美国学前 STEM 课程为我国发展带来的启示
苏雪云 副教授 华东师范大学华东师范大学硕士学位论文
I
内容摘要
美国 STEM 教育改革已经延伸至学前阶段，而学前 STEM 课程成为炙手可
热的研究主题。鉴于国内对学前 STEM 课程实地研究较缺乏，且主要研究方法
以文献资料法为主，本研究通过对美国本土学前 STEM 课程的实践进行分析，
总结学前 STEM 课程的内容、组织、实施、评价、环境支持等特征。通过调研
了解国内学前 STEM 课程的发展现状及存在的问题。本研究有利于加深对美国
学前 STEM 课程的理解，也为我国学前 STEM 课程的发展寻求启示。
本研究采用案例分析法、观察法以及访谈法，以美国内布拉斯加州 C 幼儿
园为个案，收集该园六个课程案例记录，实地观察并分析三名教师开展的学前
STEM 课程，访谈该领域的专家。总结美国学前 STEM 课程的特征：强调以生活
经验和真实情境为主要内容、多学科的整合；以项目或问题的组织形式进行分工
协作；通过六大步骤实施学前 STEM 课程；课程评价以幼儿表现的 STEM 能力
以及情绪体验为主；环境支持以“自然与技术”“自然与工程”“平面与空间”
“项目与记录”相融合。但也存在些许不足：低年龄段幼儿的 STEM 课程真实
性较弱、没有系统的 STEM 课程评价工具、教师对课程的反思仍需加强。
通过对三名国内幼儿教师的访谈，了解国内学前 STEM 课程发展现状及问
题，主要有：教师对学前 STEM 课程的理解不够深入、对其实施步骤不够清晰；
教师本身 STEM 素养较薄弱，缺乏学前 STEM 课程的有效培训；环境创设与材
料提供对 STEM 课程的支持不足。针对这些现状与问题，总结美国学前 STEM
课程为我国发展带来的启示：
一、强调以生活经验和真实情境为基础的多学科整合；
二、在户外、工程区、项目中教师需采用适当的方式组织与实施课程；
三、建立专门培训体系提高幼儿教师的 STEM 素养；
四、提供开放、多元整合的环境与材料支持 STEM 探究。
关键词: STEM 教育 学前 STEM 课程 比较教育 美国华东师范大学硕士学位论文
II
ABSTRACT
The STEM education reform has been extended to the early childhood stage in
the United States, which leads the preschool STEM learning and teaching to be a hot
spoon. In view of the lack of domestic field research on preschool STEM activities,
and the main research methods that mainly based on the literature method, this study
focused on the preschool STEM practice, through which summarizing the
characteristics of preschool STEM activities including the content, formation,
implementation, evaluation and environmental support. This research not only
deepened our understanding of preschool STEM courses, and also provided
suggestions for the innovative development of preschool STEM learning and teaching
in China.
This study used case analysis, observation and interview methods to collect six
curriculum records and observed and analyzed the STEM courses conducted by three
teachers in C kindergarten in Nebraska. Also, the researcher had an interview with the
expert related to this field. The study summarized several characteristics of preschool
STEM curriculum in the US. First, the course content, emphasizing multidisciplinary
integration is based on life experience and real situation. Second, the activities are
normally organized by division of labor in the form of projects or problems. Third,
teachers implement preschool STEM explorations through six major steps. Forth,
STEM abilities and emotional experience are focused in the course evaluation. Fifth,
the environment supporting the activities, is integrated by nature, technology,
engineering, two-dimensions and three dimensions, project and record. However,
there are also some shortcomings: the STEM curriculum of young children in the
lower ages is less authentic, there is no systematic STEM curriculum evaluation tool,
and teachers' reflection on the curriculum still needs to be strengthened.
Then, this study also had interviews with three domestic preschool teachers to
understand the current status and problems of preschool STEM curriculum华东师范大学硕士学位论文
III
development. It shows that teachers' understanding of preschool STEM courses is not
deep enough; they still can't grasp the implementation steps of activities clearly;
teachers' STEM literacy is weak without effective training; the environment and
materials give an insufficient support for STEM activities. In response to these current
situations and problems, we could draw conclusions from the United States as
following:
First, it is emphasized that the preschool STEM curriculum is based on life
experience and real life situations, with an integration of multidisciplinary.
Second, teachers should adopt appropriate methods of organization and
implementation in outdoor areas, engineering areas, or projects work.
Third, it is recommended to establish a special training system to improve the
STEM quality of preschool teachers;
Forth, the kindergarten ought to provide a more open environment and materials
to support STEM inquiry activities.
