幼儿园科技活动室环境材料结构和指导策略的研究

 一、课题研究的背景 
 
 长期以来，发达国家十分重视儿童科学素质的早期培养，各级各类幼儿园、学校十分重视开展早期的科学教育活动。在上个世纪后期进行的STS教育及在美国、法国开展的“做中学”科学教育方案等都注重培养儿童从小关注科学、技术、社会之间的关系，从小让儿童在动手做的过程中奠定优良的科学素质基础。  　　我国近30年来也十分重视在幼儿园进行科学素质的培养，不仅重视正规的科学教育，而且还重视非正规科学活动及偶发性科学活动，同时还创造性地在幼儿园设置了专门的科技活动室（亦称自然发现室、科技操作室等），多层次地为幼儿从小学科学创造了良好的条件。  　　然而，就我对江苏部分幼儿园科技活动室情况的调查了解，发现其设施、材料的提供以及组织领导等都存在不少问题，如：追求豪华摆设，观赏的多、操作的少；考虑学科知识体系的多，符合幼儿年龄特点的科技操作材料缺乏；应付上级检查，活动时断时续，利用率低等现象普遍存在。因此，有必要对幼儿园科技活动室进行深入的研究。 
 
 二、课题研究的意义
 
 实践意义：通过本研究可以丰富幼儿园科技活动室的实践，既为幼儿的科学探索、发现提供相关条件，又为幼儿的科技操作活动提供物美价廉的工具、材料、玩具；为科学发现活动的组织、管理提供有益经验；更好地发挥科技活动室的使用效益。 
 理论价值：通过研究探索幼儿园科技活动室的环境、材料的结构特点，为幼儿园科技活动室环境、材料的设施创设提供理论依据，使科技活动室的材料、玩具系列化，符合科学化、儿童化的特点。 
 创新之处：本研究把科技活动室的环境、材料的结构作为研究的对象，对于科技活动室环境和材料提供的科学化、系列化作出探讨，总结经验，形成可操作、可借鉴的参考指标。 
 
 三、课题研究的理论依据 
 
 1. 科学探索理论。科学的关键是探索，儿童是天生的学习者，有探究的本能。幼儿的科学活动是对周围物质环境进行观察、发现、感知、操作。科技活动室丰富的设施、有层次性的材料，为每个幼儿运用多种感官，多方位地进行探索、发现提供了条件。
 2. 生态学理论。在教育生态系统中，人、教育、环境彼此关联，共同构成一个不断运动的生态系统。儿童在专门设计的科技活动室中，在与多样的环境、丰富的材料相互作用中，不断经历平衡——不平衡——新平衡的矛盾过程，从而达到身心的不断发展。
 3. 建构主义的原理。建构主义认为，知识是发展的，是内在建构的。学习者是在知识、解释、理解世界的过程中构建自己的知识的。为奠定幼儿优良的科学素质基础，必须让幼儿在充分的科学探索活动中培养兴趣、积累经验、增长能力、养成习惯等。 
 
 四、课题研究的主要目标和内容 
 
 （一）课题研究的主要目标 
 1. 幼儿园科技活动室环境材料如何合理建构以适应幼儿科学探索的兴趣、需要，更好地促进幼儿科学素质的早期奠基。
 2. 在“以儿童为本”的教育观的指引下，幼儿教师组织、指导幼儿科技活动的有效策略。 
 （二）课题研究的主要内容 
 1. 研究幼儿园科技活动室的环境、材料的结构特点，使科技室的材料、设备、工具、器皿等系列化。 
 2. 开发符合儿童科学操作需要的材料与玩具。 
 3. 科技活动室与幼儿园内环境、班级环境、材料的关系与联系。
 4. 科技室活动中教师对不同年龄、不同兴趣、不同发展水平儿童的指导策略。 
 
 五、课题研究的主要方法 
 
 1. 调查法：通过座谈、问卷了解并分析当前江苏省部分幼儿园科技活动室的现状，了解教师对科技活动室的意见和需求。 
 2. 观察法：科技活动室专职教师及各班教师观察幼儿在科技活动室活动中使用设备、材料所表现出的兴趣、技术、能力及需求等情况。为制定标准，添置设备、材料，自制科学玩具等提供依据。 
 3. 实验法：根据研究方案和分步实施计划，有目的地在科技活动室和各年龄班进行专门的小专题的实验研究。 
 4. 行动研究法：在研究的全过程中，根据研究目标、科技活动室活动现状，及时进行阶段总结。确定后一阶段研究重点，以保证课题研究顺利进行。 
 
