儿童早期STEM素养：概念内涵、结构框架与内容体系.pdf

2023年9 月第39 卷第9 期学前教育理论陕西学前师范学院学报Journal of Shaanxi Xueqian Normal UniversitySeptember 2023Vol.39No.9儿童早期STEM素养：概念内涵、结构框架与内容体系吴振华1，杨易静，黄立安3（1.上海师范大学教育学院，上海2 0 0 2 34；2.上海市浦东新区第二中心小学，上海2 0 0 1 35；3.上海学前教育学院，上海2 0 0 2 34）摘要：STEM素养是STEM教育研究中的热点之一，在已有的研究中，STEM素养的目标对象主要指向年龄较大的学习者，而对低年龄学习者的关注明显不足。随着学前阶段STEM教育日益受到关注，幼儿STEM素养研究相对缺乏的问题逐渐显现。本研究基于STEM素养和学前教育相关理论,对儿童早期STEM素养的概念、结构和内容体系进行构建。结果表明，儿童早期STEM素养可以为幼儿园STEM学习提供清晰而科学的目标体系，对于提升幼儿园STEM教学活动质量，促进学前STEM教育发展具有一定的参考和借鉴价值。关键词：幼儿；STEM素养；概念；框架；内容中图分类号：G610文献标识码：APDF获取：http:/ Childhood STEM Literacy:Conceptual Connotation,Structural文章编号：2 0 9 5-7 7 0 X（2 0 2 3)0 9-0 0 1 3-1 3doi:10.11995/j.issn.2095-770X.2023.09.003Framework and Content SystemWU Zhen-hua,YANG Jing,HUANG Li-an3(1.College of Education,Shanghai Normal University,Shanghai 200234,China;2.Shanghai Pudong New Area No.2 Center Primary School,Shanghai 200135,China;2.Shanghai Institute of Early Childhood Education,Shanghai Normal University,Shanghai 200234,China)Abstract:STEM literacy is one of the hot topics in STEM education research.In the existing studies,the target object of STEMliteracy is mainly older learners,while the attention of younger learners is obviously insufficient.With the increasing attention paid toSTEM education in preschool stage,the relative lack of research on STEM literacy of children has gradually emerged.Based on therelevant theories of STEM literacy and preschool education,this study constructs the concept,structure and content system of earlychildhood STEM literacy.The results of this study show that children s early STEM literacy can provide a clear and scientific targetsystem for STEM learning in kindergartens,which has certain reference value for improving the quality of STEM teaching activities inkindergartens and promoting the development of pre-school STEM education.Key words:young children;STEM