Keywords: STEM education; preschool STEM curriculum; comparative education;
US华东师范大学硕士学位论文
IV
目 录
内容摘要........................................................................................................................................... I
ABSTRACT................................................................................................................................... II
目 录.............................................................................................................................................IV
绪论 问题的提出..........................................................................................................................1
第一节 研究源起...................................................................................................................... 1
一、时代背景.................................................................................................................... 1
二、个人兴趣.................................................................................................................... 2
第二节 研究意义...................................................................................................................... 4
一、理论意义.................................................................................................................... 4
二、现实意义.................................................................................................................... 4
三、创新性........................................................................................................................ 5
第三节 关键概念界定.............................................................................................................. 6
一、STEM 教育.................................................................................................................6
二、STEM 教育与创客教育............................................................................................ 7
三、学前 STEM 课程........................................................................................................8
四、幼儿园科学教育与 STEM 教育............................................................................... 8
第四节 研究设计与方法.......................................................................................................... 9
一、研究内容与思路........................................................................................................ 9
二、研究方法与数据收集..............................................................................................11
第一章 美国学前 STEM 课程的研究综述........................................................................14
第一节 美国学前 STEM 课程的理论基础...........................................................................14
一、实用主义哲学溯源..................................................................................................14
二、经验主义视角剖析美国学前 STEM 课程.............................................................15
三、建构主义视角分析美国学前 STEM 课程.............................................................18
第二节 美国学前 STEM 课程的内涵...................................................................................19
一、科学经验驱动未来学习..........................................................................................19
二、技术平台创新幼儿体验..........................................................................................20华东师范大学硕士学位论文
V
三、项目工程推动手脑并用..........................................................................................21
四、数学循序塑造逻辑思维..........................................................................................21
五、学前 STEM 课程在编程游戏中的运用.................................................................22
第三节 美国学前 STEM 课程的价值...................................................................................22
一、促进儿童脑部发展为未来奠定基础......................................................................23
二、提高社会劳动力的创新性和竞争力......................................................................24
三、缩小贫富差距从而加强社会公平..........................................................................24
第四节 美国学前 STEM 课程的实施...................................................................................25
第二章 内布拉斯加州 C 幼儿园 STEM 课程的内容与组织.......................................27
第一节 个案 C 幼儿园的课程概况.......................................................................................27
第二节 学前 STEM 课程的内容...........................................................................................28
一、以生活经验和真实情境为基础..............................................................................28
二、具有多学科整合性..................................................................................................32
第三节 学前 STEM 课程的组织...........................................................................................34
一、“项目”式组织......................................................................................................35
二、“问题”式组织......................................................................................................36
第三章 内布拉斯加州 C 幼儿园 STEM 课程的实施与评价.......................................38
第一节 一般课程实施策略....................................................................................................38
第二节 学前 STEM 课程的实施案例与步骤总结...............................................................40
一、户外活动中的 STEM 实施案例.............................................................................40
二、工程区中的 STEM 实施案例.................................................................................42
三、项目中的 STEM 实施案例.....................................................................................43
四、学前 STEM 课程实施步骤编码与总结.................................................................45
第三节 学前 STEM 课程的评价...........................................................................................48
一、学前 STEM 课程的课前预设评价.........................................................................49
二、学前 STEM 课程的课后反思评价.........................................................................49
