3-6歲兒童光影概念發展水平研究

李貞珍，王 娟

（西南大學 教育學部，重慶 400715；西南大學 心理學部，重慶 400715）

3-6歲兒童光影概念發展水平研究

李貞珍，王 娟

（西南大學 教育學部，重慶 400715；西南大學 心理學部，重慶 400715）

理解兒童的前科學概念可以幫助教育者更好地實施科學教育活動。采用自編的《兒童光影概念問卷》對138名3-6歲兒童的光影概念的發展水平進行研究，研究將兒童光影概念劃分為認知發展水平和操作水平兩個方面。結果發現：（1）兒童光影概念的認知水平與操作水平都隨年齡增長而逐步提高，但操作水平始終高于認知水平；（2）6歲是兒童光影概念發展的關鍵期；（3）兒童對光影概念的認知存在著許多前科學概念。

兒童；光影概念；認知發展；操作能力；前科學概念

一、問題提出

光影概念是兒童科學知識掌握中的一個重要知識點。兒童在學習光影知識之前，對各種光影現象已有自己的認識和理解，并形成一些與科學知識相悖的觀念和規則，這就是光影知識的前科學概念。朱莉琪［1］的研究發現，兒童在接受正規的科學教育前就對科學形成了自己的“樸素理論”，他們用這種理論來解釋現象。因此，兒童對科學現象的認識和解釋存在很多前科學概念。

兒童對光影概念的理解最早可追溯到皮亞杰［2］的研究，他將兒童對影子現象的解釋劃分為四個階段，研究表明兒童在第四階段（9歲），才能夠對影子做出正確解釋。之后，國內外學者對光影概念進行了拓展研究。德弗里斯［3］把影子的空間因果關系分解為若干變量之間的關系，它們分別是：物體—影子、物體—屏幕、影子—屏幕、光源—影子、光源—屏幕、物體—光源之間的關系。P.A.Cameron［4］的研究結果表明：盡管兒童在一個相當早的年齡階段能夠操縱自己的影子，但是3歲前的兒童對影子和鏡子的差異卻不容易理解。唐明［5］對小學五年級兒童的研究發現，兒童認為光對物體作用產生影子，影子是物體的一部分。李采不［6］對小學3-6年級的兒童研究發現：兒童認為透明物體沒有影子或為深色影子，影子是由物體“反射”陽光而生，且黑暗中依然有影子。徐杰［7］研究某大班幼兒在六次教學活動中對光影概念認識的發展。

以上研究發現，對兒童光影概念的研究主要集中在兒童的光影概念及其成因認識，并且對學齡前兒童光影概念的發展研究較少。3-6歲的兒童處于自我中心階段，思維缺乏可逆性。因此本研究對3-6歲兒童光影概念劃分認知發展水平和操作水平，以揭示兒童光影概念的發展規律及其對光影知識存在的前科學概念，幫助兒童由自發的前科學概念向科學概念轉化，最終為促進兒童光影概念的掌握和科學課程的設計提供科學依據。

二、研究方法

（一）研究對象

在重慶市的3所幼兒園隨機抽取3-6歲兒童138人，涉及不同性別、年齡和城鄉來源。其中3歲組兒童30人，4歲組36人，5歲組36人，6歲組36人。男孩74名，女孩64名。來自教育條件較好的城市幼兒園84名，較差的城鄉結合部幼兒園54名。3歲組兒童指已滿3歲但不足4歲的兒童，其他年齡組也以此標準界定。

（二）研究工具與測試過程

采用美國芝麻街工作室《大鳥看世界》評估項目課題組編制的兒童探索問卷中的 《兒童光影概念問卷》作為研究工具。該問卷主要測查兒童對光影概念的理解水平，以及在科學探索活動中存在的前科學概念。測試分為兩個類：一是認知題，說出影子從哪里來，感知光源、物體、影子三者之間的關系；二是操作題，制造影子，通過改變物體和光源之間的距離使影子變大變小，變長變短。主試由兒童發展心理學相關專業的研究生組成，且在正式施測前經過培訓，以確保熟悉測試流程。測試中，由訪談人員、筆錄人員共2名組成一個小組，每個小組一次測試一名兒童并逐字記錄訪談實況。

（三）編碼標準

1.認知編碼標準

兒童的光影概念不是“全或無”，而是逐漸發展起來的。兒童對光影概念的理解，主要涉及到物體、屏幕和光源這三個因子和影子之間的關系。通過對訪談情況的分析，發現兒童對光影概念的認知發展水平具有四個，具體見表1。

表1 兒童概念認知發展水平編碼

2.操作編碼標準

研究中提供被試手電筒和木塊來做出影子，考察兒童動手做影子的能力。（1）操作正確：能利用提供的光源和物體做出影子；做出影子并能讓影子產生變化；利用手電筒和木塊做出長影子和短影子、大影子和小影子。（2）操作錯誤：不能做影子、拿到提供的光源（手電筒）和物體（木塊）完全沒有反應，或是亂擺動。