literacy;concept;framework;content远的影响，技能人才的竞争上升到国家战略的高一、问题提出度,社会范式的改变对于个体的知识结构和能力随着全球新一轮科技革命和产业变革的到来,科技创新对人类社会的发展形成了巨大而深收稿日期：2 0 2 3-0 5-30；修回日期：2 0 2 3-0 6-1 4项目基金：奕阳教育研究院项目资助（SEI-QXZ-2022-20）作者简介：吴振华，男，浙江宁波人，上海师范大学教育学院副教授，博士，主要研究方向：STEM教育，信息技术创新教学；杨静，女，上海崇明人，上海市浦东新区第二中心小学高级教师，主要研究方向：儿童美术课程。通讯作者：黄立安，男，上海崇明人，上海学前教育学院副教授，博士，主要研究方向：学前STEAM教育，学前艺术课程。素养体系提出了全新的要求。倡导多学科融合、注重创新精神和综合能力培养的STEM（Sc i e n c e，14Technology，En g i n e e r i n g a n d M a t h e m a t i c s）教育在世界各国受到普遍关注，成为近年来全球教育改革的热点 序1。学前STEM教育是STEM教育的重要组成部分之一 2 1 8 7-2,研究表明，高质量的早期STEM经验，可以为幼儿提供包含丰富感官活动和认知挑战的学习情境，刺激幼儿的神经生长和大脑发育3,并且能够提升幼儿对于STEM学科的兴趣和积极态度，促进其思维和探究技能复杂性的增长，使个体未来对于STEM专业的学习和STEM职业的选择持有更加积极的态度 4。STEM素养被广泛认为是STEM教育的首要目标之_ 5 STEM教育研究手册（Handbook ofResearch on STEM Education）中明确指出：“STEM教育改革的一个总体目标就是培养具有STEM素养的人力资源。”联合国教科文组织的探索2 1世纪的 STEM素养（Exploring STEM Competencesfor the 21st Century）报告提出，STEM素养覆盖了学习者在2 1 世纪和第四次工业革命时代需要的“所知”（know-what）和“所能”（know-how）6)。美国的美国STEM教育战略（北极星计划）(Charting a Course for Success:Americas Strategyfor STEM Education)7、澳大利亚的STEM学校教育国家战略（2 0 1 6-2 0 2 6）（NationalSTEMSchool Education Strategy)8)和爱尔兰的STEM教育政策声明（2 0 1 7-2 0 2 6)（STEMEducationPolicyStatement（2 0 1 7-2 0 2 6)）9 等一系列国际 STEM 教育政策文本中,不约而同地将如何培养学习者与STEM相关的核心素养作为STEM教育理论与实践的核心议题。STEM素养概念的提出和应用，对于厘清STEM教育的核心价值取向，提升STEM课程质量具有重要的作用。国内外学者对于STEM素养的概念内涵、构成要素和教学应用等进行了大量的研究,也取得了一定的共识1 0-1 。然而,在已有的研究中，STEM素养的目标对象主要指向年龄较大的学习者，,而对低年龄学习者的关注明显不足。与中小学乃至于大学的学习者相比,幼儿在身心发展阶段和学习行为上有着很多鲜明的特点，例如在学习方式上侧重亲身体验和动手操作；在学习内容上局限于自身周围的相关问题；在培养目标上更加强调专注、好奇、探索等积极的心理倾向和行为模式等 1 2 因此,已有的STEM素养概陕西学前师范学院学报念内涵很难直接对应学前儿童，也无法有效指导学前STEM教育的实践。对幼儿STEM素养研究和关注的不足,造成当前的学前STEM教育和STEM课程缺乏一个清晰明确的目标,在很大程度上影响了学前STEM教育的发展质量【1 3。当前学前阶段的STEM教育中,有一些普遍存在的问题,如课程实施缺乏科学的理念和方法，存在着明显“活动导向”和“机械模仿”的误区，使儿童或是忙碌于对各种材料的操作,或是停留在对作品范例的简单模仿,而缺乏对于科学和数学核心概念的理解和观察、探究、反思等STEM关键能力的发展【1 4;又如课程评价没有明确的导向，片面侧重作品与制作的结果呈现，而忽视儿童对活动过程的探索、活动情绪的体验和学习品质的提升等1 5。