幼儿 STEM 教育现状的调查与分析
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作者:张新立 朱萌 胡来林
摘 要：为了解幼儿STEM教育现状，文章采用问卷调查法，对幼儿教师关于STEM教育的认识、态度与行动以及教育实践三个维度进行了调查。结果发现，幼儿教师总体上对STEM 教育认识不高，但对未来实施STEM教育充满着期待。通过对幼儿STEM教育中存在的问题与困境进行深入分析，旨在为幼儿STEM教育政策制订、教师培训和相关问题解决提供科学依据。
关键词：幼儿;STEM教育;调查与分析
中图分类号：G613 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2019）02-0035-04
一、引言
STEM教育是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）跨學科融合的教育。它以活动、项目和问题解决为基础，提供一种动手做的学习体验，同时解决传统分科教育的弊端。
从美国STEM教育经验来看，STEM教育是提升国民素质、促进就业及收入分配的均衡化、促进种族平等和性别平等、增强国家实力和驱动创新的教育新模式[1]。我国近年来大力引进美国STEM教育理念和教育模式，先后通过成立相关研究机构、发布政策文件、组织研讨会、设立实验校、征集教学案例等措施，使得STEM教育很快成为K-12教育中的改革热点。
已有研究发现，整合性的STEM教育对小学生学习具有最大效果，大学生效果最低，因此愈早进行STEM教育愈有效[2]。STEM经验缘起于孩子出生后观察与投入周边环境之时，因此正式的STEM教育或经验式学习应始于幼儿时期[3]。学前阶段的STEM教育不仅对儿童个人发展具有重要意义，也直接影响未来对创新科技人才的培养。
因此，强调学前儿童早期STEM教育已经成为国际学前教育发展的重要趋势。但进行幼儿科学素养、技术素养、工程素养和数学素养的跨学科融合教育，取决于多方面的条件与要素，尤其是需要有一支具有STEM素养的幼儿教师队伍。
为了解当前幼儿STEM教育的实际状况，本研究从认识、态度与行动以及教育实践三个维度，对幼儿教师进行了调查和深度分析，旨在为幼儿STEM教育政策制订、教师培训和相关问题解决提供科学依据。
二、方法
1.调查对象
本次调查对象来自于浙江省参与STEM教育培训的幼儿园教师，共计75人。这些教师来自于浙江省公立和私立幼儿园，其中一级和二级职称教师比例占68%，5年以上教龄的教师占72%，大多从事过幼儿园语言、社会、科学、艺术和健康五大领域的多学科教学。本调查共下发调查问卷75份，回收75份，回收率100%，回收的问卷均为有效问卷。
2.研究工具
本研究采用问卷调查法，自行设计了“幼儿STEM教育现状调查”问卷，在进行正式调查之前，随机选取了本地幼儿园部分教师进行了试测和访谈。根据反馈结果，对部分问题进行修改。整个问卷的问题均为封闭性问题，主要包括事实性和态度性问题，所有问题均提供可选答案，有多选和单选两类，回答问卷采取无记名方式。
本问卷的设计主要包括幼儿教师对STEM教育的认识、态度与行动以及教育实践三个维度。认识层面主要调查幼儿教师对STEM教育的了解和认识;态度和行动层面主要调查幼儿教师参与STEM教育的意愿和实际行动;教育实践层面指的是幼儿园推进STEM教育面临的困难和需求等。问卷还包括调查对象的个人基本情况，共由12道选择题构成。将回收的75份有效问卷结果输入到SPSS20.0软件中，进行了基本的频次分析和多重反应下的频次分析。
三、结论与分析
1.对幼儿STEM教育的认识
对幼儿STEM教育的认识，包括对幼儿STEM教育的关注度和对其意义的认可度。从调查的结果来看，仅有56%的教师听说过幼儿STEM教育，没听说过的教师超过40%，显然幼儿教师对幼儿STEM教育认识度并不高。关于幼儿园开展STEM教育的意义，总体上教师比较认可，55.9%的教师认为STEM教育可以促进幼儿科学工程教育，39.2%的教师认为STEM教育可以成为人工智能背景下幼儿园的教育特色，详见表1。
STEM教育直指幼儿问题意识、探究精神、设计理念与工程意识的培养，当前社会上对于幼儿STEM教育的认识存在一定的误区，不少教师认为幼儿年龄小，他们的思考和行动在目的性、计划性、系统性上都处于萌发阶段，很难进行有真正价值的解决真实问题的活动。但是，这并不意味着幼儿就没有对生活的关注、设计的创想、制作的兴趣[4]。
实际上，STEM教育整合的核心理念在幼儿园具有较好的基础。幼儿园中五大领域的教育教学并不具有明晰的学科界限，而是从幼儿学习和发展的整体性出发，架构起幼儿个体与周围环境、社会生活的有意义互动，实现全面完整的发展。
