【摘 要】STEM教育理念正在引领国际科学教育思潮。本研究在对STEM教育理念的情境性、跨学科、主体性、体验性特征进行介绍的基础上，结合对幼儿所进行的关于科学知识的调研，发现幼儿提出的科学问题具有典型的STEM特征。因此研究指出，幼儿科普图书的选题与内容策划需要基于幼儿最感兴趣的科学领域实现内容延展，以幼儿生活半径中的科学现象为选题范围，以幼儿接受的方式来表现科学内容，以提升幼儿的科学探究兴趣为科普目标，实现从科学学科向综合性主题的转向。
【关键词】STEM；科学教育；科普图书；童书出版
随着人工智能时代的到来，全球科技创新进入密集活跃时期。世界范围内对国民科学素养的重视程度与日俱增，普遍达成了国民科学素养是提升国家综合实力关键因素的基本共识。以问题解决能力和综合应用能力为核心，融合科学、技术、工程和数学素养的STEM教育迅速席卷全球，并成为覆盖从学前教育到高等教育的全学段科学教育理念。STEM教育理念鼓励正式学习和非正式学习，因而获得了学校系统内外的广泛参与[1]，倡导家庭、图书馆、博物馆等各类配套资源应有效地对幼儿STEM教育提供支持。[2]当前我国儿童科普图书的热销，恰恰是这一教育需求的直接反映。近年来我国少儿图书销售数据显示，少儿科普已经成为科普图书市场的主力军，且前景无限。[3]但当前我国少儿科普的年龄分段过于宽泛，面向幼儿的原创科普读物市场竞争力明显不足。正如一些研究者所认为，幼儿科普是当前我国童书出版中的“软肋”，要真正改变现状，必须改变知识汇编的思维方式，坚持“以儿童为本位”的创作原则。[4]因此把握幼儿科学教育趋势与方向，将国际STEM教育理念与当前我国幼儿科普图书的选题与内容策划相结合，能够为当前我国幼儿科普图书出版找到突破口，使幼儿科普图书与幼儿学习紧密连接，实现幼儿科普出版质量与效益的双赢。
1 STEM教育理念的基本特征
STEM是科学、技术、工程和数学的英文简称，是一种以科学为中心，在真实的情境中有机整合技术、工程、数学的教育理念。其中，科学指向的是一种思维方式，而不是科学知识，主要涉及观察和实验、提出问题、做出预测、探索事物如何运作、分享发现等；技术指向的是一种做事的方式，主要涉及识别问题、使用工具、进行创造等；工程指向的也是一种做事的方式，它涉及问题解决、使用各种材料、设计和创造能够工作的事物等；数学指向测量的方式，它涉及计数，排序，建立模式，探索形状、体积、尺寸等。[5] STEM教育理念改变了传统的学科思维，体现出一些典型特征。
1.1 情境性：以真实生活为起点，解决现实情境中的结构不良问题
随着未来社会对知识型、复合型人才需求的增加，教育领域开始对传统学科体系进行反思，指出高度分化的课程体系导致了学科之间的彼此孤立，相互分离，缺乏相互协调与横向联系，不仅不利于对知识体系从部分到整体的理解和把握，而且割裂了教育和真实世界的有机联系。[6]而儿童则在解决真实问题的过程中自然而然地将各领域的知识、经验融会贯通。因而STEM教育强调在真实的社会生活中解决基于真实情境产生的复杂的、结构不良的问题，从而培养具有跨学科知识素养和解决真实问题能力的未来人才。
1.2 跨学科：以科学探究为中心，注重跨领域知识的有机融合
STEM教育理念来源于对科学、技术将主导未来社会竞争这一基本认识，因而科学在这一教育理念中居于核心地位。而由于STEM教育理念同时强调了情境的真实性，因而就必然要求以科学为中心实现科学、技术、工程、数学等各类学科的跨学科整合。随着STEM教育理念的不断深入与发展，这一理念下甚至囊括了社会、文学、艺术等多学科，从STEM发展为STEAM（加入Art），甚至是STREAM（加入Reading），但其核心正是以科学为中心的跨领域有机融合。
1.3 主体性：以学习资源为依托，推动儿童的主动求知能力发展