这些问题与幼儿的STEM学习缺乏一个清晰的目标体系,学前教育工作者对STEM素养这一概念认识不足有着一定的内在关系。基于此,本文旨在对学前阶段儿童的STEM素养进行深人研究,在廓清STEM素养概念和构成要素的基础上，根据中国学前教育的现实语境，对相关概念进行理论建构，从而为提升幼儿园STEM教学活动的设计和实施水平，提高学前STEM教育质量提供参考和借鉴。二、儿童早期STEM素养的概念内涵和构成维度（一）儿童早期STEM素养概念的提出20世纪末以来，随着信息技术为代表的新科技快速发展和全球化进程的不断深化，社会经济运行的模式和人类职业世界发生了深刻的变化，社会生活的重大变化和个人自我实现的新需求对教育目标提出了全新的要求。“素养”这一概念开始受到教育界的高度关注,如何改革教育目标,更好地培育个体在未来社会中需要的关键能力成为近年来世界各国基础教育理论研究和实践变革的核心议题 1 6 。国际经合组织（Organization forEconomicCooperation and Development,OECD）欧盟（Eu r o p e a n U n i o n，EU）和美国“2 1 世纪技能合作组织(Partnership for 21st Century Skills,P21）等国际组织对“素养”这一概念的理论内涵和框2023年第9 期总39 卷架体系进行了深入地研究,并形成了一定的共识：素养主要是指个体在特定情境中综合运用知识、技能和态度解决问题的一种高级能力。素养以学科核心知识与技能为基础,以深度学习和实践应用为学习方式，以解决复杂问题和适应不可预测情境为能力目标；以创造、责任、反思等心智能力为核心，具有跨学科、可迁移和多功能的特点,并且可以通过持续的学习而获得和提升【1 6 。STEM素养是指学习者通过STEM学习而获得和发展的一系列综合能力素质【5。美国全国研究理事会（National Research Council，NR C）提出,提升所有学习者的 STEM素养应成为K-12STEM教育的总体目标1 7 。而随着学前STEM教育的不断深化和发展，幼儿阶段STEM素养研究不足的问题对于实现高质量学前STEM教育发展的影响日益显现,为了进一步明确学前STEM教育的价值取向,科学规划幼儿STEM学习目标,为高质量学前STEM教学活动的设计、实施和评估提供一定的的规范和标准,有必要对学前儿童的STEM素养进行专门的研究。为此,本研究提出了以学前儿童为对象的STEM素养概念，并将其命名为“儿童早期STEM素养”（Emergent STEMliteracy）。本研究认为，儿童早期STEM素养是个体STEM素养发展的初期和萌发阶段,它基于 STEM素养的基本概念和内涵，同时又具有幼儿身心发展阶段的独有特征。儿童早期STEM素养概念的提出,有助于提升学前STEM课程设计和教学实施的质量，推动学前STEM教育的进一步发展。（二）儿童早期STEM素养概念的构建对于儿童早期STEM素养这一概念的理论构建主要基于STEM素养（STEMliteracy）和学前儿童早期读写能力（Emergent literacy）两个概念的理论内涵，以下将从这两方面分别进行阐述。1.STEM 素养STEM教育最初的主要目的是为美国培养社会经济发展紧缺的科学、技术、工程和数学等相关专业人才，建立一条系统的STEM人才培养通道（ST EM p i p e l i n e），以满足工商业界对于STEM劳动力的需求【1 8 。进人2 1 世纪后，随着科学技术的发展,越来越多的行业需要 STEM学科相关的知识和技能。美国科学委员会（NSB）2 0 1 5年的统吴振华，杨静，黄立安：儿童早期STEM素养：概念内涵、结构框架与内容体系人、社会和经济的需求 2 4。对于STEM素养具体包含哪些要素这一问题,不同的学者众说纷绘。为此,本研究对国内外相关文献进行了分析梳理,具体整理如下：15计发现，全美至少有2 0%的工作在不同程度上需要掌握STEM相关的技能,因而提出，STEM教育的目标应从培养少数STEM专业人才转为向全体美国人提供STEM学习经验（STEMisforallAmerican）,以促进每个学生相关核心能力和素养的发展，帮助他们更好地在未来生活和工作中获得成功 1 9 。基于上述理念，美国州长协会（NationalGovernors Association，NG A）在2 0 0 7 年发表的创新美国：最终报告（InnovationAmerica：AFinalReport）中首次提出了STEM素养的概念2 0 该报告认为，STEM教育应旨在发展学习者的STEM 素养，个体的 STEM 素养在知识经济背景下的人才竞争中具有至关重要的意义。