 六、课题研究的主要研究成果 
 
 （一）总结了幼儿园科技活动室设置、环境材料提供应遵循的一般原则 
 1. 幼儿园科技活动室设置和材料提供应体现经济型和实用性。幼儿园设立幼儿科技活动室是为幼儿主动学科学提供专门的活动场所。为此，幼儿园应该根据班级规模以及幼儿人数，合理设置科技活动室，提供适宜和充足的环境材料。一般配置的活动空间以及材料、设备、器皿可以满足一个班级孩子同时进行活动。需要说明的是，幼儿园设立科技活动室，要防止只追求形式上的奢华，如大量花钱设置一些只供幼儿欣赏的“海底世界”“动物世界”或购买较多高档的科技玩具，如猴子翻筋斗、小熊打鼓、电动汽车、遥控机器人……对幼儿来说，只是观看或简单操作是不能满足他们亲自动手的探索需求的，而那些可以让幼儿动手操作的、可以拆装的成品、半成品，诸如放大镜、车辆装配材料、人体模型材料、各种弹簧、磁性材料等，才是幼儿园必须配备的材料。 
 2. 幼儿园科技活动室设置和材料提供必须符合科学性和启蒙性。幼儿科技活动室是培养幼儿从小学科学、爱科学的专门场所，因此活动室的设置以及环境材料的提供都应该尽量体现科学的特点，科学地提供有关现代科学的多方面的玩具、材料、工具，例如简单的力、热、光、声、电、磁等物理现象；自然环境和人们生活中常见的事物和现象，以及现代科学工具、科学技术、科技发明等。同时，幼儿园科技活动室的环境、材料的设置和提供，均要考虑幼儿的年龄特点，充分体现启蒙性。幼儿年龄小，幼儿园的科学活动仅仅是科学启蒙活动，不是对幼儿进行系统的科学知识和技能的传授，幼儿在科技室的活动主要是引发他们通过对物体的触摸、摆弄，增强他们对周围世界的好奇、好问，在感知的过程中积累粗浅的科学知识、经验，感受自己的成功，养成对科学的正确态度和兴趣。例如，在科技室中孩子们操作放大镜、显微镜，发现平时从来没有观察到的细细的叶脉、绒绒的纤维……，由此把孩子们引入他们平时用自己的眼睛从来没有接触过的、神奇的微观世界，扩大他们的认识范围，满足他们探索的愿望。但是不需要让孩子研究放大镜、显微镜的科学原理。 
 3. 幼儿园科技活动室设置和材料提供要兼顾开放性和层次性。幼儿在科技室的活动主要是依据自己的兴趣自主地与科技室的设备、材料、科学玩具进行互动。所以科技室的环境必须充分体现开放性。比如，科技室的设备、材料应是开放的：一些不同的操作区域、一些需要独立进行“研究”的区域，都需要相对开放，既能够保证指导教师可以关注到每一个参与活动的幼儿，又能够保证每一个幼儿都能独立地、静下心来操作、实验、研究，不受别人的干扰；科技室的内容和活动方式应该是开放的：应该充分鼓励每一个幼儿用自己的方法活动，而不要让幼儿按照教师预设的步骤、教师的演示进行操作、实验。开放的环境、材料能给幼儿提供选择的自由，能更大程度地调动幼儿的积极性，使其在探索和操作的过程中主动地获取相关科学经验。 
 开放的设施有利于幼儿独立操作、查阅资料，可以交流但又互不干扰 
 我园自行设计的半开放的操作桌 
 材料的开放性是建立在材料的丰富性基础之上的，只有丰富的材料才能够充分体现活动内容的可选择性。但丰富的材料并非只是材料数量上的累加，还应该具备层次性的特征。材料的层次性即材料的组成的层次，是指提供的材料应满足幼儿不同的探究活动的需要。如在“沉与浮”中，在教师提供的材料中有在水中能上浮的材料，有在水中会下沉的材料，有的是可沉可浮的材料，还有可以改变物体在水中沉浮状态的辅助材料。这样的材料可以有效地助推孩子的探究不断深入。其次，材料的层次性还应体现在不同探究能力幼儿的需求上。例如，镜子是孩子们常常接触的、喜爱的物品，但是镜子的品种多种多样，对于小的孩子来说首先提供的应该是平面镜、有趣的哈哈镜；然后逐渐增加两面镜、三面镜、多面镜；随着孩子认知的扩大、能力的增强、技能的提高，再增加放大镜、显微镜、望远镜、凹凸镜等有专门功能的不同的镜子，提高幼儿对身边科学现象、科学工具、科学发明的好奇心和积极性。 
 4. 幼儿园科技活动室设置和材料提供要做到操作性和游戏性巧妙结合。操作性是幼儿科技活动室的一个基本特征，同时幼儿阶段是一个以游戏为重要特征的特殊阶段，因此幼儿在科技活动室的操作活动往往都是和游戏结合在一起的。比如，在科技活动室中有许多不同材料让幼儿自己反复操作后感知了平衡；在敲敲打打、听听说说、玩玩试试的游戏中幼儿发现了声音的产生和传播；在暗室中试试手电筒、玩玩影子的游戏中发现了光和影子的秘密，等等。一些有深奥原理的物理、化学、生物等现象，幼儿往往通过游戏的形式接触了、发现了、初步感知了，好奇心得以满足了，他们对科学探索的兴趣也就更浓了。 