第四章 内布拉斯加州 C 幼儿园 STEM 课程的环境支持........................................... 51
第一节 “自然”与“技术”相融合....................................................................................51华东师范大学硕士学位论文
VI
第二节 “自然”与“工程”相呼应....................................................................................52
第三节 “平面”与“空间”相渗透....................................................................................53
第四节 “项目”与“记录”相辅助....................................................................................55
第五章 讨论与总结...................................................................................................................57
第一节 美国学前 STEM 课程的主要特征........................................................................... 57
一、课程内容：以生活经验和真实情境为基础的整合课程..................................... 57
二、课程组织方式：以项目、问题的形式进行分工协作......................................... 58
三、课程实施：通过六大步骤展开学前 STEM 探索.................................................58
四、课程评价：以幼儿在活动中表现的 STEM 能力以及情绪体验为主................ 58
五、环境支持：“自然与技术”“自然与工程”“平面与空间”“项目与记录”融
合...................................................................................................................................... 59
第二节 对美国学前 STEM 课程的讨论...............................................................................59
一、低年龄段幼儿的 STEM 课程真实性较弱.............................................................59
二、没有系统的 STEM 课程评价工具.........................................................................60
三、教师对课程的反思仍需加强..................................................................................60
第六章 关于美国学前 STEM 课程的经验与启示..........................................................61
第一节 国内学前 STEM 课程发展现状与问题...................................................................61
一、教师对学前 STEM 课程的理解不够深入.............................................................61
二、教师对学前 STEM 课程的实施步骤不够清晰.....................................................61
三、教师的 STEM 素养较薄弱，缺乏学前 STEM 课程的有效培训........................61
四、环境创设与材料提供对 STEM 课程的支持不足.................................................62
第二节 美国学前 STEM 课程对我国的启示.......................................................................62
一、强调以生活经验和真实情境为基础的多学科整合............................................. 63
二、在户外、工程区、项目中教师需采用适当的方式组织与实施课程.................63
三、建立专门培训体系提高幼儿教师的 STEM 素养.................................................64
四、提供开放、多元整合的环境与材料支持 STEM 探究.........................................64
第三节 研究反思与展望........................................................................................................65
一、研究反思..................................................................................................................65华东师范大学硕士学位论文
VII
二、未来展望..................................................................................................................66
参考文献........................................................................................................................................67
中文文献 (分类排列)............................................................................................................. 67
英文文献（按首字母排列）..................................................................................................70
附录.................................................................................................................................................75
后记.................................................................................................................................................81华东师范大学硕士学位论文
VIII
图目录
图 0- 1 研究思路图............................................................................................10
图 3- 3 STEM 活动实施步骤............................................................................47
图 4- 1 绿色植物人工生长装置........................................................................52
图 4- 2 家用电器................................................................................................52
图 4- 3 东校区地图............................................................................................54
图 4- 4 美国地图................................................................................................54
图 4- 5 世界地图................................................................................................55
图 4- 6“项目工作墙”......................................................................................56
表目录
表 2- 1 C 幼儿园一日生活日程........................................................................28
表 2- 2 Blue stem 班级课程周计划表...............................................................29
表 2- 3 Golden rod 班级周课程安排表.............................................................31
表 2- 4 “项目”式组织与“问题”式组织案例归类....................................34
表 3- 1 STEM 活动步骤编码表........................................................................45华东师范大学硕士学位论文
1
绪论 问题的提出
第一节 研究源起
一、时代背景
如今的教育理念、教育模式、教育方法、教育评估方式、课程与 100 年前相
比，已经发生了巨大的变化。而在互联网+、人工智能、深度学习大时代背景下，
教育又将发生哪些变革？2016 年，斯坦福发布的《2030 年的人工智能与生活》
报告中认为：“人工智能将更大范围地影响 K-12 教育的发展，甚至推测未来五十
年，美国北部城市将会出现智能导师或机器人助教协助教师组织课堂活动。”无
论是如今的 K-12 智能辅导系统（ITS）与线上学习，还是未来教育机器人的出现，
都来自于人类的创新性研发，他们创造了编程的新型传感技术1。而这些创新性
人才具有严密的逻辑思维、批判思维、开阔前瞻性的视野、能够从数字媒体等平
台中快速搜寻新信息，来解决现实生活中各类复杂问题。因而教育培养的优秀人
才不再是简单适应这个世界的人，而是创造与发明未来世界的人！正如哈佛大学
教育心理学家戴维·铂金斯所呐喊的：“为未知而教，为未来而学！”2。
近年来国际教育界掀起了 STEM 教育改革热潮，起源于美国的 STEM 教育
正影响着全世界。以美国为主体，英国、德国、日本、澳大利亚、韩国、中国等
国纷纷兴起了 STEM 教育研究与实践。各国都将 STEM 教育提升到国家发展的
战略高点。美国为维护国家的经济与军事安全，早在 1983 年就颁布了《教育美
国人：为 21 世纪做好准备》，前瞻性地将教育置于为新世纪做好准备的高地。
1996 年美国国家科学基金会（NSF）颁布了《塑造未来:透视科学、数学、工程
和技术的本科教育》，2011 年美国国家科学院研究委员会在《成功的 K－12 阶
段 STEM 教育:确认科学、技术、工程和数学的有效途径》中确定了从 K-12 教
育开始培养儿童 STEM 素养。日本面对社会经济滞后发展等问题，在 2015 年颁
布了“理工人才培养战略”，希望通过创新人才的培养不断提高国内高科技产出
率、促进经济的回暖与增长。澳大利亚也签署了《STEM 学校教育国家战略
1AI100 Standing Committee and Study Panel. "Artificial Intelligence and Life in 2030" .One Hundred Year
Study on Artificial Intelligence: Report of the 2015-2016 Study Panel [R]. Stanford University, Stanford, CA,
2016-07, 31-32.
