● "天生的科学家"也需要引导

很多儿童早期教育研究都表明，幼儿园和小学阶段是实施科学启蒙教育的最佳时期。大多数情况下，童年是人一生中好奇心最旺盛的时期，在这段时期，人人都对事物都有强烈的探索欲。通过适时、适度的教育引导，可以培养孩子们对自然和科学的兴趣，也能培养他们的科学思维能力，发挥宝贵的天性。

纵观科学史上的许多科学家，我们不难发现，正是一些有趣的自然现象，以及科学活动和科普读物，在儿童时代就激发了他们对科学的向往，让他们从小就接触科学、学习科学、热爱科学，最终走上了科学研究的道路。虽然幼儿园和小学阶段的科学教育不可能直接培养出儿童科学家，但是也有潜在的作用和影响，或是激发他们在今后学习生涯中对踏足科学领域的坚定信念，亦或是为他们日后的工作和学习提供科学的思考方式。

近年来，幼儿园和小学阶段对科学思维和能力培养的重要性已得到越来越多的肯定，跨学科的有机学习方式也逐渐进入到大众基础教育领域。STEM 教育便是在这种时代趋势下丰富了我们的教育理念。

● STEM 教育是什么

STEM 是近年来很火的一个教育话题。STEM 是四个英文单词的首字母缩写，代表科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering）和数学（Mathematics）。也有一些教育机构扩大了 STEM 教育涵盖的领域，将艺术（Art）包含进来，变成STEAM教育，或者将阅读（Reading）也包含了进来，变成 STREAM 教育。

无论是哪种说法，其内核都是基于真实问题情景的跨学科式教育，目的是提高 STEM 素养，培养 STEM 技巧和 STEM 式的思维习惯。在持续不断的实验和探索的过程里，孩子能逐渐构建自己的知识体系，养成 STEM 式的学习习惯。他们会充满好奇、创造力和协作力，对知识时刻保持开放的态度，并坚持不懈地做出改进。

● 可实验的展览场景

STEM 教育不仅发生在学校内部，学校、家庭、社区等环节也组成了一个更大的 STEM 学习生态系统。作为校外教育机构之一的儿童博物馆，也是 STEM 教育生态系统的重要一环。在儿童博物馆中，四个学科主题可以有机地结合在一起，让小朋友在具体的情景里，获得运用知识的能力。同时，在这种情景化的设置中，让他们学会联系上下文，辨别问题的本质并将其灵活地解决。

好奇心旺盛的孩童以自己的方式进行的探索行为通常会被认为是具有破坏性的，也是容易被家长禁止的。但在儿童博物馆中，这样的探索欲可以得到很好的满足。儿童博物馆为孩子们提供的展具，允许他们触摸和操作。孩子们可以自由地观察动物的骨骼、操作小车滑轨道、用沙子堆砌“建筑”，或是溅水花……在游戏的过程中，他们逐渐接触到了关于大小、运动、液体、重力的科学概念。

更重要的是，比起具体的科学知识，儿童在参与展项的过程中被激发了持续观察和思考的科学求知思维模式。并且，这种学习方式是内驱的，不需要刻意的奖励和夸奖孩子们也乐此不疲，因为愉快的游戏体验本身就是一种奖励。

● 跨学科的 STEAM 创作

在基本的四大学科主题之外，儿童博物馆还致力于将更多学科与 STEM 进行有机融合，丰富STEM 教育的内涵。波士顿儿童博物馆就将科学原理融入了艺术（Art）创作中，在场馆内开设 STAEM 活动，旨在为儿童和家庭创造有趣和令人惊讶的“a-ha”时刻。孩子们在这里会用纸板设计微型房屋、建造电路、用天然染料绘画、了解活的动物……

波士顿儿童博物馆还与合作伙伴一起出版了 STEM 萌芽教学指南（STEM Sprouts Teaching Guide），以帮助教育工作者关注 3 到 5 岁儿童在 STEM方 面的探索行为，并为教育者提供关于幼儿如何探索 STEM 主题活动的具体建议。最近两年，在疫情的影响下，有很多儿童博物馆也把教育活动搬到了线上，提供了很多在家开展 STEM 活动的教学视频，供家庭成员一起学习。

科学类展项是儿童博物馆常常青睐的主题，也是儿童博物馆开展 STEM 教育最基础的方式。这类主题与充分发挥儿童的好奇心和想象力息息相关，往往也很受欢迎。但针对不同的物品特点和想要培养的不同的思考方式，儿童博物馆的科学展项一般会分为以下几种类型：

