4～7 歲兒童時間概念的獲得方式*

劉鵬飛 崔佳歆 任維聰 張志杰

(河北師范大學教育學院，石家莊 050024)

1 引言

1.1 兒童時間概念的加工特征

時間概念是事物運動變化順序性和持續性的反映。對時間概念的理解主要包括等級含義和數量含義（余習德,李明,夏新懿,朱一奕,高定國,2019;Labrell,Mikaeloff,Perdry,& Dellatolas,2016）。

兒童從使用和表達時間概念開始，對時間概念的理解程度不斷提高。4 到7 歲是兒童理解時間概念的關鍵階段。4 歲的兒童能夠表征“昨天”“去年”的前后順序，7 歲兒童不僅能夠表征時間詞的前后順序，還能表征兩者之間的距離（Tillman,Marghetis,Barner,& Srinivasan,2017）。3 到7 歲兒童對時間估計越來越精確（Droit-Volet,2016;Espinosa-Fernández,de la Torre Vacas,del Rosario García-Viedma,García-Gutiérrez,& Colmenero,2004）。研究發現兒童在7 歲左右對時間概念的理解顯著提高（Espinosa-Fernández et al.,2004;Mioni,Stablum,Grondin,Altoé,& Zakay,2018）。

1.2 兒童時間概念加工的心理機制

盡管時間概念較早出現在兒童的語言表達中，但兒童需要發展到一定的年齡階段才能準確理解時間概念的含義（Shatz,Tare,Nguyen,& Young,2010）。先前研究表明4～7 歲是從不能準確表達時間詞到精確使用時間詞的階段，但并未揭示兒童通過哪種方式獲得時間概念含義。本研究關注兒童理解和加工時間單元詞可能的方式。以往研究提出兒童主要依賴兩種認知加工過程習得時間概念：一是主客觀映射，主要是基于事件、體驗的映射；二是言語邏輯思維操作，包含對時間語詞關系的理解（余習德等,2019）。

主客觀映射的觀點認為，兒童通過將主觀經驗映射為相應時間長度來理解時間概念含義（劉文娟,李瑩,王瑞明,2015;Forman,2015;Friedman,1990;Lakoff & Johnson,2003;Magnani & Musetti,2017）。研究發現兒童在沒有掌握時間概念之前已具備感知時間的能力（Droit-Volet,2016）。嬰兒可以判斷時間長短，隨著年齡的增長，兒童時間感知能力更加精確（Martinez-Alvarez,Pons,& de Diego-Balaguer,2017）。一方面感知經驗能夠幫助兒童理解和整合時間信息，隨著兒童對時間、動作等經驗不斷感知，記憶痕跡得到多次激活，并得到鞏固，兒童感知時間的準確性越來越高（Rattat & Tartas,2017）。另一方面精確的時間估計幫助兒童進一步優化感知經驗，例如對時間的精確估計可以幫助兒童更安全地過馬路，更有節奏地鼓掌等（Coull & Droit-Volet,2018）。因此，感知經驗和時間估計相互促進、相互優化，兒童可以通過經驗映射的方式加工時間信息。

言語邏輯思維操作的觀點認為，兒童通過邏輯推理構建各個時間詞之間的關系來加工時間概念（Carey,2004;Gentner,2016;Pecher & Zeelenberg,2018;Wagner,Tillman,& Barner,2016）。研究發現兒童對概念的推理過程是促進兒童加工概念精確意義的來源（Maru?i? et al.,2021）。兒童可以直接通過語言的提示作用來理解時間概念，例如在英語表達中，兒童可以通過時態區分過去和未來，漢語中通過“曾經”“將要”等時間副詞區分過去和未來（畢鴻燕,彭聃齡,2002）。此外，在日常溝通中，不同的時間詞出現在大量的語境中，兒童可以通過對比、推理時間詞之間的關系獲得時間概念的含義。如，“這個節目有1 小時，現在只剩下幾分鐘了?！痹谶@種語境中兒童不需要知道小時和分鐘具體的長度，就可以理解1 小時長于1 分鐘。這種基于言語的邏輯思維操作可以獲得時間詞的等級含義（Nelson,1991）。

通過加工時間詞之間的關系來理解時間概念時，兒童不需要理解時間詞對應的準確長度就能夠獲得時間概念的等級含義。但是如果要理解時間概念的準確含義，一方面需要理解時間詞包含的數量含義，另一方面還需要掌握時間概念的定義，即知道“1 小時等于60 分鐘，1 分鐘等于60 秒”等概念。這些能力都需要兒童認知發展到一定階段才能獲得。

