种植园里“E（工程）”教育初探

张梅

种植园不仅是幼儿园重要的区域环境，也是幼儿园重要的科学教育资源库。种植园作为幼儿园天然生态的STEM教育中心，可以项目的形式，把STEM 的相关知识与技能变成一个统一体。教师要抓住种植园活动中“E（工程）”教育的机会，提升幼儿的工程思维和建构能力。

一、教师预设的工程活动

幼儿对植物的照顾除了播种、浇水、除草之外，还需要根据不同植物的特点对其进行特殊的照顾。这些特殊性是由植物自身的生长特点所决定的，也是幼儿工程经验和自然经验的重要来源。

【案例一】我为西红柿搭支架

3月末幼儿播种了西红柿，5月初西红柿幼苗长高至10厘米左右。幼儿经常来种植园观察、护理、测量他们的西红柿。有一天，园丁爷爷对小朋友们说：“我马上要给西红柿搭支架了，西红柿在生长过程中果实会越来越重，要事先搭好支架来支撑主茎，这样才能帮助西红柿结出又大又红的果实。”幼儿特别想为西红柿搭支架，于是教师追随幼儿的兴趣，为他们提供了为西红柿搭支架的工程建构机会。

第一阶段：项目设计

阶段进展：在了解支架作用的基础上，幼儿寻求家长的支持，在网上搜集和学习相关的信息，开始对使用的材料、支架的形状等进行思考，并画出了自己想要的支架外形（见图1、图2）。

阶段分析：幼儿园要充分利用家长资源，让家长参与幼儿园的项目工程，为幼儿提供适当的帮助。

第二阶段：材料准备

阶段进展：通过工程设计，幼儿知道搭建支架需要竹竿、棍子、管子等材料。但这些材料哪里来呢？在幼儿园一角的土山坡上就有一个小竹林，征得园长妈妈的同意后，幼儿到木工坊借来了锯子，戴上手套就钻进了小竹林。竹子上的枝杈和叶子需要去掉，幼儿根据自己的经验，有的蹲在地上锯、有的踩在石阶上锯，还有的两两合作锯。被锯干净的竹子马上就可以用了吗？显然不可以！幼儿发现竹子太长了，需要将竹子锯成长度相当的小竹竿。怎么锯呢？每一段锯多长呢？在老师的启发引导下，幼儿探索出了两个办法：一是数竹节，3～4个竹节锯一段;二是找一根长短适宜的竹子做标尺，所有锯下的竹子都和它一样长。

阶段分析：高质量的互动是STEM教育有效性的保证。幼儿需要与人进行交往互动，如征求园长妈妈的意见、去木工坊借工具等;幼儿需要与材料和工具进行互动，如采伐竹子、修整竹子、等分竹子等。在上述互动中，幼儿运用已有经验识别和建立自己的新经验，充分整合科学、技术、数学等知识，提升自己解决问题的能力，逐渐养成了良好的工程学习力。

第三阶段：项目实施

阶段进展：所有材料都准备好了以后，幼儿根据自己的设计开始了第一次动手搭建。起初，幼儿的设计比较简单，如将两根竹竿交叉绑在一起，形成一个X形架。随后，幼儿开始合作建构比较复杂的支架，如在按照一定间距整齐排列的三个X形架上方横放一根竹竿，形成一组支架。但因为X形架高低不一，上面的横竹竿就不能固定住。于是幼儿开始不停地调节三个X形架的高度，勉强将横竹竿放了上去。

阶段分析：此时的西红柿正处在成长期，还没有结果。幼儿预先搭建支架是为了做好准备工作，同时能有充分的时间建构、调整、完善自己的工程设计。随着时间的推移和不断尝试，幼儿搭建的支架变得复杂起来，他们对支架的解释和描述也愈加详细。

第四阶段：项目测试

阶段进展：幼儿搭建出不同样式的支架，西红柿在不断长高，有的已经结出青色的小果。支架开始派上用场了，但问题也随之而来。

问题一：幼儿发现西红柿结果的位置都比较低，支架组合上的横竹竿太高，对西红柿主茎起不到支撑作用。

问题二：幼儿开始将支架与西红柿的主茎用绳子进行捆绑，但是手一松，绳圈就松垮了，难以对西红柿起到支撑作用。

问题三：当西红柿主茎长到和支架差不多高时，果实也越来越大、越来越多。幼儿发现自己搭建的支架有的已经承受不住，出现了倾斜。

阶段分析：幼儿搭好了支架，但是否可用，是否能解决问题，需要用现实效果进行验证。问题一、二、三的先后出现，引发了幼儿的认知冲突。他们开始思考支架、西红柿主茎及捆绑材料之间的关系，丰富并更新自己的经验。想象与现实的差距，使幼儿的设计随着过程而动态变化着，进而促进幼儿工程思维的发展。