2戴维·珀金斯. 为未知而教，为未来而学[M]. 杨彦捷，译. 浙江：浙江人民出版社，2015.华东师范大学硕士学位论文
2
2016-2026》文件，利用十年时间改进学校 STEM 教育。在我国，STEM 教育更
是担负着国家未来发展的重要使命。我国发布的《中国 STEM 教育白皮书》1认
为：STEM 教育面向“中国制造 2025”重点领域，扩大节能环保、新一代信息技术、
生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车等战略性新兴产业人才培养
规模，打破传统学科、专业局限，加强 STEM 教育在不同学段之间的衔接，加
快培养技术创新和社会服务融合发展的复合型人才，为我国社会经济转型提供人
才支撑。
随着 STEM 教育改革运动的前进，学龄前阶段的 STEM 教育逐渐受到关注。
奥巴马政府时期，就主张推动儿童科技教育，以提高国家在社会和经济方面的竞
争地位2。2009 年，在马萨诸塞州商业会议和商业领袖联盟的努力下，该州创设
了咨询委员会并制定了州 STEM 计划，让儿童从学龄前开始接受 STEM 教育，
以培养他们成为具备 STEM 能力的工作者。2013 年美国马萨诸塞州颁布了《学
前儿童 STEM 教育指南（Science，Technology，Engineering& Math Teaching
Guide）》。该指南认为 STEM 教育能够培养儿童创新精神与实践能力，最终促
进儿童形成 STEM 素养。马塞诸塞州的早期保教部门为幼儿教育工作者提供了
STEM 专业发展的机会。此外，在国家质量评估和改进体系中，该州也有意将
STEM 整合进幼儿的日常活动中。
国内学校、各大教育机构、公司等也开始着手探讨 STEM 课程的实践，对
STEM 教育趋之若鹜。上海云 STEM 中心、学前 STEM 教育联盟的成立；以探
究式科学教育为特色幼儿园开始了 STEM 教育试点园，成立了 STEM 课程研究
课题组；新民办园开发 STEM 特色课程；另外，课外非正式教育中 STEM 教育
也独树一帜，例如有的早教培训机构、儿童发展中心纷纷展开了 STEM 课程，
博物馆科技馆海洋馆展览馆等场所都可以看见悬挂着的 STEM 课程海报。学前
STEM 到底是怎么样的一种课程？为什么会受到如此大的关注与追捧？
二、个人兴趣
1中国教育科学研究院. 中国 STEM 教育白皮书[R]. 北京：中国教育科学研究院，2017-06-20.
2Kenneth Corbin. Why early STEM education will drive the U.S. economy [EB/OL].
https://www.cio.com/article/3060459/education/why-early-STEM-education-will-drive-the-u-s-economy.html.
2016.华东师范大学硕士学位论文
3
研究者本人曾经访问过一名私立园的园长，关于幼儿园 STEM 课程，她的
回答激情澎湃：“国家政策文件支持 STEM 课程的开发与发展，我们也是跟着时
代的脚步走呢！”一位幼儿园教师认为“现在美国各大州都在做呀，中国也应该开
发适合本土化的 STEM 课程”。研究者仍然没有解除心中的疑惑，又访问了一名
来自美国的双语幼儿园外教，他本科专业学的就是理工科，后通过培训获得了合
格证书，成为幼教大军的一员，他觉得：“太有必要了，孩子很喜欢探索，喜欢
动手操作，我也喜欢和他们一起观察、发现、解决问题，通过这个过程孩子可以
自主学到很多。当然，这对我们教师的 STEM 综合素养要求特别高。我自己学
的专业是理工科，也非常感兴趣，我很享受！”
现在的学前儿童需要接触怎样的科学，与成人学习科学知识一样吗？与之紧
密相连的 STEM 课程是什么？ STEM 课程的理论基础是什么？早期 STEM 课程
能够培养幼儿哪些能力与素养？美国学前 STEM 课程是怎么样的？假设 STEM
课程是幼儿发现并解决问题的过程，那么这个过程中教师应该扮演怎样的角色？
学前 STEM 课程像是一个冒险岛，吸引着我去发现、探索、求真。
研究者本人对课程的理解是在系统学习大教育学的时候建立的。当时学习课
程这一章节的时候会分门别类地学习：课程目标、课程内容、课程实施、课程评
价等几个部分学习；尤其是课程模式很吸引人，课程论的“鼻祖”泰勒的目标课程
模式，以及后来发展起来的生成课程模式、实践模式、批判模式等。再者便是参
与导师《学前教育学》教材的编著，研究者本人负责的便是学前课程这一章节。
在编著教材的时候，阅读了众多关于“学前课程”的教材书籍，对学前课程具有一
定的思考能力。研究者本人也参加过“创客嘉年华”、“科创时代背景下的学前教
育”“学前 STEM 教育”等论坛活动，每次都有新的体验与收获。因此，研究者本
人愈发对学前 STEM 课程的研究产生了兴趣和信心，便将其作为毕业论文的选
题。经过导师推荐，联系了美国内布拉斯加州-林肯分校的 K 老师，K 老师在学