STEM素养这一概念提出后,受到了各界的高度关注,并逐渐成为STEM教育的核心目标 1 0 1 2 9-38。对于STEM素养的内涵，目前学界主要有两种不同视角的观点【2 1 ：一种是将STEM素养视为STEM各学科素养的组合，即STEM素养由科学素养、技术素养、工程素养和数学素养组成【2 2】，STEM素养包含了对于这些不同学科知识和技能的掌握,并将其转化为探索现实世界的能力。另一种观点则认为，STEM素养应被视为一个整体性的概念,是科学、技术、工程和数学各学科知识、技能和方法的深度融合【5。如拜比（RodgerBybee）提出，STEM素养包含了个体应对和解决各种问题时涉及的知识概念和过程性技能,包括对于STEM学科属性的认识、应用STEM技能发现问题、解决问题、交流问题的能力、参与社会事务的意愿，以及反思精神和建设性的态度2 3。佐尔曼（Allan Zollman）则认为，STEM素养的核心不仅是“学会知识”（Learningtoknow）和“学会技能”（Learning to do），更重要的是“学会如何与他人相处”（Learning to livetogether）和“学会如何生活（Learning to be）5并将STEM素养分为三个层次，包括第一层次的STEM四个学科领域内容,第二层次的认知、情感和动作、技能等学习领域和第三层次的个16Innovation Ameria:A final repr 20Standards of mathematical practice and STEM 25 Dale BalkaLearning for STEM literacy:STEM literacy for24learningAssessing STEM literacy in an informal learningenvironment 26Increasing stem literacy via an informal learningenvironment 27Exploring STEM Competences for the 21stCentury6Understanding K-12 STEM Education:aFramework for Developing STEM LiteracyAdvancing STEM education:A 2020 vision 23Equity-Oriented Conceptual Framework forK-12 STEM literacy理科师范生STEM素养发展的实证研究【2 9 STEM素养的内涵及结构框架模型研究 学生STEAM素养的内涵、意义与表现形式 30】宋乃庆等通过对不同STEM素养概念的深入分析，可以发现,尽管由于研究视角和关注重点的差异，上述概念界定在侧重和表述上各有不同,但是其中包含了一些共同的元素，包括：1）科学、技术、工程和数学四个学科的知识构成了 STEM素养的基础;2）ST EM 素养强调四个学科中互相关联、用以解决实际问题的能力和方法，如探究、交流、假设、推理、验证等；3）ST EM 素养包含了对于STEM学科的认识，以及倾向于运用STEM知识技能解决问题的积极态度；4）积极的心理倾向（价值观）如好奇、反思、坚持和合作等是STEM素养的重要组成部分。陕西学前师范学院学报表1 国内外研究者提出的STEM素养构成要素来源作者National GovernorsAssociationAlan ZollmanMaureen CavalcantiJackson&Mohr-SchroederSoo Boon NgFalloon et al.5Rodger BybeeJackson et al.28黄晓等杨彦军等2023年第9 期提出时间STEM素养的构成要素STEM学科知识；跨学科技能；解决2007年问题能力STEM学科知识；STEM跨学科技能；2011年应用STEM知识技能解决问题的能力STEM学科领域内容；认知、情感和2012年动作目标；个体、社会和经济需求STEM学科概念；STEM过程技能；2017年对于STEM的积极心理倾向2018年综合应用STEM概念解决问题的能力STEM学科知识；采取恰当行动解决2019年问题的能力；STEM态度；STEM价值观交流STEM议题能力；运用STEM知2020年识解决实际问题能力；参与STEM社会议题能力STEM学科知识；STEM跨学科技能；2020年STEM学科认识；反思精神、社会参与和建设性态度STEM知识的应用能力；批判性思维2021年和问题解决；STEM身份；STEM积极心理倾向STEM学科概念；问题解决能力；2020年STEM态度STEM学科知识；STEM学科核心素2021年养；STEM共同核心素养心理认知；情境学习；实践探究；2021年社会交往；理性决策；创意展示；影响评估2.