程　穎

【摘要】本研究采用訪談法對南京市某幼兒園和某小學共90名4~8歲兒童的溶解概念進行研究。研究內(nèi)容包括兒童對溶解現(xiàn)象的認識和兒童對“溶解”這一科學概念的認識。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兒童的科學概念是隨著年齡的增長而發(fā)展的，不同思維發(fā)展階段的兒童對溶解概念的理解呈現(xiàn)出不同的特點；兒童在解釋溶解概念時經(jīng)?；煜叭芑迸c“融化”這兩個概念；年齡越小的兒童越傾向于強調(diào)外力因素作用在溶解過程中的必要性。

【關(guān)鍵詞】兒童；溶解；科學概念；物質(zhì)守恒；思維

【中圖分類號】G610 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004-4604（2009）01/02-0060-04

一、問題的提出

“溶解”是兒童科學教育中的經(jīng)典概念之一，也是兒童在日常生活中經(jīng)常接觸到的概念之一。

皮亞杰曾對兒童的溶解概念作過研究，主要對象集中于學齡兒童?！?〕皮亞杰以糖溶解于水和揉捏彩色黏土的情景探究兒童對量的建構(gòu)以及物質(zhì)守恒觀。他指出，兒童7歲之前較常使用“消失不見”這一字眼來說明溶解現(xiàn)象，其推理頗受知覺經(jīng)驗的支配，因為在知覺外觀上糖確實是消失不見了。換言之，這一年齡段的兒童尚不具備物質(zhì)守恒概念。他認為，10歲以上的兒童才可能具備物質(zhì)守恒概念。皮亞杰的研究結(jié)果是與他的認知發(fā)展階段理論相符的。他認為7歲以前的兒童處于前運算階段，這一階段思維的顯著特點是缺乏可逆性，即很難在頭腦中進行這樣的運算：糖+水=糖水，以及將其逆轉(zhuǎn)的運算：糖水-糖=水，對事物的變化缺乏守恒概念，即認為“糖不在水中”；而7~12歲的兒童則處于具體運算階段，這一階段思維的顯著特點就是具備了守恒觀，即認為“糖溶解后仍在水中”。

上世紀80年代，一些學者也曾對學齡兒童的溶解概念加以研究。艾里克森、Driver等學者的研究發(fā)現(xiàn)，一部分15歲的兒童仍持有“糖消失不見”的觀點，不具備物質(zhì)守恒概念?！?〕我國學者簡美容在研究中測試了小學四年級與六年級的學生，發(fā)現(xiàn)他們之中絕大多數(shù)已具備物質(zhì)守恒觀，但對于溶解的內(nèi)涵（諸如均質(zhì)粒子觀）則多數(shù)學生仍未理解。Driver、Ebenezer和Gaskell等學者在研究中也發(fā)現(xiàn)，有部分兒童以物質(zhì)由固體轉(zhuǎn)變成液體的物理外觀變化來描述溶解現(xiàn)象，且稱此為“融化”，認為“溶解”與“融化”的意義是相同的。〔3〕Prieto和Blanco及Cosgrove和Osborne經(jīng)過研究均指出，當被問到“溶解”這個詞的意義時，大部分受訪兒童會指向外在的行為，如攪拌、加熱。

近年來，臺灣學者周淑惠對幼兒園大班兒童溶解概念進行了研究，發(fā)現(xiàn)在她調(diào)查的60名大班兒童中，半數(shù)以上已具備物質(zhì)守恒觀，大部分兒童能提及“溶化”這個詞，也有幾名兒童提及“溶解”這個詞；近半數(shù)的兒童提及在糖溶解過程中加熱或攪拌的重要性；另有部分兒童使用“冰融化”來解釋“溶化現(xiàn)象”?！?〕

研究者從以往的文獻中發(fā)現(xiàn)，雖然對兒童溶解概念的研究很多，但是對學前兒童（尤其是低齡兒童）的研究較少，對兒童溶解概念的年齡特點及發(fā)展變化的研究尚屬空白。且已有研究大部分集中于西方國家和我國臺灣地區(qū)，我國內(nèi)地涉及兒童溶解概念的研究較少。