 5.幼儿园科技活动室设置和材料提供要实现现成设备与自制材料相辅相成。在科技活动室设施、设备的置办中，有些材料是必须直接购买的。比如大大小小的齿轮互相带动的有趣现象，如果是幼儿园教师自己制作，很难找到大小配套的齿轮，而且齿轮相互镶嵌的技术和工艺一般教师也无法达到，因此购买现成的设备既省时、省力，又便于操作。随着现代科技的迅速发展，科技室的许多操作材料应该说都是可以直接购买的。但教师自备的科学材料、自制的科学玩具，可以更好地利用幼儿身边常见的物品、资源，满足幼儿的好奇，让幼儿感受科学就在自己的身边。为此，幼儿园也必须根据本地区的条件，提供合适的材料和自制科学玩具。例如，很多农村幼儿园可以就地取材，锯下不同年轮的树段，供孩子研究关于树木年轮的问题。再如，教师运用弹簧原理制作的“听话的罐子”可以把幼儿引入科学的神奇殿堂：当幼儿一次次把罐子滚出去又发现罐子可以一次次“听话地”自动回来，让幼儿产生强烈的追根问底的欲望：为什么我们家的罐子滚出去就不能回来，科技室的“魔罐”为什么那么听话？当他们在教师的协助下打开罐盖，看到罐子里面的小铁块和许多牛皮筋，再一边玩一边观察，他们就会发现：原来是罐子里的牛皮筋和小铁块在变化…… 
 （二）初步建构了幼儿园科技室环境和设备材料的结构标准 
 受每个班级使用面积及幼儿园资金的因素影响，幼儿园不可能在每个班级提供品种繁多的科技活动设施、设备、工具和材料。因此，幼儿园设置专门的科技室可以节省有限的资金，最大限度地满足幼儿学科学的需要。 
 幼儿园大小规模不一，幼儿人数不一，经济实力不一，对于科技室环境、材料的提供需求和能力也不尽相同。我们通过对苏南、苏北许多幼儿园的经济情况的分析，了解了不同幼儿园对科技室活动的不同需求，又依据多年来幼儿园科学教具、玩具、操作材料配置的经验，建构了幼儿园科技室环境和设备材料的标准，主要包括幼儿园科技室需要的建筑面积、材料、科学玩具等，一般应该提供的品种、数量，等等。（限于篇幅，另行阐述） 
 （三）探索并总结了幼儿园科技室环境的设置与班级科技活动相互配合的有益经验 
 1. 科技室的幼儿自主探究可以引发班级正规科学活动。在实践中我们发现，孩子在科技室的操作中会产生诸多问题。为此，教师要善于发现和针对孩子的问题和需要，适时地在班级组织教学活动。比如，大班孩子在科技室发现了万花筒里面的花纹会变化，并由此产生了问题：万花筒里为什么会有花纹？不同的万花筒里面的花纹为什么是不同的？万花筒是用什么做的？……为了满足幼儿的好奇心和求知欲，教师在大班组织了“拆装万花筒”的活动，让幼儿在自己动手、动脑的过程中发现万花筒的秘密。又如，幼儿对科技室的磁性玩具很是好奇，于是中班教师适时组织教学活动“认识磁铁”，让幼儿在操作、讨论中发现磁铁的特性，感受磁性的神奇。由于教学活动来源于幼儿的需求，不仅可以提升教学的有效性，还可以把部分幼儿的兴趣、需要变成更多同伴的兴趣和需要，让幼儿在有目的的活动中，在与教师、同伴的共同学习中促进幼儿相关科学经验、科学知识的提升。 
 2. 科技室的环境材料设施为幼儿正规科学活动的自主性探索学习提供有力的支持。比如，在大班以动物为主题的活动中，幼儿经常会提出诸多问题：如何区分动物的公和母？动物的胡须有什么用？动物如何保护自己？鱼为什么能生活在水中？还有哪些动物也生存在水中？为什么有的动物既能生活在水中又能生活在陆地上？……科技活动室丰富的资料为幼儿解决这些问题及主动学科学提供了有力的支持和帮助。在南京市实验幼儿园，我们常常可以看到大班、中班的孩子带着自己的问题来到科技室，有的看科学课件、有的查找图书、有的进行小实验……一个个忙得不亦乐乎。在这些忙忙碌碌的过程中，他们不仅仅寻找着问题的答案，体验着学习的喜悦，其自主学习的优良习惯在一次次的“研究”中也慢慢奠基。 