《3-6岁儿童学习与发展指南》中将传统科学和数学整合在科学领域下，其中科学领域以探究为核心，数学领域以解决问题为中心，并要求教师在两个学科中建立内在联系，为幼儿提供真实的认知活动[5]。幼儿园各种主题活动和一日活动中都存在多重STEM教育的机会。由此看来，在幼儿阶段进行STEM教育不仅是必要的，也是可行的。问题的关键在于教师首先要有一种“STEM素养”，能用STEM思维去重新审视平时已经惯常的教育方式。可喜的是有2.7%的教师已经尝试开展幼儿STEM教育活动，他们是未来幼儿STEM教育的星星之火。
2.参与幼儿STEM教育的态度与行为
幼儿STEM教育是一个新的教育理念与模式，幼儿教师的态度不仅决定了STEM教育推进的有效性，同时也直接决定着教师的参与行为。从调查结果来看，几乎所有的幼儿教师都愿意在园中开展STEM教育，不愿意的仅占1.1%（见表2）。 由此可知，幼儿教师已经意识到当代幼儿科技工程教育的重要性，希望改革传统幼儿园艺术教育特长的现状，提升幼儿STEM素养。深入分析数据还发现，能主动进行STEM教育的教师不足一半，只占到43.8%，另有49.5%的教师需要根据幼儿园实施STEM教育的条件来决定是否进行STEM教育。进一步访谈发现，这些教师对幼儿园进行STEM教育存在着多种担心与困惑。
教师的担心与困惑主要源自两个方面：
（1）对现阶段如何着手开展幼儿园STEM教育不甚了解。实际上，幼儿园开展STEM教育有着多种途径，并且与已有的幼儿园教学活动之间存在着密切的联系，只要将现有幼儿园的部分活动迁移到STEM教育领域，经过适当改造与设计，就可以开展幼儿STEM教育活动。例如，拓展已有的幼儿园区角活动成为STEM教育活动;通过教室中的建构区开展STEM教育活动;将多个活动区角，如美工区和建构区进行整合后可以开展STEM教育活动;还可以通过户外活动开展STEM教育，或者在幼儿园主题式或项目式教学活动中增加STEM教育元素等等。
（2）教师认为实施STEM教育需要大量的高科技设备，投入资金多。比如，需要机器人、电子积木、3D打印机等。人工智能时代利用智能化的设备开展幼儿STEM活动非常必要，但更多的是通过对原有幼儿园教学活动再设计，融入STEM教育理念，实现跨学科融合来实施STEM教育。例如，可以利用幼儿园现有建构游戏中的各类积木进行STEM教育;可以利用原有科学实验室中的各种实验设备开展STEM教育;利用幼儿园现有的各种手工材料进行STEM教育;还可以充分利用社会资源以及各类场馆，如动物园、博物馆、展览馆和科技馆开展幼儿STEM教育。
导致幼儿教师对STEM教育心存疑惑与焦虑的另一个因素是幼儿教师STEM教育培训未能跟上。表3数据显示，未参加过幼儿STEM教育培训的教师占84%，也就是说绝大部分教师还未参加过STEM教育培训，幼儿教师对当前开展的幼儿STEM教育模式、教学方法、教学内容、教学条件等理解不深、知识储备不足，也会导致教师对STEM教育的困惑和担扰。
3.开展幼儿STEM教育的困难与期望
当前幼儿园实施STEM教育存在哪些困难？从调查结果看，政策、经费、条件和资源支持方面都存在着较大困难。从个案百分比可以看出，缺少经费支持排在第一位，占66.2%，其次是求助渠道和STEM教学条件方面的困难，分别占57.5%和56.%，政策支持缺乏占49.0%（如表4所示）。
尽管我国出台了关于STEM教育的相关政策，但还不够具体。对于STEM 教育的发展路径无明确规划，对 STEM教育的资金和实验条件支持、课程资源的开发以及师资力量的支持等也不明确，大大降低了教师的政策感知。由于 STEM 教育的复杂性，教师往往要花费大量的时间和精力才能完成STEM项目式教学，因而有必要制订具体政策，激励教师开展 STEM 教育。
幼儿园实施STEM跨学科融合教育另一个障碍是课程资源与师资，其不仅是实施STEM教育的先决条件，也是提升STEM教育水平与质量的关鍵。调查结果显示，77.3%的教师认为没有成熟的STEM课程，69.2%的教师认为缺少STEM教育案例，54.7%的教师认为没有能胜任STEM教育的教师，74.7%的教师认为尤其缺乏工程和技术方面的知识（详见表5）。
教师是实施STEM教育的主体，但幼儿园中大部分教师对实施跨学科的STEM教学缺乏足够的自信。因为，学前教育专业课程体系中几乎不涉及技术与工程的课程，幼儿教师很少有技术与工程方面的知识与实践。因此，从师资培养的角度来看，改革大学学前专业课程体系，增加STEM教育课程内容，提供实践机会具有较大的意义。从教师发展的角度来看，高校和相关研究机构需要尽快开设幼儿STEM教育培训和各类教研活动，促进幼儿教师快速发展。至于短期内不能解决师资不足的问题，可以通过跨学科的教师协作的方式，设计与实施STEM教育项目。
课程是开展STEM教学活动的载体，是快速推进幼儿STEM教育的关键。成熟的STEM课程要有完整的内容体系，融合并包含幼儿阶段多门学科知识，与幼儿认知水平相匹配，适应幼儿学习特点与兴趣。在没有完整的STEM课程情况下，优秀的STEM教育案例同样可以成为幼儿教师开展STEM教育活动的教学资源。幼儿园教师可以运用其具备的教学经验和自我学习能力，借助网络资源，在弥补工程与技术知识不足的情况下，开发出满足所在幼儿园需要的园本STEM教育课程或案例。但无论是成熟的幼儿STEM教育课程还STEM教育案例，目前都很少。因此组织专家组研制课程与案例显得格外重要。
