[关于幼儿科技活动器材设计的实践研究]

日期：2004-05-09 10:17:34  阅读数3139

创设合适的物质环境是开展幼儿科技活动的基本条件，除了直接以自然界和人造设备为探索对象外，器材设计也成为科技教育活动设计的重要内容。活动器材，它既是科技教育内容的载体，又是激发幼儿探索兴趣的最佳刺激物之一；既是对幼儿进行感官协调训练的工具，又是幼儿进行观察、操作、思考、创造的对象。笔者以现代幼儿教育理论为指导，通过调查和教学实践，就此课题进行了实践研究。                   　　一、研究内容                   　　1. 幼儿科技教育活动器材的设计原则；                   　　2. 幼儿科技教育活动器材的设计方法。                   　　二、研究方法及阶段性成果                   　　1. 第一阶段(1987年～1994年)                   　　1986年，我校承担了国家教委师范司下达的关于幼师培养目标及各门课程标准的课题研究任务，当时我们问卷调查了福建省城乡各类幼儿园的近千名幼儿教师，她们普遍反映对幼儿自然常识教育感到困难。其重要原因之一，是教师对幼儿科学教育所必需的器材设计和制作缺少必要的知识和技能，以致造成自然常识课内容不丰富，教师“灌”得多，“包”得多，“统”得多的教学状况。针对这种情况，我们从科学玩具设计与制作入手进行研究，初步总结出儿童科学教育教、玩具的设计原则与制作方法，并根据幼儿教育特点于1990年2月编写了《科学教、玩具设计与制作》讲义，包括：发展儿童智力的科学活动，科学(教)玩具设计制作概述，以及光、力、热、电、磁等方面的实验小器材和小制作等内容，在幼师以选修课方式进行教学。同时，我们还到幼儿园进行具体指导，为本地区科学游戏进入幼儿园创造条件，受到幼儿园教师的普遍欢迎。                   　　2. 第二阶段(1994～1997)                   　　1995年9月国家教委和中国科协联合发出通知，要求在师范学校实施“园丁科技教育行动”。根据这一精神，我校实施分类选修方案，举办了理科选修班。该选修班的所有选修课都围绕幼儿科学教育，目标定位在为幼儿园培养具有幼儿科学教育特长的骨干教师。在第一阶段实践基础上，培训了千余名幼儿园教师。根据1999年5月对我校三年级278名学生的调查，学生对20门选修课的满意率，“科学教、玩具设计与制作”居第二位。这一时期，我们还就儿童科学教育目标和中师学生科学素养等方面进行了探讨，形成了以下主要观点。                   　　儿童科学教育的目标是：                   　　——培养科学兴趣；                   　　——传播科学知识；                   　　——培养科学精神；                   　　——发展科学探究能力；                   　　——学会与他人交流、合作。                                                           　　幼师和中师加强科技教育的基本目标是：                   　　——增强中师学生的科教意识；                   　　——扩大知识面，提高动手能力；                   　　——强化面向儿童科技教育的职业能力训练(包括信息处理能力、科学活动设计能力、面向儿童的科学解说能力等。)                   　　3. 第三阶段(1998～)                   　　1998年10月，我校成为《幼儿科技教育活动实践研究及其师资培训》课题研究的成员单位。笔者进一步拓展了幼儿科技活动器材设计的研究，从科学游戏的玩具层面向科学探究的载体层面深化，从幼儿科学教育活动的整体目标和有序的活动过程进一步研究器材设计的基本原则和设计模式。                   　　三、实践研究的基本结论                   　　(一)幼儿科技教育活动器材的设计原则                   　　活动器材，它既是科技教育内容的载体，又是幼儿进行观察、操作、思考、创造的对象。