基于知識圖譜可視化分析法的STEM教育理念下幼兒園科學區域活動開展策略TOC\o"1-2"\h\u20887摘要 116873一、緒論 113854(一)問題的提出 128849(二)研究意義 21875(三)概念界定 23216二、文獻綜述 33293(一)幼兒園科學區域活動開展的研究綜述 322939(二)幼兒園STEM教育的研究綜述 420833(三)STEM教育理念下幼兒園科學區域活動開展的研究綜述 515166三、研究設計 62192(一)研究目的 617548(二)研究內容 65805(三)研究工具 630780(四)研究方法 619753四、STEM教育理念下幼兒園科學區域活動開展的可視化分析 77489五、STEM教育理念下幼兒園科學區域活動開展的策略 1019790(一)科學區域環境創設策略 1030043(二)科學區域材料投放策略 1018700(三)科學區域教師指導策略 1119743六、研究的創新點 1123398結語 1222848參考文獻 1315635Abstract 15摘要：幼兒園科學區域活動作為幼兒園科學教育中的重要組成部分，對提高幼兒獨立自主探索及解決問題能力具有不可替代的意義。相較傳統模式下的幼兒園教學活動，STEM教育理念下幼兒科學區域活動能更加有效地培養幼兒多種思維能力。文章借助CiteSpace5.7.R5知識圖譜可視化分析法與內容分析法，對STEM教育理念下幼兒園科學區域活動開展研究。通過分析得出，STEM教育理念下幼兒園科學區域活動開展的各實施要素，基于此，分別從科學區域環境創設、科學區域材料投放、科學區域活動教師指導三個角度提出相應策略。關鍵詞：幼兒園；科學區域活動；STEM教育理念一、緒論(一)問題的提出大航海時代馬漢的海權論中提及一個觀點“擁有海洋就擁有世界”，而今處于百年未有之大變局下可謂是“誰擁有了科技，誰就擁有了世界”。新冠疫情下，更突顯出科學教育的重要性，因而加強科學教育已成為時代背景下的“大勢所趨”。國家《3-6歲兒童學習與發展指南》[[]李季湄,曉霞.《3-6歲兒童學習與發展指南》解讀[M].北京:人民教育出版社,2013.]中強調：幼兒科學教育的開展實施，目的在于調動幼兒自主探究的學習熱情，充分體驗并感受探究的樂趣，提升幼兒探究能力，充分保障幼兒收獲豐富有效的經驗。[]李季湄,曉霞.《3-6歲兒童學習與發展指南》解讀[M].北京:人民教育出版社,2013.(二)研究意義1.理論意義在理論層面上，STEM教育理念下幼兒園科學區域活動開展研究將進一步豐富現階段關于幼兒園科學區域活動開展的教育理論。實踐意義在實踐層面上，運用可視化數據分析軟件梳理幼兒園科學區域活動和幼兒園STEM教育理念的相關文獻進行文獻綜述，將在一定程度上為幼教工作者正確開展STEM教育理念下幼兒園科學區域活動提供有效的幫助，促進STEM教育理念下幼兒園科學區域活動有效開展。(三)概念界定1.幼兒園區域活動幼兒園區域活動這一詞，最早由著名的幼兒教育家——蒙臺梭利提出，她將教室劃分不同大小規模的區域，然后利用一定的教具實現教育目標。[[]徐旸.幼兒教師區域活動觀察記錄的現狀與支持策略研究[D].華東師范大學,2019.[]徐旸.幼兒教師區域活動觀察記錄的現狀與支持策略研究[D].華東師范大學,2019.幼兒園科學區域活動國內學術界對幼兒園科學區域活動的概念尚未有明確界定。不同學者對幼兒園科學區域活動的界定各不相同。