STEM教育融合了做中学、体验式学习等教学模式，实施STEM教育需要相配套的学具和材料。现有幼儿园本身的科学实验室建设不足，教育主管部门制定支持政策并编制经费预算，提升幼儿STEM教学实验环境与条件，是保证幼儿STEM教育推进的必要条件。教师们希望得到具体的支持与帮助，包括STEM教育的技术指导、完善配套的STEM学具、STEM教育设计指导和系统性的STEM项目等，且个案百分比都非常高（如表6所示）。
STEM教育最主要的学习目标是培养幼儿的探究精神与创新能力，STEM教学活动主要采用探究式和项目式两种教学模式。相对来说，幼儿教师更加熟悉探究式教学，对项目式学习模式并不熟悉，因此对于项目式教学中项目引入、知识铺垫、方案制订、实施优化、评价总结和知识拓展等各个环节中的关键点把握不准，尤其是难以实现工程设计与科学探究核心概念的学习，因而提供STEM教学设计的指导，是幼儿教师所期待的。
STEM教育不仅包括幼儿园已有的科学和数学教学，还特别强调技术和工程设计知识与理念的融合。已有的科学与数学课程标准与教学活动设计都较为成熟，而幼儿园技术与工程内容教学几乎空白，所以教师希望提供STEM教育的技术指导与STEM学具。这两方面的个案百分比占90.3%和87.5%，都非常高。由此可见，这两方面是幼儿教师开展STEM教育迫切需要得到的支持。 表7中的数据是教师们希望在进一步学习与研修中获得的STEM知识与学习方式。45.2%的幼儿教师迫切希望通过教师专业发展培训，补充工程与技术基础知识，发展相关的实践能力。50.7%的教师希望能学习与幼儿认知水平、学习兴趣相适应的STEM教育项目中涉及的具体工程知识。37.0%的教师希望能学习与幼儿认知水平相适应的STEM教育项目中涉及的具体技术知识。91.8%的教师更是希望在各种教师专业发展培训中，能安排STEM教学观摩活动。
这一方面说明STEM教育模式在教师的头脑中还比较抽象，另一方面说明对于有着较为丰富教学经验的一线幼儿教师来说，这是最有效的培训方式。他们通过实际观察幼儿STEM教学项目的实施，就能很快理解STEM的项目设计、STEM教学的理念、STEM教学过程以及评价。有了这些理解，他们就能根据自己幼儿园的条件，开发出不同水平的STEM教育课程与案例，开展STEM教学活动。
四、小结
通过本次调查，笔者认为当前幼儿STEM教育主要存在以下问题：
（1）幼儿教师对STEM教育的认识总体偏低，需要通过各种行动，如建立种子校、示范校、STEM教学项目案例征集、STEM教学竞赛活动等提升幼儿教师的认识。
（2）幼儿教师亟需大规模的STEM教育培训，提高幼儿教师STEM教育的知识与能力。可以采取线上线下相结合的混合培训模式，提升幼儿教师STEM教育的基本理念、基本知识、基本方法，尤其是工程与技术方面知识与技能，特别是STEM项目设计与开发能力。
（3）出台针对幼儿STEM教育的政策，明确STEM 教育的目标、内容体系、教学方法、实施目的以及项目范例等，并提供经费支持。对开展幼儿 STEM 教育的教师进行政策倾斜与鼓励。
（4）开发幼儿STEM教育課程资源并提供支持条件，促进幼儿STEM教育快速发展。课程与支持条件的匮乏是幼儿教师实施STEM 教育的主要障碍之一。组织跨学科专家团队，开发出适切的幼儿STEM教育课程案例，并研制出配套的实践条件，可以快速提升幼儿STEM教育发展水平。
参考文献：
[1]赵中建.美国中小学STEM教育研究[M].上海：上海科技教育出版社，2017.10：255.
[2]Becker，K. & Pard，K. Effects of integrative approaches among science， technology， engineering， and mathematics（STEM） subjects on students' learning： A preliminary meta-analysis[J].Journal of STEM Education，2011（12）：5-6.
[3]Barbre，J.G.Baby steps to STEM：infant and toddler science， technology， engineering， and math activities[M]. St. Paul，MN：Redleaf Press，2017.
[4]（美）莎莉.穆莫著，李正清译.早期STEM教学科学、技术、工程与数学的整合活动[M].南京：南京师范大学出版社，2017.
[5]张茉，王巍，袁磊.幼儿园STEAM教育的活动设计研究[J].现代远距离教育，2018（4）：76-80.
（编辑：李晓萍）
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