要使活动器材成为激发幼儿好奇心、主动性、探索科学信息、发展智力与创造性的喜闻乐见的学具，设计活动器材就必须以幼儿的认知水平和心理发展规律为基础，做到科学性与儿童性、趣味性与功能性完美的结合，达到科学、实用、安全、经济的目标。                   　　1. 科学性——科技活动器材的本质特征                   　　所谓科学性，是指科技活动器材能够再现自然现象，并在反映自然规律方面具有客观性和一定的严格性。因此，科技活动器材不同于一般的娱乐性、欣赏性玩具，而应该具有较丰富的科技信息含量。它也不同于仅形式相似的表演道具，而应在再现自然现象上保持真实性。虽然它反映的自然规律不够精确，但也绝不允许是错误的。当前，为幼儿园设计的部分活动器材更多注重的是色彩和与主题无关的形象设计。与其说是科技玩具，不如说是美术的手工作品。                   　　                   　　例如，制作杆秤，追求用料、结构、色调和原型一致，而恰恰在刻度上重视不够，没有做到刻度数与称量成正比例的关系。这样，它就失去了科技教育的价值。凡此种种科学原理上的不真实现象必须摒弃。从某种意义上说，没有科学性，也就没有科技教育性。                   　　                   　　因此，设计科技活动器材应优先考虑科学性。为此我们要深入分析科技活动的知识点，紧密围绕知识点和活动目标设计与科技活动内容、目标相一致的器材。幼儿科技活动学具常常要以简化的方式突出再现某种自然现象或科技产物某一功能的基本原理，抓住事物本质进行的正确简化，是实现学具科学化的关键。                                                           　　2. 儿童性——科技活动中幼儿主体性的基础                   　　设计科技活动器材时要降低操作技能的难度，并在同样功能下尽可能简化结构，使幼儿能够独立操作、观测并获得浅显的科技信息。这样，才能促使幼儿积极主动地参与“做科学”，全面实现科技教育目标。为此，设计器材要按照活动目标与操作要求适度加工，具体要把握以下四个要素：                   　　一是再现的自然现象具有鲜明性、直观性，即再现的自然现象和科技原理要明显，变化过程可以耳闻目睹，因果关系简单；                   　　二是结构要简明，关键部件外显，方便儿童观察或操作，同时尽量去除妨碍儿童观察、操作的多余部件与装饰；                   　　三是操作要简便，操作性部件的尺寸与重量都要符合幼儿的发展水平，使儿童能够独立操作、尝试；                   　　四是安全卫生，避免给儿童可能造成的伤害，所用的各种替代材料要干净，儿童容易接触的部件不能有尖角、锋利刀口以及毛刺等。为了形成便于幼儿吸收、加工、储存、提取的知识结构，还应注意有序地投放器材。如探索物体的浮沉，先投放各种实心物体，然后投放各种空心物体，再投放可以变形的物体(如橡皮泥)。                   　　3. 趣味性——激发孩子去探索从而实现科技教育目标的基本条件                   　　如果器材缺乏吸引力，幼儿不愿去观察、操作，它也就失去了教育的价值。因此，器材应具有吸引儿童的因素。趣味性，                   　　首先来自器材对儿童产生的视觉反应。在视觉反应中色彩与形象起着很重要的作用。显然，色彩鲜艳、形象生动能够增强玩具的吸引力，但不分主次部件，附加很多不必要的图案装饰，也会适得其反，造成儿童注意力的分散，而达不到科技教育的真正目的。因此，学具的主要部件色彩要鲜艳，形象要生动，而其他部分的色彩则应单纯朴素，更不要画蛇添足。同时，要用单色或简单的几何图形作为识别标志，以便教师和幼儿以及幼儿之间进行交流——只要说“红色”的东西怎么样，贴“黄色”圆片的地方怎么样即可。                   　　其次，趣味性还来自活动器材的新颖性。这就要求更新传统器材，使其更加形象化。例如，只用平面镜玩光斑游戏，这是传统的玩法，而用暗色纸制作各种形象覆盖在平面镜上就能形成形状各异的光斑；如进一步用彩色玻璃纸制作形象，还能形成彩色的形象光斑，这无疑会大大提高玩具的趣味性和幼儿参与操作的兴趣。                   　　第三，科技活动器材趣味性更重要的来源是其自身的内在吸引力，即科技方面的观赏性和可玩性。前者表现为玩具的结构、动作以及所再现自然现象自身的吸引力；后者则表现为在玩具的操作过程中给孩子带来的乐趣和满足而产生的吸引力。