張梅

種植園不僅是幼兒園重要的區(qū)域環(huán)境，也是幼兒園重要的科學教育資源庫。種植園作為幼兒園天然生態(tài)的STEM教育中心，可以項目的形式，把STEM 的相關(guān)知識與技能變成一個統(tǒng)一體。教師要抓住種植園活動中“E（工程）”教育的機會，提升幼兒的工程思維和建構(gòu)能力。

一、教師預設(shè)的工程活動

幼兒對植物的照顧除了播種、澆水、除草之外，還需要根據(jù)不同植物的特點對其進行特殊的照顧。這些特殊性是由植物自身的生長特點所決定的，也是幼兒工程經(jīng)驗和自然經(jīng)驗的重要來源。

【案例一】我為西紅柿搭支架

3月末幼兒播種了西紅柿，5月初西紅柿幼苗長高至10厘米左右。幼兒經(jīng)常來種植園觀察、護理、測量他們的西紅柿。有一天，園丁爺爺對小朋友們說：“我馬上要給西紅柿搭支架了，西紅柿在生長過程中果實會越來越重，要事先搭好支架來支撐主莖，這樣才能幫助西紅柿結(jié)出又大又紅的果實?！庇變禾貏e想為西紅柿搭支架，于是教師追隨幼兒的興趣，為他們提供了為西紅柿搭支架的工程建構(gòu)機會。

第一階段：項目設(shè)計

階段進展：在了解支架作用的基礎(chǔ)上，幼兒尋求家長的支持，在網(wǎng)上搜集和學習相關(guān)的信息，開始對使用的材料、支架的形狀等進行思考，并畫出了自己想要的支架外形（見圖1、圖2）。

階段分析：幼兒園要充分利用家長資源，讓家長參與幼兒園的項目工程，為幼兒提供適當?shù)膸椭?/p>

第二階段：材料準備

階段進展：通過工程設(shè)計，幼兒知道搭建支架需要竹竿、棍子、管子等材料。但這些材料哪里來呢？在幼兒園一角的土山坡上就有一個小竹林，征得園長媽媽的同意后，幼兒到木工坊借來了鋸子，戴上手套就鉆進了小竹林。竹子上的枝杈和葉子需要去掉，幼兒根據(jù)自己的經(jīng)驗，有的蹲在地上鋸、有的踩在石階上鋸，還有的兩兩合作鋸。被鋸干凈的竹子馬上就可以用了嗎？顯然不可以！幼兒發(fā)現(xiàn)竹子太長了，需要將竹子鋸成長度相當?shù)男≈窀?。怎么鋸呢？每一段鋸多長呢？在老師的啟發(fā)引導下，幼兒探索出了兩個辦法：一是數(shù)竹節(jié)，3～4個竹節(jié)鋸一段;二是找一根長短適宜的竹子做標尺，所有鋸下的竹子都和它一樣長。

階段分析：高質(zhì)量的互動是STEM教育有效性的保證。幼兒需要與人進行交往互動，如征求園長媽媽的意見、去木工坊借工具等;幼兒需要與材料和工具進行互動，如采伐竹子、修整竹子、等分竹子等。在上述互動中，幼兒運用已有經(jīng)驗識別和建立自己的新經(jīng)驗，充分整合科學、技術(shù)、數(shù)學等知識，提升自己解決問題的能力，逐漸養(yǎng)成了良好的工程學習力。

第三階段：項目實施

階段進展：所有材料都準備好了以后，幼兒根據(jù)自己的設(shè)計開始了第一次動手搭建。起初，幼兒的設(shè)計比較簡單，如將兩根竹竿交叉綁在一起，形成一個X形架。隨后，幼兒開始合作建構(gòu)比較復雜的支架，如在按照一定間距整齊排列的三個X形架上方橫放一根竹竿，形成一組支架。但因為X形架高低不一，上面的橫竹竿就不能固定住。于是幼兒開始不停地調(diào)節(jié)三個X形架的高度，勉強將橫竹竿放了上去。

階段分析：此時的西紅柿正處在成長期，還沒有結(jié)果。幼兒預先搭建支架是為了做好準備工作，同時能有充分的時間建構(gòu)、調(diào)整、完善自己的工程設(shè)計。隨著時間的推移和不斷嘗試，幼兒搭建的支架變得復雜起來，他們對支架的解釋和描述也愈加詳細。