传统学习中，教师是学习的主导者，学习的情境往往源于教师自上而下所刻意创设的问题情境。而STEM教育理念下则更为关注儿童的兴趣和需要，关注儿童对社会生活情境中种种现象、问题的好奇与疑问，强调基于儿童自身对生活问题的观察和探究，以获得思维能力、问题解决能力、实践能力的全面发展。在这一学习过程中，成人退居幕后，成为儿童学习的支持者和资源的提供者，需要儿童主动查阅各类参考资料、具备一定的获取信息能力与方法，因而特别强调成人要为儿童提供支持性的资源。
1.4 体验性：以学习过程为重点，从“学会”逐渐向“会学”转变
由于传统的儿童科学教育以学科知识体系为逻辑起点，因而问题情境趋同，学习内容往往指向封闭的知识点，强调儿童要“学会”。而STEM教育理念更加关注儿童在解决问题的过程中身心的参与与体验，强调探究过程本身即价值，儿童在探究中基于多领域经验的调查、观察、猜想、假设、实验与验证等过程就是学习本身，相对于知识性结果而言，应该更为重视儿童学习过程中的意义性、趣味性体验，让儿童感受到学习过程既有用又有趣，掌握获取知识和信息的方法，做到“会学”。
2 STEM教育理念指导下对幼儿科学问题的调研与结论
STEM教育理念下幼儿科普图书的创作需要基于幼儿生活，以幼儿的视角来理解他们基于真实生活的疑问与好奇。鉴于此，本研究选取4所幼儿园，在为期8周的时间内对大班幼儿感兴趣的科学问题进行调查，在问题收集基础上进行归类、整理和分析，将相同或类似问题合并后，得到科学问题64个（表1）。通过对问题的分析，帮助出版者以更具儿童性的角度思考幼儿科普图书的选题与内容。
表1 幼儿提出的64个科学问题的主题分布 单位：个
| 问题 | 生命科学 | 地球与空间科学 | 科技应用 | 物质科学 | |||
| 动物 | 植物 | 人体 | 地球 | 其他星体 | |||
| 数量 | 22 | 12 | 6 | 4 | 8 | 7 | 5 |
2.1 与动植物有关的生命科学是幼儿最感兴趣的科学内容
2.1.1 幼儿对动植物的外部特征、特殊能力和生长过程兴趣强烈
幼儿普遍对动物外部特征（孔雀怎么会开屏？毛毛虫有多少条腿？蜗牛有脚吗，它怎么走路的？蛇为什么会蜕皮？蜗牛为什么要背个壳？）、生活习性（马为什么站着睡？金鱼睡觉吗？乌龟怎么过冬？鱼为什么要生活在水里？）、拥有的特殊能力（鸟为什么会飞？为什么猫会爬树，狗就不会？为什么蚂蚁能举起那么多东西？），以及完全变态昆虫的生长过程（蝴蝶是毛毛虫变的吗？毛毛虫都能变成蝴蝶吗？）较为感兴趣。幼儿的科学问题往往始于外观观察，因此幼儿问题中与动物外部特征有关的问题数量最多，进而会对动植物的生活习性等方面进行思考，例如，幼儿观察到吊死鬼和蚕的相似性——都吐丝后产生了“为什么吊死鬼的丝不能做被子”这样的疑问。
幼儿对植物感兴趣的包括与植物外部特征有关的问题（有绿色的花吗？有花瓣颜色不同的花吗？为什么有的树干是绿色的，有的树干是棕色的？为什么仙人掌会长刺？仙人掌开花吗？为什么松树不掉叶子？）和与植物生长过程有关的问题（玉兰花什么时候开？树会蜕皮吗？为什么树叶到了秋天会变黄？为什么到了冬天树叶会掉光？竹子怎么长得特别快？）两类。与动物类似，幼儿也对某些特殊植物的特殊能力（一根针掉到捕蝇草里面，捕蝇草会抓住它吗？如果抓住了，针会生锈吗？）具有强烈的好奇。受幼儿期直观形象思维的影响，他们对动植物的外部特征都较为敏感。
2.1.2 幼儿对人体外部特征、组织和器官心存好奇
幼儿提出的人体问题主要包括人体外部特征（黑人的皮肤是晒黑的吗？为什么有鼻屎？为什么爸爸有胡子，妈妈没有？），以及组织和器官（牙齿里的虫子吃什么？为什么脚趾比手指短？）两类，对人的生活习性和生长过程所提出的问题较少，虽然“为什么爸爸有胡子，妈妈没有”等问题与人的生长发育有关，但幼儿提出问题的角度是基于外部特征的观察与对比。其中一些问题来自“故事”或“成人”所讲述的童话，例如成人经常用“牙齿生虫子”来说明蛀牙，因而引发了幼儿的相关疑问。
2.2 地球和空间科学中幼儿感兴趣的主要是日、月、星和地球