由此可见，设计科技活动器材应尽可能做到结构新颖、动作及再现自然现象明显、具有尝试、比较、变换等操作功能。                    　　4. 教育性——科技教育活动的价值功能                   　　科技活动的本质是一种探索，其过程就是发现、创造、发明的过程。科技活动器材应当成为培养幼儿科学精神和创造性的有力工具。这就要求设计制作的科技玩具具有丰富的五官训练功能，有利于提高幼儿的观察力，促进幼儿动作协调发展；能在人格上培养幼儿的独立性、专注力、有序性、自信心等习性；其操作不应是简单的机械的重复，而应具有尝试性、对比性或变换性；操作过程应当成为发散思维与求同思维以及科学精神的训练过程。因此，要努力开发具有探索性功能的科技活动器材，而那种好看不好用，仅注重观赏价值的设计思想必须摒弃。                   　　器材的尝试性功能是指它的操作具有尝试性，只给操作的基本要求而不给现成的答案，让孩子在尝试性的操作过程中寻求答案。例如“顶纸板”玩具，在各种形状纸板的下方标出几个色点，其中一点是物体的重心位置(重心不在纸板内的应排除)，要求孩子用铅笔逐一把纸板顶起来，并报告自己的发现。这就要求幼儿通过尝试性的操作，最终发现重心的位置。                                                           　　器材的对比性功能是指其操作具有多样性，并可由不同的操作导致不同的结果，幼儿由此获得直接的、初级的因果关系，初步感知某种科学原理。对比中往往也包含着尝试，但其结果却并不是惟一的。例如“图像合成”玩具，在平板快速翻转与慢速翻转时所看到的现象是不一样的，只有当它快速翻转时，平板前后两面分立的图像才会合成为一幅新的图像。                   　　器材的变换性功能是指把它设计成为组装型，同时组装的方式和结果又都不是惟一的。孩子通过尝试性组装并观察其运行结果，从中寻找结构与结果的直接关系。因此，具有变换性功能的器材一般还具有尝试性、对比性功能。                   　　例如，最简单的“组装式小车”，只有车身和可拆装的一对大车轮、一对小车轮。显然有多种组装方式：常规型——左右车轮一样大；非常规型——同侧的车轮一样大或对角的车轮一样大。幼儿通过实际操作很容易发现推动两侧轮子不一样大而同侧轮子一样大的小车，小车能够自动拐弯。                   　　对于幼儿来说，这种尝试、对比、变换过程以及通过自己操作而获得知识、经验的过程，都蕴含着可贵的创造性因素和科学精神。所以，设计、制作科技玩具应至少具有尝试、对比、变换的一方面的功能，以便于幼儿发现异同，培养比较能力；发现关系，培养重组能力；发现规律，培养迁移能力；发现趋势，培养预测能力；发现新奇，培养创新能力。                   　　5. 可行性——幼儿科技教育活动可持续发展的条件                   　　简而言之，选取和制作幼儿科技教育活动器材要真正做到：省线——充分利用价廉易取的地方化材料、卫生安全的废弃物、身边的代用品；省力——容易制作，不用复杂的工具，不需高级技能，不费太多时间；耐用——可以反复使用。幼儿科技活动器材，只有做到低消费、高效能，才具有推广价值。                   　　(二)幼儿科技教育活动器材的设计模式                   　　实践表明，幼儿教师可操作的设计模式主要有两种：其一是以器材的“原型”为基础；其二是以幼儿能感知的“科技内容”为基础。                   　　1. 以器材“原型”为基础的设计模式                   　　这种模式的设计程序是：                   　　原型→幼儿能发现的知识点→感知的方式方法→对原型进行扩展或简化                   　　“原型”包括简单与复杂两类。简单的“原型”是指已有的简单的科学玩具和实验器材，如小车、不倒翁、陀螺、棋盘、平面镜、放大镜、吹泡泡器材、磁铁等。复杂的“原型”是指结构较复杂的科学玩具、中小学生用的科学实验器材以及复杂的人造设备，如万花筒、降落伞、风筝等。