早期STEM教育与我国学前教育中的家族相似活动比较
王琳 李艳 姜友斌
[摘 要] 早期STEM教育中的教学活动与我国学前教育中“以自然为学习对象”的教学活动具有家族相似关系。本研究以工程思维和理论思维相结合的方式，运用内容分析法比较二者的相似性与差异性。结果发现二者有着相同的儿童发展观与知识观，均以“人化自然”为情境创设对象，通过归纳法选择内容，注重具身认知的基础性作用。与此同时，二者在整合模式、情境真实度、活动形式等方面存在明显差异。我国学前教育中“以自然为学习对象”的教學活动应更注意科学知识与幼儿经验和兴趣的契合，采用“广域课程”与“相关课程”互补的办法，自觉整合技术、工程等内容;应更强调自然对象的客观属性与其社会生活意义的结合，运用陌生化手法创设真实的问题情境;应更多运用具身认知方式，关注幼儿认知发展的动态过程与个体差异，同时注意隐喻等离身认知方式的积极作用及其合理运用。
[关键词] STEM教育;学前教育;教学活动;家族相似
一、问题提出
我国学前教育事业获得极大发展，学前教育研究也更加深入，新的研究成果不断问世，但一定程度上存在理论与实践脱节的问题。[1]在反思学前教育理论和实践关系时，有学者指出：借助有关理论设计的学前教育活动方案，被实践工作者 “不接受、不理解、不认同和不推广……是有其深层次原因的”。[2]其原因之一是：理论与实践关系的研究尚未揭示出其中的丰富性和复杂性。叶澜指出，“解决教育理论与教育实践脱节的问题要用新的思维方式”。[3]
解决理论与实践脱节的问题，需要清晰认识工程思维和理论思维的关系。工程思维是相对于理论思维而言的。教育活动方案（课程）类似于理工科的工程设计，其理论与实践的关系不宜仅仅运用理论思维来认识。理论是用抽象概念建构起来的具有普遍性的观念体系;工程则是用具体材料建构起来的具有个别性的实存体系。[4]用理论思维分析、设计工程方案，或者用工程思维建构理论体系，都会导致失败。[5]当工程思维和理论思维结合起来，可以看到教育活动方案中的理论与实践的关系：理论是一，实践是多，一种理论可以对多个实践有效;相对于一个实践来说，实践是一，理论是多，一种实践必然牵涉多种理论。
本研究的意图是以工程思维和理论思维相结合的方式分析早期STEM教学活动和我国学前教育中的家族相似（Family resemblance）活动，了解两者在设计活动方案中处理理论和实践关系的“异中之同和同中之异”。
美国的早期STEM教学是一种学科整合活动方案，它最早起源于1986年。当时美国为提升学生的科学技术水平、培养创新技术人才，在本科阶段推行科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学科学（Mathematics）四个学科整合教育的设想，[6]这种教育理念和实践后被简称为STEM教学。[7]此后，STEM教学推行到K12阶段，并扩展到其他国家和地区。STEM教学引入我国后，对我国的教育领域也产生了一定的影响。
二、研究方法
（一）研究对象
采用“同质型”目的性抽样的方法，选取《早期STEM教学：科学、技术、工程与数学的整合活动》（以下简称“早期STEM教学”）与《幼儿园建构式课程》（以下简称“建构式课程”）中具有家族相似关系的活动设计，作为研究样本。“早期STEM教学”的作者穆莫是美国早期STEM教学的代表，其代表作品“早期STEM教学”译介到我国后，产生了一定的影响。“建构式课程”由中国学前教育研究会组织编写，潘洁、冯晓霞、唐淑任编委会主任，章红等主编（2003年由华东师范大学出版社出版，2010年再版），属于五种优质幼儿园课程出版物之一，位列江苏省新华书店2013年江苏省市场占有率的前五名，[8]使用率位列全国第五名。[9]
“早期STEM教学”的全部活动与“建构式课程”中的995个活动方案，均系“以自然为学习对象”，存在“家族相似”的同质关系。这两个样本均以建构主义为理论基础，且已付诸实践运用数年，可以借此认识理论与实践关系的丰富性和复杂性。
维特根斯坦（Wittgenstein）指出，对于人的心智活动，“我想不出比‘家族相似更好的表达式来刻画这种相似关系”。他认为，逻辑的、晶体般的纯粹性，不是研究出来的，仅仅是一种理想化的要求。[10]我国学前教育以领域划分学习内容，STEM教学则以学科组织内容，两者之间不是一一对应，而是相似与差异互相交织。家族相似活动，具有内在的同质基因。本研究借助扎根理论的“条件矩阵”方法，[11]确定了两者完全一致的核心“条件特征”：“以自然为学习对象”。这一同质基因使两者具有进行比较研究的可行性。
借助“条件矩阵”方法进行文本分析时，首先寻找“早期STEM教学”中各个学科活动的同质基因。科学、技术、工程、数学等都属于自然科学的范畴，这些学科的教育活动都以自然为学习对象。以此作为核心“条件特征”（条件矩阵中最里面的一圈），分析“建构式课程”中具有相似关系的活动内容。据此发现最接近的是科学领域的活动，这一领域的活动包括了科学与数学两个学科，同“早期STEM”教学的内容完全相似，符合核心“条件特征”。