前儿童数学教育领域具有丰富的研究经历，而近些年来也开始逐渐着手研究学前
STEM 教育，尤其对学前 STEM 课程具有浓厚的兴趣。经过多次交流，于 2018
年秋季学期赴美国内布拉斯加州-林肯分校访学。华东师范大学硕士学位论文
4
第二节 研究意义
一、理论意义
（一）了解学前 STEM 课程的结构
本研究以内布拉斯加州林肯市 C 幼儿园为案例，分析总结了学前 STEM 课
程的内容、组织、实施、评价、环境支持等，有利于了解学前 STEM 课程的结
构，把握美国学前 STEM 课程的特征，加深对其的理解。
（二）丰富了 STEM 课程的研究领域
通过文献检索，国内对 STEM 课程的探索主要集中在高等教育、初等教育，
但学前教育领域的文献少之又少，仅剩的一些也只是夹杂在中小学教育中论述。
由此可见，目前我国对学前 STEM 课程的研究仍处于起步阶段。然而，随着国
家对学前教育的日益重视，该领域的研究也日渐丰富，STEM 课程培养的人才能
够驱动国家创新技术的发展，学前 STEM 课程的研究已经成为必不可少的环节。
本研究丰富了 STEM 课程的研究领域，具有一定的价值与意义。
二、现实意义
（一）培养具有 STEM 素养的人才的需要
STEM 教育培养的具有 STEM 素养的创新型人才，才能面对未来社会的需
求。美国商务部在 2008 年预测截止至 2018 年的十年间，STEM 职业需求量将增
长至 17%，而所有其他职业增长 9.8%。全国所有职业中平均每份工作有 3.6 个
人，而在 STEM 领域，每 1.9 个岗位仅有 1 个人1。该比例鲜明地说明了 STEM
职业供不应求，迫切地需要 STEM 专业人员。社会对 STEM 人才的需求越来越
大，人工智能时代的到来更迫切地要求社会不断培养具有 STEM 素养的人才，
才能为国家技术创新与经济安全提供源源不断的动力，推动世界经济、科学、技
术等各领域的发展。
（二）促进新时代学前课程的改革
虞永平老师在探寻“幼儿园课程改革路向何方”时，认为幼儿园课程结构是以
幼儿发展为导向，以经验获得为过程和目的的动态结构，应该“以学定教”，关注
1U.S. Department of Commerce Economics and Statistics Administration. STEM: Good Jobs Now and for the
Future [R].Washington, DC. 2011. http://www.esa.doc.gov/sites/default/files/STEMfinalyjuly14_1.pdf.华东师范大学硕士学位论文
5
生活，走向整合。而 STEM 课程中幼儿要探索的问题便是源自于生活。STEM 课
程并非限定于靠科学发现室，或依靠高档实验仪器的操作，而是生活中的科学如
何把握，生活中的科学问题如何解决。1此外，学前领域的课程改革要求课程更
加贴近现代社会的变革与发展，培养的儿童是符合现代社会发展的儿童，能够在
互联网、大数据、人工智能的社会背景下发挥创新精神和实践能力。由此，学前
STEM 课程的发展函待开发与创新以迎接新时代学前课程的改革浪潮。
三、创新性
本研究以美国本土幼儿园 STEM 课程的内容、组织、实施、评价、环境支
持为经验借鉴，对国内学前 STEM 课程的开发与实施提出相应意见与策略，推
动我国学前领域课程创新发展。总结本研究的主要创新点如下：
（一）研究对象创新
本文以学前 STEM 课程作为研究对象，目前国际相关研究较少，不充分，
主要以中小学、高等教育的 STEM 课程为主。此外，我国在学前 STEM 课程的
实践方面不成熟，仍处于开发阶段，各大幼教机构推出的学前 STEM 课程差异
较大。因此本研究以案例研究为方法论，对学前 STEM 课程的理论和实践都有
价值。
（二）案例选择创新
研究者通过直接参访美国本土幼儿园 STEM 课程实践，有机会对研究 STEM
课程的专家进行半结构式访谈，与专精于学前 STEM 课程的美国本土研究者进
行交流与沟通，有利于提高本研究的深度和广度。对课程进行现场观察记录；收
集教师的课前预设表与课后反思表，获取的一手资料具有较大的研究价值。
（三）研究视角创新
本研究视角具有一定的创新性，基于对美国本土的幼儿园 STEM 课程进行
实地调研，以美国内布拉斯加州 C 幼儿园为案例进行观察与分析，再结合国内
发展现状，对国内学前 STEM 课程创新发展提出针对性策略与意见以促进学前
课程改革。
1虞永平. 幼儿园课程改革路向何方[N]. 中国教育报，2014-09-21(001).华东师范大学硕士学位论文
6
第三节 关键概念界定
一、STEM 教育
STEM 是英文单词 science，technology，engineering，mathematics 的缩写，
代表科学、技术、工程、数学四门学科的整合。1986 年，美国国家科学基金会
（National Science Foundation, NSF）在《科学、数学和工程本科生教育》报告中，
