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STEAM理念下大班建构游戏中科学探究能力的培养路径

叶若男

  作为STEAM教育的关键维度,科学探究能力涵盖观察、假设、实验、验证等环节,与建构游戏中的工程思维(如结构设计、材料测试)天然契合。例如,在“桥梁稳定性”项目中,幼儿需结合科学原理(如重力分布)、数学测量(长度与承重关系)、工程实践(材料选择与连接方式)进行系统性探究,体现STEAM教育的整合性特征。  

  建构游戏通过材料操作与问题解决,为幼儿提供“做中学”的实践场景。研究表明,幼儿在搭建过程中需运用空间推理、逻辑分析等能力,进一步聚焦科学探究能力的结构化培养,在“发现问题-提出假设-实验验证”的循环中发展实证思维。  

  实践设计与路径

  项目主题生成与情境创设。以幼儿生活经验为切入点,提出驱动性问题:“如何用有限的材料搭建一座稳固的桥?”通过实地参观社区桥梁、观看桥梁倒塌案例视频,激发幼儿对“稳定性”的探究兴趣。教师引导幼儿观察桥梁结构特征(如桥墩间距、桥面厚度),并提出假设:“桥墩越多是否越稳固?”  

  材料选择与工具支持。依据STEAM理念,材料需兼具开放性与功能性。基础材料可选用木质积木(模拟桥墩)、纸板(桥面)、橡皮筋(连接件)等低结构材料;科学工具可选用电子秤(测量承重)、卷尺(记录跨度)、记录表(对比数据);艺术装饰可选用彩笔、贴纸,鼓励幼儿兼顾功能与美观。   

  分阶段实施流程。阶段一:问题分析与原型设计。幼儿分组讨论桥梁功能需求(如通行玩具车),绘制设计草图,并用积木模拟基础结构;教师通过提问引导深度思考:“桥面弯曲(拱形)与平直哪种更稳固?”渗透“结构-功能”关系。阶段二:实验验证与迭代优化。设计对比实验:固定桥墩数量,逐步增加桥面负重(如积木块),记录坍塌临界值;引入变量控制:比较不同桥墩间距(10cm vs 15cm)对承重的影响,幼儿通过记录表发现“桥墩密集分布可提升稳定性”。阶段三:成果展示与反思迁移。幼儿演示桥梁承重实验,解释科学原理(如“拱形分散压力”)。

  采用多元评价。教师评估实验设计严谨性,幼儿互评结构创新性,家长参与“最稳固桥梁”投票。 

  实践成效与反思

  幼儿科学探究能力的发展。一是实证思维,85%的幼儿能独立设计对比实验,验证桥墩数量与承重的关系;二是跨学科应用,在测量桥面跨度时应用数学比较,在装饰环节融入对称美学(艺术);三是合作能力,通过分工(如“记录员”“搭建师”)提升沟通效率。

  教师支持策略的关键作用。一是发散思维提问,如“如果桥面加宽会怎样?”激发假设-推理思维;二是动态资源调整,根据幼儿需求增补材料(如增加卡纸测试韧性);三是失败案例转化,将坍塌桥梁作为教学案例,引导幼儿分析原因(如“桥墩未垂直摆放”)。

  挑战与优化方向。一是认知负荷管理,部分幼儿对“压力分散”原理理解困难,需借助可视化教具(如压力分布图);二是时间分配,复杂实验需分课时完成,参考“计划先行”策略,制定阶段目标表;三是家园协同,鼓励家庭开展延伸活动(如用筷子搭建桥梁),强化科学探究的连续性。  

  总而言之,“桥梁稳定性”项目验证了STEAM理念在建构游戏中的实践价值。通过跨学科整合与实证导向的学习,幼儿在“观察-设计-验证”的循环中发展了系统性科学思维。未来可进一步探索本土化资源(如传统木拱桥结构)与STEAM教育的融合,构建基于幼儿发展水平的科学探究能力评价体系。

  (市中心幼儿园 叶若男)

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