“建构式课程”中的健康、艺术、语言等领域也涉及自然现象或相关事物。譬如，健康领域的内容既有生理科学方面的，又有体育方面的;语言、艺术领域中既有社会性方面的，也有自然现象方面的。对于这些领域的活动，我们将认识自然作为“条件特征”中的必要条件。仅仅涉及自然，而不是以自然为对象进行探索的活动，则属于条件矩阵中靠外面的圆圈，不符合核心“条件特征”。譬如，仅仅是借助自然现象或事物来比拟人的社会性，那就不具有同质基因，不属于家族相似活动。反之，探索自然现象或事物时，借助拟人、比喻等方式进行学习，则属于“条件矩阵”中里面的圆圈，具有符合核心“条件特征”的同质基因，是“以自然为学习对象”的家族相似活动。
用“以自然为学习对象”来命名家族相似活动的同质基因比较适宜。我国的学前科学教育经历了不同的发展阶段。分科教学阶段，科学教育曾经被称为“常识”教学，①随之，又被称为“科学教育”。然而，以“科学”这一称谓同STEM教学之间建立联系，容易产生理解上的困难。因为在STEM教学中，科学只是一门学科，我国的科学教育则包含了科学和数学两个学科。
为了找到合适的命名，我们借助相关教育领域的命名作参照。由于学前教育同小学教育紧密衔接，我国的小学教育曾经将“以自然为对象”的活动称为“自然”，②后称为“常识”，③然后又使用了“自然”的称谓。④在“常识”“科学”“自然”这三个称谓当中， “自然”这个称谓更适合本研究的需要。其一，“常识”这个概念容易导致外延的含混，自然科学活动有常识，社会性活动也有常识。其二，“科学”这一概念会引起STEM教学和我国学前教育对比时的混淆。前面已经指出，在STEM教学中科学只是其中的一个学科，但我国学前教育界将科学定为包含科学和数学两个学科领域。其三，“科学”还容易造成不同领域学术交流的困难。尽管可以在学前教育范畴内明确其内涵和外延，但一般的三分法[12]将知识体系分成自然科学、社会科学和人文学科三个部分。以“科学”称之，无法界定是哪一种科学（学科），导致学前教育与其他学术领域的交流困难。综上辨析，“自然”这一指称更符合研究的意图，为此用“以自然为学习对象”作为 “家族相似”活动的同质基因。
（二）研究方法
运用内容分析法进行质性研究。内容分析的目的是借助工程思维和理论思维相结合的方式，了解两个样本的相似性与差异性及其内在的原因，以获得理论和实践之间“一和多”关系的认识。
运用扎根理论进行内容分析的主要工作是编码、整理与类别化，包括三个阶段。第一，开放式编码。这一阶段的首要任务是提炼概念，“建立共同的比较框架以便于进行分析”。[13]为此，研究借助“条件矩阵”方法对“早期STEM教学”中的全部活动进行概括、抽象，寻找学习内容方面的共同特征，提炼出“以自然为学习对象”这一共同本质，对“建构式课程”中的全部活动进行整理分析。我们发现这些活动内容有些属于“条件矩阵”中最里面的圆圈，具有核心“条件特征”;有些属于外面的那个圆圈，只有疏远的“条件特征”。判断的标准为：究竟是“以自然为学习对象”进行探索，还是借助自然事物或现象来认识社会现象、自我特征等。前者是“以自然为学习对象”，同“早期STEM教学”具有共同的家族基因，是有家族相似关系的活动，后者没有同质基因，不属于家族相似活动。为了给同质基因的命名，本研究梳理了学前教育和小学教育的几种命名方式以及学术界的学科分类标准，选用了较为合适的命名“自然”。以此作为核心概念，将本研究两个样本的家族相似活动称之为“以自然为学习对象”的活动。这一指称既符合“早期STEM教学”全部活动的本质特征，又能将“建构式课程”中的相似活动清晰地分析出来、予以归类。第二，关联式编码。活动方案中的实践智慧是践行活动的反思结果。[14]它关注理论知识与法则如何运用于具体场景。[15]为此，首先从活动形式场景对“早期STEM教学”所有活动进行编码，据此得到六种形式：STEM学习区角、教室各处的STEM教学、户外STEM教学、项目课程中的STEM教学、便捷的STEM教学、基于STEM教学的实地考察等。“建构式课程”中的家族相似活动，按照活动形式场景编码为：集体教学、区域活动、日常活动等。两个样本的活动场景虽然各不相同，但都属于“学习情境”范畴。学习情境包括学习内容、活动组织形式、学习方式以及问题呈现（或“问题情境创设”）等，借此梳理出六个范畴：内容选择、内容组织、情境创设的对象与方法、学习情境中的问题呈现、活动组织形式、学习方式。第三，选择式编码。采用“演绎取向”和“归纳取向”[16]相结合的方式，将关联式编码中的六个范畴，重组为三个具有内在联系的范畴：内容选择与组织、情境创设与问题呈现、活动组织形式与学习方式。然后，进一步细分和确定研究的次范畴：[17]内容选择中蕴含的观念与思维方法;内容组织的方式和覆盖面及其价值取向;情境创设中的对象、科学问题的设定，真实世界与虚构可能世界的情境以及兴趣激发的陌生化手法等;不同活动组织形式与学习方式之间的关系。上述范畴和维度，均进行相似性和差异性的比较分析。通过两个比较对象的互相审视，“看出异中之同或同中之异”，[18]揭示这两个比较对象，在“解决共同问题”时何以采用相似或不同方法的原因。[19]同时，以“部分与整体的互相规定”[20]的解释学思想方法，理解样本案例中蕴含的实践智慧，归纳出核心范畴“理论转化为实践方案的方法及其原因”。实践智慧是活动方案设计者对于自身活动的一种“知”或“领会”。这种实践性“知”或“领会”为理论活动提供了基础。[21]
三、研究结果与分析
内容分析结果包括相似性和差异性两个方面，以下将从这两个方面呈现结果。