早期读写能力早期读写能力是学前教育中的重要内容。1966年，新西兰学者克蕾（MarieClay）在其博士论文早期阅读行为（Emergent readingbehavior）中首次提出了早期读写能力（Emergentliteracy）的概念31 。之后美国学者提勒（WiliamTeale）和舒茨毕（ElizabethSultzby）进一步对早期读写能力作了阐释 32 。该领域的研究发现,读写能力的发展是个体从出生时就开始的一个连续过程，幼儿通过对符号、商标和各种标识的识别，以及和成人的互动，从很早开始就表现出对于阅读和文字书写的理解和学习；在接受正式学校教育前,幼儿已经具备了初步的读写经验以及相应的能力；幼儿早期阶段的阅读和识字行为与今后总39 卷常规的读写能力（General literacy）具有连续性和相关性,对于个体今后的认知发展、学业状况和社会成就存在着紧密的关系【33 2。通过对早期读写能力相关研究的深入分析，可以发现,这一理论为儿童早期STEM素养概念的构建提供了丰富的借鉴和参考,具体包括：（1）早期读写能力的理念启发了儿童早期STEM素养的研究视野根据早期读写能力理论，幼儿读写能力的萌芽远早于正规的读写教育。幼儿在生活和游戏中，通过玩要积木、观看绘本、倾听父母朗读故事和游戏情境中煞有介事地假装读写,形成了与语言、文字和书写动作的早期接触。这些行为虽然与正式的读写行为存在很大的差别,却蕴含着幼儿读写能力的萌发与逐步发展。早期读写能力理论向我们展示了一个与成人读写方式并不相同，但却又紧密关联的幼儿读写世界34,阐释了教育系统不应该等到儿童生理和心理成熟到能够进行独立阅读和写字时才开始进行读写教育，也不能简单地照搬高年级学生的方式对幼儿进行读写训练。而是应根据幼儿的身心发展特征,采取有针对性的培养方式，促进幼儿早期读写能力的发展，为儿童未来的正式读写能力发展奠定扎实的基础 35。参考早期读写能力的理念，可以形成对儿童早期STEM素养的基本认识：幼儿阶段的STEM素养与成熟学习者的STEM素养不尽相同,但同时两者之间又存在紧密的联系，我们应基于幼儿的发展水平，去观察、思考和解读幼儿阶段表现出的STEM素养萌芽。尽管幼儿并不能够像中小学生一样完成“正式的”科学实验或数学推理活动，但这并不意味着他们和STEM素养无关。大量研究表明,幼儿自出生之后，他们的科学和数学能力就已经开始不断地发展【36 ：在日常生活中，幼儿对身边的世界充满好奇，总是试图通过各种方式去探索和理解事物的性质和原因。他们对许多蕴含着科学和数学概念的活动表现出自发的兴趣和沉浸在其中的快乐，,如摆弄积木、搭建物体,在此过程中比较和探索不同的形状；能够按照物体的大小、色彩等属性进行分类；关注周围的环境，有意识地观察和描述动物、植物、建筑的特征等等。这些行为中蕴含了与科学探究和工程实践类似的要素，通过这些吴振华，杨静，黄立安：儿童早期STEM素养：概念内涵、结构框架与内容体系17行为，幼儿的观察、比较、猜测、验证等行为能力和意识不断发展，对于探究和创造的兴趣也得到加强。由此可见,和早期读写能力一样,幼儿期的STEM素养是个体发展和形成STEM素养过程中一个独特而又重要的萌芽阶段。对于学习者STEM素养的培养不应该等到进入学校正式学习科学、数学等课程时才开始。在学前阶段，教育者应该像重视培养早期读写能力一样重视儿童早期STEM素养的发展。（2）早期读写能力的培养方式为如何促进儿童早期STEM素养发展提供启迪早期读写能力研究显示,适宜的学前教育环境和高质量的教学活动对幼儿早期读写能力的发展将产生关键的影响 37 。在幼儿园中创造富有情境性的读写环境，为幼儿提供卡片、标识牌、绘本、图书等读写学习资源；引导幼儿开展丰富的读写互动活动，如为他们阅读故事，组织幼儿进行角色扮演和戏剧表演,进行一定的书写练习等。