地球和空间科学涵盖的范围非常广泛，幼儿园至小学低年级儿童需要了解的内容主要包括地球物质（如土壤、岩石、化石）的性质、天空中的物体（日、月、星等）、地球和天空的变化（如昼夜更替、季节变化、地震等地表变化）。[7]但幼儿感兴趣的范围主要为常见星球和地球上的常见物体和现象（地球是圆的我怎么看不到？海水没有颜色，为什么海是蓝的？为什么会下雨？沙子和土都是地球上的，为什么会不一样，沙子和土到底哪里不一样？）。这与幼儿的知识发展水平相关，幼儿期的他们对地球上的昼夜循环知识具有较好的认识，对地球系统知识的了解次之，而对地球以外天体系统的知识最缺乏认识。[8]因而他们对日（为什么太阳跟着我们走？太阳为什么晚上要落下去？太阳早上离我们近还是中午？）、月（月亮为什么很亮？）、星（为什么白天没有星星？北斗星为什么长得像勺子？天上一共有多少星星？星星上到底有没有人？）的疑问相对较多。值得关注的是，一些问题虽然表现为对地球上物质的关注，但实际上却具有融合特征，如“海水为什么是蓝色的”既是地球科学，也与物质科学中光的折射有关。
2.3 幼儿能够关注到与自身生活密切相关的科技问题
幼儿提出的科技类问题总量虽然不多，但是涉及交通工具、通信设备、科技和生活装备等多类嵌入幼儿日常生活的科技产品和科技现象（飞机怎么飞起来的？手机是谁发明的？计算机也会生病吗？计算机的病毒是怎么传染的？望远镜是怎么做的？电车更环保，为什么大家还开汽油车？二维码和条形码到底有什么区别？）。可见幼儿对身边的科学技术现象具有高度的敏感性，能够基于自身的生活经验提出感兴趣的问题。一些问题，如“电车更环保，为什么大家还开汽油车？”不仅涉及科学本身，还与经济、社会、哲学等密切相关，反映了幼儿具有基于现象进行综合，以及深入思考的能力。
2.4 幼儿对物质科学的关注相对较少
与学前教育中教师普遍更为关注物质科学中的物体和物质、物理现象[9]的情况相反，幼儿对物质科学所提出的问题相对于其他三类科学内容是最少的。虽然问题较少，但却可以发现具有明显的日常特征，这些问题往往是生活中常见的、甚至容易为成人所忽视的科学现象（为什么两个不同重量的袋子会同时掉到地上，可装空气的塑料袋却下落得很慢？报纸上的字怎么会印在橡皮泥上？为什么电梯扶手往后走？为什么洗手池的下水道口会出现漩涡？牙膏有好多种颜色，可是刷出来的泡沫怎么都是白的？），这些现象体现了幼儿对物质的特性以及力与运动知识的好奇与探究，例如他们乘坐电梯时观察到的运动的相对性、玩橡皮泥时发现的油墨的拓印现象等。
3 幼儿科学问题中的STEM特性分析
通过对幼儿科学问题的整理与分析可以发现，幼儿科学问题具有以下四个基本特征：第一，幼儿对外部世界的好奇大于对内部世界的好奇，对有生命物质的好奇超过对无生命物质的好奇。因此，相较于人体知识，他们对动植物的相关知识更感兴趣，对于星球、物质的问题明显少于对动植物这类生命体所提出的问题。第二，生活与游戏中的可见现象是科学问题触发器。幼儿的科学好奇心是以日常生活为半径的，幼儿的科学疑问源于生活、基于生活，同时也服务于其生活与日常游戏。第三，幼儿具有质疑与批判精神。例如“地球是圆的我怎么看不到？”等问题就是在面对知识时基于自身的角度所提出的质疑。第四，科学问题与人文、社会、哲学问题相交叉。在幼儿对于“为什么不用吊死鬼儿的丝做被子”的思考过程中蕴含了对于“害虫”与“益虫”界限的哲学思考，在“电车很环保，人们为什么还开汽油车”的提问中也包含着他们对于社会发展与客观现实的困惑。而这些恰恰反映出了STEM教育中情境性、跨学科、主体性和体验性的特性。
4 STEM教育理念下幼儿科普图书选题与内容策划
4.1 内容幼儿化：在幼儿最感兴趣的科学领域实现内容延展
童书是以儿童为阅读对象的图书，因此，幼儿科普童书首先需要面向、满足并充分调动幼儿的科学好奇心。研究发现，幼儿对外部世界的好奇大于对内部世界的好奇，对有生命物质的好奇超过对无生命物质的好奇。因此，针对幼儿的科普图书内容创作应首先关注幼儿的科普阅读需求，充分挖掘幼儿生活中常见的动物、植物内容，关注幼儿日常生活中诸如“下水道口的旋涡”等肉眼可见的生活情境，在情境中延展选题内容，实现生活逻辑与科学逻辑的有效对接。在对日常生活中的科学现象保持高度敏感的同时，避免理化科学的简单下移和对内容范围的无限扩散。