（一）相似性分析
相似性主要体现在三个方面，一是内容选择的相似性;二是问题情境创设的相似性;三是学习方式的相似性。
1. 内容选择的相似性。
两个比较对象都不是按照现成的知识体系选择内容，而是以学习者的已有经验和兴趣为基础，以学习目的为意图，选择学习内容。
内容分析表明，“早期STEM教学”同“建构式课程”的建构主义学习理论相一致，这是内容选择相似性的根本原因。“建构式课程”依据“既非自然发生，又非纯粹塑造”[22]的儿童发展观，强调学习的目的性和学习者的理解，而且将理解作为学习的基础和前提。“早期STEM教学”作者也依据建构主义理论，强调学习者的学习是“通过新旧经验的互动实现的”。[23]内容分析还表明，两个比较对象知识观相一致，均以归纳法而不是演绎法来选择内容。
2. 问题情境创设的相似性。
问题情境创设的相似之处是：以“人化自然”（Humanized Nature）为对象。“人化自然”与“自在自然”（Nature in Itself）相对应。“自在自然”是独立于人类主体之外的自然界。马克思从人与自然的对象性关系出发，提出了“人化自然”的概念。他认为，自然对象一旦成为人的认识对象或改造对象，就成了“人化自然”。[24]例如，“早期STEM教學”与“建构式课程”都将“自然物的形状”作为学习情境的对象。当学习主体围绕“形状”这一属性进行探究，就会按照抽象的几何形状进行观察、分类、统计等探究实践。他们会发现自然物呈现不同的几何形状，同一形状的事物有的细瘦、有的粗壮。当人工制品也呈现出来，他们会发现自然物中很少存在的正方形和长方形，在“人造物”中却是常见的。环境中的动植物、石头、水、空气等自然对象，只要尚未进入主体的自觉认识之中，仍是一种独立存在的“自在自然”。
3. 学习方式的相似性。
学习方式上的相似之处是：注重具身认知的基础性作用。具身认知强调心智的体验性，认为人类的认知能力是基于身体经验的，人类的思维和理性是在对外部世界的感知体验过程中逐步形成的。[25]“早期STEM教学”同“建构式课程”，都注重学习者与学习环境之间的互动作用，而不是将认知仅仅看作大脑对信息的表征与运算。
（二）差异性分析
差异性主要体现在三个方面，一是内容组织的差异性;二是问题情境创设的差异性;三是活动组织形式与学习方式的差异性。
1. 内容组织的差异性。
从内容的组织方式看，“早期STEM教学”是跨学科的“广域整合”模式，[26]一个活动中整合两个及以上的学科内容。“建构式课程”采用的是“相关课程”模式，大多是保留了学科或领域独立性的不同活动之间彼此相关的整合。一个活动虽然也有整合几个学科的，但更多的是保留各领域或学科的独立性，各个活动之间形成彼此相关的整合。这种相关整合是依照主题意图和集体教学的线索组织成各领域内容之间的相关联系。由于课程模式不一样，“建构式课程”单个活动整合学科内容的数量远不如“早期STEM教学”。
从内容的覆盖面看，主要的差异是：“早期STEM教学”不仅整合科学、数学等学科内容，还自觉地整合了技术、工程等内容，并根据相关学科知识，提出具体的学习要求。在“建构式课程”的995个家族相似活动中，科学、数学各占三分之一左右，工程和技术自在地渗透于教学活动、区域活动、日常活动之中，但没有直接指明，也没有自觉地根据技术、工程等学科知识提出具体的学习要求。
2. 问题情境创设的差异性。
这方面的差异性体现在两个方面：一是真实世界情境与可能世界情境的差异;二是显现问题方法的差异。
第一，“早期STEM教学”创设的是“真实世界”（Real World）情境;而“建构式课程”中家族相似活动创设的是“可能世界”（Possible Worlds）与“真实世界”相结合的情境。莱布尼兹（Leibniz）把世界分为真实世界与可能世界以及不可能世界（尚未实现且永远不会实现的世界）。多勒泽尔（Dolezel）等将可能世界理论引入文艺理论，提出了一种特殊的可能世界——虚构叙述世界（Fictional Narrative Worlds）。[27]本文所指的可能世界是指将真实的自然界人格化的虚构叙述世界。同样是以蔬菜为学习对象，“早期STEM教学”创设的情境是认识真实世界的情境。如以分类为主的 “种子分类和种植”，以测量为主的“测量南瓜”，比较蔬菜质地和味道的“蔬菜汤”，实地观察 “食物是如何在菜园生长的”等。建构式课程中家族相似活动创设的情境既有可能世界，又有真实世界。其可能世界的情境创设大致分为两种，一种将真实事物比拟为人格化角色，但探究过程并非虚构的情节。如观察蔬菜外形的“蔬菜一家子”“大蒜哥哥、葱弟弟、韭菜妹妹”，按照模式排序的“蔬菜排队”等。另一种情境中，不但探究对象是人格化角色，蔬菜形状、质地的探究过程也是举重、体操、排球赛等虚构的情节。除了上述两种可能世界的情境创设，“建构式课程”也创设真实世界的情境。
第二，问题情境显现的差异性。“早期STEM教学”直接自然地显现问题，通过教师提问的方式帮助学习者发现情境中的问题。“建构式课程”则在此基础上，自觉地运用“陌生化”手法来显现问题，激发学习兴趣。以认识石头的活动为例，“早期STEM教学”选取奇异的玛瑙、琥珀、硅化木等石头激发学习者的探索兴趣。“建构式课程”中的家族相似活动则选取随处可见的石头创设学习情境，同时结合“陌生化”手法来显现问题。在以“玩石头”为脉络的系列活动中，学习者聆听关于石头的故事、拼叠石头、敲击石头、用颜料涂染出石头画……
