４～８岁儿童溶解概念的转变

来源:用户上传      作者: 程　颖

　　【摘要】本研究采用访谈法对南京市某幼儿园和某小学共90名4~8岁儿童的溶解概念进行研究。研究内容包括儿童对溶解现象的认识和儿童对“溶解”这一科学概念的认识。研究结果发现，儿童的科学概念是随着年龄的增长而发展的，不同思维发展阶段的儿童对溶解概念的理解呈现出不同的特点；儿童在解释溶解概念时经常混淆“溶化”与“融化”这两个概念；年龄越小的儿童越倾向于强调外力因素作用在溶解过程中的必要性。
　　【关键词】儿童；溶解；科学概念；物质守恒；思维
　　【中图分类号】G610 【文献标识码】A 【文章编号】1004-4604（2009）01/02-0060-04
　　
　　一、问题的提出
　　
　　“溶解”是儿童科学教育中的经典概念之一，也是儿童在日常生活中经常接触到的概念之一。
　　皮亚杰曾对儿童的溶解概念作过研究，主要对象集中于学龄儿童。〔1〕皮亚杰以糖溶解于水和揉捏彩色黏土的情景探究儿童对量的建构以及物质守恒观。他指出，儿童7岁之前较常使用“消失不见”这一字眼来说明溶解现象，其推理颇受知觉经验的支配，因为在知觉外观上糖确实是消失不见了。换言之，这一年龄段的儿童尚不具备物质守恒概念。他认为，10岁以上的儿童才可能具备物质守恒概念。皮亚杰的研究结果是与他的认知发展阶段理论相符的。他认为7岁以前的儿童处于前运算阶段，这一阶段思维的显著特点是缺乏可逆性，即很难在头脑中进行这样的运算：糖+水=糖水，以及将其逆转的运算：糖水-糖=水，对事物的变化缺乏守恒概念，即认为“糖不在水中”；而7~12岁的儿童则处于具体运算阶段，这一阶段思维的显著特点就是具备了守恒观，即认为“糖溶解后仍在水中”。
　　上世纪80年代，一些学者也曾对学龄儿童的溶解概念加以研究。艾里克森、Driver等学者的研究发现，一部分15岁的儿童仍持有“糖消失不见”的观点，不具备物质守恒概念。〔2〕我国学者简美容在研究中测试了小学四年级与六年级的学生，发现他们之中绝大多数已具备物质守恒观，但对于溶解的内涵（诸如均质粒子观）则多数学生仍未理解。Driver、Ebenezer和Gaskell等学者在研究中也发现，有部分儿童以物质由固体转变成液体的物理外观变化来描述溶解现象，且称此为“融化”，认为“溶解”与“融化”的意义是相同的。〔3〕Prieto和Blanco及Cosgrove和Osborne经过研究均指出，当被问到“溶解”这个词的意义时，大部分受访儿童会指向外在的行为，如搅拌、加热。
　　近年来，台湾学者周淑惠对幼儿园大班儿童溶解概念进行了研究，发现在她调查的60名大班儿童中，半数以上已具备物质守恒观，大部分儿童能提及“溶化”这个词，也有几名儿童提及“溶解”这个词；近半数的儿童提及在糖溶解过程中加热或搅拌的重要性；另有部分儿童使用“冰融化”来解释“溶化现象”。〔4〕
　　研究者从以往的文献中发现，虽然对儿童溶解概念的研究很多，但是对学前儿童（尤其是低龄儿童）的研究较少，对儿童溶解概念的年龄特点及发展变化的研究尚属空白。且已有研究大部分集中于西方国家和我国台湾地区，我国内地涉及儿童溶解概念的研究较少。
　　本研究的目的在于了解小班、大班及小学二年级儿童对溶解现象的理解以及各年龄阶段溶解概念发展变化的特点，并将本研究的结果与西方国家和我国台湾地区的研究结果进行比较，分析各地儿童的溶解概念水平是否存在差异。
　　本研究的内容包括儿童对溶解现象的认识和儿童对“溶解”这一科学概念的认识。本研究中让儿童观察的溶解现象只涉及其中一种，即方糖溶解于水的现象。研究中调查的儿童对溶解现象的认识包括：（1）儿童的溶解概念中是否具有物质守恒观，即方糖是“消失不见了”还是“仍在水中”。（2）儿童在解释溶解现象时是否使用了“溶解”或“溶化”这类词。研究中调查的儿童对“溶解”这一科学概念的认识包括：（1）是否与“融化”的概念相混淆。（2）是否认为外力因素（如搅拌、加热）是溶解的必要条件。