这些环境设施的构建和学习活动的设计对于幼儿的语音加工、字母认知、词汇增长、书写能力等早期读写能力要素的发展具有显著的促进作用 38 。同样的，可以通过环境创设和学习活动设计为幼儿提供丰富的早期STEM学习经验。例如，借助幼儿园的科学角、生物角、建构区，以及专门的STEM教室,为幼儿提供多样化的操作、探索的材料和工具，通过设计和实施整合科学探究、数学思维和工程设计的项目活动，可以促进幼儿的分类、测量、观察、实验、假设、验证、交流、合作等一系列STEM素养的早期发展。（3）早期读写能力的要素与儿童早期STEM素养具有相似的构成维度早期读写能力理论认为，培养幼儿的早期读写能力不仅仅只是教授文字的认读和书写。早期读写能力是一个复杂的、多方面的发展过程,涉及到幼儿对于语言、文字、印刷材料，以及阅读和书写行为的情感、态度、期望、表现和技能。教育者不仅要关注幼儿在读写技能方面的表现和发展，更需要培育幼儿对于文字、印刷读物和读写过程的积极态度和心理倾向 34。儿童早期STEM素养与幼儿早期读写能力具有高度相似的构成。儿童早期STEM素养不追求18幼儿对于具体科学、数学知识概念和工具操作技能的掌握，而是注重和强调幼儿在探索自然和生活世界、以及运用数学解决身边问题的过程中，能够形成对于常见自然和社会现象的初步认识，能通过观察、记录、调查、实验等科学和工程实践过程发现和解决身边的问题,并且在此过程中形成乐于探索、勇于尝试的良好心理品质。3.儿童早期STEM素养概念的界定综上所述,基于STEM素养和幼儿早期读写能力这两个概念的理论内涵和构成要素，本研究对儿童早期STEM素养提出一个初步的概念界定,即：儿童早期STEM素养是指儿童在正式学习科学、数学等学科课程前,对于科学、技术、工程和数学四个学科相关概念和过程方法的初步认识，将其应用于理解和识别和自身相关的问题、为这些问题设计解决方案的能力，以及在此过程中形成的积极探索，坚持不解、大胆创造等积极的心理倾向。（三）儿童早期STEM素养的构成维度1.STEM素养和幼儿早期读写能力理论的参照对于儿童早期STEM素养的构成维度,首先同样可以通过参照STEM素养和幼儿早期读写能力的概念要素获得启发。通过前文的分析可知，STEM素养包含了STEM学科的基础知识、STEM学科中共通的方法技能以及和STEM学科相关的积极态度和心理倾向；而早期读写能力的构成要素则涵盖了幼儿进行阅读和书写的基础知识、基本技能以及对于读写过程和文字印刷材料的积极情感和态度。对比两者可以发现，它们具有相似的构成结构,即都包含了知识、技能和情感态度这三个方面的元素。STEM素养和幼儿早期读写能力是儿童早期 STEM素养概念构建的理论基础,因此,这三者可以为儿童早期STEM素养的构成维度提供基本的参照。2.学前儿童学习与发展目标体系的分析此外，学前儿童有其独特的学习与发展领域和目标,儿童早期STEM素养应与学前儿童总体的学习与发展目标体系一致。通过对学前儿童学习与发展目标的考察分析,可以为儿童早期STEM素养的构成提供进一步的指引。近年来，随着认知和学习理论的发展，人们陕西学前师范学院学报对儿童学习和发展的本质和特征有了更加深人的理解。认知心理领域的系统发展观和学习理论中的情境学习、分布式认知等理论在儿童发展中受到越来越多的重视。这些理论的核心内容是更加强调儿童学习和发展中的社会情境性和关联性，儿童的学习被认为不仅仅只是一种认知活动,更是一种与环境和他人互动的社会活动，情境、文化和社会实践是儿童学习过程中的核心元素【39 。这些理论认为，儿童在成长过程中,不仅是一个个体学习者,更是一个社会实践的参与者，儿童早期学习和发展的核心是一种社会活动参与能力的逐步提升,这种参与能力融合了知识、技能和丰富的儿童内在心理意向，它帮助儿童能够逐渐应对和解决日益复杂的问题,从而在不同结构的社会环境中承担越来越多样化的角色40 1 2 7。儿童学习理论的最新发展对当前学前儿童学习与发展的目标范式和价值取向产生了重要的影响。在当前世界各国学前儿童学习与发展目标体系中，一方面将促进各领域知识和技能的发展作为一个基本内容,如美国各州的学前儿童学习和发展标准中，包含了艺术、阅读、数学、科学和社会等各个学科领域的目标【41 ;英国的学前儿童学习和发展框架中，明确了读写、数学、常识、艺术表达和设计等领域的目标42 另一方面则更加强调促进儿童积极心理倾向和学习品质的发展。