3. 活动组织形式与学习方式的差异性。
“建构式课程”的活动组织是以班集体教学为主，辅以小组或个别形式的区域活动和日常活动。“早期STEM教学”则是以小组或个别为主的活动形式。组织形式的差异直接导致两者的学习方式差异：隐喻运用的不同。“早期STEM教学”只是运用比拟词来隐喻自然事物和现象，“建构式课程”则更自觉地借助虚拟叙事的隐喻方式设计活动，帮助学习者实现抽象概念的理解。
如学习磁铁性能时，“早期STEM教学”将磁力棒比喻成人格化的物体，它会奇妙地捡拾金属物体;认识蚯蚓习性时，将蚯蚓生活的处所比拟为人类生活中的隧道。“建构式课程”中的家族相似活动则运用虚拟叙事方式设计成系列的活动，诱导学习者认识未知世界、建立概念。如在认识物体运动的活动中，借助“滚滚”和“蹦蹦”这两个拟人化角色的运动过程及互不服气的争吵，将它们的水平运动和垂直运动的方向、状态以及作用力揭示出来。
四、讨论与建议
（一）讨论
1. 内容选择和组织。
（1）内容选择。
内容选择的相似性，根源于相同发展观与知识观基础上的归纳法运用。学前儿童的学习是认知的初始阶段，不适合以演绎法为主来安排内容。固有知识是按照演绎法构建的，按照这一体系去选择学习内容“不能培养高级思维和问题解决的技能，而只是培养了顺从的和肤浅的理解”。[28]培根（Bacon）首倡的认知方法是获取新知识的重要方式，这种方法“采用直接观察的方法，观察许多个别的现象，以取得事实和证据，俾获致一般的结论或原理，这种归纳历程，系由观察特定的现象开始，终而获致原理、原则”。[29]洛克强调说，演绎法可以检验一个论证是否正确，但是它丝毫不能增加我们的知识。[30]培根倡导的方法不仅诉诸感性，也蕴含着理性的意味。马克思和恩格斯指出，歸纳法是以感性经验为基础的，同时蕴含着理性，因为“归纳、分析、比较、观察和实验是理性方法的主要条件”。[31]
内容分析表明，两个样本采用归纳法时，并不一味追随学习者的兴趣，忽视学科知识的作用，而是将重点放在关注学习者的兴趣，将他们的兴趣引向问题探究，因为“‘兴趣容易实现人与兴趣对象之间即‘事件之间的信息交流，容易延续人对事件所蕴含的相关信息的探究，容易把人导向问题的挑战”。[32]
（2）内容组织。
内容组织差异的缘由体现在两个方面，一是价值取向的不同;二是技术、工程等内容组织的差异。
第一，内容组织差异的价值取向缘由。“早期STEM教学”的“广域课程”同我国“相关课程”的内容组织差异，根源于 “从个体到社会”和“从社会到个体”的不同价值取向。STEM教学起源于美国，而“美国的课程及其理论将个人视作价值的主体，相信每个人都具有价值，高度重视个人的自我体验、自我建构、自我控制和自我发展等特征。与美国不同，在中国具有历史传统并被广泛认同的是‘从社会到个体的价值取向。它首先强调社会发展的重要性……然后才关注个体的自由成长与发展”。[33]
“从社会到个体”的价值取向具有一定的代表性。学前教育课程结构的调查表明，在15所不同类型幼儿园的样本中，87%的幼儿园课程是以主题教学活动为基础的。“13所幼儿园以主题教学活动为基础课程，另外2所幼儿园以领域课程为基础课程。”[34]陈时见将主题课程内容分为“共同性活动”和“选择性活动”两种。他认为主题课程中的共同性活动整合五个领域的内容，是“幼儿园课程的基础，是保证所有儿童都得到基础性发展的必要条件;选择性活动是共同性活动的深化和拓展，是在儿童拥有基础性知识经验的基础上，专门为具有相应兴趣、潜能和特长的儿童而设置的活动内容。”[35]我国学前课程中，占据大多数的主题课程体现了以“共同性活动”为基础，个性化的“选择性活动”为辅助，“从社会到个体”的价值取向。这与STEM教学“从个体到社会”的取向明显不同。
第二，技术与工程内容组织差异的缘由。“早期STEM教学”自觉地整合技术、工程等内容，“建构式课程”則没有自觉地组织这方面的内容。其深层缘由是前者区分了科学、技术、工程三个概念，后者没有明确技术与工程的概念及其与科学概念之间的关系。“早期STEM教学”中运用的技术等概念也不够准确，将技术看作运用器物性工具的方法。为了两个比较对象最大限度地相似，本研究仍然按照“早期STEM教学”中运用的技术概念确定“建构式课程”中的家族相似活动。
在对科学、技术、工程三个概念的理解中，技术概念的理解起到关键性的影响。科技哲学关于技术概念的解释有四个要点：其一，器物性工具是技术运用的工具，人的身体器官也是一种工具;[36]其二，技术运用的结果可能是物质产品，也可能是一种科学认识;其三，技术运用的目的，是为了认识或改造自然;其四，技术运用是以知识为基础的。[37]概而言之，技术是指以认识或改造自然为目的，以知识为基础的手段和方法。工程则必然有物质产品，更侧重于利用和改造自然的目的，是“人类利用自然和改造自然的实践过程”，[38]或者说是“有目的、有组织地改造世界的活动。”[39]科学与技术、工程有着内在联系，科学是技术的基础;技术是科学的手段和方法;工程促进技术的发展，技术是工程的支撑。
技术、工程等概念及其与科学之间的关系，不仅需要根据科技哲学等理论予以辨析，还需要将真实世界中的技术运用以及工程实践同儿童游戏结合起来考察。