以原型为基础，首先要深入分析原型，发挥想象力，充分发掘其隐含的幼儿可以感知但并非要理解的科技知识点，然后按照设计原则和幼儿感知知识点时所表现出来的外显的活动特征(观察、探索、制作等)要求，对简单的原型进行“扩展”，对复杂的原型进行“简化”，将原型改造、更新为适合幼儿操作的活动器材                                                           　　“扩展”与“简化”的具体方法如下：                   　　一是将原型更新为“硬件”与“软件”相结合的学具。                   　　将原型分解为固定部分(称之为“硬件”)和可变部分(称之为“软件”)，使之由固定型变为系列组装型。只要充分开发其“软件”部分，就可以提高学具的科技含量，提高学具的科技教育功能。许多“软件”，幼儿可以自己动手制作，这将使孩子有更多的操作机会，促进幼儿想象力、创造力的发展。                   　　例如“旋转色片”玩具，可将其分解为旋转体(轮式陀螺)与色片两部分。视色片为“软件”，可以设计出圈带型色片、颜色搭配不同的扇形色片、螺旋线图案色片、孩子自己画或剪贴的各种色片以及用商标纸板剪出的各种色片等。幼儿依次将色片套在“硬件”——旋转体的轴上进行尝试，就会获得许多有趣的科技信息。采用此法，还可以节省较复杂的部件(硬件)，只要配上各种简单部件(软件)就可以组成系列化科技玩具，而且许多简单的配件，教师还可以指导幼儿进行制作。                   　　二是使原型由固定型改造为变式组装型。                   　　幼儿通过不同方式的组装和尝试来探索结构与功能的关系。例如，组装型小车，以车身、一组大车轮、一组小车轮为器材，幼儿用不同方式组装车轮，在尝试中可以发现怎样组装能让小车直线行进，怎样组装又能让小车自动拐弯；组装式不倒翁，以球面底塑料“可乐”瓶和橡皮泥为器材，幼儿通过尝试性组装在比较实验中探索“不倒翁”不倒的秘密。                   　　三是器材组合化。                   　　对相关的分立器材进行组合，往往会产生1+1＞2的效果。其一，通过组合增强玩具的趣味性和吸引力，提高孩子探究的兴趣。如让幼儿用若干个光亮的图钉组合在一起(固定在塑料瓶盖上)做一个“一人‘大合唱’”玩具，这时每个图钉里都有你步调一致的像；其二，通过组合产生比较功能和探索简单因果关系的功能。如将平面镜、凸面镜、凹面镜组合在一起，幼儿可以在游戏中发现三种镜子成像的不同，并找出直接原因——镜面的形状不同。                   　　四是按照感知与应用相结合的方式扩展原型。                   　　例如，从感知平面镜(原型)的构造特点到应用玻璃片(扩展)和黑色塑料膜制作简单的平面镜；从感知磁铁(原型)的性质到区分大小、颜色相同的磁铁块与普通铁块(扩展)；从感知玻璃瓶(原形)浮沉到应用橡皮泥(扩展)制作浮体……通过这种扩展可以培养幼儿的思维迁移能力和创造力。                   　　五是以结构简化与材料替代方式改造原型。                   　　首先，对复杂的原型进行原理分析和功能分析，突出其主要结构、主要部件和主要功能，删去次要结构、次要部件和功能。然后，应用联想的思维方式，在身边寻找低值的替代材料来制作由原型简化而来的学具，或代替不适合幼儿使用的实验材料。如汽车简化为车身和车轮，电风扇简化为玩具电动机和风叶等。                   　　寻找替代材料的联想方法有：                   　　外形联想——根据外形的相同或相似，利用身边材料的整体、部分或组合来替代，如用塑料瓶盖做车轮，用塑料瓶切割、组合做传话筒；性质联想——根据材料的透明度、光洁度、弹性、比重、导电性、酸碱性等性质的相同或相近，利用身边的材料来替代，如利用松紧带代替弹簧做幼儿拉力器，用半透明塑料膜替代毛玻璃，用醋酸、柠檬酸代替强酸等。                   　　功能联想——根据部件的基本功能，从身边寻找具有相近功能的替代材料。如把显微镜头装在塑料瓶盖的中心处，由于旋转瓶盖具有进退调节功能，正符合调节镜头与被观察物体之间距离的需要。                   　　综合联想——根据部件外形、性质、功能的整体要求，利用身边的材料来替代，如用金属按扣做安全电压下的开关等。此外，还有些简化是对原器材进行了适度加工，降低了操作难度，突出了探索功能，使幼儿能自主地独立进行操作。                          来源：宁波教科网