三、研究結果與討論

（一）兒童光影概念發展的總體狀況——操作水平高于認知水平

認知水平上，有83.3%的兒童說自己見過影子，對影子有一個朦朧的認識，90.6%的兒童對光影概念的認知理解處在無光影概念和光影概念萌芽階段。說明大多數兒童對影子有過體驗，但是對影子的科學概念不理解。操作水平上，30.4%的兒童能用提供的手電筒和木塊做出影子，并且有31.2%的兒童能做出一個長影子和一個短影子，兒童能通過改變物體擺放的位置來影響影子的長短，其中29.7%的兒童可以通過改變物體和光源的距離能影響影子的大小。結果顯示，兒童能夠正確操作影子的人數要高于對影子理解正確的人數。進而可以發現，兒童光影概念的認知水平和操作水平都隨年齡的增長而提高，但是認知水平落后于操作能力發展水平。

（二）兒童光影概念的發展存在關鍵期

表2 兒童光影概念認知的發展水平（百分數）

1.兒童對光影概念的認知發展水平

3歲兒童約80%都沒有光影概念，處在無概念階段。兒童4歲后才開始出現部分概念，5歲兒童的表現和4歲的基本一樣，而在6歲組則出現一名兒童達到接近科學概念階段。6歲組中處于概念萌芽和部分概念階段的人數比例有所上升。說明3-6歲兒童大多處在對光影概念的萌芽認識階段，沒有達到理解光影概念的科學本質水平。這一結果和皮亞杰的研究一致。兒童光影概念發展總體是隨年齡增長而呈上升趨勢，6歲是兒童光影概念認知發展的水平一個關鍵時期。

2.兒童對光影概念的操作水平

總體上影子操作正確的人數隨著年齡的增長而增加。在做出影子，長短影子和大小影子上，6歲組的操作正確的人數均高于操作錯誤的人數，說明6歲是兒童光影概念操作水平的轉折期。

研究結果表明：6歲是兒童掌握光影概念的關鍵時期，這與兒童的思維發展和元認知密切相關。6歲以前，兒童主要以具體形象思維為主，思維呈現出經驗性、表面性、和片面性等特點，思維缺乏靈活性，不能抓住事物的本質特征；而6歲時兒童明顯出現了抽象邏輯思維的萌芽，更容易在日常生活中強化對光影概念的認知，從而掌握概念的本質特征。而且，大多數兒童在6歲才出現元認知，這對兒童認知能力和認知過程起著促進作用，同時也對兒童操作能力的發展起著調節與控制作用。因此在6歲時，兒童對光影概念的掌握發生了非常明顯的變化。

（三）兒童光影概念的前科學概念類型

研究結果表明3-6歲的兒童都還不具備光影概念的科學概念。兒童的科學概念總是以前科學概念為先導，逐步發展起來的。牟毅，朱莉琪［8］指出兒童前科學的樸素認知是今后科學知識掌握的基礎。兒童在對影子的認知上存在著許多的前概念，本研究中發現兒童的前科學概念可以歸為以下幾種：

第一，無關回答。毫無關系的回答，比如“用黑色的顏料做影子”，“用一條線可以做影子”，“從天上飛下來的”，“你只要跑得快它就出來了”。

第二，單一因子解釋。一是從屏幕來解釋影子的來源，如“影子就是天空中、水里面、地下面來的”；二是從物體來解釋，如“影子就是從人身上跑出來的”；三是考慮到光源的作用，如“光照到的亮的地方是影子”，“有燈或是太陽的地方就有影子”。

第三，部分關系解釋。兒童開始從關系層面來考慮影子，如“太陽照到人身上或是地上就有影子”，“人在太陽下面曬就有影子”。

四、教育建議

根據兒童光影概念認知發展的特點與規律，為教育活動中采取針對性措施，促進兒童光影概念的掌握和發展提供了科學依據。

(一)依據兒童光影概念認知發展特點設計教學活動

課程設計與教學過程應把握兒童的認知發展特點，以兒童科學學習的特征為依據。在皮亞杰對兒童認識發展階段的劃分上，學前期的兒童在認識上有著自己的一套解釋理論。兒童在知覺上較傾向于物體的單一維度或層面，導致對事物的認識具有片面性。兒童光影概念發展的關鍵就在于克服思維的片面性，如何從單一因子解釋到認識關系本質。因此，教師在設計課程時應該主要考慮如何讓兒童認識到物體、屏幕和光源三者之間的關系，理解了這三者的關系，兒童就能理解光影概念的科學本質。此外，兒童科學知識的學習先依賴前概念的獲得，因此科學課程的設計應具連貫與銜接性，把握循序漸進的原則，由易到難、由簡到繁、由具體到抽象。