 3. 科技室的专设环境和材料为全园科学教育提供方便。幼儿的科学探究活动需要一些设备、材料，但是每次教学活动都需要教师创设必要的环境、准备必要的工具，对于教师来说十分费时费力。幼儿的科技室可以根据幼儿园科学启蒙教育的要求及各年龄班科学教育的需要，分门别类地准备、存储必需的设备和材料，以提高教师工作的效率。 
 （四）积极有效的管理可以发挥科技室的更大效能 
 1. 有专门负责科技室工作的人员。幼儿园科技室 
 应坚持经常开放，同时应有专门人员负责科技室工作，创设科技室环境、置办科学活动材料，研究活动内容安排、观察幼儿活动中的表现和需求、了解活动情况、做适当记录和分析，并且进行恰当指导。 
 科技活动室的专职教师可以聘请有丰富教育经验的即将退休或刚退休的人员担任，也可由业务园长、年级组长或指定专人兼任。科技活动室的专职或兼职教师除了应具有良好的专业素养外，还应该有尊重幼儿自主学习的教育思想，喜爱科学教育，并具有心灵手巧的特点。因为只有尊重幼儿、相信幼儿具有学习的能力，才能真正保证孩子在科技室的活动中能够自由选择、自主操作、自主探究。只有喜爱科学教育的教师才能关注周围科学现象及科学领域的最新成果，为幼儿提出的问题主动寻找资料。只有动手能力强的教师，才能经常创新科学玩具和材料。 
 2. 合理安排科技室的活动时间和活动次数。科技教室活动的活动时间视幼儿园的班级规模（数量）而定。幼儿园的科技室一般可以分为上午和下午两个活动时间段，上午10:00—11:00 （上午10:00之前可以保证有的班级科学教学活动要使用科技室）， 下午3:00—4:00。各年龄班可视幼儿兴趣、能力、保教活动的情况做不同的安排：小班上学期幼儿刚刚进入集体生活，一般以班级活动为主，小班下学期可以从参观哥哥姐姐的活动开始，引发对科技活动室的关注，逐步每周开展一次。中班全年一般每班每周两次。大班上学期每班每周两次，大班下学期由于毕业前有更多的教育教学活动，亦可酌情减至一次。 
 3. 以多样的活动组织形式保障活动的实效。幼儿园科技室开放，可以与幼儿园的美工室、电脑室、图书室、以及体育兴趣小组一齐开放。主要组织形式有如下三种： 
 （1）班级轮流式，即按照班级编排各班科技室活动时间表。一般每个学期开学初由科技室教师和各年级教师协商安排、确定，使每个班级教师和幼儿心中有数。 
 （2）年级组内自选式，即确定年级组活动时间，年级组内教师合理分工组织。为了更好地满足幼儿不同的兴趣和需要，我们在规定的活动时间里，由幼儿自己选择自己希望去活动的地方，年级组内教师固定承担各室的活动组织、指导任务，凡是自选了科技室的幼儿不分班级集中在科技室活动，由年级组分管的教师和科技室专职教师共同组织、指导幼儿活动。这种组织形式一般在大班适用，因为幼儿的能力增强了，他们可以独立自主地进行选择。
 （3）按兴趣延续活动式。有些孩子在一段时间对某一种探究活动一直保持着兴趣，而且有反复活动的要求。对这样的孩子，可以满足他们在一个阶段连续数次选择同一活动进行。这样的活动对于培养幼儿从小静下心来认认真真做好一件事是非常有效的组织形式。 
 4. 以不同的指导策略保障活动的实效。在科技室的活动中，就活动主体来说，有的是新来活动的幼儿，有的是已经熟悉环境并养成良好操作习惯的幼儿；有的是能够独立活动并且能与同伴共同活动的幼儿，有的是能力一般或需要特别关照的孩子。就活动内容而言，有的是幼儿熟悉的内容，有的是新的活动项目和材料。就活动目的而言，有的是常规的以“玩”为主的科技活动，有的是带着一定任务来活动的孩子，……这些都需要教师采取不同的指导策略，才能使每一次活动对于每一个幼儿都是有价值的。 
 幼儿园科技室的有效利用涉及到幼儿园科技室整体的状况，管理者以及专职人员、班级教师的教育理念、教育行为、专业素养等诸多因素。在研究过程中，我们按照课题研究方案积极学习理论、探讨研究、改革创新、积累经验，取得了预期的研究成果，但时常也会遭遇新的问题、新的困惑。例如，科技室的环境材料以怎样的速度更新既不浪费又能够反映科学的发展？幼儿园科技室怎样更好地满足不同年龄、不同兴趣、不同能力幼儿科学探索的需求？专职教师和兼职教师、班级教师之间如何更加密切、有效的沟通？……诸如此类的问题，还需要我们进一步加以研究和落实，以更好地发挥幼儿园科技室的使用效能。 

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