2. 问题情境创设。
本节讨论三个方面，一是情境创设的 “人化自然观”的价值;二是情境创设中的问题结构与设定;三是情境创设中，两个世界的关系与“陌生化”手法运用。前两个方面基于相似性分析结果，后一个基于差异性分析结果。
（1）情境创设中，两个比较对象都体现了“人化自然观”。将探究对象视作“人化自然”具有两方面的意义。一是清晰界定学习情境，不会将独立存在的自然也看作“创设”的情境;二是能揭示自然所具有的生活意义。
“自在自然”和“人化自然”的区别主要有两点。其一，自然对象是独立的存在，还是已经同人之间发生了对象性关系;其二，在对象性关系中，是否借助科学知识，以获得抽象的认识。沙子、石头等随处可见，只有在科学知识支持下，对其进行探究，并获得抽象认识，才成为“人化自然”的探究对象。“人化自然观”的确立，有利于认识自然的生活意义，使情境创设同儿童的生活体验紧密结合。
（2）学习情境中的科学问题设定。两个比较对象的科学问题设定比较相似，都区分了日常经验中的一般疑惑和科学问题。以下说明设定科学问题的规范，科学问题同生活经验中的一般疑惑是有区别的，它有特定的结构。“一切科学问题都具有问题的指向、与特定疑问词相联系的‘问项和求解的答域（亦称为“应答域”）三要素。”问题的指向是指研究的对象;问项是与特定的疑问词相联系的“疑问项”，即提问的内容;答域是指需要探究（求解）的答案的范围。[40]情境创设中，问题指向越明确，答域限定得越具体，答域的范围越小，探究的目的就越是明确。
（3）情境创设中的两个世界与“陌生化”手法。两个比较对象的这方面差异，源自对两个世界和“陌生化”手法的认识有区别。情境创设中，可能世界中的虚拟角色既有社会属性也有自然属性，其自然属性同探究对象本身的客观实在性直接关联，这种相关性可以帮助学习者认识客观事物的自然属性。虚构叙述世界中，虚拟角色的愿望、计划、行动及其过程会产生“证同效应”和“诱导效应”，[41]引导学习者循着角色的心理动机和行动方式对自然界进行探究。正如海德格尔所说，艺术不仅呈现事物和现象，还揭示它们所具有的生活意义。[42]同自己生活相关的有意义的探究，才可能是主动的学习。
“陌生化”手法的运用，对学习情境创设的成功起到了重要作用。运用“陌生化”手法可以使个体对熟悉的对象重新感到新异、奇特，产生持续的学习兴趣。人们对熟悉的事物往往是习惯地、自动化地知道事物，而失去探索的兴趣;当新异的刺激出现，人们才会再次出现探索欲望。这种习惯化（Habitualization）和去习惯化（Dishabituation）的认知特点是人的本能。[43]在日复一日的生活中，人的感知能力钝化，不再鲜活地感知世界。为了阻遏这种习惯化趋向，什克罗夫斯基（Шкловский）提出，应该运用“陌生化”手法重新“唤回人对生活的感受，使人感受到事物”，以实现真切而又细致入微地认识周围世界的意图。[44]这种手法的运用，还可以使学习者习得从平淡无奇中发现新异奇特的创造性。
3. 活动组织形式与学习方式。
活动组织形式与学习方式有着相互作用的关系。两个比较对象都运用具身认知与离身认知方式进行学习。相对而言，“早期STEM教学”以个别与小组形式为主，运用具身认知方式更多，“建构式课程”以班集体形式活动为主，运用离身认知方式更多。由于离身认知更为抽象，“建构式课程”更充分地发挥隐喻认知在感性认识与概念之间的“摆渡者”作用。
（1）具身认知与离身认知的关系。一是两者互相对应;二是具身认知具有基础性的核心作用。离身认知观以计算机同人的大脑相类比，“视认知为信息的表征和操控，类似于计算机的符号加工”。具身认知强调身体在认知中的核心作用，“而且重视身体与环境（世界）的相互作用”，[45]“认知既是具身的，也是嵌入的，大脑嵌入身体、身体嵌入环境，构成了一体的认知系统”。[46]对学前教育而言，具身认知直接对应动手操作和亲身体验的活动，离身认知则主要体现在运用言语、图示等符号进行概念的解释和说明中。
（2）隐喻认知的“摆渡者”作用。离身认知方式主要用词语（语言符号）解释概念，因此需要借助隐喻认知方式建立已有经验与新认识或抽象概念之间的联系。维果茨基说，直接用词语解释的方式去建立概念，犹如“直接地和粗暴地，机械地像掰开花瓣般地翻开概念”。这种方法是无法帮助儿童形成概念的。[47]隐喻认知犹如“思维的梭子，灵巧地穿梭在已知世界和未知世界”之间，在既定概念同尚未编码的新概念之间往返摆渡，使两者之间建立起紧密的联系，编织为一个整体。[48]隐喻认知不仅是科学概念形成的可行路径，而且是必经之途，因为“隐喻、类比、模型是新概念诞生的助产士，是指导科学探索的强有力的手段”。[49]“隐喻的本质是通过另一类事物来理解和体验某类事物”，帮助人们从自己熟悉的、具体的事物、现象出发，去理解不熟悉的、抽象的对象。[50]隐喻并不陌生，明喻、换喻、提喻、谚语、寓言、拟人、类比、模拟等都属于认知隐喻的范畴。[51]前面提到的虚构叙述也是隐喻认知的一种方式。建构式课程更多地采用班级集体活动形式和离身认知方式，因此更需要重视和运用隐喻认知方式。
（二）建议
1. 内容选择与组织。