第五阶段：项目改进

改进一：幼儿拆掉了支架组合，根据西红柿的生长情况重新搭建。

改进二：幼儿想到了美术区域里的美工材料毛根，于是大家改用毛根进行捆绑，并将原来的支架也用毛根做了加固。

改进三：幼儿发现只有X形支架出现了倾斜，而三根竹竿捆绑的支架却很牢固，于是将原来两条腿的X形支架在倾斜的方向上再增加一条腿，形成“三足鼎立”的样式，从而不再倾斜（见图3）。

阶段分析：STEM工程教育遵循“探索→设计→制作→测试→改进”的活动模式。在具体的学习探索过程中，这是一个循环往复的过程。为西红柿搭建适宜的支架，是幼儿在不断改进的过程中所要达成的目标。

活动小结：种植园活动可以给幼儿带来有关植物、劳动等方面的经验，这些经验能促进幼儿其他活动的展开和新经验的获得。在“为西红柿搭支架”活动中，教师以问题为导向，明确任务目标，使幼儿带着问题和目标参与活动。比如：竹子怎样分割才可以长短一致？支架怎样建构才可以直立？怎么将支架与主茎捆绑得更牢固？这些既充满挑战又源于现实的驱动性问题，能促进幼儿不断思考和探索，使幼儿习得等距离分割、空间架构等方面的经验和知识，并在动手操作、主动探索、亲身实践中解决了西红柿种植中实际存在的问题，最终收获了大而甜的果实，幼儿也从中得到滿足和快乐，并收获了发展和成长。

二、幼儿生成的工程活动

在种植活动中，幼儿往往是急性子，希望自己种下的种子第二天就能发芽，栽下的小苗苗很快就能开花结果。为了使植物快速生长，他们想尽一切办法。

【案例二】我为草莓搭暖屋

元旦刚过，大班幼儿就栽种了草莓苗。他们问得最多的问题是：我的草莓什么时候能长出来？我什么时候能吃到草莓？有小朋友说在摘草莓时看到草莓长在暖屋里，如果给草莓搭个暖屋，是不是就可以很快吃到草莓了？这个提议被大部分幼儿接受。于是，“我为草莓搭暖屋”活动应运而生。

第一阶段：项目设计

阶段进展：在观摩生活中不同暖屋的基础上，幼儿设计出自己理想中的草莓暖屋（见图4、图5）。他们发现搭建草莓暖屋的材料比较特殊，比如要能使框架牢固的材料、能使阳光照进暖屋的材料等。这就需要幼儿调动已有的生活经验和建构经验，选择符合要求的材料。

阶段分析：大班幼儿已具备了搭高、围拢等建构基础。通过感知生活中各式各样的暖屋，幼儿增进了对所要建构的草莓暖屋的認识，在此基础上做出草莓暖屋的工程设计。

第二阶段：项目实施

阶段进展：工程设计之后，幼儿就开始准备建构材料。他们带来了筷子、竹棍、保鲜膜、塑料袋、纸盒、矿泉水瓶、金属筷架等多种材料，教师为幼儿提供了透明胶带、双面胶等黏合材料。在做了充分的准备活动之后，“我为草莓搭暖屋”建构活动开始了，孩子们用灵巧的双手建造出了一个个形态各异的草莓暖屋。

阶段分析：在认知和设计的基础上，幼儿经过充分准备后进入了实际操作与初步建构阶段。教师为幼儿提供补充材料，使材料准备得更加充分和完善。幼儿完成建构后，教师组织了一次集体观摩、分享和评价活动。

第三阶段：项目测试

阶段进展：在风吹雨淋之后，有的围合覆膜被风吹走，平面屋顶上的积水已把屋顶压塌或造成屋体倾斜。幼儿观察后发现：三角形的屋顶没有积水;用绳子捆绑的覆膜要比用双面胶粘得牢固。于是，幼儿开始了第二次的改造设计。

阶段分析：经过天气和时间的检验，草莓暖屋出现了稳固性不够、材料变形、空间不足等问题。幼儿对出现的问题进行了分析和探究，尝试找到解决问题的方法。

第四阶段：项目改进

阶段进展：幼儿再次准备好所需材料，对自己的草莓暖屋进行修正和调整。他们积极动手动脑寻找解决问题的途径，如将平顶换成尖顶解决了屋顶积水的问题;将支撑棍加长，增加暖屋空间等（见图6、图7）。

阶段分析：幼儿积极寻找更加适宜的材料和建构方式对自己的草莓暖屋进行改进，在解决遇到的实际问题中获得能力的提升。

活动小结：“我给草莓搭暖屋”活动是完全由幼儿自发生成的活动。为了使草莓的生长期和成熟期提前，幼儿主动思考和实施草莓暖屋工程规划。幼儿在一次次的活动中有层次、有步骤地逐步丰富和积累建构经验和解决问题的能力。老问题引发新问题，促进幼儿不断思考与探究，不断更新和丰富自己的经验。教师还可引导幼儿思考：暖屋里的草莓为什么会长得快？应该怎样尊重植物的生长规律？我们进行种植，收获的不仅仅是果实，更应该是对自然、生态的情感态度。

