幼兒園工程教育的價(jià)值與實(shí)施

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展，工程教育的重要性逐漸凸顯，工程技術(shù)成為一個(gè)國(guó)家保持全球競(jìng)爭(zhēng)力的決定性因素之一。而STEM教育在幼兒階段的興盛，也將幼兒工程教育帶入幼教研究者的視野。幼兒具有工程思維的潛質(zhì)和能力，幼兒園工程教育重點(diǎn)是幼兒工程思維的啟蒙，應(yīng)當(dāng)遵循教育目標(biāo)的啟蒙性、教育內(nèi)容的生活化、教育方法的游戲化和教育評(píng)價(jià)的過(guò)程性四個(gè)原則。

關(guān)鍵詞：幼兒教育;工程教育;工程思維啟蒙

中圖分類號(hào)：G610 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-9094（2022）07A-0046-04

幼兒園工程教育是隨著STEM教育不斷發(fā)展而逐漸被人關(guān)注的新興領(lǐng)域。STEM 教育包括科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四個(gè)學(xué)科（后來(lái)加入了人文藝術(shù)等），強(qiáng)調(diào)學(xué)科間的相互融合。除了技術(shù)和工程，其余學(xué)科作為學(xué)習(xí)領(lǐng)域在幼兒階段的課程中早已存在，有著豐富的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。技術(shù)雖然不是一個(gè)單獨(dú)的領(lǐng)域，但是作為方法、經(jīng)驗(yàn)、材料等形式，被廣泛運(yùn)用在科學(xué)或數(shù)學(xué)等領(lǐng)域中，為幼兒所接觸。而幼兒階段的工程教育卻被很多人忽略，或被認(rèn)為不適合，因此相關(guān)的研究和實(shí)踐較少，出現(xiàn)的也較晚，以“幼兒工程教育”為關(guān)鍵詞在知網(wǎng)搜索，可以發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)相關(guān)研究最早出現(xiàn)在2018年。

一、在幼兒園階段開(kāi)展工程教育的時(shí)代意義

（一）工程教育是提升國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的需要

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，目前全球邁入以人工智能、芯片制造等技術(shù)為代表的后工業(yè)時(shí)代，對(duì)現(xiàn)在的教育提出了巨大的挑戰(zhàn)[1]，工程教育的重要性逐漸凸顯。工程技術(shù)已成為一個(gè)國(guó)家保持全球競(jìng)爭(zhēng)力的決定性因素之一。三峽大壩、天宮空間站等大國(guó)工程鼓舞人心，但是華為的“芯片之痛”也給我們敲響了警鐘：中國(guó)是工程大國(guó)，但距離工程強(qiáng)國(guó)還有差距。習(xí)近平總書記在致首屆大國(guó)工匠創(chuàng)新交流大會(huì)的賀信中強(qiáng)調(diào)：“我國(guó)經(jīng)濟(jì)要靠實(shí)體經(jīng)濟(jì)作支撐，這就需要大量專業(yè)技術(shù)人才，需要大批大國(guó)工匠?！奔訌?qiáng)工程教育，建立從幼兒園到高等教育全覆蓋的工程教育體系刻不容緩。美國(guó)已經(jīng)將實(shí)施工程教育作為提升國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的主要途徑之一，從20 世紀(jì) 80 年代開(kāi)始，投入大量的人力物力和財(cái)力，對(duì)教育進(jìn)行重大改革。美國(guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)于1986 年發(fā)布《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》（Undergraduate Science，Mathematics and Engineering Education）報(bào)告，建議進(jìn)行科學(xué)（S）、數(shù)學(xué)（M）和工程（E）三門學(xué)科的教育建設(shè);1990 年補(bǔ)充加入技術(shù)（T）學(xué)科;2001 年正式提出STEM 教育理念。[2] 2007年美國(guó)參眾兩院一致通過(guò)了《美國(guó)創(chuàng)造機(jī)會(huì)以有意義地促進(jìn)技術(shù)、教育和科學(xué)之卓越法》（America Creating Opportunities to Meaningfully Promote Excellence in Technology， Education and Science Act，又稱《美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)法》），反映了全社會(huì)對(duì)STEM教育的關(guān)注和重視[3];2009年發(fā)布報(bào)告《K-12工程教育：了解現(xiàn)狀和改善前景》（Engineering in K-12 Education： Understanding the Status and Improving the Prospects），進(jìn)一步推進(jìn)了K-12工程教育[4]。至此，美國(guó)建立了覆蓋K-12的完整工程教育體系。