第四階段：項目測試

階段進展：幼兒搭建出不同樣式的支架，西紅柿在不斷長高，有的已經(jīng)結(jié)出青色的小果。支架開始派上用場了，但問題也隨之而來。

問題一：幼兒發(fā)現(xiàn)西紅柿結(jié)果的位置都比較低，支架組合上的橫竹竿太高，對西紅柿主莖起不到支撐作用。

問題二：幼兒開始將支架與西紅柿的主莖用繩子進行捆綁，但是手一松，繩圈就松垮了，難以對西紅柿起到支撐作用。

問題三：當西紅柿主莖長到和支架差不多高時，果實也越來越大、越來越多。幼兒發(fā)現(xiàn)自己搭建的支架有的已經(jīng)承受不住，出現(xiàn)了傾斜。

階段分析：幼兒搭好了支架，但是否可用，是否能解決問題，需要用現(xiàn)實效果進行驗證。問題一、二、三的先后出現(xiàn)，引發(fā)了幼兒的認知沖突。他們開始思考支架、西紅柿主莖及捆綁材料之間的關(guān)系，豐富并更新自己的經(jīng)驗。想象與現(xiàn)實的差距，使幼兒的設(shè)計隨著過程而動態(tài)變化著，進而促進幼兒工程思維的發(fā)展。

第五階段：項目改進

改進一：幼兒拆掉了支架組合，根據(jù)西紅柿的生長情況重新搭建。

改進二：幼兒想到了美術(shù)區(qū)域里的美工材料毛根，于是大家改用毛根進行捆綁，并將原來的支架也用毛根做了加固。

改進三：幼兒發(fā)現(xiàn)只有X形支架出現(xiàn)了傾斜，而三根竹竿捆綁的支架卻很牢固，于是將原來兩條腿的X形支架在傾斜的方向上再增加一條腿，形成“三足鼎立”的樣式，從而不再傾斜（見圖3）。

階段分析：STEM工程教育遵循“探索→設(shè)計→制作→測試→改進”的活動模式。在具體的學習探索過程中，這是一個循環(huán)往復的過程。為西紅柿搭建適宜的支架，是幼兒在不斷改進的過程中所要達成的目標。

活動小結(jié)：種植園活動可以給幼兒帶來有關(guān)植物、勞動等方面的經(jīng)驗，這些經(jīng)驗?zāi)艽龠M幼兒其他活動的展開和新經(jīng)驗的獲得。在“為西紅柿搭支架”活動中，教師以問題為導向，明確任務(wù)目標，使幼兒帶著問題和目標參與活動。比如：竹子怎樣分割才可以長短一致？支架怎樣建構(gòu)才可以直立？怎么將支架與主莖捆綁得更牢固？這些既充滿挑戰(zhàn)又源于現(xiàn)實的驅(qū)動性問題，能促進幼兒不斷思考和探索，使幼兒習得等距離分割、空間架構(gòu)等方面的經(jīng)驗和知識，并在動手操作、主動探索、親身實踐中解決了西紅柿種植中實際存在的問題，最終收獲了大而甜的果實，幼兒也從中得到滿足和快樂，并收獲了發(fā)展和成長。

二、幼兒生成的工程活動

在種植活動中，幼兒往往是急性子，希望自己種下的種子第二天就能發(fā)芽，栽下的小苗苗很快就能開花結(jié)果。為了使植物快速生長，他們想盡一切辦法。

【案例二】我為草莓搭暖屋

元旦剛過，大班幼兒就栽種了草莓苗。他們問得最多的問題是：我的草莓什么時候能長出來？我什么時候能吃到草莓？有小朋友說在摘草莓時看到草莓長在暖屋里，如果給草莓搭個暖屋，是不是就可以很快吃到草莓了？這個提議被大部分幼兒接受。于是，“我為草莓搭暖屋”活動應(yīng)運而生。

第一階段：項目設(shè)計

階段進展：在觀摩生活中不同暖屋的基礎(chǔ)上，幼兒設(shè)計出自己理想中的草莓暖屋（見圖4、圖5）。他們發(fā)現(xiàn)搭建草莓暖屋的材料比較特殊，比如要能使框架牢固的材料、能使陽光照進暖屋的材料等。這就需要幼兒調(diào)動已有的生活經(jīng)驗和建構(gòu)經(jīng)驗，選擇符合要求的材料。

階段分析：大班幼兒已具備了搭高、圍攏等建構(gòu)基礎(chǔ)。通過感知生活中各式各樣的暖屋，幼兒增進了對所要建構(gòu)的草莓暖屋的認識，在此基礎(chǔ)上做出草莓暖屋的工程設(shè)計。