三、生态环境生成的工程活动

种植园里的虫子、小鸟等，都是非常重要的课程资源。幼儿对它们非常关注，一有机会就会观察它们。在了解到有些虫子、小鸟对植物有害后，他们开始跟这些害虫和害鸟做“斗争”。

【案例三】小麦保卫战

4月初，绿油油的小麦开始抽穗，幼儿发现个别小麦拦腰折倒，穗头朝下，怎么扶也扶不起来。这样的情况每天都在增加，这是怎么回事呢？幼儿观察后发现原来是小鸟偷吃了小麦。于是，“小麦保卫战”开始打响了。

第一阶段：制作稻草人

阶段进展：幼儿准备制作稻草人，但收集稻草比较困难。于是，他们来到木工坊，商讨如何用木棍制作稻草人。幼儿先挑选了一长一短的两根木棍做成了一个十字架，然后到班级里寻找旧衣服套在十字架上，并在十字架的顶端放上一个草帽，一个简易的稻草人就这样做好了。幼儿还在稻草人的手上系了红色的塑料袋，一阵风吹过，红色的塑料袋迎风飞舞，猎猎作响。接下来的几天，小麦没有继续倒下。幼儿都觉得稻草人真厉害，小鸟被吓得再也不敢来了，但效果只维持了两周左右。

阶段分析：在幼儿的已有经验里，稻草人是驱赶小鸟的最佳方式。那么，稻草人不会说话为什么能赶走小鸟呢？在了解原理以后，幼儿用木棍制作了假人，用会飘动的红色塑料袋来吓跑小鸟。STEM教育不仅强调幼儿学习的主体地位，更加注重提高幼儿的创新、合作等能力。

第二阶段：搭建网架

阶段进展：小麦渐渐地开始泛黄了，幼儿发现小麦又陆续地往下倒了，而且倒下的速度比之前还要快。他们着急了，难道小鸟发现稻草人是假的了？怎么办？幼儿纷纷出主意：“把小麦用布盖起来。”“用窗纱把麦子罩起来。”“用网子把麦子网起来。” 幼儿从农场找来两张藤网，往小麦上盖。在盖的过程中，幼儿发现小麦会通过网眼跑到外面来，还是很容易被小鸟吃到。于是，他们开始筹划搭建一个网架。

有同龄班的幼儿在搭建儿童自行车棚，于是幼儿就到该班去参观和学习，并和班级老师商量，借了一些PVC管和连接件。他们相互协作搭建网架，之后和老师一起将网铺盖上去，还很细心地在有缝隙的地方全部系上绳子， 防止小鸟钻空子。

阶段分析：幼儿成功地学习和迁移了儿童自行车棚的经验，比较顺利地完成了搭网架的工程。幼儿间的合作越来越密切，能共同商讨建构的可行性、建构的方法等，其潜能被激发，创新、合作等能力都得到了提高。

第三阶段：改进网架

阶段进展：麦子并没有停止倒下，网架虽然防住了一些体型较大的鸟，却防不住小麻雀。眼看着麦子几乎倒了一半，幼儿又开始思考：怎样将网格变小，让小麻雀也飞不进去呢？什么样的网是最密实的呢？幼儿想到多盖一层网，让网变得密实起来。在没有多余藤网的情况下，幼儿决定缩小网架覆盖面积，将原来的藤网变成两层进行覆盖，保护剩下的小麦，并且再次系上了红、白飘带。在这期间，幼儿还尝试了给小麻雀准备食物的办法，但小麻雀对幼儿提供的大米不感兴趣。

为保护剩下的小麦，幼儿尝试了各种办法，最后有人带来了非常密实的纱窗网。但随着时间的推移，小麦也所剩无几。幼儿在不断改进网架的过程中已不知不觉地加入了工程设计，自我挑战的难度在不断提高。

阶段分析：STEM教育就是不断试错的过程。幼儿一次次地发现问题、一次次地探索思考、一次次地动手解决问题，与自然、环境等相互作用，在探索、互动、表达等过程中不断获得新经验。虽然在“小麦保卫战”中幼儿没有获得丰收，但他们在其中却收获了很多：首先，感知了小麦的全部生长过程，收获了多方面的宝贵经验;其次，发现了小麦和小鸟之间的联系，初步理解了动植物之间乃至与人类生活的关系;最后，在艰苦的劳动中体会到粮食的来之不易，更加理解了“谁知盘中餐，粒粒皆辛苦”的含义，收获了劳动意识和劳动品质。

儿童是“天生的科学家”，也是“天生的工程师”。种植园里有太多的实际问题需要工程活动来解决，种植园是开展“E（工程）”教育的沃土。教师应充分挖掘种植园里可以利用的一切资源，设计有效的工程活动，将幼儿的自主学习与种植园里的实际问题有机联系，让幼儿感到工程活动是有趣的、有用的、有价值的，从而培养幼儿的工程意识和工程思维，让幼儿在“E（工程）”教育中获得成长与发展。