如新西兰的学前教育目标框架将儿童的学习和发展分为五个目标领域：健康、归属感、贡献、交流和探究【43】,突出了儿童自我价值和积极的身份感的形成，以培养儿童对社会生活的参与和积极贡献的心理倾向【39 。从这些标准中可以看到，在学前儿童的早期学习和发展中,知识技能的学习是一个重要的组成部分，但是并非教育的最终目标,而是达到目标的手段或结果，是为了帮助儿童形成更重要的有利于学习的积极心理倾向而服务的 44。3.儿童早期STEM素养框架的确定通过对STEM素养、早期读写能力的概念内涵的参照,以及对当前最新国际学前儿童学习与发展目标体系的分析,可以发现,无论是STEM素养还是幼儿的学习与发展目标,其中知识和技能都是不可或缺的基础要素,同时，一些积极的心理倾向，如好奇、交流、坚持、积极和合作被认为是学2023年第9 期总39 卷前儿童学习与发展中更加重要的目标,它直接影响儿童学习的态度、习惯和风格,对个人的终身发展具有持久的内在驱动作用。基于上述的分析,本研究将儿童早期STEM素养的基本框架确定为三个维度：即STEM知识、STEM技能、以及STEM学习品质。三、儿童早期STEM素养内容体系的构建儿童早期STEM素养的内容构建基于两个基本的逻辑：一是STEM素养是幼儿学习与发展的组成部分之一，从属于学前儿童的总体学习与发展目标,其内容应与儿童早期学习标准一致；二是幼儿的STEM素养是STEM学习目标在幼儿园阶段的具体体现,因而其内容应遵循相关的STEM课程标准。基于此,本研究将通过对国内外具有代表性的学前儿童早期学习标准和STEM课程标准进行文本分析，提取其中和幼儿园阶段STEM学习相关的内容,形成儿童早期STEM素养体系的指标池,然后在此基础上进行进一步的梳理和分类,并根据先前确定的儿童早期STEM素养三维构成框架一一STEM知识、STEM技能和STEM学习品质，将具体的素养指标组合归并，形成结构化的内容体系。从而清晰呈现学前儿童通过STEM学习可以达到的预期结果。（一）儿童早期STEM素养内容的文本来源儿童早期STEM素养内容构建的文本来自文本3-6 岁儿童学习与发展指南开端计划儿童发展与早期学习框架早期基础阶段法定框架下一代科学标准共同州立核心标准数学K 1 2 计算机科学框架（二）儿童早期STEM素养内容的构建1.归纳性分析方法儿童早期STEM素养内容体系的构建采用了质性研究中的归纳性分析（Inductive analysis）方法 51】,其基本流程是先通过对部分文本进行深入分析，通过分类、归并、整合等方式构建儿童吴振华，杨静，黄立安：儿童早期STEM素养：概念内涵、结构框架与内容体系表2 儿童早期STEM素养内容体系构建的来源文本颁布机构早期学习标准中国教育部早期学习标准美国卫生和人类服务部早期学习标准英国教育部STEM课程标准美国科学教师协会STEM课程标准美国州长协会STEM课程标准美国计算机科学教师协会早期STEM素养的主题、类别,形成基本的内容体系；然后进一步对其他文本进行解读和分析,将其与已构建的主题和类别进行对比,如有新的内容，则整合进已有的内容框架中,并对相关主题类别进行调整，以此类推，直至完成全部来源文本的分析(图1)。19于两个领域，一是学前儿童早期学习标准，二是STEM课程标准。学前儿童早期学习标准包括了国内和国外的标准,国内的标准是我国学前教育的国家标准3-6 岁儿童学习与发展指南（后简称指南）【45】，国外的标准包括了美国的开端计划儿童发展与早期学习框架（Thehead StartChildDevelopment and Early Learning Framework,后简称HeadStart）【46 】，和英国的早期基础阶段法定框架（Early years foundation stage statutoryframework，后简称EYFS）47 。英国和美国是全球范围内最早推出儿童早期学习标准的国家,这两份标准在学前教育领域具有较大的影响力。由于我国没有适用于学前阶段的STEM相关课程标准,因此选取了三个在国际STEM教育领域中具有广泛影响的标准，分别是科学领域的下一代科学标准（Next Generation ScienceStandards,后简称 NGSS）48 ,数学领域的共同州立核心标准数学（Common Core State Standardsfor Mathematics,后简称CCSS)49,以及计算机科学领域的K12计算机科学框架（CSTAK-12Computer Science Framework,后简称 CSTA 50 这三项标准中包含了适用于学前阶段儿童的科学、数学和计算机科学学习目标,对于早期儿童STEM素养内容的构建具有一定的参考价值（表2)。