第二階段：項目實施

階段進展：工程設(shè)計之后，幼兒就開始準備建構(gòu)材料。他們帶來了筷子、竹棍、保鮮膜、塑料袋、紙盒、礦泉水瓶、金屬筷架等多種材料，教師為幼兒提供了透明膠帶、雙面膠等黏合材料。在做了充分的準備活動之后，“我為草莓搭暖屋”建構(gòu)活動開始了，孩子們用靈巧的雙手建造出了一個個形態(tài)各異的草莓暖屋。

階段分析：在認知和設(shè)計的基礎(chǔ)上，幼兒經(jīng)過充分準備后進入了實際操作與初步建構(gòu)階段。教師為幼兒提供補充材料，使材料準備得更加充分和完善。幼兒完成建構(gòu)后，教師組織了一次集體觀摩、分享和評價活動。

第三階段：項目測試

階段進展：在風吹雨淋之后，有的圍合覆膜被風吹走，平面屋頂上的積水已把屋頂壓塌或造成屋體傾斜。幼兒觀察后發(fā)現(xiàn)：三角形的屋頂沒有積水;用繩子捆綁的覆膜要比用雙面膠粘得牢固。于是，幼兒開始了第二次的改造設(shè)計。

階段分析：經(jīng)過天氣和時間的檢驗，草莓暖屋出現(xiàn)了穩(wěn)固性不夠、材料變形、空間不足等問題。幼兒對出現(xiàn)的問題進行了分析和探究，嘗試找到解決問題的方法。

第四階段：項目改進

階段進展：幼兒再次準備好所需材料，對自己的草莓暖屋進行修正和調(diào)整。他們積極動手動腦尋找解決問題的途徑，如將平頂換成尖頂解決了屋頂積水的問題;將支撐棍加長，增加暖屋空間等（見圖6、圖7）。

階段分析：幼兒積極尋找更加適宜的材料和建構(gòu)方式對自己的草莓暖屋進行改進，在解決遇到的實際問題中獲得能力的提升。

活動小結(jié)：“我給草莓搭暖屋”活動是完全由幼兒自發(fā)生成的活動。為了使草莓的生長期和成熟期提前，幼兒主動思考和實施草莓暖屋工程規(guī)劃。幼兒在一次次的活動中有層次、有步驟地逐步豐富和積累建構(gòu)經(jīng)驗和解決問題的能力。老問題引發(fā)新問題，促進幼兒不斷思考與探究，不斷更新和豐富自己的經(jīng)驗。教師還可引導幼兒思考：暖屋里的草莓為什么會長得快？應(yīng)該怎樣尊重植物的生長規(guī)律？我們進行種植，收獲的不僅僅是果實，更應(yīng)該是對自然、生態(tài)的情感態(tài)度。

三、生態(tài)環(huán)境生成的工程活動

種植園里的蟲子、小鳥等，都是非常重要的課程資源。幼兒對它們非常關(guān)注，一有機會就會觀察它們。在了解到有些蟲子、小鳥對植物有害后，他們開始跟這些害蟲和害鳥做“斗爭”。

【案例三】小麥保衛(wèi)戰(zhàn)

4月初，綠油油的小麥開始抽穗，幼兒發(fā)現(xiàn)個別小麥攔腰折倒，穗頭朝下，怎么扶也扶不起來。這樣的情況每天都在增加，這是怎么回事呢？幼兒觀察后發(fā)現(xiàn)原來是小鳥偷吃了小麥。于是，“小麥保衛(wèi)戰(zhàn)”開始打響了。

第一階段：制作稻草人

階段進展：幼兒準備制作稻草人，但收集稻草比較困難。于是，他們來到木工坊，商討如何用木棍制作稻草人。幼兒先挑選了一長一短的兩根木棍做成了一個十字架，然后到班級里尋找舊衣服套在十字架上，并在十字架的頂端放上一個草帽，一個簡易的稻草人就這樣做好了。幼兒還在稻草人的手上系了紅色的塑料袋，一陣風吹過，紅色的塑料袋迎風飛舞，獵獵作響。接下來的幾天，小麥沒有繼續(xù)倒下。幼兒都覺得稻草人真厲害，小鳥被嚇得再也不敢來了，但效果只維持了兩周左右。

