智慧教育背景下基于STEM理念的幼儿园积木活动研究

摘 要：智慧教育是推动教育现代化，实现高质量发展的重要途径。而我国在幼儿园领域智慧教育发展水平相对薄弱。为探索出智慧教育在幼儿园领域的有效实施路径，文章以积木作为抓手，运用智慧教育与STEM教育相结合开展幼儿园建构活动。研究发现，通过智慧教育赋能，结合STEM教育中的工程设计这种创新的教学模式，能够促进幼儿核心素养的发展，有助于幼儿园智慧教育及STEM教育的开展。

关键词：智慧教育；STEM；幼儿园；积木活动

中图分类号：G610   文献标识码：A   文章编号：1673-8918（2024）47-0164-03

一、 问题的提出

随着信息技术的发展，智慧教育应运而生。智慧教育即教育信息化，是指在教育领域全面深入地运用现代信息技术来促进教育改革与发展的过程。2018年，教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》中明确提出“以人工智能、大数据、物联网等新兴技术为基础，依托各类智能设备及网络，积极开展智慧教育创新研究和示范，推动新技术支持下教育的模式变革和生态重构”。《中国教育现代化2035》中提到“加快信息化时代教育变革”。智慧教育是国家信息化的重要组成部分，对促进幼儿全面发展，构建园本特色体系，推动教育进步，转变教育思想，培养创新人才，具有深远意义。

然而，在我国幼儿园教育实践中，智慧教育的推进仍面临诸多挑战。首先，相较于中小学，幼儿园在资源建设上相对滞后，这限制了教育信息化在幼儿园中的深入应用。其次，幼儿教师的信息素养不均，部分教师缺乏将信息技术与教育教学有效结合的能力。最后，当前幼儿园活动中信息技术的运用多集中在丰富活动资源和教学手段上，教学评价信息化不足，难以实现教学评一体化目标。

新时代教育变革迫切需要前沿理念和先进技术的支撑，本研究以积木活动为切入点，通过融合智慧教育与STEM教育理念，探索出一种创新的教育模式，希望丰富幼儿园的教学手段，实现教学评一体化。目前，幼儿园中结合智慧教育与STEM教育的实践研究相对较少，尤其信息技术在积木活动中的应用更是鲜有探讨。因此，本研究旨在深入这一领域，为幼儿园推进教育信息化，促进幼儿教育高质量发展提供有益的参考和实践经验。

二、 研究方法

（一）研究方式

本研究以行动研究为主要的核心范式，以智慧教育背景下的积木活动为立足点，探索信息技术手段在积木活动的运用，解决实际操作中的问题，使活动更具可视性、可操作化。归纳整理出相应有效的教学行为模式，形成智慧教育与STEM教育深度融合的教学策略。活动实施时，以工程设计为核心，信息技术为应用，以问题式学习为主要方式，通过工程五步法：提出问题→想象与讨论→设计方案→创造与制作→评价与提升，完成作品的制作。实施评价时，以核心素养为导向，分别从科学精神、学会学习、实践创新三个维度对课程进行评价。

（二）研究对象

本研究以幼儿的核心素养为导向，对我园19个班的幼儿和每班两位带班教师开展实施智慧教育与STEM教育相融合的创新教学方式。

（三）研究材料

本研究采用了多样化的积木材料作为研究工具，包括木质积木、塑料积木和电子积木等。这些积木材料具有不同材质和功能性，能够满足不同教育需求，为深入探究它们如何影响幼儿的STEM学习和创造力发展提供了坚实的实验基础。

三、 分析与讨论

在本研究中，将智慧教育融入课程实施中，构建了基于智慧教育理念的课程实施模式。通过分析教学准备、教学实施和教学评价与分析三个阶段的具体操作，深入探讨了信息技术如何赋能教学设计、实施与评价。这一过程不仅提升了教育质量和效果，还促进了幼儿核心素养的全面发展。

（一）教学准备阶段的分析

本研究发现，在过往的课前准备阶段中，教师在确定活动主题、分析学情以及设计教学活动时，常遇到瓶颈。首先，确定活动主题往往过于依赖教师个人的经验和直觉，缺乏系统规划，易偏离幼儿实际需求和兴趣。其次，学情分析的手段单一，通常仅通过口头询问或简单观察来评估幼儿的学习情况，难以全面、准确地把握幼儿的个体差异和学习特点。再者，教学设计的制订过程缺乏科学性和系统性，缺乏明确的目标导向和科学的理论依据，导致教学活动难以达到预期的效果。

本研究教师可以AIGC（生成式人工智能）的大模型生成建构活动的主题为参考，再通过电子调查问卷发放给家长，并通过AI洞察进行学情分析。这一过程体现了数据驱动的教学设计思路，使得教学活动更有针对性和有效性。接着，在AIGC大模型中输入要求，初步生成教学活动设计，并通过不断调整和优化，制订出更有针对性的教学设计。最后，再运用希沃白板软件制作相关教学课件，并上传在希沃白板中建立的教学活动资源库，实现云端共享。

（二）教学实施阶段的分析

本研究发现，在教学实施阶段，运用STEM教育的工程五步法：提出问题→想象与讨论→设计方案→创造与制作→评价与提升，引导幼儿完成积木的搭建，解决问题。然而，在实际操作过程中发现，传统的教学环境往往缺乏丰富的情境模拟，导致幼儿难以投入其中。此外，幼儿在认识事物的方式上显得较为局限，他们主要通过简单地观察图片和视频来获取信息，导致认知较为片面，难以形成对事物全面而深入的理解。同时，在想象、设计时，往往缺乏足够的启发，难以激发出创意的想法。