本研究的目的在于了解小班、大班及小學二年級兒童對溶解現(xiàn)象的理解以及各年齡階段溶解概念發(fā)展變化的特點，并將本研究的結(jié)果與西方國家和我國臺灣地區(qū)的研究結(jié)果進行比較，分析各地兒童的溶解概念水平是否存在差異。

本研究的內(nèi)容包括兒童對溶解現(xiàn)象的認識和兒童對“溶解”這一科學概念的認識。本研究中讓兒童觀察的溶解現(xiàn)象只涉及其中一種，即方糖溶解于水的現(xiàn)象。研究中調(diào)查的兒童對溶解現(xiàn)象的認識包括：（1）兒童的溶解概念中是否具有物質(zhì)守恒觀，即方糖是“消失不見了”還是“仍在水中”。（2）兒童在解釋溶解現(xiàn)象時是否使用了“溶解”或“溶化”這類詞。研究中調(diào)查的兒童對“溶解”這一科學概念的認識包括：（1）是否與“融化”的概念相混淆。（2）是否認為外力因素（如攪拌、加熱）是溶解的必要條件。

二、研究方法

（一）操作定義

本研究對于“兒童的溶解概念中是否具有物質(zhì)守恒觀”的判斷采用了臺灣學者周淑惠在溶解概念實驗中的判斷標準：（1）具有物質(zhì)守恒觀：認為糖雖然看不見了，但仍然在水中。（2）不具有物質(zhì)守恒觀：認為糖消失不見了，不在水中。（3）糖變成水：一種特殊情況（兒童可能把“溶化”理解為“融化”）。

（二）被試

在南京市一所普通幼兒園中隨機選取4歲組（小班）兒童30名（男孩16名，女孩14名），6歲組（大班）兒童30名（男孩20名，女孩10名）；在南京市一所普通小學中隨機選取8歲組（小學二年級）兒童30名（男孩15名，女孩15名）。（注：性別維度不在本研究考察范圍內(nèi)。）

（三）實驗材料

透明玻璃杯一個，吸管一根（用于攪拌方糖），切碎的方糖，熱水。

（四）步驟與操作

研究采用訪談法，個別進行。訪談開始前先給被試做一個方糖溶解于水的小實驗，把切碎的小塊方糖放入盛有熱水的玻璃杯中，并適當用吸管進行攪拌，使方糖加速溶解。實驗做完后，對被試進行訪談。

訪談的問題包括：（1）現(xiàn)在糖怎么樣了？/你看到了什么？（2）你能告訴我溶化（或溶解/化/不見/沒了/碎了）是什么意思嗎？（3）現(xiàn)在糖到哪兒去了？（4）為什么現(xiàn)在看不到糖了？（5）糖為什么會溶化（或溶解/化/不見/沒了/碎了）？

三、結(jié)果與分析

（一）被試的物質(zhì)守恒觀

表一顯示，各年齡組被試溶解概念中的物質(zhì)守恒概念存在較大的差異，具有物質(zhì)守恒觀的兒童人數(shù)隨年齡增長而明顯增加，不具有物質(zhì)守恒觀的兒童人數(shù)則隨年齡增長而減少，表現(xiàn)出顯著的年齡差異。從表一中還可以發(fā)現(xiàn)一個有意思的現(xiàn)象：認為“糖變成水”的被試人數(shù)隨年齡增長先升高再下降，其中4歲組持這一觀點的人數(shù)最少，6歲組持這一觀點的人數(shù)最多。

（二）被試描述現(xiàn)象時是否用到“溶解”“溶化”和“化”這幾個詞

表二顯示，4歲組兒童中大部分只能使用“化”這個詞來解釋溶解現(xiàn)象，而6歲組、8歲組兒童使用“溶解”“溶化”這兩個詞的人數(shù)明顯增加。經(jīng)檢驗，4歲組與6歲組之間差異顯著，而6歲組與8歲組之間差異不顯著。

（三）被試對溶解概念的解釋

表三顯示，4歲組兒童最常用的解釋是“不見了”，沒有兒童具有對溶解概念的正確認識，即具有均勻粒子觀。6歲組、8歲組已經(jīng)有一小部分兒童具有均勻粒子觀。經(jīng)檢驗，三組被試對溶解概念各種解釋的人數(shù)差異不具有顯著性。

