要途径,Yildirim(2016)研究发现STEM教育原则与国际比较研究(如PISA / TIMSS)之间具有强烈一致性,STEM教育对学生在学校成绩和他们对个人STEM学科的态度的积极影响之间也具有强烈一致性。他还发现遵循STEM教育原则的干预增强了学生的问题解决和创造力。[4]韩国为加快国家的发展和增强国际竞争力,在教育过程中也实施了符合韩国特色的STEAM教育模式,韩国学者朴美善称建立这种教育模式可以说是未来培养综合型人才的必然趋势,并介绍了韩国教育中的STEAM教育。

但由于STEAM课程的难度较大,学生经常不选择STEM课程或中途退出。为增强学生兴趣、推动学生成功、保持STEM教育的持久性,Alec Sithole等人(2017)针对当前教育实践,提出应该采用以下策略推动STEM的持续发展:提供定向计划、采用预警系统、开设数学复习课程、创建学生学习共同体、推进教师专业发展同时开展协作计划和外联方案。[5]

在如何开展STEAM课程、进行课程设计方面,以Linda Keane为首的研究团队STEAM by Design,运用实际案例展现基于地点的STEAM项目中教与学是如何整合信息,进行虚拟实地考察、数字互动、应用程序和当代艺术以及科学和设计实践的。Joseph Krajcik和Ibrahim Delen(2017)探讨了专注于设计的STEM教育如何使得学生体验到发现和创新的快乐。他们发现专注于STEM问题并让学生参与设计的学习环境有助于学生学习与STEM相关的核心思想,并吸引学生参与学习过程。通过列举教学案例,他们着重分析了STEM学习环境如何将科学和工程思想的知识与重点科学和工程实践相联系。[6]这为一线教师提供了非常有效的借鉴与参考。Mahmut Kertil与Cem Gurel(2016)则对数学建模与综合STEM教育之间的关系进行了理论讨论,通过提供两个案例——物理实习教师进行的模型火箭项目、数学实习老师的数学建模活动,讨论了数学建模活动和基于项目的学习环境如何推动综合的STEM教育。[7]

STEAM教育的评价也是非常重要的一环,Jeremy V.Ernst等人(2017)的研究探讨了当提出结构化的性能任务时学生应用概念知识的能力。该研究测量了地球和环境科学或生物学专业学生高阶应用的熟练程度。学生样本来自重新设计的STEM高中,研究结果显示基于表现的熟练程度在任务和应用程序中不统一,但可以通过在情境基础上的学习学习工具来识别。

中国也在积极发展STEAM教育,为借鉴美国STEAM 教育的经验,赵慧臣等人(2017)具体分析了美国STEAM教育的模式、活动要素的设计、活动流程的设计,并针对我国教育现状提出多方协同参与,共同开展 STEAM 教育的路径。[8]

随着90年代中期3D打印技术的出现,“创客”、“创客空间”、“互联网+”等新名词又进入教育研究者的视线,创客教育作为发展学生创造能力的又一途径得到了教育界的广泛关注。全球创客行动( Maker Movement)的快速发展,越来越多的欧美国家,将“创客教育”渗透在日常教育中,设置有专门的创客课程,并开设学生“创客空间”,给学生实现“让想象落地”的平台。

杨现民、李冀红(2015)探讨了创客教育的价值潜能及其争议,强调全球创客运动的蓬勃发展为教育的创新改革提供了新的契机,但是由于创客过度强调制造产品的价值,忽视了对创客人群存在价值的尊重,可能是一种畸形的技术文化,在推进实践的过程中也面临诸多挑战。

作为发展学生创新能力的重要途径,创客教育与 STEAM 教育的融合问题受到教育界重视。傅骞、王辞晓(2014)研究发现创客对 STEAM 教育起到优化的作用,为STEAM教育的实施提供工程案例和创新思想。他们还结合中国中小学中的实践探讨了创客教育与STEAM教育开展中的问题提出了相关建议。[9]杨晓哲、任友群(2015)则更进一步,比较了STEM教育和创客教育在概念起源、教育目标、教育内容、教育过程和师生关系的异同,力求揭示两者在课程设置、评价体系、资源整合和师生能力等面临的问题与挑战。[10]

通过对STEAM教育、创客教育的国内外研究的梳理,可以发现,美国、韩国等国在STEM、STEAM教育上都经历了较长时间的研究与实践,国内对于STEAM的研究资料、数据多数来源于国外,国内的数据并不多且几乎都集中于大学阶段或中小学阶段,幼儿园阶段几乎没有提及。上海几所幼儿园虽已开展相关实践,但尚未形成具有可操作性的系统的课程文本。因此,本课题——基于STEAM理念的幼儿“小创客”活动研究很有意义。

四、研究目标

本研究的目标是通过开展STEAM理念下的幼儿“小创客”活动,探索STEAM理念与创客理念融合下项目活动的内容编制、组织形式、支持策略、互动策略、评价方式,在此基础上结合本园特色,构建独特的幼儿园文化,更大限度地为培养未来人才奠定基础。