階段分析：在幼兒的已有經(jīng)驗里，稻草人是驅(qū)趕小鳥的最佳方式。那么，稻草人不會說話為什么能趕走小鳥呢？在了解原理以后，幼兒用木棍制作了假人，用會飄動的紅色塑料袋來嚇跑小鳥。STEM教育不僅強調(diào)幼兒學習的主體地位，更加注重提高幼兒的創(chuàng)新、合作等能力。

第二階段：搭建網(wǎng)架

階段進展：小麥漸漸地開始泛黃了，幼兒發(fā)現(xiàn)小麥又陸續(xù)地往下倒了，而且倒下的速度比之前還要快。他們著急了，難道小鳥發(fā)現(xiàn)稻草人是假的了？怎么辦？幼兒紛紛出主意：“把小麥用布蓋起來?！薄坝么凹啺邀溩诱制饋??！薄坝镁W(wǎng)子把麥子網(wǎng)起來?！?幼兒從農(nóng)場找來兩張?zhí)倬W(wǎng)，往小麥上蓋。在蓋的過程中，幼兒發(fā)現(xiàn)小麥會通過網(wǎng)眼跑到外面來，還是很容易被小鳥吃到。于是，他們開始籌劃搭建一個網(wǎng)架。

有同齡班的幼兒在搭建兒童自行車棚，于是幼兒就到該班去參觀和學習，并和班級老師商量，借了一些PVC管和連接件。他們相互協(xié)作搭建網(wǎng)架，之后和老師一起將網(wǎng)鋪蓋上去，還很細心地在有縫隙的地方全部系上繩子， 防止小鳥鉆空子。

階段分析：幼兒成功地學習和遷移了兒童自行車棚的經(jīng)驗，比較順利地完成了搭網(wǎng)架的工程。幼兒間的合作越來越密切，能共同商討建構(gòu)的可行性、建構(gòu)的方法等，其潛能被激發(fā)，創(chuàng)新、合作等能力都得到了提高。

第三階段：改進網(wǎng)架

階段進展：麥子并沒有停止倒下，網(wǎng)架雖然防住了一些體型較大的鳥，卻防不住小麻雀。眼看著麥子幾乎倒了一半，幼兒又開始思考：怎樣將網(wǎng)格變小，讓小麻雀也飛不進去呢？什么樣的網(wǎng)是最密實的呢？幼兒想到多蓋一層網(wǎng)，讓網(wǎng)變得密實起來。在沒有多余藤網(wǎng)的情況下，幼兒決定縮小網(wǎng)架覆蓋面積，將原來的藤網(wǎng)變成兩層進行覆蓋，保護剩下的小麥，并且再次系上了紅、白飄帶。在這期間，幼兒還嘗試了給小麻雀準備食物的辦法，但小麻雀對幼兒提供的大米不感興趣。

為保護剩下的小麥，幼兒嘗試了各種辦法，最后有人帶來了非常密實的紗窗網(wǎng)。但隨著時間的推移，小麥也所剩無幾。幼兒在不斷改進網(wǎng)架的過程中已不知不覺地加入了工程設(shè)計，自我挑戰(zhàn)的難度在不斷提高。

階段分析：STEM教育就是不斷試錯的過程。幼兒一次次地發(fā)現(xiàn)問題、一次次地探索思考、一次次地動手解決問題，與自然、環(huán)境等相互作用，在探索、互動、表達等過程中不斷獲得新經(jīng)驗。雖然在“小麥保衛(wèi)戰(zhàn)”中幼兒沒有獲得豐收，但他們在其中卻收獲了很多：首先，感知了小麥的全部生長過程，收獲了多方面的寶貴經(jīng)驗;其次，發(fā)現(xiàn)了小麥和小鳥之間的聯(lián)系，初步理解了動植物之間乃至與人類生活的關(guān)系;最后，在艱苦的勞動中體會到糧食的來之不易，更加理解了“誰知盤中餐，粒粒皆辛苦”的含義，收獲了勞動意識和勞動品質(zhì)。

兒童是“天生的科學家”，也是“天生的工程師”。種植園里有太多的實際問題需要工程活動來解決，種植園是開展“E（工程）”教育的沃土。教師應(yīng)充分挖掘種植園里可以利用的一切資源，設(shè)計有效的工程活動，將幼兒的自主學習與種植園里的實際問題有機聯(lián)系，讓幼兒感到工程活動是有趣的、有用的、有價值的，從而培養(yǎng)幼兒的工程意識和工程思維，讓幼兒在“E（工程）”教育中獲得成長與發(fā)展。