首次将这四门学科综合在一起使用，最早使用的是 SMET。SMET 常被认为是
STEM 的开端。2011 年美国国家研究委员会（National Research Council of the
National Academies）颁布的《成功的 K-12 阶段 STEM 教育: 确认科学、技术、
工程和数学的有效途径（Successful K-12 STEM Education: Identifying Effective
Approaches in Science, Technology, Engineering, and Mathematics）》1具体界定了
从 K-12 阶段的 STEM 教育，为实行全阶段 STEM 教育奠定了基础。而我国 STEM
教育是在 2001 年开始引入和介绍,目前 STEM 教育仍然成为国内炙手可热的教育
话题。
美国“项目引路”（Project Lead the Way， PLTW）机构认为：STEM 教育旨
在使儿童参与以活动、项目和问题解决为基础的学习，为儿童提供一种动手操作
的课堂体验。儿童在应用所学到的数学和科学知识来应对世界重大挑战时，他们
创造、设计、建构、发现、合作并解决问题。STEM 教育是一种多学科融合的综
合性教育，鼓励儿童在科学、技术、工程、数学融合领域中充分发挥主观能动性，
以创造性的思维和实践能力解决现实生活中遇到的问题，培养儿童的综合素养，
以提高竞争力。美国爱因斯坦奖获得者、中学科学教师斯内德曼（Sneideman）2
提出“STEM 哲学”，认为 STEM 是一种思维方式，各级教育工作者、包括家长应
该帮助学生整合各学科的知识，鼓励他们以一种更加联系和整体的方式去思考问
题。他从 10 多年的科学课程教学经验中总结出来的 STEM 哲学思想深受欢迎。
STEM 教育既是多学科的融合，也是一种创新思维方式。STEM 的教育目标
是培育完整的、具有创新素养、综合素养、可持续发展的人。STEM 教育培养儿
1National Research Council. Successful K-12 STEM Education: Identifying Effective Approaches in Science,
Technology, Engineering, and Mathematics [M]. Washington, DC: The National Academies Press, 2011.
2Office of Economic Impact and Diversity. Joshua Sneideman Albert Einstein Distinguished Educator Fellow
[EB/OL]. https://www.energy.gov/diversity/contributors/joshua-sneideman.华东师范大学硕士学位论文
7
童的科学素养，即探索发现周围的自然、人文科学规律；技术素养则要求儿童能
够了解信息技术、熟悉技术及工具；工程素养是新提倡的一种素养，也引起了广
大研究者教育实践者的关注，工程素养是问题解决与应用能力。数学素养是高级
科学素养，强调严谨的逻辑推理，是所有素养的基础，科学、技术、工程都无法
脱离数学而存在，都与数学相互关联。STEM 教育是一场学科之间的“拆墙”运
动。1STEM 是科学世界、数字世界和生命世界的融合，并通过技术和工程得以
实现。技术和工程让科学和数学之间的关联成为“看得见、摸得着”的东西2。
二、STEM 教育与创客教育
创客（maker/hacker）由美国克里斯·安德森在《创客新工业革命》（Makers:
The New Industrial Revolution）书中提出，是指把具备相当的技术挑战的创意转
变为现实的人需要具备一定的知识含量和创新、实践、共享、交流的意识3。著
名的创客运动倡导者马克·哈奇认为如果我们（这个我们是全球意义上的我们）
当中能有更多的人到这些领域中工作，那么这个世界将极有可能通过创新来解决
当前面临的许多最严重的技术挑战4。
创客运动是一场全球范围内的技术创新革命，对于教育工作者来说，创客运
动与儿童自然本能、“做中学”能力相融合。创客课程能够重塑最佳的、却容易被
遗忘的、以学习者为中心的教学实践。人们正在以前所未有的速度发明 3D 打印、
机器人技术、微处理器、可穿戴计算、电子织物、智能材料以及新编程语言等新
工具和技术5。创客教育与 STME 教育所共同倡导的以学习者为中心、激发想象
力和创造力、“做中学”思想是一致的，且都顺应大时代潮流的革新。
与 STEM 教育相比，创客教育在教学设计模式、教育空间场所、教育者、
学习者等方面存在差异。创客教育缺乏健全的教学设计模式；主要以校外为主，
校内创客活动空间建设有待完善，资源不足；创客人才缺乏；课堂人数较少6。
1刘博智，董鲁皖龙. STEM 来了，学科之间如何“拆墙”[N]. 中国教育报，2016-11-29（5).
