胡金艷 蔣紀(jì)平 張義兵

[摘 要] 家庭非正式學(xué)習(xí)環(huán)境是兒童早期認(rèn)識(shí)世界的主要場(chǎng)所，具有與兒童科學(xué)學(xué)習(xí)相似的偶發(fā)性、復(fù)雜性、機(jī)會(huì)主義等特征。作為國(guó)際學(xué)習(xí)科學(xué)界的前沿理論，知識(shí)建構(gòu)理論在學(xué)校等正式學(xué)習(xí)環(huán)境下的應(yīng)用得到了很好的驗(yàn)證，能否應(yīng)用于家庭環(huán)境中、如何應(yīng)用、能否促進(jìn)兒童的科學(xué)教育等是值得關(guān)注的熱點(diǎn)問題。本研究首先在理論上論證了知識(shí)建構(gòu)理論用于家庭科學(xué)教育的可能性和價(jià)值，然后采用人種志的研究方法，追蹤了一個(gè)7歲男孩及其家庭在3年半的時(shí)間里出現(xiàn)的3個(gè)典型科學(xué)探究活動(dòng)案例。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，從直觀形式來看，知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)能夠顯著促進(jìn)兒童科學(xué)“觀點(diǎn)”的持續(xù)改進(jìn);從“人—活動(dòng)—知識(shí)”三維建構(gòu)層面來看，家庭成員能夠形成知識(shí)建構(gòu)理論倡導(dǎo)的動(dòng)態(tài)社區(qū)，經(jīng)過設(shè)計(jì)的活動(dòng)能夠極大地促進(jìn)兒童的主動(dòng)學(xué)習(xí)，兒童的問題數(shù)量和觀點(diǎn)深度都有了明顯提高。這表明知識(shí)建構(gòu)理論能夠用于家庭非正式學(xué)習(xí)環(huán)境中，有效支持兒童基于偶發(fā)性科學(xué)問題開展探究學(xué)習(xí)。

[關(guān)鍵詞] 非正式環(huán)境;知識(shí)建構(gòu)理論;兒童科學(xué)教育

一、問題提出

亞里士多德說，人類天性向知。幾乎每個(gè)兒童在成長(zhǎng)的過程中都像一個(gè)“行走的十萬個(gè)為什么”，似乎隨時(shí)都能提出深深植根于真實(shí)情境的問題。嬰兒自出生之時(shí)就開始努力地認(rèn)識(shí)世界，逐漸形成對(duì)自然界規(guī)律的直覺性理解，這種在非正式環(huán)境下的、非計(jì)劃性的科學(xué)學(xué)習(xí)在人的一生當(dāng)中都在持續(xù)不斷地進(jìn)行，[1]大量的科學(xué)學(xué)習(xí)發(fā)生在校外非正式環(huán)境中，卻常常被忽視。非正式環(huán)境中的科學(xué)學(xué)習(xí)本身是鑲嵌在“文化假設(shè)”之中的，這種文化假設(shè)認(rèn)為，在學(xué)習(xí)或科學(xué)上都不存在無文化的或中性的觀點(diǎn)，科學(xué)學(xué)習(xí)本質(zhì)上是一個(gè)文化的過程，人是“文化地生活著的”，[2]非正式環(huán)境豐富的文化性對(duì)促進(jìn)兒童的知識(shí)創(chuàng)造具有優(yōu)勢(shì)。知識(shí)創(chuàng)造是一種動(dòng)態(tài)的、機(jī)會(huì)主義的、全社區(qū)合作的自發(fā)過程，[3]類似于沒有腳本的即興創(chuàng)作，就像一群人之間的日常聊天，沒有預(yù)設(shè)的焦點(diǎn)、時(shí)間表或會(huì)話轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。[4]已有研究驗(yàn)證了非正式環(huán)境下兒童科學(xué)教育的成效，親子對(duì)話、[5]場(chǎng)館展品[6]等對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)有顯著促進(jìn)作用;非正式科學(xué)課程開發(fā)、[7]教育模式構(gòu)建、[8]網(wǎng)站設(shè)計(jì)[9]等對(duì)兒童的科學(xué)認(rèn)識(shí)、社會(huì)問題關(guān)注和問題解決能力有提升作用。但是，反思兒童非正式環(huán)境下的科學(xué)教育，仍存在很多問題，諸如家長(zhǎng)常常置身事外、置之不理;或簡(jiǎn)單敷衍，俗套地回答“等你長(zhǎng)大就知道了！”;或是望文生義，用自己的嘗試或經(jīng)驗(yàn)簡(jiǎn)單告知甚至是回避。究其原因，主要是家長(zhǎng)缺乏理論與實(shí)踐指導(dǎo)，導(dǎo)致家庭中缺乏有深度的科學(xué)教育。