綜上，兒童對時間詞含義的理解可能與感知經驗有關，也可能與語言發展有關。通過感知經驗對時間概念的理解雖然不精確，但可以進行時間詞的等級對比和排序，也可以在對精確性要求不高的背景下，加工時間概念的數量含義（Friedman,1990）。通過言語思維操作也可以進行時間概念的等級排序而不精確加工時間長度，但若要精確地加工時間詞的含義，就必須理解時間詞包含的數量含義，以及時間概念的基本定義。

1.3 兒童加工時間單元詞的心理機制

本研究關注不同年齡階段兒童時間單元詞的理解情況及其相關的心理機制，主要探究兒童對時間單元詞等級含義和數量含義的理解與年齡之間的關系。如果兒童對等級和數量含義的理解表現出同步性，則支持主客觀映射的觀點，說明兒童可以基于事件或個人體驗獲得一定的等級和數量含義。如果對等級含義和數量含義的掌握表現出隨年齡增長的異步性，則支持言語邏輯思維操作的觀點，說明兒童需要在言語能力發展到一定階段才能完全掌握時間概念的等級和數量含義。

本研究通過3 個實驗探討兒童對時間概念“ 秒”“ 分”“ 小 時”“ 天”“ 星 期”“ 月”“年”的獲得機制。實驗1 以時間詞語對比的方式考察兒童理解時間概念等級含義的情況。實驗2 通過對包含不同數字的時間詞進行對比，探討兒童加工時間概念數量含義的情況。實驗3 通過空間長度映射的方式讓兒童對數字和時間進行線性估計，進一步檢驗兒童對時間概念數量含義的理解情況，并探討時間概念基本定義的學習與時間詞理解之間的關系。本研究采用以上兩種范式（Tillman & Barner,2015）探討4 到7 歲兒童對時間概念的獲得方式，一方面能夠進一步了解兒童加工時間概念的方式，另一方面為時間概念的教學提供參考。

2 實驗1：兒童對時間詞等級含義的理解

2.1 被試

選取88 名幼兒園和小學兒童（男生44 名，女生44 名）參與研究。其中4 歲兒童28 名（男生17 名，女生11 名），平均年齡4.6 歲；5 歲兒童23 名（男生11 名，女生12 名），平均年齡5.5 歲；6歲兒童24 名（男生13 名，女生11 名），平均年齡6.7 歲；7 歲兒童13 名（男生7 名，女生6 名），平均年齡7.3 歲。

2.2 實驗程序

讓兒童對比兩個時間詞的長短，并對兒童的回答進行記錄。為避免順序效應，實驗以長時間詞是否在前分成2 組。每組中有秒、分、小時、天、星期、月、年這七個時間概念，為兩種時間概念類型：鐘表時間（秒、分、小時、天）和日歷時間（天、星期、月、年）。對比設置在3 個等級差范圍內，分別為：秒vs.分、秒vs.小時、秒vs.天、分vs.小時、分vs.天、小時vs.天、天vs.星期、天vs.月、天vs.年、星期vs.月、星期vs.年、月vs.年、小時vs.星期，共13 種對比形式，26 個試次。每組對比詞用一個動詞搭配（跑、玩、哭、睡、說話、跳舞）。采用偽隨機形式，每一動詞搭配過所有時間詞，同一個動詞不在兩個相鄰試次中出現。具體操作流程如下：首先向兒童介紹兩個人物（杰克和安妮），然后向兒童提問，例如，“杰克跑了1 分鐘，安妮跑了1 小時，誰跑的時間長？”實驗中數字保持不變，對先提及哪個人物在試次間進行了平衡。

2.3 結果

首先，分析兒童回答問題的正確率。通過t檢驗發現，各年齡段兒童的正確率均顯著大于50%[4 歲:t(27)=3.89,p<0.05;5 歲:t(22)=16.15,p<0.001;6 歲:t(23)=49.84,p<0.001;7 歲:t(12)=123.34,p<0.001]。以年齡為自變量，正確率為因變量進行單因素方差分析，發現各年齡段兒童間正確率差異顯著，F(3,84)=75.27，p<0.001。通過年齡之間多重比較發現，6 歲和7 歲兒童正確率差異不顯著，其余各年齡之間正確率差異顯著。