（二）目前發(fā)達(dá)國(guó)家重視包括工程教育在內(nèi)的早期STEM 教育

很多發(fā)達(dá)國(guó)家將發(fā)展STEM教育作為保持全球競(jìng)爭(zhēng)力的重要發(fā)力點(diǎn)，從幼兒園階段就開(kāi)始實(shí)行STEM教育，并提出了一系列可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。例如：美國(guó)莎莉·穆莫（Sally Moomaw）等專家提出了創(chuàng)建STEM 學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、明確學(xué)科核心內(nèi)容、堅(jiān)持發(fā)展適宜性教育以及重視學(xué)科知識(shí)整合等建議;澳大利亞推出了STEM早期學(xué)習(xí)計(jì)劃，借助高校力量對(duì)幼兒園STEM教育的主題、設(shè)備等進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究。[5]依托早期STEM教育，其中的工程領(lǐng)域在幼兒園階段也獲得了重視和推廣。

（三）有助于提升國(guó)民整體工程素養(yǎng)和國(guó)家未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力

幼兒園階段實(shí)施的工程教育，雖然不能直接培養(yǎng)高層次工程人才，但是具有啟蒙性和普及性的特征，能通過(guò)活動(dòng)和游戲幫助幼兒初步感受和理解工程過(guò)程，了解一些工程知識(shí)，掌握一些工程技能，逐步養(yǎng)成工程思維習(xí)慣，在培養(yǎng)幼兒實(shí)踐和創(chuàng)新能力方面具有重要的奠基性作用。當(dāng)下的幼兒二十年后將逐漸走向社會(huì)，成為未來(lái)國(guó)家發(fā)展的中堅(jiān)力量。因此，幼兒園階段的工程教育對(duì)提高國(guó)民整體工程素養(yǎng)和國(guó)家未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力有著重要而深遠(yuǎn)的意義。

二、 當(dāng)下幼兒園開(kāi)展工程教育存在的誤區(qū)

（一）認(rèn)為幼兒園的孩子小，不懂工程

幼兒由于年齡特點(diǎn)的限制，通常意義上的工程或者工程教育內(nèi)容已經(jīng)超出了他們的理解與接受能力范圍。但是，幼兒天生就是工程師，具有工程思維的潛質(zhì)和傾向。幼兒階段的工程教育也重在工程思維的啟蒙和工程思維習(xí)慣的培養(yǎng)。彼得羅斯基（Petroski）認(rèn)為，工程價(jià)值觀、態(tài)度和思維技能是在幼兒時(shí)期形成的。當(dāng)孩子們玩耍時(shí)，他們?cè)O(shè)計(jì)、發(fā)明并建造對(duì)他們有用的玩具和手工制品。這些往往是工程思維或思維習(xí)慣的開(kāi)端，在早期階段就應(yīng)該得到保護(hù)。[6]

例如，夏天的戶外娃娃家游戲中，孩子們覺(jué)得太曬，會(huì)自發(fā)地利用提供的毯子、遮陽(yáng)布、繩子、竹竿等材料架起簡(jiǎn)易的遮陽(yáng)篷。第一次不盡理想，會(huì)出現(xiàn)繩子打結(jié)困難、竹竿難以固定、意見(jiàn)不統(tǒng)一等問(wèn)題。教師及時(shí)抓住孩子們游戲的需求以及出現(xiàn)的問(wèn)題，引導(dǎo)他們進(jìn)行分組設(shè)計(jì)、尋找錘子等輔助材料、練習(xí)打結(jié)、選擇地址等工作，最后順利完成遮陽(yáng)篷的搭建。這個(gè)過(guò)程就是幼兒的工程活動(dòng)，其中蘊(yùn)含著發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、設(shè)計(jì)方案、實(shí)施調(diào)整、分享運(yùn)用等環(huán)節(jié)。教師不需要明確告訴幼兒工程活動(dòng)是什么、需要幾個(gè)環(huán)節(jié)，但是卻在游戲過(guò)程中潛移默化地滲透了工程教育的各項(xiàng)元素，幫助他們養(yǎng)成用工程思維解決問(wèn)題的習(xí)慣，這就是工程思維的啟蒙教育。