楊磊將幼兒園科學區域活動定義為：“依據幼兒的年齡特點，提供幼兒感興趣的豐富多樣的科學操作材料,鼓勵幼兒在自主選擇、動手操作和擺弄中進行探究，通過與材料、環境、同伴的充分互動而獲得發展的一種課程模式”。[[]楊磊.幼兒園科學區角活動的調查分析——以江蘇省某科學教育特色幼兒園為例[J].陜西學前師范學院學報,2016,32(10):37-41.[]楊磊.幼兒園科學區角活動的調查分析——以江蘇省某科學教育特色幼兒園為例[J].陜西學前師范學院學報,2016,32(10):37-41.綜上其特征主要有：第一，以幼兒自身興趣，進行自主選擇自主探索為主；第二，以小組或個別形式開展活動；第三，教師多以間接指導隱性幫輔的形式存在，主要充當幼兒活動過程中的支持者、合作者和引導者；第四，區域活動內的環境創設、材料投放多以自然真實的原則布置。STEM教育“STEM”這一概念最早起源于二十世紀八十年代的美國，是將科學（Science）、技術(Technology)、工程(Engineering)、數學(Mathematics)等四門跨學科內容整合后產生的組合詞，重視整合不同學科的知識與內容，在學習跨學科知識過程中培育創新型人才。STEM教育從概念產生開始就一直受到美國政府大力支持，教學內容也是由專家精心篩選出來的，目的是為了更好的達成STEM教育目標，同時也鼓勵更多學生展開STEM領域的專業學習以保障STEM人才的供給。[[]閔天鈺.幼兒園STEM區域活動實施探究[D].華中師范大學,2020.]STEM教育的具體特征為：具有整合性與情境性、活動比較具有開放性、動態性以及回歸性且可操作實踐性強[]閔天鈺.幼兒園STEM區域活動實施探究[D].華中師范大學,2020.二、文獻綜述(一)幼兒園科學區域活動開展的研究綜述1.國內幼兒園科學區域活動開展的研究綜述(1)科學區域環境創設的研究綜述陶紀秋認為科學教育環境的創設應遵循三項原則：過程性、互動性、探究性。[[]陶紀秋.幼兒園科學教育環境創設的原則與策略[J].學前教育研究,2010,(05):64-65.]王慧穎在《幼兒園科學區的創設》一文中提到，幼兒園科學區的空間設置需注意以下幾點：第一，要臨近水源、光源、電源；第二，注意不要把科學區和像音樂區這樣相對吵鬧的區域進行相鄰安排；第三，為了方便幼兒自己拿取和整理活動材料，教師在放置操作材料時應把活動材料分類存放在具有開放性并且適合幼兒身高的低矮的櫥柜中貼有標簽的盒子或者筐子中；第四，為了指導幼兒進行實踐探索及養成一定的秩序感，教師可以在墻壁上張貼與科學區實驗相關的具體操作方法及步驟的示意圖、實驗的記錄表、科學區的區域活動規則等內容。[[]陶紀秋.幼兒園科學教育環境創設的原則與策略[J].學前教育研究,2010,(05):64-65.[]王慧穎.幼兒園科學區的創設[J].基礎教育研究,2015(09):85-86.(2)科學區域材料投放的研究綜述學者肖蕾認為科學區域材料的投放應以所選材料是否具備安全性、自然性、探索性、層次性為前提。學者王麗娟從滿足幼兒需求，促進幼兒發展的角度出發指出應多選擇趣味性強同時兼顧層次性與提示性的區角活動材料。學者付麗平指出進行科學區材料投放時，教師應更多的關注以下幾個方面：材料是否具備可操作性、是否有足夠的趣味性以吸引幼兒主動探索、是否具有目的性、層次感；針對區域材料的投放和更新，曹宇提出小班每學期進行一次，中大班每學期進行三次的建議。孫滿認為區域活動材料應選擇符合幼兒年齡階段特征和幼兒實際發展水平，同時又對幼兒富有挑戰性、層次性和主題情趣性。