　　
　　二、研究方法
　　
　　（一）操作定义
　　本研究对于“儿童的溶解概念中是否具有物质守恒观”的判断采用了台湾学者周淑惠在溶解概念实验中的判断标准：（1）具有物质守恒观：认为糖虽然看不见了，但仍然在水中。（2）不具有物质守恒观：认为糖消失不见了，不在水中。（3）糖变成水：一种特殊情况（儿童可能把“溶化”理解为“融化”）。
　　（二）被试
　　在南京市一所普通幼儿园中随机选取4岁组（小班）儿童30名（男孩16名，女孩14名），6岁组（大班）儿童30名（男孩20名，女孩10名）；在南京市一所普通小学中随机选取8岁组（小学二年级）儿童30名（男孩15名，女孩15名）。（注：性别维度不在本研究考察范围内。）
　　（三）实验材料
　　透明玻璃杯一个，吸管一根（用于搅拌方糖），切碎的方糖，热水。
　　（四）步骤与操作
　　研究采用访谈法，个别进行。访谈开始前先给被试做一个方糖溶解于水的小实验，把切碎的小块方糖放入盛有热水的玻璃杯中，并适当用吸管进行搅拌，使方糖加速溶解。实验做完后，对被试进行访谈。
　　访谈的问题包括：（1）现在糖怎么样了？/你看到了什么？（2）你能告诉我溶化（或溶解/化/不见/没了/碎了）是什么意思吗？（3）现在糖到哪儿去了？（4）为什么现在看不到糖了？（5）糖为什么会溶化（或溶解/化/不见/没了/碎了）？
　　
　　三、结果与分析
　　
　　（一）被试的物质守恒观
　　
　　表一显示，各年龄组被试溶解概念中的物质守恒概念存在较大的差异，具有物质守恒观的儿童人数随年龄增长而明显增加，不具有物质守恒观的儿童人数则随年龄增长而减少，表现出显著的年龄差异。从表一中还可以发现一个有意思的现象：认为“糖变成水”的被试人数随年龄增长先升高再下降，其中4岁组持这一观点的人数最少，6岁组持这一观点的人数最多。
　　（二）被试描述现象时是否用到“溶解”“溶化”和“化”这几个词
　　
　　表二显示，4岁组儿童中大部分只能使用“化”这个词来解释溶解现象，而6岁组、8岁组儿童使用“溶解”“溶化”这两个词的人数明显增加。经检验，4岁组与6岁组之间差异显著，而6岁组与8岁组之间差异不显著。
　　（三）被试对溶解概念的解释
　　
　　表三显示，4岁组儿童最常用的解释是“不见了”，没有儿童具有对溶解概念的正确认识，即具有均匀粒子观。6岁组、8岁组已经有一小部分儿童具有均匀粒子观。经检验，三组被试对溶解概念各种解释的人数差异不具有显著性。
　　（四）被试是否强调溶解是外力因素作用的结果
　　
　　表四显示，三个年龄组的儿童都提到了“加热”和“搅拌”的作用，差异不明显，但当进一步询问“如果是冷水或不搅拌会不会溶解”时，4岁组儿童的回答没有发生变化，而6岁组和8岁组则大多认为“加热”和“搅拌”不是溶解的必要条件，差异显著。
　　
　　四、讨论
　　
　　（一）被试在物质守恒观上的年龄差异
　　本研究结果表示，三组被试在是否具备物质守恒观上有显著差异，随年龄的增长，具有物质守恒观的儿童显著增加。
　　皮亚杰认为，7岁前的儿童不具备物质守恒观，即只会认为“糖不见了，也不会再回来了”。本研究的结果显示，4岁组的大部分儿童的确不具备物质守恒观，但6岁组的儿童中已近半数具备物质守恒观，这一点并不符合皮亚杰对儿童溶解概念的研究，但基本符合周淑惠对大班儿童的研究。总的来说，本研究结果基本符合皮亚杰的认知发展阶段论，即儿童在5~7岁之间进入具体运算阶段。正如本研究结果所示，6岁组已有近半数能力强的儿童具备了物质守恒观，而8岁组大部分儿童都具备了物质守恒观。

　　（二）被试在用词上使用“溶解”“溶化”的年龄差异