五、研究内容

此次的STEAM理念下的幼儿“小创客”活动具体分为三个内容板块,分为STEAM课堂、创客小镇以及科创亲子主题节。整个活动以STEAM课堂为立足点,创客小镇和科创亲子主题节建立在STEAM课堂基础上。

亚克门教授构建了STEAM教育框架,从上至下分别强调了教育目标——终身学习的综合性学习者;强调学科的融合,注重艺术的渗透,而在之下是各门学科知识,最下面是具体的课程。而在这样的跨学科理念之下,有两种课程整合模型,分别为内容整合(content integration)和语境整合(contextintegration)模型。内容整合模型是整合STEAM所有学科的知识内容;而语境整合则是以一个学科为中心,从其他学科选取相关语境,进行有意义的学习。根据不同的项目活动,会采取不同的内容整合模型。而这个模型也隐含着对于学科核心知识的重要性的强调。

而在具体的项目活动设计方面,主要解决以下几个问题:

1.如何依据主题界定具体活动目标?

2.如何依据目标设定活动内容?

3.如何确定展开活动的程序?

4.教师提供什么支持(工具资源支持、支架支持、活动过程支持、评价设计)?

5.如何确立活动过程中教师观察点和幼儿评价点?

借鉴STEM跨学科项目设计模式,大致确定这样的项目设计模型:第一步是从真实的问题与情境出发,师生共同确定活动内容,因为STEAM是以幼儿的发展为中心的,幼儿的兴趣非常重要,而在构建活动的时候教师要进行活动分析,对课程资源进行整合,分析跨学科知识、学习者特征以及活动的重难点;接下来幼儿选择工具材料等资源,自主探索,寻求完成任务的途径和方法;接下来是幼儿对在探索过程中发现的问题,寻找创新的新方法和新途径,自主完成活动并改进;最后进行完善和积累,不断积累并在此基础上提升新经验。在老师的评价设计下教师进行过程性评价和总结性评价,并在此基础上反思教学过程进行改进。

项目活动示例:纸飞机项目

【项目主题确定】纸飞机项目是很多创客空间的热门项目,本身项目建设较为成熟易于获取借鉴材料。3-6岁的幼儿对于纸飞机这类好玩的事物很感兴趣,幼儿也经常折纸飞机、比赛谁的飞机飞得远,具有真实的生活经验,同时纸飞机项目涉及到了很多的跨学科知识内容,契合STEAM课程的理念。在这样的背景下,师生确定了纸飞机活动内容。

【活动分析】

活动目标:

(该活动采用的内容整合的整合模型,相关内容结合幼儿的认知发展水平)

1.认识飞机,辨别飞机的主要组成部分,老师介绍纸飞机的组成(生活常识)

2.自己设计纸飞机、折出纸飞机(工程方面的知识、资源内化的能力、想象能力)

3.初步认识纸的材质、风向、投掷力度对于纸飞机飞行的影响(物理方面的知识)

4.用线、尺等工具标记纸飞机飞行的长度,学会对比长度(数学方面的知识)

5.自己探索、交流讨论你发现怎样纸飞机会飞得远(语言表达能力、独立思考能力)

6.装扮自己的纸飞机并向全班展示(艺术素养)

跨学科知识分析:

数学知识/物理知识/工程知识/艺术/

学习者特征分析:

3-6岁幼儿处在创新心理觉醒时期,对一切事物充满渴望和憧憬,因此需要着重培养他们的创新思维。同时他们对于形状、鲜艳的颜色很感兴趣,但他们的注意力保持时间不长,需要老师的努力引导,保持他们一段时间的注意力。

重难点分析:

重点:引导幼儿自己探索怎样使得纸飞机飞得远?通过这样的中心问题让幼儿了解自己的活动任务,通过教师的引导和他们的动手实践以及交流反思发展他们的创新能力和思维品质。

难点:引导幼儿从多个角度发现纸飞机飞得远的方法,教师从多个方面对幼儿的学习做出支持,同时维持他们的学习兴趣与热情。

【活动实施阶段】

幼儿的主要行为可以概括为:获得纸飞机的基本信息→设计纸飞机→讨论→折出纸飞机→放飞纸飞机并记录→数据分析与讨论(作品装饰与展示)。

*在活动过程中,幼儿在自主学习、协作学习,教师要注重对幼儿的引导,通过关键问题逐步引导幼儿的讨论,比如说:

你同意他/她的观点吗?(推进一致)

他/她能说服你吗?(推进相互说服)

你知道他/她说的是对的吗?为什么(强调知识标准)

请说说你的理由(强调检验方法)

等等这样的策略逐步训练幼儿的思维方式,从而启发幼儿思考。

(注意:纸飞机飞行的具体数据需要老师帮忙记录与对比,幼儿只进行最基本的大小比较。)

【活动评价】

在教学过程中,教师观察幼儿的交流讨论、小组合作、动手操作进行记录做过程性评价,然后根据最后的纸飞机成品做总结性评价。

六、研究方法

1、文献研究法:通过书籍、网络、杂志等媒体,查阅国内外的文献资料,整理、收集已有的课程开发资料,批判吸收前人的研究成果,为本课题的研究奠定基础。

2、行动研究法:我们将在自然而真实的教育环境中,按照一定的操作程序,综合运用多种研究方法与技术,结合国内外理论与教学实践,展开STEAM理念下“小创客”活动内容选择、教学途径和实施效果等方面的研究,并定期对活动情况进行评估、方式,在实践中不断对项目的开展做出调整,以不断深化研究产生实效。