(3)科學區域活動教師指導的研究綜述時麗亞對教師提出以下要求：開放性的指導與有目的的指導相結合，掌握指導技巧，直觀指導為主、同時輔之針對性的指導。何亞柳將指導策略劃分為四種：為幼兒營造優質的提問氛圍；鼓勵幼兒勇于提問；重視幼兒的提問；主張將生活化活動融入已有科學活動中。楊媛提出可以通過觀察介入法、猜想實驗法、交流討論法及圖譜實驗法來對大班幼兒的科學區域活動進行有效的指導。[[][]楊媛.大班科學區活動中教師有效的觀察指導策略[J].課程教育研究,2018(51):187.2.國外幼兒園科學區域活動開展的研究綜述美國學者威廉姆·斯里茲十分關注區域活動環境的安全問題，認為教師有保證幼兒安全的義務。簡·約翰斯頓認為幼兒通過與玩具的接觸發展科學技能，形成科學概念。蘭本達教授認為區域活動中的材料起著吸引幼兒注意力、主動提出問題，進而嘗試思考進行下一步操作的作用。(二)幼兒園STEM教育的研究綜述1.國內幼兒園STEM教育的研究綜述(1)幼兒園STEM教育幼兒園STEM教育在我國處于初期探索階段。學者徐夏指出幼兒園STEM教育應以引導幼兒進行探究與體驗為主。張新立，朱萌，胡來林在其《幼兒園STEM教育現狀的調查與分析》中指出：“對幼兒STEM教育的認識，包括對幼兒STEM教育的關注度和對其意義的認可度。從調查的結果來看，僅有56%的教師聽說過幼兒STEM教育，沒聽說過的教師超過40%，顯然幼兒教師對幼兒STEM教育認識度并不高。關于幼兒園開展STEM教育的意義，總體上教師比較認可，55.9%的教師認為STEM教育可以促進幼兒科學工程教育，39.2%的教師認為STEM教育可以成為人工智能背景下幼兒園的教育特色。”[[]張新立,朱萌,胡來林.幼兒STEM教育現狀的調查與分析[J].中國教育信息化,2019(02):35-38.[]張新立,朱萌,胡來林.幼兒STEM教育現狀的調查與分析[J].中國教育信息化,2019(02):35-38.(2)幼兒園STEM教育的設計與實施張俊教授在《幼兒園科學教育》一書中從項目活動、日常活動和游戲活動三個方面談到了幼兒園STEM的教育教學模式。我國學者對項目活動中STEM教學研究得較多，以秦塞、趙輝等學者為代表，依據“動感小車”和“制作滑輪喂鳥器”的項目活動和案例介紹了幼兒STEM教育的學習模式，并從目標、主題、高階認知策略、學習實踐、產品物化和原則方面設計出幼兒STEM項目學習模式。[[]秦賽.項目教學視野下學前STEM教學活動的建構與反思[D].西安:陜西師范大學,2018:38-53.][[]秦賽.項目教學視野下學前STEM教學活動的建構與反思[D].西安:陜西師范大學,2018:38-53.[]趙輝,賀騰飛,王全旺.STEM教育理念下幼兒基于項目學習的模式探究——以“制作滑輪喂鳥器”為例[J].內蒙古師范大學學報(教育科學版),2019,32(1):63-68.許翔通過觀察和訪談了解了幼兒園開展STEM教育活動的現狀，并結合存在的問題提出當前幼兒園開展STEM教育活動應該關注區域STEM教育的聯系，增強教師能力加強家園合作等措施。[[]許翔.幼兒園STEM教育活動的個案研究[D].西安:陜西師范大學,2019:17-44.]賈亞南結合典型的STEM課程案例構建了初步的STEM教育課程模型，經過前后測檢驗發現STEM課程在一定程度上提高了幼兒解決問題和創新思維等能力。[[]許翔.幼兒園STEM教育活動的個案研究[D].西安:陜西師范大學,2019:17-44.[]賈亞南.幼兒園大班STEAM課程設計研究[D].銀川:寧夏大學,2019:17-26.2.