本研究通过希沃白板和AIGC技术的赋能，为幼儿创造了一个更具趣味性、多样性和直观性的教学环境。不断分析这些技术手段如何精准赋能教学的每一个环节，旨在首先提升幼儿的学习兴趣，随后增强教学活动的交互性，并最终达到提高教学效率的目的。在此过程中，我们关注如何促进幼儿对知识的深入思考与积极探究，同时探索通过问题导向的教学策略和工程设计的方法，有效培养幼儿的创新思维与实践能力。

1. 提出问题

该阶段为探究真实问题而展开的学习，是持续的、深度的、综合的学习，能够全方位提高幼儿的核心素养。教师可通过希沃白板制作的课件或AIGC创设不同的问题情景，为幼儿提供直观、生动的导入内容，这些创新方式能有效激发孩子的活动兴趣，提升学习体验。在问题中涉及了解制作的物体时，可以用希沃白板软件中的画笔、放大镜、聚光灯等功能，在图片或视频中帮助幼儿更清晰地了解到物体的结构特征，也可运用AIGC大模型用通俗易懂的语言给孩子解释相关名词。

2. 想象与讨论

该阶段教师可利用AIGC大模型提供参考思路，鼓励幼儿通过想象或猜想来构思积木制作的初步想法，并与同伴互相讨论可能的解决方案，形成具体、可行的设计构想，为接下来的积木制作活动奠定基础。

3. 设计方案

该阶段教师通过希沃白板的计时器设定任务时间，以增强他们的时间管理意识。教师也可尝试让幼儿通过AIGC大模型生成自己想要的画作。设计图完成后，还可将画作导入AIGC大模型进行优化。在画作分享环节，利用希沃白板的拍摄投屏功能清晰展示设计图，促进幼儿之间的交流和学习。

4. 创造与制作

幼儿根据设计图，选择合适的材料进行积木作品制作，还原设计图。此时，教师可通过希沃白板的计时器设定任务时间，再通过拍摄投屏实时分享幼儿的活动现状，让幼儿时刻了解其他人的制作情况。同时，幼儿还可以在教师的引导下，借助AIGC大模型获得实时的搭建指导。

5. 评价与改进

在完成作品制作后，通过希沃白板的拍摄投屏功能，可便捷地分享幼儿的作品。在这一过程中，教师针对幼儿的表现和作品进行评价。为了丰富评价的内容和形式，还可以将作品的照片上传到AIGC大模型，通过模型进行评价反馈。这不仅可以帮助幼儿认识到自己建构过程中的优点和不足，还能激发他们的创造力和想象力，促进人机交互深入发展。

（三）教学评价与分析阶段的讨论

本研究发现，在教学评价与分析阶段，构建全面的评价体系，能有效促进幼儿的全面发展。首次活动前，教师运用“游戏评价量表”中的核心素养对幼儿进行一次诊断性评价，以把握幼儿起点。课程期间，每学期进行五次过程性评价，在积木游戏开展满3年后累计完成30次形成性评价，这些评价贯穿幼儿整个STEM学习过程，形成幼儿学习成长轨迹。毕业前，进行一次总结性评价，全面总结并评估幼儿在STEM积木游戏学习过程中的综合表现和学习成效，以此作为学前阶段学习的最终评定。

研究发现，以往的教学评价手段单一，难以全面、客观地反映幼儿的学习与发展状况，且存在主观性强、缺乏即时反馈等不足。而教师创新采用多元评价，运用希沃白板的拍摄投屏即时展评，将评价贯穿教学评各环节，有效改善上台展评的耗时与不清晰问题；利用AIGC大模型提供个性化指导；利用班级优化大师创建幼儿档案，实现随堂即时评价和长期追踪，数据分析功能还可以帮助教师掌握班级概况，提升决策效率。总之，通过多元评价与现代技术结合，克服了传统评价方式的不足，提高了评价的效率和质量。促进幼儿的全面发展。

四、 结论

（一）幼儿的兴趣激发与核心素养发展

在兴趣激发的驱动下，幼儿们对积木活动充满了无限的好奇与热情。智慧教育手段如希沃白板、生成式人工智能工具等，以互动性和趣味性构建多彩学习环境，使学习过程直观生动，激发幼儿主动探索。与此同时，这种基于兴趣的学习动力，也促进了幼儿们在核心素养上的全面发展。幼儿不仅在科学探索、学习方法和实践创新等核心素养上得到培养，还显著提升问题解决、团队协作与沟通技巧，为其长远发展奠定坚实基础。

（二）教师的素养提升与教学革新

本研究提升了教师的专业素养与教学能力，教师在实践过程中不仅掌握了先进的智慧教育技术和STEM教育理念，还通过不断地尝试与反思，提升了教学设计、实施与评价等多方面的能力。同时教师们掌握了如何巧妙地运用信息技术手段革新教学过程，如何以问题为导向引导学生进行深度学习，以及如何运用多元的评价体系来评估幼儿的学习成果。因此，这一系列的变革不仅促进了教师的个人成长，也为幼儿园教育质量的提升注入了新的动力。

（三）有效促进教学评一体化

本研究在推动教学评一体化方面取得了显著成效，成功构建了一种融合智慧教育与STEM教育理念的积木活动教学模式。该模式巧妙运用工程五步法，以核心素养为导向，引导幼儿在积木搭建的过程中实现知识学习与综合素养的提升，同时以信息技术赋能教学评全过程，促进了教学评一体化的形成。

（四）降低教育成本助推均衡发展

本研究发现，教师应用人工智能工具使用门槛低，对硬件设施的依赖程度较低，无论什么类型的幼儿园，只要具备基本的电脑、手机以及网络环境就能使用这种教学方式。同时，还能有效整合各种教育资源，降低教育成本，有效助推教育均衡发展。

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