　　经检验，4岁组与6岁组儿童在用词上存在显著差异，而6岁组与8岁组儿童在用词上不存在显著差异。可见,儿童从4岁到6岁在概念使用的科学性上有了一个大的飞跃，而6岁到8岁之间则没有什么实质性的进展。这一情况也基本符合周淑惠对大班儿童的研究结果。
　　（三）被试对溶解概念解释的年龄差异
　　虽然各年龄组被试对溶解概念的解释不具有统计学意义上的显著差异，但是从各项数据中还是可以看出一定的年龄差别。
　　4岁组儿童中没有人具有均匀粒子观，6岁组儿童开始形成均匀粒子观，但其观点较为朴素，如“糖变成一颗颗小麻子一样的东西”“水把糖分散开来了，但是水里面各个部分都有糖”。8岁组儿童的观点则更加科学化，有的儿童甚至提到了糖分子。
　　（四）各年龄组被试关于溶解的迷思概念
　　儿童根据自己的生活经验解释自然科学现象时，通常会带有朴素的想法甚至错误的理解，这些替代的、不完整的甚至错误的想法被称为迷思概念，是儿童科学概念获得过程中的显著特点。本研究中三组被试儿童有关溶解的迷思概念有四种。
　　1．以“冰融化”来解释溶解现象
　　被试儿童中有部分儿童（约占1/10）认为糖溶解等同于冰融化，如：“糖遇到热水就像冰遇到火一样融化了”。这种情况的出现可能是因为“溶化”与“融化”同音，造成了儿童对这两种概念的混淆；也有可能是儿童看到糖溶化和冰融化的表面现象相同，因而认为两种现象同属于一类；另一种可能性是儿童认为外力因素在糖溶化过程中起到了关键作用，认为加热使糖变成水等同于加热使冰块融化成水。
　　2．提及“加热”或“搅拌”
　　当研究者提问被试“为什么糖会溶解/溶化”时，不少儿童（约占1/3）提到了外力因素的作用，并认同这些外力因素在溶解过程中的重要性。三个年龄阶段的被试提到外力因素的人数相当。然而在进一步追问之下，大部分6岁组儿童及所有8岁组儿童都认为，外力因素只是加速了糖的溶解，即使没有外力因素糖也会慢慢地溶解。可见，随着儿童年龄的增长，他们对于方糖溶解过程中外力因素作用内涵的认识在逐渐加深。这一结果也基本符合周淑惠对大班儿童的研究结果。
　　3．不具有物质守恒概念
　　三组被试中认为“糖不在水中”的儿童所占比率随儿童年龄的增长而减少。当研究者追问“糖去哪里了”时，4岁组和6岁组儿童有以下几种解释：（1）消失不见了，不知去哪儿了。（2）在吸管里或杯壁上。（3）变成甜味了。
　　4．认为“糖变成水”
　　被试儿童认为糖变成水，可能是因为他们把糖溶解误认为是物体从固态变成液态的过程。研究结果显示6岁儿童认为“糖变成水”的比率最高，原因可能是6岁儿童中真正具备物质守恒观的不多，但同时完全不具有物质守恒概念或意识的也很少，因而大多数儿童都具有“糖变成水”的迷思概念。
　　
　　五、教育启示
　　
　　（一）在科学教育中重视儿童的先前知识
　　儿童科学概念的获得是一个建构和再建构的过程，我们必须重视儿童的先前知识，因为这是他们概念建构和再建构的基础。〔6〕许多研究者都曾指出，儿童早期在学习新的概念时需要充分利用其该领域已有的知识。最近的一些研究更是表明，儿童概念的获得主要基于先前的知识。因此，在学习过程中教师应给予儿童与教师、同伴分享其经验的机会，而不是急着去更正儿童的概念，或者强迫他们接受成人或科学家对事物的看法。
　　（二）促进日常概念的科学化
　　日常经验的积累是儿童获得概念的重要途径之一。日常概念是学习者在日常生活中形成的，具有主观性、模糊性等特点，它往往是科学概念形成的重要基础。然而，日常概念可能对科学概念的形成起积极的推动作用，也可能会起阻碍作用。如“溶化”的日常概念是固态变成液态，因此儿童常常把“溶化”等同于冰的“融化”。教师应明确日常概念和科学概念的异同，在教学中以日常概念为基础，经过过滤、提取，最终帮助儿童形成科学概念。教师是否能认真分析儿童已有的日常概念，精心设计相应的教学活动，澄清科学概念和日常概念之间的区别，阐明科学概念的本质属性，是概念教学能否收到实效的关键。
