当我看到我的儿子Wavhudi和Rivhavhudi在睡前玩手机游戏时，我被他们的热情和他们全神贯注所吸引——尤其是当游戏涉及数学或科学时。两个男孩都经历了语言发育迟缓，我希望这些游戏能帮助他们发展语言技能。结果确实如此。

我在家里看到的情况已被研究反复证实：通过交互式工具尽早接触科学、技术、工程和数学(STEM)概念可以极大地提高儿童的视觉素养(阅读、写作和创造图像)和概念理解(掌握想法)。

在攻读硕士学位期间，我研究了分子生物学学生缺乏视觉素养如何使他们更难掌握复杂的科学概念。这种学术基础，加上我儿子身上新发现的火花，激发了我的博士研究：研究早期STEM教育对幼儿视觉素养和掌握科学概念能力的影响。

在最近的一项相关研究中，我探索了不同类型的学前教育如何影响儿童对科学的理解以及他们解读视觉信息的能力。这项研究涉及南非布隆方丹各私立学校的4或5岁R年级(1年级之前的学年)儿童。我观察到，接受STEM教育的孩子比同龄人更擅长空间可视化。这些孩子在需要他们回忆和处理视觉细节的任务中表现出色，例如准确地从图像中重现元素，而非STEM教育的孩子往往很吃力。

有些人可能会质疑为什么所有孩子都应该接触STEM概念，因为并不是每个人都会继续在科学、技术、工程或数学领域深造或从事职业。

但从小教授这些技能不仅仅是为了让孩子为特定领域做好准备。我的研究结果强调了早期STEM教育对认知发展的深远影响，例如培养批判性思维、解决问题的能力、创造力、创新能力、逻辑推理能力和适应能力。无论我们的职业道路如何，这些品质对我们生活的许多方面都有好处。

测试孩子的技能

在南非，私立学校通常比政府运营的(公立)学校更灵活，可以纳入专门的STEM课程和针对幼儿教育的创新教学方法。这可能包括混合颜色或观察植物生长等动手实验、解决问题的任务以及通过计数游戏和形状识别等进行的互动学习。

与此同时，公立学校遵循基础教育部制定的国家课程。虽然这包括基础STEM概念，但并非所有学校都拥有必要的资源，因此STEM教学的广度和深度在各个学校之间可能存在很大差异。

尽管是私立机构，但我研究中的非STEM学校遵循基础教育部为R年级制定的国家课程和评估政策声明。这并没有明确强调STEM科目。本研究中涉及的STEM学校也是私立机构，它们开发了自己的课程，强调科学和相关学习。

借鉴世界其他地方使用的学习方法，我创建了一个包含两部分的特殊测试来衡量参与者的技能。

第一个测试测试了孩子们的知识内容。这部分评估了孩子们对基本科学概念的理解程度，例如区分生物和非生物。第二个测试评估了孩子们解读视觉信息的能力，包括理解空间关系和解决视觉问题。

受过STEM教育的人和未受过STEM教育的人之间的差异非常明显。

例如，我给孩子们看了一张积木图片，然后问他们看到了多少个积木。一个接受过STEM教育的孩子说有九个积木，“因为在图片中有些积木藏在其他积木后面。”一个非STEM教育的孩子说看到了“六个积木，因为我数了数。”

具有STEM知识的孩子运用高级思维技能来想象隐藏的积木可能在哪里，而他们的同龄人则仅仅计算他们能直接看到的积木数量。

在另一项练习中，我给孩子们展示了一张图片，上面有狗、球、树、书桌、男孩、书包、书和鸡，并让他们辨别哪些是生物。

STEM儿童：“男孩、狗和鸡是活着的，因为它们可以呼吸，而且需要水才能生长。”孩子利用呼吸和需要水等概念，理解了什么使某物有生命。

非STEM儿童：“只有男孩还活着，因为狗和鸡不会说话。”

这是关于生物构成的更基本、但不太准确的概念。

改变游戏规则的学习

根据我的研究，我鼓励教育工作者将STEM活动融入幼儿课程，以培养空间思维、视觉素养和科学理解。数字教育游戏和互动学习体验可以融入课程中。

政策制定者应优先考虑早期STEM教育，认识到其对儿童在学业和职业上取得成功的长期益处。这包括投资资源、培训教育工作者以及开发从正规教育开始就融入STEM原则的课程。

我的博士研究源于我与儿子们的亲身经历。这段充满爱、学习和不懈决心的旅程反映了我最深切的愿望：在别人身上点燃我所见证的热情和好奇心，就像我自己的孩子身上所展现的那样。

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