两名学生安静地盘腿坐在那，用积木块搭建一个宽阔的积木塔且搭得越来越高。在一旁不经意的观察者可能会认为他们只是追求作品的规模并且想要不断地扩大规模。而教师可能会看到更多，并且明白他们的活动正在为重要的空间技能和物理概念奠定基础。当积木已经被搭建到超过5英尺高时，其中一个孩子将一颗弹珠扔进了积木塔的顶端。两个孩子都聚精会神地观察着积木塔，他们听到了一声声撞击的声音，但是并没有看见弹珠出现。终于弹珠出现在了积木塔的底部，弹珠从坡道滚下来并最终停在了地毯上。这两个孩子上蹦下跳，拍手叫喊：“耶！”
在这种情况下很容易忽视的是，现在这两个年幼的孩子已经具备的工程能力。孩子们在搭建的积木塔中隐藏了一系列“之”字形的坡道，就像是停车场里的斜坡一样，每一个斜坡都与前一个坡道保持着一个精确的距离，并且两个斜坡之间小心地保持着一定的高度以此来交替摆放。事实上，这些孩子已经建造并且测试了几个较小的塔形模型来确定合适的坡道距离。他们的一个重要发现就是如果将坡道间隔放置太近会导致弹珠的速度太快（弹珠就会从积木塔的两侧射出来），但是如果将坡道的间隔放置太远会导致弹珠直接从积木塔的中间掉落。孩子们一起合作，完成了一个合理的设计，然后他们利用这个复杂的、无形的内部结构建造了一个看似简单、规模更大的积木塔楼。
其实在这些孩子的头脑中，也存在着一个复杂的、很难被注意到的内在过程，所以这往往会导致成人低估了幼儿的现有能力。正如一项新的研究表明，许多人认为直到幼儿年龄较大时才会出现“真正”的科学、技术、工程、数学（STEM），而在童年早期（从出生至8岁），孩子接触到的STEM概念仅仅只是为之后严谨的STEM学习奠定基础。
孩子年幼，能学STEM吗？
许多人认为，直到孩子年龄较大时才会发生“真正的”STEM学习。
这和事实是有差距的。最近一项为期两年的研究分析发现，在发展适宜的水平上，年幼的孩子们有能力参与高中生开展的科学实践活动。正如一位研究人员所解释的，幼儿“可以进行观察和预测、完成简单的实验和调查、收集数据以及开始理解他们所发现的东西”。即使是在生命的第1年，当婴幼儿看到一些出乎意料的事物时，他们就会产生行为上的反应，例如，当研究人员向11个月大的孩子展示一辆从桌子的侧边漂浮着出现的玩具车时，相比较于那些普通的玩具车，这些孩子们可能会用更长的时间观察这辆奇怪的汽车，并且自己去尝试探索和摆弄。正如搭建积木塔楼的孩子们所展示出来的那样，年幼的孩子们有能力在他们的自由活动中运用工程思维习惯，例如，系统思考、创造力、乐观、沟通、合作、持续性和注意力等。
这项研究很明确：当我们说孩子是“天生的科学家”时，这不仅仅只是夸赞，而是现在孩子们真的是活跃的科学家，甚至是从出生的那一天开始，他们就能够系统地、有意识地去探索。
孩子年幼，能学STEM吗？
一STEM教学永远不会太早
STEM对于年龄较大的学生更有意义，这个观点是个误解，其重要原因有以下几点：首先，早期的STEM学习对于之后的教育结果至关重要，当成人在早期低估了STEM学习的重要性时，孩子目前和未来的潜力也会被弱化。研究表明，在学龄前儿童中，比起早期阅读以及专注力，数学知识更能预测之后的学业成绩。有些人认为，早期STEM教学和早期读写能力的培养一样重要。批判性思维、坚持性以及系统实验等这些STEM思维习惯，在所有学科领域中都很重要，而且这可能对儿童学会如何学习也至关重要。这种发展不仅仅只是数数和词汇这些基础知识，尽管这些也很重要。它是关于解决问题和其他更高层次的、能跨越多个领域的能力。
当学习新技能时，我们的大脑会运用这些技能来解决问题、应对挑战，进而能获得新技能。当孩子们有机会去练习构思提问、收集数据和解决科学问题时，他们就会建立起可以在现在甚至是整个生命中、会被运用在多个方面的强大技能。
我们以STEM教学和语言学习之间的联系为例。早期的STEM教学可以带来更好的语言和读写能力，并且在婴儿期和幼儿时期的积木游戏中，接触更多的空间语言可以提高空间思维能力。除此之外，入读幼儿园阶段时的数学和阅读技能同样可以预测8年级时的阅读能力。与此同时对世界的认知以及它是如何运作的（其中大部分内容属于STEM概念范畴），这对于孩子整个生命中的听力理解力以及一旦能听懂单词时就发展的阅读理解能力都至关重要。因此当成人没有充分意识到儿童早期学习STEM的重要性时，对儿童会造成严重伤害，并会削弱儿童在许多其他领域的潜在发展，例如读写能力和执行力等。