（四）被試是否強調(diào)溶解是外力因素作用的結(jié)果

表四顯示，三個年齡組的兒童都提到了“加熱”和“攪拌”的作用，差異不明顯，但當進一步詢問“如果是冷水或不攪拌會不會溶解”時，4歲組兒童的回答沒有發(fā)生變化，而6歲組和8歲組則大多認為“加熱”和“攪拌”不是溶解的必要條件，差異顯著。

四、討論

（一）被試在物質(zhì)守恒觀上的年齡差異

本研究結(jié)果表示，三組被試在是否具備物質(zhì)守恒觀上有顯著差異，隨年齡的增長，具有物質(zhì)守恒觀的兒童顯著增加。

皮亞杰認為，7歲前的兒童不具備物質(zhì)守恒觀，即只會認為“糖不見了，也不會再回來了”。本研究的結(jié)果顯示，4歲組的大部分兒童的確不具備物質(zhì)守恒觀，但6歲組的兒童中已近半數(shù)具備物質(zhì)守恒觀，這一點并不符合皮亞杰對兒童溶解概念的研究，但基本符合周淑惠對大班兒童的研究?？偟膩碚f，本研究結(jié)果基本符合皮亞杰的認知發(fā)展階段論，即兒童在5~7歲之間進入具體運算階段。正如本研究結(jié)果所示，6歲組已有近半數(shù)能力強的兒童具備了物質(zhì)守恒觀，而8歲組大部分兒童都具備了物質(zhì)守恒觀。

（二）被試在用詞上使用“溶解”“溶化”的年齡差異

經(jīng)檢驗，4歲組與6歲組兒童在用詞上存在顯著差異，而6歲組與8歲組兒童在用詞上不存在顯著差異?？梢?兒童從4歲到6歲在概念使用的科學性上有了一個大的飛躍，而6歲到8歲之間則沒有什么實質(zhì)性的進展。這一情況也基本符合周淑惠對大班兒童的研究結(jié)果。

（三）被試對溶解概念解釋的年齡差異

雖然各年齡組被試對溶解概念的解釋不具有統(tǒng)計學意義上的顯著差異，但是從各項數(shù)據(jù)中還是可以看出一定的年齡差別。

4歲組兒童中沒有人具有均勻粒子觀，6歲組兒童開始形成均勻粒子觀，但其觀點較為樸素，如“糖變成一顆顆小麻子一樣的東西”“水把糖分散開來了，但是水里面各個部分都有糖”。8歲組兒童的觀點則更加科學化，有的兒童甚至提到了糖分子。

（四）各年齡組被試關(guān)于溶解的迷思概念

兒童根據(jù)自己的生活經(jīng)驗解釋自然科學現(xiàn)象時，通常會帶有樸素的想法甚至錯誤的理解，這些替代的、不完整的甚至錯誤的想法被稱為迷思概念，是兒童科學概念獲得過程中的顯著特點。本研究中三組被試兒童有關(guān)溶解的迷思概念有四種。

1．以“冰融化”來解釋溶解現(xiàn)象

被試兒童中有部分兒童（約占1/10）認為糖溶解等同于冰融化，如：“糖遇到熱水就像冰遇到火一樣融化了”。這種情況的出現(xiàn)可能是因為“溶化”與“融化”同音，造成了兒童對這兩種概念的混淆；也有可能是兒童看到糖溶化和冰融化的表面現(xiàn)象相同，因而認為兩種現(xiàn)象同屬于一類；另一種可能性是兒童認為外力因素在糖溶化過程中起到了關(guān)鍵作用，認為加熱使糖變成水等同于加熱使冰塊融化成水。

2．提及“加熱”或“攪拌”

當研究者提問被試“為什么糖會溶解/溶化”時，不少兒童（約占1/3）提到了外力因素的作用，并認同這些外力因素在溶解過程中的重要性。三個年齡階段的被試提到外力因素的人數(shù)相當。然而在進一步追問之下，大部分6歲組兒童及所有8歲組兒童都認為，外力因素只是加速了糖的溶解，即使沒有外力因素糖也會慢慢地溶解。可見，隨著兒童年齡的增長，他們對于方糖溶解過程中外力因素作用內(nèi)涵的認識在逐漸加深。這一結(jié)果也基本符合周淑惠對大班兒童的研究結(jié)果。