　　（三）珍视儿童的前科学概念，正确地引导其建立科学概念
　　儿童天生就具有一种了解世界的强烈愿望，他们会自发地组织来自外部世界的各种信息，从而形成对世界的初步认识。〔6〕儿童在走进教室前，在先前的学习和日常生活中就已经形成了自己对各种现象的观点和看法，即所谓的前科学概念。这些前科学概念是儿童认识这个世界的开端，是儿童建构起他们对于这个世界的新认识的起点。但由于儿童的前科学概念主要依赖于直接的情境和感知，是建立在直接经验的基础上的，因此有的与科学概念相一致，有的则并不一致，甚至是相互冲突的。对于这些与事实不相符的“错误概念”，教师不能通过直接告诉儿童正确概念的方式来实现概念的替换，而是要给儿童创造亲自探究的机会，让他们自己发现已有经验与新发现的现象或事实间不一致甚至矛盾之处，引发其审视、反思并修正自己的经验和认识，建构起更为科学的新解释、新概念。
　　
　　参考文献：
　　〔1〕刘占兰.幼儿科学教育〔M〕.北京:北京师范大学出版社，2000:3-9.
　　〔2〕维果茨基.思维与语言〔M〕.杭州:浙江教育出版社，1997:68-75.
　　〔3〕张俊.后现代主义与幼儿科学教育〔J〕.早期教育，2003,(3):2-3.
　　〔4〕周淑惠.幼儿自然科学概念与思维〔M〕.台北:心理出版社，2003:40-82.
　　〔5〕陈琴.建构主义与科学教育〔J〕.当代教育科学，2004,(6):55-58.
　　〔6〕刘绍江.儿童科学概念的形成与指导〔J〕.小学自然教学，2002,(10):15-17.
　　
　　On the Conceptual Change of Solution of 4-8-year Children
　　Cheng Ying
　　(College of Preschool and Special Education, East China Normal University, Shanghai, 200062)
　　【Abstract】The researcher conducted an interview on 90 4-8-year-old children in a kindergarten and a primary school in Nanjing regarding children’s conceptual change of solution. The contents include children’s understanding of the phenomenon and the scientific concept. The results show that children’s scientific concept grows with age and children in different development stages demonstrate different features in their understanding of solution; children tend to confuse the concepts of dissolve and melt; younger children are more likely to emphasize the necessity of external force in the process of solution.
　　【Keywords】children; solution; scientific concept; conservation of substance; thinking

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