(二)把握關鍵期，通過三個學習渠道教導兒童認識科學

關鍵期是兒童能力發展的重要時期，也是兒童光影概念的認知和操作能力培養發展的重要契機。6歲兒童雖然已經積累了有關光影概念的相關知識，但由于他們思維的局限性，還沒有達到掌握科學概念的程度。兒童對事物的學習有著濃烈的興趣，對于自然界的現象表現好奇與強烈的探索欲望，然而受限于經驗與思維，他們需要在實作中汲取經驗及了解事物間的關系。因此，應提供給兒童正確的科學學習渠道。其一，提供給兒童探索的機會和鼓勵兒童勇于嘗試，引導兒童經由親身體驗與探究的過程來修正錯誤的認識，并通過實際操作來回答自己的疑問。其二，營造良好科學學習環境及適宜的引導兒童主動操作，也是滿足兒童探索欲望的良好方法。其三，適宜的引導兒童正確的認識科學，通過做中學、學中思讓兒童來正確理解科學。

(三)家長參與或兒童以大帶小，增加兒童動手操作的機會

教師要進行光影概念的教學活動時，可以提前讓家長參與到兒童的操作活動中。這樣不僅可以有效地控制意外情況的發生，而且充分鍛煉了兒童的動手操作能力，強化了他們對光影概念的理解和掌握。另外，也可采取以大帶小的方式，讓幼兒園大班兒童或更高年級的兒童做他們的指導者，這樣也可以鍛煉其動手操作能力，從而增強對光影概念的掌握。

(四)兒童光影前概念轉變的建構與實施

皮亞杰的同化理論認為個體學習是同化、順應的認知建構過程和平衡→不平衡→新的平衡→新認知發展過程的統一。波斯納等心理學家在皮亞杰的認知建構主義理論基礎上提出了概念轉變需要滿足四個條件：對已有的概念不滿意、有可理解的適合的替代物、替代物必須被認為是合理的、替代概念必須比原有概念更富有成效。根據以上理論，要轉變兒童光影前概念可以采取以下方法。首先，要引出這些錯誤概念，向兒童提供演示、實驗等呈現的新信息（科學概念），以引起兒童的認知沖突，使兒童認識到原有概念與新信息之間的不一致。其次，通過現場操作，讓兒童獲取影子的感性材料，引導兒童順應建構。最后，給兒童呈現光影概念，形成對有關影子的新的觀念。

:

［1］朱莉琪.兒童科學概念的認知發展［J］.心理科學進展，2006,14(4):569-573.

［2］PIAGET J.The Child’s Conception of Physical Causality［M］.London:Routledge,Paul K,1930:120-132.

［3］DEVRIES R．Children’s conceptions of shadow phenomena ［J］.Genetic，Social，and General Psychology Monographs,1986,112(4):479-530.

［4］PATRICIA A.Cameron,Gordon G.Gallup Jr［J］.Infant Behavior and Development,1988,11(4):465-471.

［5］唐明.國小五年級學童光概念及相關迷思概念之研究［D］.臺北:臺北師范學院,2001.

［6］李采不.國小中、高年級學童光迷思概念研究［D］.屏東:臺灣屏東師范學院,2002.

［7］徐杰,張俊,王樹芳,等.幼兒光影概念轉變的個案研究［J］.學前教育研究,2008（2）:42-47.

［8］牟毅,朱莉琪.兒童樸素物理學的錯誤概念及影響概念轉換的因素［J］.心理科學進展,2006.14(5):697-703.

A Research on the Level of Shadow Conception Development of Children Aged 3 to 6

LI Zhen-zhen1,WANG Juan2
(1.School of Education,South-west University,Beibei 400715,Chongqing;(2.School of psychology,South-west University,Beibei 400715,Chongqing,China)

Educators can carry out science education better by understanding the prescience conception of children.The research adopts the Shadow Conception of Children questionnaire and picks out 138 children from 3 to 6 years old at random in order to investigate the level of Shadow Conception development of children,including the cognitive development and operational ability.The results are as follows:(1)the cognitive level and operational ability of Children’s shadow conception gradually improve by the age,meanwhile operational level always keeps higher than the cognitive level;(2)the year of 6 is the transition period of the development of children’s Shadow Conception;(3)there are many prescience conceptions on the cognition of shadow among children.

children;shadow conception;cognitive level;operational ability;prescience conception

G445

1007-5348（2013）01-0163-04

2012-11-25

美國芝麻街工作室“大鳥看世界”項目研究成果

李貞珍（1987-），女，重慶潼南人，西南大學教育學部碩士生，主要從事兒童心理發展與教育研究。

（責任編輯：吳有定）