（1）内容选择时，应注意科学问题中科学知识与学习者经验、兴趣的契合关系。探究活动的问题，来源于儿童的好奇与一般的疑惑，但不是所有的疑问都能成为科学探究的问题，只有科学知识与学习者兴趣相契合，且适合学习者认知水准和发展需要的，才是值得探究的“科学问题”。从这个意义上讲，科学问题不是随机产生的，而是帮助者预先选择的。
没有科学知识的指引，问题的指向是难以明确的。“‘问题的指向是不明确的或没有意义的，那么就会是一个伪问题。”[52]譬如，探究交通工具或者物体的运动现象，看似交通工具更直观，其实不然。交通工具的认知必然涉及名称，而其命名主要是从社会功能、动力、运行方式等出发的。直接从交通工具切入，很难同年幼儿童的具身认知方式匹配。聚焦于交通工具的轮子，更容易实现科学知识与儿童的经验相匹配，更容易采用操作性的具身认知方式。同样，对机械的直接认识，不如以具身认知方式，认识物体运动规律更合适。比如将浓度适宜的颜料滴在纸上，无论怎么转动纸张，颜料都会朝下流动，发现物体下落的方向和必然性，由此认识地球引力。击鼓时，观察鼓上的米粒，可以发现物体振动的频率和振幅。内容选择应该注意“科学理论与经验事实的匹配”，[53]具体而言，科学知识与儿童获得经验时所蕴含的认知方式越是契合，越可能是有趣、有意义的学习内容。
（2）学习内容的组织，可以采用“广域课程”与“相关课程”模式互补的办法。我国的学前课程大多采用保留领域（或学科）独立性的相关课程模式，重视“共同性活动”，将“选择性活动”视作补充。这种特点难以在短期内消失。比较现实的可能是将广域课程的理念逐步渗透到项目活动之中，随着项目活动设计和实践的积累与完善，产生出比较系统的“广域课程”，以同“相关课程”互为补充，为实践提供更多的选择。
（3）清晰认识科学、技术、工程等概念及其相互关系，自觉整合技术、工程等内容。技术是以利用和改造自然为目的，以知识为基础的手段和方法，无论是使用人的器官还是器物作为工具，其结果是否制作了产品，都是技术的运用。同样，只要是运用了技术手段或方法，有目的地改造自然的活動都可以看作是工程。随着概念的清晰，对渗透了技术、工程等内容的活动，应根据相关学科知识提出明确的学习要求。同时，应该更自觉、更充分地将技术与工程等内容组织到科学领域的活动之中。
2. 问题情境创设。
（1）确立“人化自然观”，把自然对象的客观属性及其社会生活意义结合起来进行探究。在自然的客观属性同人以及社会之间划分不敢逾越的界限，就容易忽视自然对象的社会生活意义。“人化自然观”突破了这种认识局限，帮助我们认识自然与人的生活的关系。结合生活意义对自然的客观属性进行情境创设，就会自觉地将空气、石头、风雨雷电以及动植物等看作儿童的玩伴和朋友，设计出既有趣又有意义的活动。以“人化自然观”，尤其是以人格化形式创设可能世界的学习情境时，不能忽视对象的客观实在性。譬如，把植物看作朋友，不能过多地着眼于朋友的社会属性，而应把植物的客观属性认识作为情境创设的目的和重点。运用“人化自然观”设计问题情境，要注意自然对象的“人化”特点，也要注意对象的客观实在性，并且把客观的自然属性认识作为实践活动的目的。
实践中，尤其要注意“自然物”和“人造物”[54]的关系。人造物是人化自然，自然物中被人自觉地认识的也是人化自然。也就是说，“人化自然”的“化”不能仅仅看作“被改造、被制造”，应该把 “被认识”也看作是“人化”的一种实践活动。[55]力学现象、几何图形等都是人类认识活动的产物，属于人化自然。
（2）学习情境中的问题设定需要有明确的指向。问题设定时，“已知因素处于首要地位，未知因素是其核心”。[56]已知因素是指科学知识，未知因素是指主体的疑惑，需要寻求的答案。科学知识是寻求未知答案的前提，帮助者不具备必要的知识，无法支持学习者沿着正确的路径进行探索。设定问题时，应该明确指向，限定答域。譬如，“空气是怎么样的”这个问题的指向是空气;问项是“怎么样”;答域是指空气的无色无味、自由流动等特征。认识空气的形态，需要先知道空气在哪里。对于学前儿童来说，这个问题事实上包含了两个以上的答域：空气在哪里和空气的形态。这样的问题适合拆解开来，将答域限定得具体一些。先了解空气在哪里，再认识空气的形态。当儿童知道空气无处不在（覆盖在地球表面），但是看不见、摸不着，没有味道后，就可以进一步认识，它是无色无味的，不是固态的，而是自由流动的。了解了空气在哪里及其形态，还可以进一步认识它的力量，如可以吹走气球，让风筝、飞机不掉下来。
实践表明，问题指向越明确，答域的限定范围越具体，活动的目的和意义越清晰，学习者获得的理解越可能是科学、准确的。
（3）在情境创设中运用两个世界与“陌生化”手法。第一，将真实世界与可能世界结合起来创设情境。这一方式有利于引发证同效应和诱导效应。当学习者在虚构叙述世界中，感受到虚构角色的意愿、计划与行动以及探索自然对象的乐趣，就会与角色之间产生“视域融合”，无间距地投入认知、操作、游戏等活动之中。第二，情境创设中的“陌生化”手法运用，需要根据不同的探究对象来确定。探究对象本就奇异，可以直接呈现奇异之处。探究对象唾手可得、见惯不惊，就要运用“陌生化”手法，以激发学习者的探究兴趣。
3. 活动组织形式与学习方式。
运用具身认知学习方式时，应该关注认知的动态性与个体性差异;运用离身认知学习时，应注意隐喻认知方式在帮助儿童形成抽象概念时的“摆渡者”作用及其过程和具体方法。