3、案例研究法:学习国内外STEAM课程优秀个案,同时积累幼儿“小创客”活动实施过程中的相关案例,并根据案例及时总结、反思,调整“小创客”活动的组织形式、途径和方法,使课程更具操作性。

七、实施步骤

  第一阶段:准备阶段  (2017年9月——2018年1月)   1.建立课题组,明确各项工作负责人,落实研究任务。  2.成立资料收集小组,收集资料,组织讨论分析。  3.理念定位,搭建研究与实施框架。  4.制定研究计划,设计课题研究方案。
  第二阶段:实施阶段  (2018年2月——2020年6月)   探索STEAM理念与创客理念融合下项目活动的主题确定、组织形式、支持策略、互动策略、评价方式,形成幼儿“小创客”活动实施方案。
  (1)2018年2月——2019年12月   吸收借鉴国内外研究成果,探索基于STEAM理念的幼儿“小创客”活动的内容选择、组织形式、支持策略、互动策略、评价方式,初步形成活动方案并开展实践,实施STEAM课堂和创客小镇。
  (2)2020年1月——2020年6月   对幼儿“小创客”活动中的观察与评价进行分析,总结幼儿“小创客”活动的实施经验,进一步验证、完善幼儿“小创客”活动的实施方案,并在基础上实施科创主题文化节。
  第三阶段:总结阶段  (2020年6月——2020年12月)   1.组织课题总结会,汇总并整理通过研究过程中的相关资料。  2.总结、整理研究的资料,形成基于STEAM理念的幼儿“小创客”活动的操作手册。  3.开展基于STEAM理念的幼儿 “小创客”活动实践研究的展示活动。

八、关键问题

1.如何将STEAM理念与幼儿“小创客”活动有机融合?并通过具体实践发挥“小创客“活动最大效应,促进幼儿创新思维和创造能力的发展,凸显幼儿园的活动特色并扩大幼儿园的文化影响?

2.教师进行“小创客”活动设计的突破点在哪里?如何把握活动过程的重难点?

九、拟创新点

1.将STEAM教育理念与创客教育理念相融合,形成STEAM课堂、创客小镇(幼儿园情境)、科创主题文化节,培养幼儿的创新能力、思维品质及其综合能力,同时在研究和活动设计中提升教师专业水准,从师生两个方面营造面向未来高科技社会的幼儿园文化。

2.运用幼儿园现有资源,将“彩墨”艺术融入幼儿“小创客”活动中,凸显STEAM理念中艺术(Art)的成效。

3.在引导幼儿的过程中,关注幼儿的“论辩”能力的发展,通过教师的引导发展幼儿的思维品质和能力。

十、预期成果

1.理清STEAM理念下的幼儿“小创客”活动的实施路径,形成“小创客”活动方案。

2.结合“小创客”活动的经验,形成“小创客”活动经验文本,争取做出实践操作手册。

注释:

[1]赵慧臣, 陆晓婷. 开展STEAM教育,提高学生创新能力--访美国STEAM教育知名学者格雷特·亚克门教授[J]. 开放教育研究, 2016, 22(5):4-10.

[2]杨晓哲, 任友群. 数字化时代的STEM教育与创客教育[J]. 开放教育研究, 2015(5):35-40.

[3]吴俊杰. 创客教育:杰客与未来消费者──2014地平线报告刍议[J]. 中国信息技术教育, 2014(9):7-12.

[4]Yildirim B. An Analyses and Meta-Synthesis of Research on STEMEducation.[J]. Journal of Education & Practice, 2016, 7.

[5]Sithole, Alec|Chiyaka, Edward T.|McCarthy, Peter|Mupinga, DavisonM.|Bucklein, Brian K.|Kibirige, Joachim. Student Attraction, Persistence andRetention in STEM Programs: Successes and Continuing Challenges.[J]. HigherEducation Studies, 2017, 7(1):46.

[6]Krajcik, Joseph|Delen, Ibrahim. How to Support Learners inDeveloping Usable and Lasting Knowledge of STEM.[J]. International Journal ofEducation in Mathematics Science & Technology, 2016, 5(1):21-28.

[7]Kertil M, Gurel C. Mathematical Modeling: A Bridge to STEMEducation.[J]. International Journal of Education in Mathematics Science &Technology, 2016, 4.

[8]赵慧臣, 周昱希, 李彦奇,等. 跨学科视野下“工匠型”创新人才的培养策略*--基于美国STEAM教育活动设计的启示[J]. 远程教育杂志, 2017, 35(1).

[9]傅骞, 王辞晓. 当创客遇上STEAM教育[J]. 现代教育技术, 2014, 24(10):37-42.

[10]杨晓哲, 任友群. 数字化时代的STEM教育与创客教育[J]. 开放教育研究, 2015(5):35-40.

10-职业与生活平衡/大学生职业生涯规划

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