2朱家雄. 学前教育中的 STEM 教育（二）[EB/OL]. [2017-09-29].
http://www.zhujx.com/blog/read.php?1837.2017.
3克里斯·安德森. 创客新工业革命[M]. 萧潇译. 北京：中信出版社，2012:9-23.
4马克•哈奇著. 创客运动=The maker movement manifesto[M]. 杨宁译. 北京：机械工业出版社，2015：
201-202.
5Maker Education [EB/OL]. http://www.makereducation.com/.2018.
6傅骞，王辞晓. 当创客遇上 STEAM 教育[J]. 现代教育技术，2014，24(10)：97-98.华东师范大学硕士学位论文
8
创客教育以非正式教育为主流，如以创客嘉年华、创客空间、博物馆、辅导机构
等为主要实施场地，而 STEM 课程目前已经处于正式教育着手开发阶段，未来
将成为正式教育的一部分。
三、学前 STEM 课程
学前 STEM 课程是指学前教育机构中开展的以幼儿自主探究为主，通过科
学、技术、工程、数学相融合解决现实问题的实践活动，目的是为了培养幼儿的
自主创新能力与综合素养，以适应未来社会发展。有研究者认为学前 STEM 教
育的内涵应聚焦于前科学教育、前数学教育，以及两者之间的关联，并通过学前
儿童动手操作获得经验和体验，为成为智慧的人打下基础1。
学前 STEM 教育离不开课程与材料，STEM 课程的核心是“设计”，技术和工
程都与设计有关，这样才能将物理、数字、生命世界结合起来，才会有“产品”
的出现2。本研究中的“学前 STEM 课程”是广义上的课程概念，相当于“教育”概
念。因此，课程与教育在一定程度上是可以相互替换使用的。当然，本研究主要
是采用案例分析法研究美国学前 STEM 课程方案与课程实施。
四、幼儿园科学教育与 STEM 教育
幼儿园科学教育与 STEM 教育具有共同之处。他们都致力于培养幼儿的探
索能力与创新精神；采用科学的探索过程；都与数学有密不可分的关系。幼儿园
科学教育强调在探索中激发创造性，获得周围世界的经验，培养初步的科学态度，
重视客观世界规律的描述与解释，现有理论的解释与验证。而 STEM 教育是一
种跨学科综合性教育，更强调动手操作，STEM 教育中的工程体现了强烈的改造
和利用世界的素养，并通过科学步骤探索解决现实问题的新方法。加拿大英属哥
伦比亚大学纳什（Nashon）教授认为工程使科学教育更为丰富。从此看来，我们
可以发现幼儿园科学教育与 STEM 教育概念仍存在差异。相对而言，STEM 教育
更加强调“做中学”，更加强调操作能力。所以，幼儿园科学教育是像科学家一
样探索发现，而 STEM 教育是像工程师一样去解决问题3。
1朱家雄. 学前教育中的 STEM 教育（二）[EB/OL]. [2017-09-29].
http://www.zhujx.com/blog/read.php?1837.2017.
2朱家雄. 学前教育中的 STEM 教育（五）[EB/OL]. [2017-10-09].
http://www.zhujx.com/blog/read.php?1842.2017.
3搜狐.教育. 幼儿园 STEM 的理念学习与教学实践[EB/OL]. [2017-07-03].华东师范大学硕士学位论文
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第四节 研究设计与方法
一、研究内容与思路
本研究对美国本土学前 STEM 课程实践进行分析，以内布拉斯加州林肯市 C
幼儿园为案例，总结学前 STEM 课程的特征，结合国内学前 STEM 课程的发展
现状与问题，总结美国学前 STEM 课程对我国发展的经验与启示。为使研究问
题更为清晰，本研究将它分为以下五个子问题进行研究：
第一，学前 STEM 课程的内容与组织是怎么样的？
第二，实施学前 STEM 课程需要哪些步骤并且如何评价？
第三，支持学前 STEM 课程的环境有哪些特点？
第四，国内学前 STEM 课程的发展现状与问题有哪些？
第五，美国学前 STEM 课程对我国发展的启示有哪些？
对于五个子问题的探索，本研究根据研究问题设计了以下思路：
第一，通过对个案幼儿园收集到的六个 STEM 课程反思记录进行分析，总
结其内容与组织；
第二，对个案幼儿园三名教师的 STEM 课程进行实地观察，总结学前 STEM
课程的展开步骤，收集并分析课前预设表与课后反思表分析教师对学前 STEM 课
程的评价；
第三，观察幼儿园室内外环境并拍照记录，分析环境特征；
第四，对国内三名幼儿教师进行访谈，了解国内学前 STEM 课程的发展现
状及存在问题；
第五，分别对国外专家 K 博士、国内三名幼儿教师进行访谈，了解她们对
学前 STEM 课程的认知与实践状况，总结经验与启示。
为了使研究思路更加清晰，本研究设计了图 0-1 研究思路图。