分析時間概念之間的等級差，探究兒童獲得等級含義的情況。對比時會產生等級差，例如秒和小時差2 級，秒和天差3 級，實驗共有三個等級差：級差一、級差二、級差三。以年齡、等級差為自變量，正確率為因變量進行重復測量方差分析。年齡主效應顯著，F(3,252)=68.31，p<0.001，η=0.71；等級主效應顯著，F(2,83)=8.97，p<0.001，η=0.18；交互作用顯著，F(6,168)=4.09，p=0.001，η=0.13。4 歲、5 歲兒童三個等級差異顯著，F(2,83)=22.50，p<0.001、F(2,83)=4.51，p=0.014。6 歲和7 歲兒童等級差異不顯著，F(2,83)=0.22，p>0.05，F(2,83)=0.10，p>0.05。見圖1。4 歲兒童級差一任務（M=0.52,SD=0.14）顯著低于級差二任務（M=0.69,SD=0.14,p<0.001）和級差三任務（M=0.61,SD=0.22,p=0.037）。5 歲兒童級差一任務（M=0.82,SD=0.23）顯著低于級差二任務（M=0.89,SD=0.29,p=0.008）和級差三任務（M=0.90,SD=0.34,p=0.018）。

圖1 兒童時間概念三個等級判斷的正確率

3 實驗2：兒童對時間詞數量含義的理解

實驗2 讓兒童比較包含不同大小數字的時間詞，例如2 小時與3 分鐘對比，探究兒童對時間概念中數量含義的理解，以探討兒童是否已掌握時間概念的準確含義。

3.1 被試

選取127 名幼兒園和小學兒童（男生63 名，女生64 名）參與研究。其中4 歲兒童25 名（男生13 名，女生12 名），平均年齡4.5 歲；5 歲兒童38 名（男生19 名，女生19 名），平均年齡5.5 歲；6 歲兒童28 名（男生13 名，女生15 名），平均年齡6.5 歲；7 歲兒童36 名（男生18 名，女生18 名），平均年齡7.6 歲。

3.2 實驗程序

實驗1 和實驗2 研究范式相同，對比內容加入了數字概念。本研究采用5 種對比形式：分 vs.小時、星期 vs.年、天 vs.年、天 vs.星期、秒 vs.小時。數字和時間概念的組合有三種形式：（1）一樣類型，前后數字相同（如2 小時vs.2 分鐘）；（2）一致類型，時間概念長短和數字大小一致（如2 分鐘vs.3 小時）；（3）不一致類型，時間概念長短和數字大小不一致（如3 分鐘vs.2 小時）。對時間詞呈現的先后順序進行了平衡。

3.3 結果

以年齡、對比類型為自變量，正確率為因變量進行重復測量方差分析，發現年齡、對比類型主效應顯著，F(3,246)=62.37，p<0.001，η=0.60，F(2,246)=36.44，p<0.001，η=0.23；兩者交互作用顯著，F(6,246)=17.08，p<0.001，η=0.29。進一步分析年齡和對比類型的交互作用發現，4 歲兒童對比類型存在顯著差異，F(2,122)=45.85，p<0.001；一樣類型（M=0.70,SD=0.22）顯著低于一致類型（M=0.84,SD=0.15,p=0.002），不一致類型（M=0.45,SD=0.29）顯著低于一樣類型（M=0.70,SD=0.22,p=0.001）和一致類型（M=0.84,SD=0.15,p<0.001）。三種對比類型中只有不一致類型與50%概率水平差異不顯著，t(24)=?0.84，p=0.410。5 歲兒童對比類型存在顯著差異，F(2,122)=7.16，p<0.05，η=0.11；一樣類型（M=0.92,SD=0.13）和一致類型（M=0.94,SD=0.13,p=0.117）沒有顯著差異，不一致類型（M=0.82,SD=0.22）顯著低于一樣類型（M=0.92,SD=0.13,p=0.002）和一致類型（M=0.94,SD=0.13,p<0.001）。見圖2。6 歲、7 歲兒童三種對比類型沒有顯著差異。

圖2 兒童判斷時間概念三種對比類型的正確率

4 歲、5 歲兒童不一致類型正確率低于一致和一樣類型。其中5 歲兒童一致類型（如3 小時vs.2 分鐘）的正確率是94%，一樣類型（如2 小時vs.2 分鐘）的正確率是92%，說明5 歲兒童已經掌握數字大小以及時間概念的等級含義。而不一致類型（如2 小時vs.3 分鐘）的正確率是82%，顯著低于前兩種類型。5 歲兒童未能將時間詞和數字整合，表明兒童對時間詞數量含義的理解不是通過經驗映射的方式，有可能是基于定義對時間詞進行加工和判斷。