（二）認(rèn)為幼兒工程活動(dòng)就是搭建或制作一個(gè)作品

工程在本質(zhì)上是有價(jià)值取向的主體作用于客體、主觀思維物化為客觀實(shí)體的活動(dòng)和過(guò)程，是一個(gè)目標(biāo)導(dǎo)向的活動(dòng)和過(guò)程[7]?！霸煳铩敝皇枪こ痰囊粋€(gè)重要特征。這里的“物”不僅包括搭建或制作的實(shí)物，也包括設(shè)計(jì)的方案、構(gòu)建的系統(tǒng)、優(yōu)化的流程等非實(shí)物思想成果。但是，工程的特征不只有“造物”，還有“明確的目標(biāo)要求”“較長(zhǎng)的時(shí)間要求”“確定的步驟和階段任務(wù)”等，工程是過(guò)程和結(jié)果的統(tǒng)一?；氐接變旱墓こ袒顒?dòng)來(lái)說(shuō)，造出具體實(shí)物是工程活動(dòng)，優(yōu)化設(shè)計(jì)的方案也是工程活動(dòng)。例如新冠肺炎疫情期間，因?yàn)榧议L(zhǎng)不能送被子入園，能力強(qiáng)的幼兒自己扛被子進(jìn)教室，能力弱的幼兒被子由保育員拿進(jìn)教室。這是一項(xiàng)耗時(shí)耗力的工作。孩子們提出來(lái)想解決這個(gè)問(wèn)題。于是他們開(kāi)始運(yùn)用各種工具和材料測(cè)量最短路線，設(shè)計(jì)運(yùn)輸被子的最佳路線圖;發(fā)現(xiàn)還不夠方便，提出平地使用教室拖車運(yùn)輸，到達(dá)指定地點(diǎn)后用滑輪裝置將被子吊上三樓午睡室。周末如果要帶被子回家，只要逆向操作就可以了。這里除了由幼兒設(shè)計(jì)、工人安裝的滑輪裝置是造出來(lái)的“物”，其余的路線圖、運(yùn)輸工具的調(diào)度、人員的安排等內(nèi)容都不是“造物”。這些所有的內(nèi)容形成了一個(gè)運(yùn)輸被子的方案，整個(gè)過(guò)程包括幼兒發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、設(shè)計(jì)路線圖、實(shí)際運(yùn)輸、調(diào)整運(yùn)輸方式、最終分享運(yùn)用等環(huán)節(jié)，過(guò)程和結(jié)果的統(tǒng)一形成了幼兒運(yùn)輸被子的工程活動(dòng)。

三、在幼兒園階段實(shí)施工程教育的原則

幼兒園工程教育是整個(gè)工程教育系統(tǒng)的啟蒙性基礎(chǔ)?？紤]到幼兒的年齡特點(diǎn)，更多地應(yīng)該關(guān)注工程教育對(duì)工程思維的啟蒙，在原有課程的基礎(chǔ)上對(duì)工程教育進(jìn)行園本的實(shí)踐探究，尋找園所的課程活動(dòng)與工程教育所倡導(dǎo)的核心價(jià)值理念、實(shí)踐路徑方面的契合點(diǎn)，建構(gòu)幼兒工程思維啟蒙課程。在幼兒園階段進(jìn)行工程教育，絕對(duì)不是脫離原有課程，單獨(dú)開(kāi)發(fā)一套工程教育課程，也絕對(duì)不是提前進(jìn)行職業(yè)教育，而要重點(diǎn)把握教育目標(biāo)的啟蒙性、教育內(nèi)容的生活化、教育方法的游戲化和教育評(píng)價(jià)的過(guò)程性。

（一）教育目標(biāo)要具有啟蒙性

囿于幼兒年齡特點(diǎn)和能力限制，不宜進(jìn)行專業(yè)系統(tǒng)的工程教育。幼兒園工程教育目標(biāo)應(yīng)著眼于培養(yǎng)具有奇思妙想、樂(lè)于探索、富有童真、大膽想象、陽(yáng)光開(kāi)朗、自信大方的“小小工程師”，重點(diǎn)應(yīng)該放在工程思維的啟蒙、工匠精神的培養(yǎng)和人文情懷的養(yǎng)成上，也就是鼓勵(lì)幼兒善于發(fā)現(xiàn)生活中的問(wèn)題，并養(yǎng)成運(yùn)用工程思維創(chuàng)造性地解決問(wèn)題的習(xí)慣，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、參與設(shè)計(jì)、動(dòng)手探究、實(shí)踐操作、不斷改進(jìn)的過(guò)程中萌發(fā)專注嚴(yán)謹(jǐn)、精益求精的工匠精神以及關(guān)愛(ài)他人、熱愛(ài)生活的人文情懷[8]。