（1）关注具身认知的动态性与个体的差异性。[57]身体经验的还原是概念理解与加工的基本形式，随着经验的丰富，儿童的概念理解不断深入、准确。为此，活动中应该持续地促成触、听、视、味、嗅多通道的感知，以使学习者的具身经验更为丰富。个体的具身认知有差异，所获得的概念理解也就有差异，帮助者应依据科学知识与学习者进行互动交流，使个体的认知和概念理解减少含混与歧义。
（2）隐喻认知的运用，应注意其在概念形成过程中的过渡作用和由此及彼的特点。隐喻认知在具身经验与符号化概念之间所建立的联系，虽然具有日常概念的意味，却已处于日常概念到科学概念之间的过渡阶段。[58]以日常概念为基础形成科学概念的过程，是由大到小，从整体到局部，由外延而至内涵的。维果茨基说：“儿童在自己的概念发展中根本不是走从局部到整体的逻辑道路。儿童先是掌握‘花，然后才掌握单词‘玫瑰，先掌握较为概括的，然后再掌握较为局部的、个别的东西。”[59]隐喻认知的第一阶段是“求同”，“没有现象与本质、原因与结果、局部与整体，乃至此物与彼物的区别，千差万别、纷繁复杂的世界在隐喻的视野中被高度简约化、同一化了”。[60]当原有概念不能表达不断深入的认识，新的概念以及隐喻或指称新概念的词语就创造出来了。因此在运用隐喻方式帮助儿童学习时，应通过熟悉的事物或现象、由此及彼地理解陌生的对象，先理解属概念，然后理解种概念。
在个别或小组的操作性活动中，适合用比拟词的隐喻方式;集体教学活动中，适合运用虚构叙述的隐喻方式。科学概念的形成是一个不断发展的过程，如果没有通过隐喻建立的日常概念，并习得隐喻的认知方式，此后的学习阶段要形成科学概念将是困难的。
以上研究，透过活动设计方案蕴含的实践智慧，展现出理论与实践之间“一和多”的關系以及实践的基础性作用：一种理论不可能涵盖实践活动方案，离开实践智慧，这种实践性的“知”或“领会”，不可能指导真实的实践活动。马克思主义的实践观认为，实践不仅是在理论指导下获取感性材料和验证真理性的手段，也不仅是理论体系中的一个奠基性要素。事实上，理论活动只是实践活动的一个要素，一种特别的实践活动。理论本身并无绝对的优先性，没有独立于实践的基础。[61]本文的深层次意图是：揭示理论与实践关系的丰富性和复杂性，并在实践的基础上实现理论和实践的统一。
注释：
①1932年中华民国政府教育部颁布的《幼稚园课程标准》规定幼稚园的课程包括社会和常识、音乐、游戏等共七项。
②1923年中华民国政府教育部颁布的“小学课程设置表”设置了自然课程。
③1936年中华民国政府教育部颁布的《小学课程标准总纲》中，正式设置“常识”学科。
④1992年中华人民共和国教育部颁布的《九年义务教育全日制小学、初级中学教学计划试行》规定小学开设自然、语文、数学等九个学科。
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A Comparative Study of Family Resemblance Activities in Early Childhood STEM Education and Preschool Education in China
Lin Wang，1 Yan Li，1 Youbin Jiang2
（1Education College， Zhejiang University， Hangzhou 310058 China; 2Information Technology Center， Zhejiang University， Hangzhou 310028 China）
Abstract： The early childhood STEM education has a similar family relationship with the “nature as learning object” activities in preschool education in China. By combining engineering thinking with theoretical thinking， this paper uses content analysis method to compare the similarities and differences between them， and reveals the relationship between theory and practice in the design of such activities. A discipline theory can be transformed into a variety of practical schemes according to different practical experience and culture. An activity plan also contains a variety of subject theories and permeates the wisdom of practice. The results show that the similarity between STEM teaching activities and similar family activities in preschool education in China is reflected in the following aspects： 1） Select contents by induction based on the same concept of child development and knowledge. 