國外幼兒園STEM教育研究綜述國外已有研究表示，整合性的STEM教育對小學生學習具有最大效果，大學生效果最低，因此愈早進行STEM教育愈有效。STEM經驗緣起于孩子出生后觀察與投入周邊環境之時，因此正式的STEM教育或經驗式學習應始于幼兒時期。[[]Barbre,J.G.BabystepstoSTEM:infantandtoddlerscience,technology,engineering,andmathactivities[M].St.Paul,MN:RedleafPress,2017.]如胡恒波對2013年美國馬塞諸塞州出臺的《學前兒童STEM教育指南》中STEM教育的理念與實施策略進行詳細的解讀，并從素養結構、主題項目、有效提問和家園共育四個方面談到了對我國學前STEM教育的實施建議。[[]胡恒波.美國學前兒童STEM教育的理念聲明與實施建議——源自馬薩諸塞州的經驗[J].教育科學,2017,33(4):90-96.]韋倩倩總結了澳大利亞政府對幼兒[]Barbre,J.G.BabystepstoSTEM:infantandtoddlerscience,technology,engineering,andmathactivities[M].St.Paul,MN:RedleafPress,2017.[]胡恒波.美國學前兒童STEM教育的理念聲明與實施建議——源自馬薩諸塞州的經驗[J].教育科學,2017,33(4):90-96.[]韋倩倩.澳大利亞幼兒STEM教育實施及其特點[J].教育評論,2019(6):158-163(三)STEM教育理念下幼兒園科學區域活動開展的研究綜述張新立在對中國幼兒STEM教育現狀進行調查和分析后，認為現階段的幼兒園教學活動背后所遵循的理論背景其實與STEM教育理念有許多不謀而合之處，只需對幼兒園已有的活動進行適當的內容上的改造和指導上的調整就能成功的將傳統活動轉變成STEM活動。比如可以將適合在室內建構區開展的活動拓展為STEM活動，甚至可以將多個區域活動進行整合后拓展成STEM科學區域活動。[[][]張新立,朱萌,胡來林.幼兒STEM教育現狀的調査與分析[J].中國教育信息化,2019(02)35-38.王雪莉依據她的一線實踐探索經驗，總結了基于STEM理念的幼兒園科學區活動中有關于活動設計與指導的心得。在活動內容選擇方面，她主張可以配合之前的主題活動在活動區中開展延伸游戲，可以在日常生活中生成區域活動，還可以利用家長自愿開展區域活動。而在活動指導方面她提出了四個要點，分別是變主動為被動、變指導為引導、變封閉為開放和變直接為間接。[[]王雪莉.基于[]王雪莉.基于STEM教育理念的幼兒園科學區角活動的研宄[J].幼兒教育,2019(25):84.三、研究設計(一)研究目的通過搜集、整理已有幼兒園科學區域活動、幼兒園STEM教育相關文獻，并借助CiteSpace可視化分析軟件進一步分析，總結出STEM教育理念下幼兒園科學區域活動開展應做好哪些要素的準備。基于各要素對STEM教育理念下幼兒園科學區域活動開展提出相應策略。研究內容在CKNI中文數據庫中收集以幼兒園科學教育、幼兒園科學區域活動、幼兒園STEM教育及STEM教育理念下幼兒園科學區域活動開展為主題詞的文獻。借助CiteSpace可視化軟件工具對文獻進行可視化分析，通過可視化分析得出我國STEM教育理念下幼兒園科學區域活動開展的要素準備、研究熱點和發展趨勢。