3．不具有物質(zhì)守恒概念

三組被試中認為“糖不在水中”的兒童所占比率隨兒童年齡的增長而減少。當研究者追問“糖去哪里了”時，4歲組和6歲組兒童有以下幾種解釋：（1）消失不見了，不知去哪兒了。（2）在吸管里或杯壁上。（3）變成甜味了。

4．認為“糖變成水”

被試兒童認為糖變成水，可能是因為他們把糖溶解誤認為是物體從固態(tài)變成液態(tài)的過程。研究結(jié)果顯示6歲兒童認為“糖變成水”的比率最高，原因可能是6歲兒童中真正具備物質(zhì)守恒觀的不多，但同時完全不具有物質(zhì)守恒概念或意識的也很少，因而大多數(shù)兒童都具有“糖變成水”的迷思概念。

五、教育啟示

（一）在科學教育中重視兒童的先前知識

兒童科學概念的獲得是一個建構(gòu)和再建構(gòu)的過程，我們必須重視兒童的先前知識，因為這是他們概念建構(gòu)和再建構(gòu)的基礎(chǔ)?！?〕許多研究者都曾指出，兒童早期在學習新的概念時需要充分利用其該領(lǐng)域已有的知識。最近的一些研究更是表明，兒童概念的獲得主要基于先前的知識。因此，在學習過程中教師應給予兒童與教師、同伴分享其經(jīng)驗的機會，而不是急著去更正兒童的概念，或者強迫他們接受成人或科學家對事物的看法。

（二）促進日常概念的科學化

日常經(jīng)驗的積累是兒童獲得概念的重要途徑之一。日常概念是學習者在日常生活中形成的，具有主觀性、模糊性等特點，它往往是科學概念形成的重要基礎(chǔ)。然而，日常概念可能對科學概念的形成起積極的推動作用，也可能會起阻礙作用。如“溶化”的日常概念是固態(tài)變成液態(tài)，因此兒童常常把“溶化”等同于冰的“融化”。教師應明確日常概念和科學概念的異同，在教學中以日常概念為基礎(chǔ)，經(jīng)過過濾、提取，最終幫助兒童形成科學概念。教師是否能認真分析兒童已有的日常概念，精心設(shè)計相應的教學活動，澄清科學概念和日常概念之間的區(qū)別，闡明科學概念的本質(zhì)屬性，是概念教學能否收到實效的關(guān)鍵。

（三）珍視兒童的前科學概念，正確地引導其建立科學概念

兒童天生就具有一種了解世界的強烈愿望，他們會自發(fā)地組織來自外部世界的各種信息，從而形成對世界的初步認識?！?〕兒童在走進教室前，在先前的學習和日常生活中就已經(jīng)形成了自己對各種現(xiàn)象的觀點和看法，即所謂的前科學概念。這些前科學概念是兒童認識這個世界的開端，是兒童建構(gòu)起他們對于這個世界的新認識的起點。但由于兒童的前科學概念主要依賴于直接的情境和感知，是建立在直接經(jīng)驗的基礎(chǔ)上的，因此有的與科學概念相一致，有的則并不一致，甚至是相互沖突的。對于這些與事實不相符的“錯誤概念”，教師不能通過直接告訴兒童正確概念的方式來實現(xiàn)概念的替換，而是要給兒童創(chuàng)造親自探究的機會，讓他們自己發(fā)現(xiàn)已有經(jīng)驗與新發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象或事實間不一致甚至矛盾之處，引發(fā)其審視、反思并修正自己的經(jīng)驗和認識，建構(gòu)起更為科學的新解釋、新概念。

參考文獻：

〔1〕劉占蘭.幼兒科學教育〔M〕.北京:北京師范大學出版社，2000:3-9.

〔2〕維果茨基.思維與語言〔M〕.杭州:浙江教育出版社，1997:68-75.

〔3〕張俊.后現(xiàn)代主義與幼兒科學教育〔J〕.早期教育，2003,(3):2-3.

〔4〕周淑惠.幼兒自然科學概念與思維〔M〕.臺北:心理出版社，2003:40-82.

〔5〕陳琴.建構(gòu)主義與科學教育〔J〕.當代教育科學，2004,(6):55-58.

〔6〕劉紹江.兒童科學概念的形成與指導〔J〕.小學自然教學，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 childrens conceptual change of solution. The contents include childrens understanding of the phenomenon and the scientific concept. The results show that childrens 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