2） Take “humanized nature” as the setting object. 3） Focus on the fundamental role of embodied cognition. The differences are as follows： 1） STEM teaching activities integrate contents in the mode of “the broad fields curriculum”， while similar activities in preschool education in China adopt the mode of “the correlated curriculum”. 2） The former creates real world situations to directly present problems; The latter creates the situation of combining the real world with the possible world and consciously uses the “defamiliarization” technique. 3） The former is mainly in the form of group and individual activities， with more embodied cognition; The latter is given priority to by collective teaching and has more disembodied cognition. Based on the analysis results， the following suggestions are proposed： 1） When choosing content， attention should be paid to the matching relationship between scientific knowledge and learners experience and interests. The organization of content can adopt the complementary approach of “the broad fields curriculum” and “the correlated curriculum”. Clear understanding of science， technology， engineering and other concepts， consciously integrate technology， engineering and other content. 2） The creation of problem situations should be explored by combining the objective attributes of natural objects and the significance of social life with the view of “humanized nature”. Questions should be set with a clear direction and a clear answer area. The combination of the two worlds and defamiliarization techniques are used to create the situation. 3） Individual and group activities should use more embodied cognitive style， while group teaching activities can use more disembodied cognition style. During embodied cognition learning， we should pay attention to the dynamics of cognition and individual differences. During disembodied cognition learning， we should pay attention to the function， process and concrete method.
Key words： STEM education， preschool education， instruction activity， family resemblance