（二）教育內(nèi)容生活化

幼兒工程教育不在乎幼兒學(xué)到了什么工程知識(shí)，掌握了什么工程技能，重點(diǎn)是幫助幼兒能夠有一雙善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的眼睛，能夠敏銳地捕捉到自己生活中、游戲中遇到的問(wèn)題，并能通過(guò)設(shè)計(jì)方案、實(shí)際操作、優(yōu)化方案、再次實(shí)踐的迭代過(guò)程去解決問(wèn)題，切身地感受到工程活動(dòng)與自己生活、游戲的關(guān)系，體驗(yàn)工程活動(dòng)的影響力。我們要避免脫離幼兒的生活情景、脫離幼兒的實(shí)際問(wèn)題去開(kāi)展工程教育，把教師自己的想法和問(wèn)題強(qiáng)加給幼兒，這樣的“工程”不是“幼兒的工程”，幼兒也不能真正感受到工程的價(jià)值和意義。

（三）教育方法的游戲化

雖然工程教育是一個(gè)非常嚴(yán)謹(jǐn)、系統(tǒng)的領(lǐng)域，有著自己的內(nèi)在要求，但是在幼兒園階段進(jìn)行工程教育，對(duì)象是3～6歲幼兒，就必須考慮到幼兒的年齡特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方式。因此，需要將工程教育這一學(xué)科或者領(lǐng)域教育與幼兒教育這一學(xué)段教育進(jìn)行有機(jī)的融合?？梢栽谡n程游戲化背景下探索工程教育的路徑，通過(guò)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)、材料的投放、課程的開(kāi)發(fā)等方法，支持幼兒在“自由、自主、愉悅、創(chuàng)造”的精神下發(fā)展工程思維。

例如，幼兒園的池塘是孩子們非常喜歡的地方，他們有很多利用池塘進(jìn)行游戲的想法，限于池塘硬件的問(wèn)題并不能實(shí)現(xiàn)。孩子們提出對(duì)池塘進(jìn)行改造，這是一項(xiàng)非常大的工程，需要幼兒園招標(biāo)施工才能解決。這是孩子們發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，也是孩子們游戲的需求，教師支持他們分小組進(jìn)行大膽設(shè)計(jì)，并在藝術(shù)區(qū)提供沙盤、黏土、吸管、積木等材料，供他們?cè)趨^(qū)域游戲時(shí)進(jìn)行模型搭建，最后對(duì)幾組模型進(jìn)行解說(shuō)、分享和投票，并將選出來(lái)的模型提供給園長(zhǎng)，解釋創(chuàng)意和想法，為幼兒園池塘最后的改造施工提供創(chuàng)意和方案。孩子們雖然不能參與實(shí)際的施工，但是他們以游戲化的方式全程參與了幼兒園的池塘改造工程，貢獻(xiàn)了自己的智慧，鍛煉了自己的工程思維。

（四）教育評(píng)價(jià)在過(guò)程中生成

幼兒園工程教育重點(diǎn)是對(duì)幼兒工程思維進(jìn)行啟蒙，幼兒運(yùn)用工程思維解決生活中、游戲中問(wèn)題的過(guò)程比最后的結(jié)果更重要。工程教育可以融入一日活動(dòng)中，充分發(fā)現(xiàn)生活中的問(wèn)題，靈活利用各個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間，開(kāi)展豐富多樣的項(xiàng)目活動(dòng)，為幼兒提供更多思考的機(jī)會(huì)，支持解決問(wèn)題能力的發(fā)展，促進(jìn)工程思維的啟蒙。幼兒園工程教育的啟蒙性、日常性決定了應(yīng)該對(duì)幼兒發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、方案設(shè)計(jì)、調(diào)整優(yōu)化、合作能力等過(guò)程性指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

幼兒園工程教育的提出，既有時(shí)代發(fā)展的背景，又有STEM教育普及的推波助瀾，也非常契合幼兒直接感知、實(shí)際操作、親身體驗(yàn)的學(xué)習(xí)特點(diǎn)。幼兒園生活化、游戲化、情景化的教育為幼兒工程思維的發(fā)展提供了適宜的土壤。幼兒園工程教育更多的是讓孩子從工程活動(dòng)中感受到自己有解決問(wèn)題、創(chuàng)造美好生活的能力，在他們幼小的心靈中埋下“立志成為大國(guó)工匠”的種子。

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責(zé)任編輯：丁偉紅