4 實驗3：兒童時間詞定義學習與理解的關系

上述兩個實驗都是采用時間詞對比的方式，其局限在于多個時間詞不能同時比較。實驗3 通過空間映射的方式探究兒童能否像成人一樣加工時間概念的數量含義，區分時間概念的比率關系，并探討時間概念定義學習與時間概念數量含義理解的關系。

4.1 被試

選取86 名幼兒園和小學兒童（男生41 名，女生45 名）及20 名在校研究生（男生3 名，女生17 名，平均年齡24 歲）參與研究。其中5 歲兒童23 名（男生11 名，女生12 名）平均年齡5.6 歲；6歲兒童36 名（男生17 名，女生19 名），平均年齡6.6 歲；7 歲兒童27 名（男生12 名，女生15 名），平均年齡7.6 歲。

4.2 實驗程序

采用一對一紙筆測試，向被試呈現一張A4 紙上的3 條長度為17cm 的直線，其中一條表示數字大小的線、兩條表示時間長度的線。讓被試在每條線上確定4 個概念詞的位置，并用對應顏色的彩筆在線上畫出節點（見表1）。線1 的指導語為：“這是一條數字線，這是0（左端點），這是100（右端點），每一個數字都有自己的位置，請告訴我45 在哪里？并用藍色的筆進行標記。”其他3 個數字的程序與此相同。線2 的指導語為：“這是一條時間線，這條線可以告訴我們一些事情用了多少時間。從左到右，從很短的時間到很長的時間。每一段時間都有自己的位置，越向右時間越長（用手從左滑向右）。最左邊時間很短，如一眨眼的時間，最右邊端點時間很長，是一整天的時間。請告訴我小時應該有多長？并用黃色的筆進行標記?！逼渌? 個時間詞的程序與此相同。線3 的指導語與線2 大致相同，僅改變其中的概念詞，例如將小時改為2 小時。之后讓兒童回答三個問題：“一分鐘有多少秒？一小時有多少分鐘？一天有多少小時？”以考察兒童獲得時間概念定義的情況。

表1 數字線和時間線上的概念詞

4.3 結果

首先檢驗兒童對各任務的正確排序情況。以年齡、任務為自變量，排序是否正確（正確為1，錯誤為0）為因變量，進行Logistic 回歸分析。年齡和任務主效應顯著，χ2(1)=9.10，p<0.01，χ2(2)=9.62，p<0.01；交互作用顯著，χ2(2)=13.39，p=0.001。如圖3所示。5 歲兒童數字任務判斷正確率顯著高于時間詞任務[χ2(2)=4.54,p<0.05]和數字時間組合詞任務[χ2(2)=7.40,p<0.001]。6 歲兒童數字任務顯著高于時間詞任務[χ2(2)=13.41,p<0.001]和數字時間詞組合任務[χ2(2)=27.06,p<0.001]。7 歲兒童數字任務與時間詞任務、數字時間詞組合任務的差異不顯著。5 歲和6 歲兒童的數字任務表現最好，表明兒童對時間詞判斷的困難不是來自對數字概念的理解。以每一個概念詞放在正確位置的概率作為概率水平（25%），通過t檢驗發現5 歲兒童回答時間詞任務正確率低于概率水平，t(22)=?2.71，p<0.05；回答數字時間詞組合任務正確率也低于概率水平，t(22)=?4.75，p<0.001。6 歲兒童回答時間詞任務正確率高于概率水平，t(35)=4.38，p<0.001；數字時間詞組合任務正確率與概率水平差異不顯著，t(35)=1.69，p>0.05。

圖3 兒童對各任務排序的正確率

測量兒童和成人在三條線上表示每個概念詞所對應的線段長度，進一步驗證兒童能否像成人一樣理解時間概念的數量含義。兒童表征兩個時間長度之間的比率，稱作“估計比率”，成人表征兩個時間長度之間的比率，稱作“參考比率”。以參考比率、年齡為自變量，估計比率為因變量分別對時間詞任務和數字時間詞組合任務進行雙因素方差分析。在時間詞任務中，年齡、參考比率主效應顯著，F(2,498)=35.58，p<0.001，η=0.13，F(5,498)=49.60，p<0.001，η=0.33；交互作用顯著，F(10,498)=12.17，p<0.001，η=0.20。在數字時間詞任務中，年齡、參考比率主效應顯著，F(2,498)=4.21，p<0.05，η=0.02，F(5,498)=11.05，p<0.001，η=0.10；交互作用不顯著，F(10,498)=1.27，p>0.05，η=0.03。在兩任務中，只有5 歲兒童參考比率的簡單效應不顯著，F(5,498)=0.29，p>0.05，F(5,498)=0.37，p>0.05。在時間詞任務中，6 歲兒童簡單效應顯著，F(5,498)=15.09，p<0.001；7 歲兒童簡單效應顯著，F(5,498)=51.38，p<0.001。在數字時間詞任務中，6 歲兒童簡單效應顯著，F(5,498)=2.63，p<0.05；7 歲兒童簡單效應顯著，F(5,498)=4.25，p<0.05。結果表明，6 歲和7 歲兒童可以區分時間詞之間的比率關系。