具体来说，本研究采用案例分析法、观察法、访谈法，以内布拉斯加州林肯
市的 C 幼儿园为研究对象。本研究改编了《早期 STEM 课程观察表》（ECE STEM
classroom observation protocol (COP)）对案例教师所展开的 STEM 课程进行观察，
http://www.sohu.com/a/154191937_683868.2017.华东师范大学硕士学位论文
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图 0- 1 研究思路图
并设计了访谈提纲（Interview Questions）对 STEM 课程领域研究学者 K 博
士进行访谈，了解她对 STEM 课程的理解、想法、建议。
而在课堂观察的前后向教师分别发放《课前预设表（Prior- Reflection）》与
《课后反思表（Post- Reflection）》在线填写并收集课程计划，以便深入了解幼
儿教师对实施过程的观点与思考。此外，为了解国内学前 STEM 课程开展现状，
本研究选取了上海市某幼儿园的三名教师进行访谈。该幼儿园目前成立了专门的
课题组，研发学前 STEM 课程。本研究根据研究问题编制了访谈提纲，选取了
三名课题组成员进行访谈。根据以上研究内容与思路，本研究的实施步骤主要为：
1）专家半结构化访谈（约 30 分钟），访谈提纲主要围绕研究学者对学前华东师范大学硕士学位论文
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STEM 课程的认知与理解，困惑与建议等。
2）收集教师已经计划好的 STEM 课程计划表和案例记录；
3）教师在线填写 STEM 课程的课前预设表（约 10 分钟）；
4）STEM 活动课堂观察（约 30 分钟），主要观察并记录教师所在班级展开
的 STEM 课程过程，（活动照片、室内外环境照片）也将在观察期间收集；
5）在线发放并收集教师对 STEM 活动的课后反思，研究者对 STEM 课程的
观后反思（约 10 分钟）。
6）国内幼儿园三名教师半结构化访谈（约 30 分钟），主要围绕她们对学前
STEM 课程的认知与理解、相关实践、困惑等。
经过申请，本研究征得美国内布拉斯加州大学-林肯分校研究伦理协会（IRB）
的同意。
二、研究方法与数据收集
（一）案例分析法
案例分析法（Case Study）是对现实中某一复杂而具体的现象进行深入而全
面的实地考察，是一种经验性的研究方法。案例分析法可以分为：描述性、解释
性、评价性、探究性四种类型。根据克雷斯韦尔（Creswell）1对案例研究的定义，
案例研究是一种定性方法，研究者随着时间的推移探索有界系统（案例）或多个
有界系统（案例）。弗兰克尔和沃伦（Fraenkel ＆Wallen）2也认为案例研究不
仅仅是一个可以轻易识别的个人或情境；它可能是一个事件、一个活动或一个正
在进行的过程。
本研究的目的是探索美国幼儿园 STEM 课程，进而为我国幼儿园 STEM 课
程提供经验和借鉴。调查法无法具体反映状况，而要更为微观、具体、详实地剖
析该问题则需要采用案例分析法。综合考虑各种研究方法的适合程度，本研究使
用案例研究方法，选取内布拉斯加州林肯市 C 幼儿园展开研究。案例研究将通
过详细，深入的数据收集进行，涉及参与者课程计划、课前课后反思、课堂观察
1Cresswell, J. W. Research design: Qualitative, quantitative, and mixed methods approaches [M].
Thousand Oaks, CA: SAGE. 2014.
2Fraenkel, J. R. & Wallen, N. E.. How to Design and Evaluate Research in Education [M]. McGraw-Hill
Humanities, NY: Routledge. 2005.华东师范大学硕士学位论文
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和专家的半结构化访谈等多种数据来源。
本研究收集了 C 幼儿园教师的六个 STEM 活动反思记录“奥克斯发现了哪
些有趣的身体部位”、“奥克斯的各种表情”、“搞怪的表情”、“自然界中什
么东西可以涂抹在纸上？”、“会解决问题的女孩儿”、“露比如何通过积极参
与来表现学习方法”。并主要对另外三名主教 F、G、H 在一日生活中的 STEM
支持进行课堂观察（F 教师：托班幼儿户外“找宝宝”游戏、 “营救卡住的小
车”；G 教师：3-5 岁幼儿工程区“帮玩偶补破洞”活动；H 教师：托班幼儿项
目活动“制作香蕉玛芬蛋糕”）。在课堂观察之前，对 F、G、H 三名教师各在
线发放课前预设表，观察完毕之后，由三名教师各在线填写课后反思表。通过观