● 直接展示型

顾名思义，这类展项的目标是将一个物品的工作原理用最直观的方式展示出来，在直接的剖析中了解相关的科学知识。波士顿儿童博物馆展览“猜猜里面有什么 (What’ s Inside?) ” ，就将真实大小的烤面包机、抽水马桶、棒球等物品切成两半，将剖面展现给儿童看，让小朋友一探究竟。

在这个过程中，新鲜的知识被放入到了有机的生活环境中，儿童会对生活中熟悉的事物形成新的认知，“原来冰箱是靠特定的系统和工作过程来保持凉爽，而不是什么魔法。”同时，这种全新的视角还能激发儿童对与他们互动的所有物品的好奇心，以及想要一探究竟的科学精神。这个展览大获成功，让波士顿儿童博物馆进入了全新的时代。湾区探索博物馆的一个展区也继承了这一展览方式。

● 实验论证型

这类展具是通过小比例还原一些机械工程项目，让儿童在安全保障下对事物运作的机械原理进行实验，以得出结论。比如，TELUS 科学世界的风力发电机展项，它需要小朋友探索不同的扇叶形状、数量和角度与发电效率之间的关系。选择扇叶，插入基座，然后放置到测试台上测试发电量，通过不断调整变量进行多次测试，小朋友最终可以得出自己的答案。

● 设计测试型

儿童在这类展项中可以比较完整地体验工业设计的整个流程，从提出设想到具体设计，再到建造与测试，直到最后的改进，将科学的、系统的设计思维嵌入到展项的体验当中。

“建造一个跑得最快的小车”就是最常见的展项之一。小朋友可以和家长一起，使用博物馆提供的材料合作建造一辆小车，并将小车放到轨道上跟其他朋友的小车进行较量，看看谁是第一名。在建造之前，小朋友就要思考一系列的问题：大车跑得快还是小车跑得快？车体高一点好还是矮一点好？接着，基于思考提出自己的设计，或在大人的帮助下，或自己独立完成一辆小车的打造，不仅要保证小车不会解体、翻倒，更要跑得最快赢得比赛。小朋友往往需要不断地调试自己的小车，才能到达最佳状态。

“地震桌测试”是另外一个代表展项。儿童需要在地震桌上搭建一个建筑，搭建完成后开启地震桌进行摇晃测试，看看建筑是否可以一直屹立不倒。同样地，在这个展项中小朋友仍然会遵循科学的设计思维来打造自己的抗震建筑。从提出设想到进行具体的设计，再到动手建造，也可以尝试搭建不同结构的建筑，例如下大上小型或上大下小型，看看哪种结构更加稳固。

● 解决问题型

这类展项以解决具体问题为出发点，引导小朋友开动脑筋想办法，在解决问题的过程中学习科学知识，也激发他们勇于动手解决问题的热情。齿轮是使数学、技术和工程等概念变为现实的绝佳方式，圣荷西儿童博物馆就采取了这种展览形式。在他们的齿轮展项中，小朋友需要在保证安全的情况下，通过不断地调整齿轮的位置，变换它们之间的搭配，从而使三个目标物体能同时被带动。

● 自由创造型

就像我们平时玩的积木一样，这类展项并没有给定一个明确的目标，只是提供展具，让小朋友自由玩耍。他们可以发挥想象力，进行任何形式的模拟建造，或者直接创造一个全新的东西。“蓝色大积木（Imagination playground）”就是一个很好的例子。将积木全都设置成蓝色是为了让孩子们在建造的过程中专注于物体形状和结构的打造，而不必为多彩的颜色分心。孩子们可以在玩耍的过程中锻炼他们的空间想象能力和实际动手能力。“蓝色大积木”每次上线都会成为人气展具，小朋友可以不断进行新的创造，每次都有不同的体验，常玩常新。

爱因斯坦曾经说过：“玩耍是最高形式的研究（Play is the highest form of research）。”从儿童的视角出发，我们会发现，一切事物都是如此的鲜活有趣，日后所有的兴趣方向和思考问题的模式都能在这一时期找到蛛丝马迹。未经雕琢的好奇心对探索世界有莫大的帮助，对玩耍进行适当的引导便是对求知方法的启蒙。在玩耍中，丰富孩子童年时期的经历，建立科学思维模式，为未来解决问题的能力打下基础。

儿童博物馆一直致力于为儿童提供更好的启蒙教育。我们充分尊重和理解孩子的特点和天性，通过展览、教育活动等方式去满足“小小科学家”的探索需求，帮助他们去观察、提问、预测、实践和检验，将学到的知识融会贯通，让他们在日后的各种生活情境中都能秉持科学的态度去思考问题，让科学成为他们心中的一颗种子，假以时日，或许就能长成一棵参天大树。