對各年齡兒童回答問題的正確率進行t檢驗，發現5 歲兒童3 道題的正確率都顯著低于概率水平，t(22)=?5.15，p<0.001，t(22)=?6.88，p<0.001，t(22)=?6.88，p<0.001。6 歲兒童在1 小時有多少分鐘問題中回答的正確率顯著高于概率水平，t(35)=3.42，p<0.05；在其他兩道題中差異不顯著，t(35)=0.66，p>0.05，t(35)=0.33，p>0.05。7 歲兒童3 道題的正確率顯著高于概率水平，t(26)=5.05，p<0.001，t(26)=12.50，p<0.001，t(26)=2.80，p<0.05。見圖4。

圖4 兒童回答時間概念定義問題的正確率

以年齡、參考比率、定義獲得為自變量，估計比率為因變量進行方差分析，發現參考比率、年齡和定義獲得主效應顯著。其中，參考比率主效應：F(5,450)=23.19，p<0.001，η=0.21。年齡主效應：F(2,450)=3.95，p<0.05，η=0.02。定義獲得主效應：F(3,450)=5.94，p<0.01，η=0.04。三因素及兩因素交互作用均不顯著。結果表明，定義的學習是影響兒童加工時間概念數量含義的重要因素。

5 討論

本研究通過三個實驗探討兒童時間概念的獲得方式。實驗1 和實驗2 采用時間詞對比的方式發現兒童在4 歲已經獲得時間概念的等級含義，隨著年齡的增長，時間詞判斷的正確率提高。4 歲和5 歲兒童在數字與時間詞等級不一致的對比類型條件下，時間概念判斷的正確率顯著低于一樣和一致兩種形式。6 歲、7 歲兒童三種類型對比沒有顯著差異。實驗3 采用空間映射的方式發現6～7 歲兒童能夠與成人一樣區分時間概念之間的比率，并發現時間概念定義學習有助于兒童精確理解時間概念。

綜合3 個實驗發現，4、5 歲兒童能夠理解時間概念的等級含義，但不能像6 歲、7 歲兒童正確對比2 小時和3 分鐘，不能像成人一樣區分時間詞之間的比率，直到兒童能夠通過定義來加工時間概念的數量含義。兒童加工時間概念具有階段性，通過構建時間概念之間的關系加工時間概念含義，符合言語邏輯思維操作的觀點。

加工時間詞之間的關系是兒童早期理解時間概念含義的主要方式。先前研究發現兒童能夠把表示時間的詞語組織到一個范疇中，當問到有關時長的問題時學前兒童會用數字加時間詞方式進行回答（Shatz et al.,2010）。本研究進一步發現兒童不僅可以表達和使用時間詞，還通過對比構建時間詞之間的關系理解時間概念的等級含義。只是兒童理解的等級意義不像成人那樣還包含著對應長度和比率關系。

早期兒童能夠表達和使用時間概念為兒童獲得概念的等級含義提供重要基礎。大量的語言輸入促使兒童對比語句中的時間概念，理解時間概念的等級含義（Nelson,1989）。在此基礎上，兒童需要通過學習時間概念的定義來進一步獲得其精確含義（Friedman,1978;Wilkening,Levin,& Druyan,1987）。對話環境的支持以及詞語關系的加工可以優化兒童對時間概念的理解，從而完成等級含義到數量含義的理解過程。

感知經驗的表征是加工時間概念的重要基礎。早期兒童通過語言環境構建時間詞語和生活情境之間的關聯，需要有感知經驗的參與，建立客觀世界與概念之間的聯系，形成最初的語言標簽（Wagner et al.,2016）。而在對時間概念本身的理解階段，兒童通過對比來對詞語進行加工，不斷細化詞語之間的聯系，理解時間詞的含義。Carey（2009）認為，兒童這種通過對概念關系的加工來理解抽象概念含義的過程是自行對比推理的過程。

6 結論

兒童對時間概念的理解具有階段性，兒童先獲得時間概念的等級含義，并通過定義學習獲得時間概念的精確含義。