分別從幼兒園科學區域環境的創設、科學區域區域材料的投放、科學區域教師指導三個方面對STEM教育理念下幼兒園科學區域活動開展提出相應策略。(三)研究工具中國學前教育研究會理事長虞永平教授提出“融合并利用科學知識圖譜分析等不同的定量分析法，組織系統全面的關于幼兒教育方法論方面的深入研究，開拓多元教育研究方法途徑。[[]蘭國帥,程晉寬,虞永平.21世紀以來國際學前教育研究:發展與趨勢——學前教育領域四種SCI和SSCI期刊的知識圖譜分析[J].教育研究,2017,38(04):125-135.]”CiteSpace是一種[]蘭國帥,程晉寬,虞永平.21世紀以來國際學前教育研究:發展與趨勢——學前教育領域四種SCI和SSCI期刊的知識圖譜分析[J].教育研究,2017,38(04):125-135.(四)研究方法1.文獻計量分析法通過查找搜索百度學術、CNKI以及維普等各大中外文獻的數據資料庫，全面收集并查閱研究幼兒園STEM教育以及研究幼兒園科學區域活動實施方面的理論文獻，借助CiteSpace5.7.R5可視化軟件工具，運用關鍵詞共現的定量分析法、聚類分析法、關鍵詞共現時區分析法等方法，分析文獻數據。2.內容分析法通過對幼兒園科學區域活動相關文獻的發文量分析、關鍵詞共現分析、關鍵詞聚類分析、關鍵詞共現時區分析，梳理其發展趨勢、發展特征及研究熱點。四、STEM教育理念下幼兒園科學區域活動開展的可視化分析本研究在CNKI數據庫中依次以“幼兒園科學教育”、“幼兒園區域活動”、“幼兒園科學區域活動”為關鍵詞，時間跨度不限，共檢索出有效文獻496篇文獻作為分析樣本，借助CiteSpace5.7.R5可視化分析軟件對樣本文獻依次進行關鍵詞共現分析、關鍵詞聚類分析、關鍵詞共現時區分析，通過可視化分析得出我國STEM教育理念下幼兒園科學區域活動開展的研究熱點和發展趨勢。1.發文量年份分析圖SEQ圖\*ARABIC1發文數量年份分布圖由圖1中的折線趨勢可以明顯的看出，自2011年始有關幼兒園科學教育主題文獻的發文量呈爆發式直線激增且仍呈現出持續增長的趨勢。2011-2017年、2018-2020年這兩個階段的年度發文量更是呈現出直線上升的發展趨勢。表明，幼兒園科學教育及其相關主題長期以來備受理論研究者的持續關注。2.關鍵詞共現分析關鍵詞共現分析是指對數據中作者集中提及到的關鍵詞的分析，關鍵詞是指在一篇文章中圍繞主題詞所進行的能夠顯示研究動向與研究熱點的詞匯，關鍵詞在同一篇文章中出現過就會產生一條連線，線條的顏色分別與研究年份相對應，關鍵詞出現的頻次與圓形節點面積大小呈正相關。選取2011-2020為時間跨度（Timespan）,設置2為時間切片（SliceLength），繪制出下圖2。圖中深藍色代表2011年、藍綠色代表2013年、綠色代表2015年、黃色代表2017你、橙色代表2019年，圖的左上方數據注釋“N等于72”表示圖中有72個節點，每一個節點代表一個關鍵詞，“E等于81”表示圖中有81條連線。圖2中紫色圓圈的大小反映出近年來以“科學教育”、“幼兒園”、“區域活動”等關鍵詞為中心形成了顏色深且圓形較大的節點。與之聯系緊密的節點有：幼兒園科學教育、游戲化、科學區、科學教學活動、科學探究等。圖SEQ圖\*ARABIC2幼兒園科學區域活動關鍵詞共現圖譜3.關鍵詞聚類分析關鍵詞聚類分析是運用軟件自動聚類從而呈現該模塊研究中的代表詞匯，同時依靠聚類模塊中顏色深淺程度的不同感知研究前沿。