虽然儿童是天生的科学家，但这并不意味着他们就能够独自做到这一切。儿童需要成人帮助他们来实现和提升他们的STEM能力。这就引出了第2个原因：成人对STEM学习的态度和信念会转移到儿童身上。例如，最近的一项研究发现，最能影响学龄前儿童数学学习的因素是教师的想法，即数学教育是否适合儿童的年纪。这些想法也导致了教师在STEM课题上的采取方式和时间的变化，例如，当教师对于早期数学持否定态度时，会导致教师回避数学教学，以无效的方式教数学。
当我们说孩子是“天生的科学家”时，不是仅仅只是夸奖他们可爱。孩子们是真的在有意识地去探索他们周围的环境。
教师们需要诚实地面对这些感受，甚至可能要教授他们自己所学到的东西。最近一项针对加利福尼亚州和内布拉斯加州的全体教研员的研究表明，他们认为在早期幼儿教师的准备工作中，早期数学不如其他领域重要。并且这个循环并没有到此结束，教员们也表示比起其他学科，他们自己对数学教学的准备感觉更少。换句话说，关于儿童STEM主题适宜性的误解已经从一代教师和教师教育工作者传递给下一代了，现在是打破这个循环的时候了。
父母的观念对其孩子在STEM方面的成功也起到了至关重要的作用。例如，比起之前的数学成绩，父母对孩子数学能力的看法更能预测其在数学方面的自我认知能力。换句话说，当教师和家长认为孩子不具备真正的STEM学习能力时，孩子们就会相信他们，这对孩子来说是不利的。但我们也有理由抱有希望：当成人相信并且支持孩子的STEM能力时，孩子的能力自然会得到认可和提升。
孩子年幼，能学STEM吗？
二将STEM纳入早期学习中为了适当地将STEM引入早期学习中，教师需要一定的支持，包括高质量、正式的前期培训和持续的专业发展。这需要来自大学、学校系统、资助者以及整个社会的巨大投入。在儿童复杂生态系统中的每一个层级的成人，都需要重视并投入到早期教育中，尤其是早期STEM学习。
一个优秀STEM教师的职责往往是拒绝直接回答孩子们的问题。
那与此同时，教师们能够做些什么呢？首先教师需要意识到儿童其实拥有很强的STEM学习能力，其次教育工作者可以用简单的方式将STEM实践融入到课堂中来支持儿童的成长并鼓励他们养成STEM的思维习惯。教育工作者需要认清这3个可以用研究来验证的事实，每一个在以下几节中都有解释：你不需要成为专家；你并不孤独；STEM教学不是非此即彼的练习。
你不需要成为专家。
许多人认为支持STEM教学就意味着需要拥有STEM专业知识来提供给学生们。考虑到其他常见的误解，这是有一定道理的：因为如果成人不知道孩子们参与真正的STEM实践时的能力，他们会倾向于把重点放在扩展孩子的知识面。但是，正如其他学术领域一样，STEM知识和技能是共同成长的。通过体验式学习，幼儿能培养他们的概念理解能力、获取新的知识并运用一些基本的技能，例如观察、假设、收集证据、修正假设、设计实验等。他们还在教师和其他成人的支持帮助下，用他们感兴趣的方式来与日常生活发生互动，从而培养STEM的理解力和思维习惯。
一个优秀STEM教师的职责往往是拒绝直接回答孩子们的问题。教师可以鼓励孩子们运用STEM的思维习惯，并提出有意义的问题，然后支持他们自己去进行调查，以此来促进幼儿学习。而在主要以授课为主的课堂中，是由教师控制着决策和讨论的，这样的课堂对培养自立和适应能力的效果是最差的，而这两种能力又是STEM研究和实践的基础。
支持孩子的好奇心和自我导向需要意愿和实践。教师们必须注意促进孩子们开放的和集中的探索，并通过表达和对话来促进孩子的思考。在鼓励幼儿发展STEM能力时，教师最重要的角色之一就是帮助孩子坚持下去，否则他们很有可能会放弃。当一个孩子遇到挫折时，教师不要只是用一个答案来解决问题，这一点是很重要的。相反地，教师可以展现出对眼前挑战的热情，然后激发好奇心来帮助孩子培养毅力。他们可以提出问题来激发孩子重新去理解问题。比起含有暗示正确答案的问题，例如“球是上升还是下降？”，教师需要提出一些鼓励做实验的问题，比如“你认为会发生什么，如果……”，这能让孩子们坚持下去，并且体验到探索STEM的奇妙之处。当养成这样的提问习惯之后，教师可能会发现，当他们也不知道答案会是什么的时候，他们自己也会从中感受到最大的乐趣。当教师被探索的奇妙之处吸引时，他们就会与学生一起沉浸在学习体验中，这一点证明STEM探索具有终身价值。