类别E1E2E3S1S2S3编号20基于确定的主题和类别对其他文本进行分析，整合新的内容，调整已有体系结构重复上述过程，直至完成全部文本的分析儿童早期STEM素养内容体系构建完成图1 儿童早期STEM素养内容体系建构2.构建过程首先,基于指南确定儿童早期STEM素养的基本内容。教育部颁布的指南是我国幼儿园教育教学活动和教师专业发展最重要的指导文本。它列出了学前儿童各领域发展的核心要素，制订了儿童全面发展的关键指标。儿童早期STEM素养是幼儿园儿童在STEM领域学习和发展的具体目标,其内容应与指南的总体要内容体系一级科学-动植物科学-季节天气科学-物理现象科学-自然环境技术-工具技术-科技技术-信息技术STEM知识工程-材料工程-结构和功能数学-数量数学-计算数学-形状数学-测量数学-模式陕西学前师范学院学报求相一致。因此,通过对指南中的“科学”收集儿童早期STEM素养内容的来源文本领域内容的深入分析与解读，提炼形成儿童早期STEM素养的基本主题和类别。然后，参照“HeadStart”和“EYFS”这两份分析部分文本,形成内容体系的主题和类别国际学前教育领域中具有重要影响的早期学习标准,完善已有的内容主题。如“Head start”中关于技术工具使用的描述是指南中没有，而又是STEM“技术”领域中比较重要的部分，因而将其列人儿童早期STEM素养内容之中。其次，通过分析“NGSS”和“CCSS”两份STEM课程标准,进一步补充素养体系的内容。作为科学和数学课程标准，“NGSS”和“CCSS”对于学科知识能力目标的描述更加具体、细致和完善,基于这两份标准,对于已有主题中的科学和数学知识部分进行补充。最后,基于“CSTA”,增加了信息技术相关的内容。“CSTA”对K-12阶段计算机科学/信息技术的学习提出了系统的知识框架和实践方式,其中专门强调了学前阶段的计算机教育，阐释了幼儿阶段可以学习的计算机科学的基础概念。由于计算机科学已成为STEM教育中的重要组成部分，低年龄学习者的计算思维和信息素养教育日益受到关注,因此补充相关内容。儿童早期STEM素养内容的来源分布见表3。表3儿童早期STEM素养内容的来源分布来源文本二级E12023年第9 期E2E3VVS1VS2S3总39 卷STEM技能STEM学习品质儿童早期STEM素养体系初步构建完成后，研究者进一步咨询了部分学前领域和STEM教育领域的专家,对构建的内容体系进行了科学性验证,以确认其合理性和可行性,并根据专家的反馈意见，进行了一定的完善。（三）儿童早期STEM素养内容体系的构建结果修订完善的儿童早期STEM素养分为三个层一级二级指标指标1.1科学-动植物1.2科学季节天气1.3科学-物理现象1.STEM 知识1.4科学-自然环境1.5技术-工具1.6技术-科技1.7技术-信息技术吴振华，杨静，黄立安：儿童早期STEM素养：概念内涵、结构框架与内容体系观察预测和验证问题和目标信息收集计划和设计合作交流解释和表达好奇心和热情坚持性主动性合作性创造性1.1.1了解生物的多样性，了解和认识常见的动植物，发现动植物的外形特征、习性与生存环境的关系1.2.1认识、感知和发现四季的构成、变化顺序、特点及其对动植物和人们生活的影响1.2.2认识晴、雨、雪、风、雾、霾等不同的天气状况，感知它们对人们生活的影响1.3.1认识影子形成的条件和影响因素1.3.2认识到日光是一种能量，了解其作用1.3.3认识物体沉浮的特性和影响因素1.4.1初步了解人类生活与自然环境的密切关系，认识到人类应保护环境，与自然和谐共存1.5.1认识到可以通过一定的媒体或电子工具查找感兴趣的信息1.5.2认识到使用合适工具可以帮助自已完成任务1.6.1感知和认识到科技产品能为生活带来便利，同时也可能存在弊端1.7.1初步理解程序设计的基本概念（如算法表示顺序、模式表示重复的规律等），及其在生活中的应用21续表3VVV级，一级指标由STEM知识、STEM技能和STEM学习品质三个基本维度构成。二级指标共有2 8项，包括了科学、技术、工程和数学领域的相关知识；观察、预测和验证、问题和目标、收集信息、计划和设计、合作、交流、解释和表达等STEM技能；以及好奇心、坚持性、主动性、合作性和创造性等STEM学习品质。三级指标是二级指标的进一步细化和具体表征（表4）。表4儿童早期STEM素养