STEM（Science,Technology,Engineering,Mathematics）教育旨在促进学习者在科学、数学等领域的学业成就,提升个体灵活运用跨学科知识技能解决问题的能力,满足21世纪社会对人才的综合素质要求,是近年来全球范围内基础教育改革的热点主题之一。随着STEM教育发展的不断深入,其关注重点逐渐从高等教育转向基础教育,覆盖范围也不断扩大,学前阶段的STEM教育日益受到重视,发展迅速。已有研究表明,尽早开始实施STEM教育,为幼儿提供高质量的早期STEM经验,可以有效地提升幼儿的综合素质,促进幼儿的全面发展。STEM学习为幼儿提供了与环境、同伴和成人交互的丰富机会,能够促进幼儿大脑发育,提升幼儿的整体认知和思维发展。早期的STEM教育能够激发幼儿对于STEM学科的兴趣和积极态度,促进儿童作为科学和工程学习者的身份意识的构建,为未来的正式STEM学习奠定基础,并对儿童的总体学业成就产生积极的促进作用。幼儿园STEM活动是学前STEM教育理论的应用和实践体现,高质量的幼儿园STEM活动资源是促进学前STEM教育发展的关键因素之一。幼儿园STEM活动强调不同领域知识的跨学科融合和有机运用,主要采用项目化学习或基于工程设计的方式组织教学活动,旨在促进学习者的问题解决能力和创新思维发展,其理念、内容和形式与传统的幼儿园科学活动、数学活动有较大的不同。同时,由于学习者独特的身心发展阶段特征,幼儿园STEM活动淡化知识概念的识记和掌握,侧重于培养幼儿探索未知的兴趣和STEM素养的启蒙,与中小学阶段的STEM课程也存在一定的区别。对于如何设计幼儿园STEM活动,在已有的研究中缺乏比较系统化的论述,这也成为影响国内学前STEM教育发展的主要障碍之一。本研究针对这一教育实践中产生的现实问题,以儿童认知发展和课程理论为基础,对幼儿园STEM活动设计的理论和方法开展研究。本研究围绕“幼儿园STEM活动应如何设计?”这一核心问题形成了三个子问题:1、幼儿园STEM活动设计的基本理论框架是怎样的?2、幼儿园STEM活动应如何设计?以及3、幼儿园STEM活动的学习效果如何?基于这三个问题,本研究开展了以下几方面的工作:首先,通过对学前儿童认知发展和STEM学习理论、课程设计理论的深入分析和梳理,明确幼儿园STEM活动的价值理念,分析幼儿园STEM活动的目标、内容、实施和评价,形成幼儿园STEM活动设计的基本理论框架。其次,通过德尔菲法,构建幼儿园STEM活动的学习目标体系——儿童早期STEM素养指标体系。儿童早期STEM素养是幼儿园STEM学习的总体目标,通过建构儿童早期STEM素养指标体系,明确儿童早期STEM素养中的构成要素和具体指标,为幼儿园STEM活动的内容选择、评价开发和过程设计提供依据和准绳。再次,使用基于设计的研究方法,构建幼儿园STEM活动的教学模式。对于幼儿园活动设计而言,除了明确其目标、内容、实施和评价等基本理论要素,还需要一套可操作性的教学组织样式和操作流程,也就是所谓的教学模式。通过对STEM教育理论和相关研究的梳理,本研究提出幼儿园STEM活动的教学模式原型,并基于该教学模式原型,开展三轮教学活动的实施,通过迭代优化,最终形成完善的教学模式。最后,为了对构建的幼儿园STEM活动设计理论和方法进行考察和反思,本研究通过深入分析三轮教学迭代中收集的幼儿学习行为表现数据,对幼儿园STEM活动的学习效果进行考察。本研究的研究成果包括:第一,提出了幼儿园活动STEM活动设计的基本理论框架,其中,活动理念确定为“面向未来全球化的信息社会,促进儿童21世纪技能发展”;目标为“培养儿童早期STEM素养”;活动内容为“STEM启蒙和贴近生活”;活动实施为“高低结构活动整合与游戏化教学”;活动评价为“关注儿童的表现和发展”。第二,构建了幼儿园STEM活动的学习目标体系——儿童早期STEM素养指标体系。形成了包含STEM知识、STEM技能和STEM学习品质三个维度,27个二级指标和45个三级指标的指标体系,并计算得出了指标体系中不同部分的权重分布。第三,构建了幼儿园STEM活动的教学模式——ED-ES模式。该模式以工程设计过程为基本教学结构,并根据幼儿的学习和发展特征进行了一定的优化。ED-ES模式以工程设计目标为中心,通过明确问题、设计方案、制作和测试、优化改进和交流分享这5个教学步骤实施教学。第四,对幼儿园STEM活动的学习效果进行了全面地评估。通过访谈、课堂观察和作品分析等方式收集幼儿在STEM活动中的学习表现证据,比较学习活动前后幼儿在儿童早期STEM素养各个维度的变化,研究结果表明,根据本研究提出的理论和方法设计的幼儿园STEM活动对于幼儿的STEM知识、STEM技能和STEM学习品质具有较为显著的促进作用。