4.2 选题生活化：以幼儿生活半径中的科学现象为选题范围
当前大多数原创少儿科普图书，不论是形式还是内容，都缺乏一定的创新，市场上充斥着各种低层次、低水平的重复出版，重视知识的灌输、忽视知识的探求。[10]创作者一方面搜肠刮肚地向幼儿讲述着离他的生活世界十分遥远的“科学”，另一方面却对幼儿生活中包罗万象的科学现象视而不见。例如，采用“宏大叙事”的方式向幼儿讲述“光的反射和折射”，却难以重视牙膏、洗手液等起泡后“变白”等相关现象，因而导致在主题和内容的呈现上难以与幼儿的科学探究兴趣相接轨。因此，原创幼儿科普图书选题应该扎根幼儿，在深入研究读者兴趣点的基础上，关注幼儿生活半径中的科学现象，在充分满足幼儿的科学好奇心的基础上，为其未来的科学探究奠定大量感性经验。
4.3 表达形象化：以幼儿接受的方式来表现科学内容
著名心理学家皮亚杰指出，2——7岁的儿童处在具体形象思维阶段，幼儿对事物的理解和认识往往依赖于感性经验，而且主要是从自我的立场和经验出发考虑问题。幼儿所提出的“为什么太阳跟着我们走？”“为什么电梯扶手往后走？”等问题均具有自我为中心和直观形象的特点。因此，幼儿科普图书内容策划上应避免刻板的科学陈述，转而以贴近幼儿生活经验的、能够为其所理解的方式进行描述，例如在对岩浆的描述上，结合幼儿的经验用糖浆和汤来进行比喻，描述为“有的熔岩黏稠得像糖浆，有的稀得像汤”，这样既尊重了幼儿的思维特征，也可以有效地提高内容的趣味性，提升幼儿的科普阅读兴趣。
4.4 定位探究化：以提升幼儿的科学探究兴趣为科普目标
近年来随着素质教育的不断推进，以及STEM教育理念深入人心，80后、90后家长更为关心儿童综合能力的提升，因此，幼儿科普图书选题与内容策划的定位应顺应STEM教育趋势，为素质教育提供资源支持。这与幼儿在科学提问中所反映的质疑与批判精神不谋而合，幼儿科普图书创作中应该充分利用幼儿“打破砂锅问到底”的科学探究品质，改变“讲事实”的科普思路，在内容形式设计上考虑科学内容的递进性和延续性，围绕幼儿可能对相关内容产生的好奇和疑问，设计可供幼儿进一步观察、思考、实验、探究的内容，通过增强幼儿科普图书的互动性体验来关注幼儿的科学探究兴趣与过程。
4.5 主题交融化：从学科化的科学问题向综合性问题转向
幼儿的科学问题是生活中的科学问题，因而这种科学问题就和教科书式的单纯学科问题不同，具有跨领域的综合性，可能与数学、科技、社会、历史、哲学等内容有着千丝万缕的隐性联结。因此，科普童书创作之初应建立“大科普”观念，顺应幼儿作为小小哲学家对宇宙、生命的一些原始思考，例如“为什么大家还开汽油车？”“为什么手指比脚趾长？”等，寻求从“学科思维”向“生活思维”转向，引导幼儿从多种角度认识科学现象，意识到科普的意义在于帮助幼儿感知和初步理解生活中的科学现象与问题，从而能够真正帮助其思考和解决生活问题。
5 结语
我国著名科学家、青少年科普推广工作者张开逊先生在《游戏中的科学》一书中写道：“任何人都可以按照书的指引，在最普通的地方以最普通的方式愉悦地探究科学。人们会在好奇心的驱使下，不知不觉走进科学的后院，大自然突然变得那么亲切，那么容易理解。这时，会发现科学殿堂没有门槛。”当前我国幼儿科普图书市场虽然繁荣，但真正畅销的主要是引进版科普童书，畅销的国内原创科普童书较少。[11]而在STEM教育理念之下，幼儿科普图书是幼儿科学学习的重要资源，关注真实生活情境中幼儿的科学问题可能是原创幼儿科普弯道超车的重要突破口。我国原创幼儿科普图书应该以具有亲和力的姿态拥抱幼儿，转变单纯的知识导向，充分重视幼儿科学探究过程中的主动思考、探索和建构，信任儿童、走进童心，唤醒并激发孩子们的科学热情，引导他们以科学的思维方式面对社会、思考生活、探索世界。
参考文献
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