幼儿园是孩子们在成长过程中第一个接触的公共空间。空间的尺度、使用的灵活度以及室内的场景和氛围，对于幼儿的感受和认知都有很大影响，对于建筑师也是一个挑战。设计要能激发孩子们探索和学习的兴趣，同时要给他们足够的安全感，要有家的感觉。在调研期间，设计团队也发现，非正式空间－如活动室前的走廊－往往是孩子们生活、交往、嬉戏的重要场所。
功能、空间与环境的关系，是本案在设计初始所面临的主要矛盾和核心议题。张江万科实验幼儿园位于一个狭长的三角形地块。基地南侧为中环路高架与河道绿化，北侧为高层住宅区，东侧为一座跨河道的车行桥，西侧则为一栋需要容纳在场地内的区域环网站。要做出一个回应场地限制条件并符合教育局规范标准的15个班全日制幼儿园，这块特殊的基地便显得极具挑战性。建筑师需要在满足规划指标、使用面积、规范性、安全性等硬性要求的前提下，在一个相对局促的场地里，创造出符合老师教学管理、诱发儿童探索心理、和满足家长预期的幼儿园。
在设计的初始阶段，团队内部做了多类型的尝试，包括集中式、组团式、庭院式。第一轮头脑风暴之后再次审视这些方案时，刘宇扬老师向团队提出了一个问题：“究竟什么样的方案，才是真正适合这个场地的？” 于是设计出发点又回到如何应对狭窄场地以及现场周边环境。最终呈现的方案，将不同的功能空间装载于四组串连的建筑体量之中，并在连接之处留出景观平台。结合了弧形屋面的建筑形态宛如孩子们都喜欢的托马斯小火车，一节一节的驶入场地之中，并带着孩子们的想象，驶向未来。
三角形的场地西窄东宽，东侧用地相对宽敞，而且位于十字路口，环境较吵闹，将活动用地布置在这里，作为嘈杂环境与幼儿园空间的过渡。建筑体量顺应场地线性排开，采用中廊式的常见紧凑格局，房间分布南北两侧，中间为三个由西向东逐渐扩大的三角形中庭空间。活动室、卧室与办公室，分布于日照与景观条件较好的南侧；其他配套的功能空间，包括门厅、专用活动室、楼梯间、卫生间等，则布置在靠近主干道的北侧。南北两排体量被分为四段，在城市界面和景观界面都做了不同的转折处理。
北侧的城市界面较为齐整但不失活跃，幼儿园的围墙没有完全贴合红线，而是向内设置了多处转折，在步行道旁留出了驻足的空间，在入口处后退，留出了家长等候的场地。同时将部分绿地让出给城市界面共享，以减少对街道的压迫。围墙不仅仅是出于安全要求的设计，更是建筑与街道之间的缓冲，在低视角处增加了步行空间的乐趣，形成积极的连续界面。
而在高视角的建筑界面，将日常中容易被忽视却频繁使用的楼梯间，作为独立的语汇提取出来，在北侧界面穿插进不同颜色和尺度的体量，也让南侧活动室之间的空间更紧凑。尽端以一个多功能厅的弧形轮廓收尾，自然缓和的过渡到室外的活动场地。北侧界面在高低有序、材料统一的前提下，调节街道面的节奏感，避免狭窄的场地中连续体量带来的紧张感。在高层住宅林立的背景前，留给行人和幼儿一个亲和的街道面，将幼儿园内部的温馨环境和适宜尺度，也延续至立面和街道。
设计在南侧的沿河面布置了1个办公行政组团和3个活动室组团，在用地紧张的情况下，在房子和围墙之间留出了集中的线性景观绿地。最东侧的体块后退且扭转角度，使得活动室获得最佳的采光角度和景观朝向，在端头形成一个三角形的半围合开放空间，过渡至活动场地。南北两侧建筑夹角之间的一组有体量感的室外楼梯，将建筑各层连接至室外活动场地。南侧的体块之间由室外走廊和活动平台相连，让周边景观渗透进建筑空间。同时为了减少建筑对场地的压迫和过于狭长的不利空间，利用底层局部架空与二层、三层的屋顶平台来增加活动场地。
在南北侧的体量中间，自然形成了3个三角形中庭，它们顺着地形自西向东逐渐放大，从办公区的小三角，到中间活动室区域的两个中三角，它们和室外大三角形半围合空间串联起来，形成整个建筑空间的“骨架”。中庭的设计，回应了儿童们需要的聚集空间，在顶层对应三角中庭的位置开了天窗，阳光透过天窗，穿过色彩明亮的二三楼洞口照射到一层。宽窄变化的走廊里，由近及远的明暗光线，窗外隐约显现的景色，以及穿透玻璃砖的柔和日光，产生出独特的空间氛围。除了中庭空间，在多功能厅和位于顶层的大跨度弧形屋顶活动室内，也开了巨大的圆形天窗，光线洒在地面和墙壁上。
为营造室内欢乐活泼的气氛，在建筑中可以找到多种尺寸和不同开启方式的窗，通向庭院和活动场地的落地窗，与玻璃砖墙组合的推拉窗、上悬窗、固定大方窗，活动室木门上的圆窗等，门窗尺寸模数均参照成人与幼儿的人体尺度，将不同的门窗和实墙、玻璃砖墙进行多种组合，给孩子和大人们从不同角度观察环境的机会。
幼儿园的设计中，通过简单的材料组合，传达人文、质朴、现代的建筑氛围，清晰的诠释不同区域和功能的立面关系：混凝土涂料的水墨感，玻璃砖的朦胧感，钛锌板随时间氧化的自然金属感，水洗石自然触感。加上活动室内的彩色毛毡，木地板，木饰面板，活动场地的图案设计，不同空间场景中的不同的材料组合和颜色搭配，呈现出灵动的气息并激发孩子们创造力。