同時可以聚焦我國幼兒園科學區域活動教育研究的主要情況，從圖6可以看出我國幼兒園科學區域活動教育研究的關鍵聚類詞主要集中為：#0幼兒園、#1深度學習、#2科學區域、#3區域活動、#4教育理念、#5方法、#6學前STEM教育、#7STEM、#8STEM教育理念、#9本土資源、#10游戲活動總共10個模塊。 帶“#”的10個標簽即為近年來我國幼兒園科學區域活動研究熱點的聚類。圖3幼兒園科學區域活動關鍵詞聚類圖譜4.關鍵詞共現時區分析為了更直觀呈現我國幼兒園科學區域活動研究的發展趨勢，運用CiteSpace可視化軟件繪制了幼兒園科學區域活動關鍵詞共現時區視圖（Time－zoneView）見下圖3，選取2011-2020為時間跨度（Timespan）。由圖3看出，2011年關鍵詞共現僅圍繞“科學活動、區域活動、幼兒園”三大主題；2013年關于區域活動的研究內容中出現“材料投放、科學教學活動、大班幼兒”等詞；僅2020年一年間帶有“STEM”一詞的關鍵詞共現就出現了三次。研究角度由起初僅關注科學活動的學科本位；過渡到關注材料投放的材料本位；再到關注游戲化幼兒本位；直至如今關注點涵蓋科學素養、教育理念等的核心經驗本位。可以說近年來，學術界對幼兒園科學區域活動的研究呈多元化發展趨勢。圖4幼兒園科學區域活動關鍵詞共現時區圖譜綜上，根據發文量年份分析、關鍵詞共現分析、關鍵詞聚類分析及關鍵詞共現時區分析，可知近年來學術界關于幼兒科學區域活動開展的研究呈多元化發展趨勢，研究角度不斷深入、研究領域逐漸細化、研究方法不斷更新。五、STEM教育理念下幼兒園科學區域活動開展的策略據前期研究發現，在STEM教育理念下幼兒園科學區域活動開展實踐中，關于區域環境的創設、區域材料的投放、教師指導這三個方面會對活動效果產生一定影響。基于此，筆者將從以下三個方面提出針對性策略。(一)科學區域環境創設策略1.營造真實生活化的區域環境真實程度高的科學區域活動更易于幼兒將所經驗的體驗遷移到現實生活中，從而真正做到學以致用。STEM教育理念的顯著特征之一便是真實性。如在科學區域投放毛絨玩具、小枕頭等，這些不僅可以豐富幼兒的直接經驗還能激發幼兒探索的興趣。同時進行區域材料投放時應多選擇與幼兒實際生活存在聯系的生活化、自然性的材料，這些材料能喚醒幼兒頭腦中已有的知識經驗，起到知識遷移的作用。2.創設有層次感的區域環境對區域環境進行具有層次感的創設，將從視覺角度上增加幼兒進行活動探究時注意力的持久度，促進幼兒深度學習的發生。層次感強的環境還能刺激幼兒想象能力的發展，如擺放各種造型的模型以吸引幼兒的注意力，激發其探索的好奇心。(二)科學區域材料投放策略1.提供多樣化材料如在科學區域放置不同材質的毛絨玩具、坐墊等，借助不同的材質豐富幼兒的觸覺體驗。同時在材料投放時注意結合本土自然資源優勢，選擇具有地區特色的物質材料。在活動時教師有意識地引導幼兒去發現不同材質下玩具的觸感有什么樣的差異，豐富幼兒的親身體驗感，同時讓幼兒根據觸感不同將材料進行歸類擺放，在日常活動鍛煉幼兒的認知能力。2.動態化投放材料基于STEM教育的特征，同時結合幼兒注意力持久度不高這一特點，可將區域中的材料進行動態化擺放。周期性動態化投放材料可以激發幼兒的探索興趣，同時也能緩解農村地區活動材料不足的狀況。農村地區可根據季節變化，搭建農物展示區，為幼兒構建一個“動態化”的自然探索區域。如讓幼兒每天為自然探索區域中的植物們澆水，并觀察隨著灌溉天數的增加植物們會產生什么樣的變化。這樣的活動既豐富了幼兒的直接經驗又暗含科學知識。(三)科學區域教師指導策略1.開放式指導為主在STEM教育理念下幼兒園科學區域活動中，教師應以幼兒自由、自主的進行探究