你并不孤独。
一些成人会有这样的误解，他们认为真正的STEM学习只会发生在教室内，这样可能会让教师感到孤立和无助。但是当成人意识到，即使是非常年幼的孩子也能够随时随地有意义地参与到STEM活动中时，他们就会通过多种方式将STEM学习延伸到幼儿生活的许多方面。
就像学习一门新的语言一样，当孩子们沉浸其中时，他们会渐渐地熟悉STEM，并且也会更加了解STEM主题。孩子们在博物馆、图书馆和家中探索STEM的机会越多，他们对STEM就会越熟悉。
当孩子沉浸在STEM主题中时，他们对其也就更加了解。
早期的STEM学习需要全社会的努力，许多学校之外的、能够提供指导和想法的人都可以参与其中。在理想情况下，整个社会形成一个学习网络，孩子们可以参与各种STEM体验，并在有需要的时候，给家长和教师提供概念支持，比如说杠杆和轮滑的属性、霉菌为什么会形成或是彩虹为什么会出现，等等。像博物馆这样的非正式的学习环境，能非常有效地帮助成人通过深思熟虑的问题以及谈话来培养孩子对STEM的兴趣。事实上，许多博物馆和图书馆都为教师提供免费的资源，有时甚至包括STEM专业发展课程。
教师可以通过与家长分享本地的STEM资源来鼓励他们参与其中。由于家长可能会对如何支持孩子的STEM学习感到焦虑，因此向他们传达他们的孩子在STEM探究方面的能力是非常重要的，同时要告知父母当他们提出“谁、什么、何时、何地以及为什么”这些问题时会产生的影响。技术也可以成为孩子在家中学习的有力合作伙伴。例如，教师可以鼓励家长使用睡前数学应用程序。该程序的目标是让数学成为家庭日常生活的一部分，就像睡前故事一样。在家里使用这款应用程序，即使每周只有1次，在学年结束之前，孩子在数学学业方面也领先了3个月，对于那些父母担心数学的孩子来说，这是最有效的。
孩子年幼，能学STEM吗？
STEM教学不是非此即彼的练习。
许多教师因为沉重的课程要求而感到有负担，并对增加这样的教学内容表示怀疑。但回想一下，STEM的思维习惯其实是可以转换的，并且STEM知识包含了基本概念和词汇，能够提升各种技能，包括读写和注意力的发展。当早期STEM学习被理解为知识和探究性思维习惯的发展时，教师们就可以开始探索如何将STEM实践和概念融入到现有课程中。举个例子，教师可能会注意到，她阅读的许多书籍都包含了类似STEM的特征：一个需要解决的问题，一个有依据的、需要经常重复尝试的解决方案以及有效方法的发现。即使是简单的书籍，如Eric Hill所写的《Where’s Spot？》（《Spot在哪里？》），也包含了这样的发展过程：母狗在很多地方寻找她的孩子，让与她一起寻找的孩子们都很高兴的是，母狗发现这一路上还藏着其他的生物——一只藏在门后面的熊、一只藏在柜子里的猴子，等等。通过注意和强调母狗使用的科学方法，教师就可以证明STEM无处不在，并且在STEM探索中会有一个内在的戏剧性。教师还可以强调母狗在搜索过程中的坚持，在不断试错过程中的喜悦（孩子们喜欢在每扇门后面找到错误的动物）以及母狗最终为找到小狗所收集和利用的证据。
孩子年幼，能学STEM吗？
教师可以开始探索将STEM实践和概念融入到现有课程中的方法。
基于STEM的活动也可以用来提升其他的课程。例如，学前班的孩子在Oliver Jeffers所写的《Lost and Found》（《失而复得》）中看到了一个片段，讲述的是一只迷路的企鹅用船寻找回家的路。教师要求3岁的孩子们建造并测试用铝箔制成的小船，用其运送小企鹅穿过水面。孩子们深入参与了这项活动，这不仅加深了他们对于这本书的阅读体验，并且鼓励了他们详细地讨论这个故事，同时也提供了一种身临其境的、有意义的STEM体验
三结论要想完全接受幼儿参与真正的STEM学习时的能力，这需要花费时间和集中精力。儿童早期项目负责人和小学校长需要给予他们的教育工作者足够的空间和灵活度，让他们与幼儿一起尝试新的探索STEM概念的方法。一旦早期教育工作者开始将这些方法融入到教学中，彼此就会最大化地互相帮助，并且社会公众也能看到当前幼儿非常复杂的、通常被隐藏起来的STEM能力，以及早期STEM体验对塑造下一代思维是有多么的强大。