知識(shí)建構(gòu)理論（Knowledge Building）于20世紀(jì)80年代由加拿大學(xué)者瑪琳·斯卡達(dá)瑪利亞（Marlene Scardamalia）和卡爾·布萊特（Carl Bereiter）提出，是國(guó)際學(xué)習(xí)科學(xué)界極具代表性的知識(shí)創(chuàng)新學(xué)習(xí)理論。[10]知識(shí)建構(gòu)理論基于12條原則，以“觀點(diǎn)”為中心，強(qiáng)調(diào)從真實(shí)問題出發(fā)，發(fā)展多樣化的觀點(diǎn)并持續(xù)改進(jìn)和升華。已有研究雖然證實(shí)了知識(shí)建構(gòu)理論在基礎(chǔ)教育階段有良好的應(yīng)用效果，甚至在幼兒階段也有明顯的成效，如運(yùn)用支持多元化觀點(diǎn)改進(jìn)功能的知識(shí)建構(gòu)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)——知識(shí)論壇（knowledge forum），能夠有效促進(jìn)4歲幼兒的識(shí)字技能發(fā)展。[11]然而其運(yùn)用到兒童教育多是在幼兒園、中小學(xué)等正式學(xué)習(xí)環(huán)境中，尚缺乏在家庭環(huán)境下的應(yīng)用。

以“觀點(diǎn)”為中心的知識(shí)建構(gòu)理論中存在多種因素動(dòng)態(tài)地相互作用，形成了一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，在這一系統(tǒng)中，主體和客體是認(rèn)識(shí)論的一對(duì)基本范疇，它們之間的相互作用需要通過一定的中介進(jìn)行，即知識(shí)建構(gòu)社區(qū)中的活動(dòng)，這三個(gè)因素形成了“人—活動(dòng)—知識(shí)”的基本理論模型，[12]該理論框架可以用來深入分析知識(shí)建構(gòu)發(fā)展的內(nèi)在機(jī)制以及如何通過三個(gè)不同的視角完成知識(shí)創(chuàng)新的過程。維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”理論認(rèn)為，兒童的發(fā)展主要是通過與成人或更有經(jīng)驗(yàn)的同伴的社會(huì)交往而獲得的，是實(shí)際發(fā)展水平和潛在發(fā)展水平的距離。[13]家庭中的科學(xué)問題多是兒童自發(fā)提出的偶發(fā)性問題，[14]兒童是此問題的生成者，也將在知識(shí)建構(gòu)社區(qū)成員的共同努力下成為問題的解決者，這種基于真實(shí)生活經(jīng)驗(yàn)提出的問題是他們樸素的起始認(rèn)識(shí)，無論正確與否都反映了兒童當(dāng)下的真實(shí)認(rèn)知狀態(tài)，因此知識(shí)建構(gòu)理論中常將兒童提出的問題或觀點(diǎn)作為學(xué)習(xí)起點(diǎn)，即兒童最近發(fā)展區(qū)中的“實(shí)際發(fā)展水平”。那么知識(shí)建構(gòu)理論是否適合用在家庭非正式學(xué)習(xí)環(huán)境中來促進(jìn)兒童的科學(xué)學(xué)習(xí)，基于以上分析，本研究嘗試從兩個(gè)層面展開：首先，從以“觀點(diǎn)”為中心的角度看，兒童的“觀點(diǎn)”是否有持續(xù)的、深層次的改進(jìn)，這是外在的、直觀的、可觀察的層面;其次，從“人—活動(dòng)—知識(shí)”深層次的知識(shí)建構(gòu)理論機(jī)制看，分別從這三個(gè)維度的轉(zhuǎn)變來探討知識(shí)建構(gòu)理論應(yīng)用于家庭科學(xué)學(xué)習(xí)的成效，進(jìn)一步追問并從實(shí)踐層面驗(yàn)證知識(shí)建構(gòu)理論能否應(yīng)用于家庭環(huán)境。

二、理論論證

（一）知識(shí)建構(gòu)理論用于指導(dǎo)兒童在家庭非正式環(huán)境下科學(xué)學(xué)習(xí)的可能性

近些年來，學(xué)習(xí)科學(xué)（Learning Science）研究走向逐漸明確，研究思路相對(duì)獨(dú)特，逐步成為一種“顯學(xué)”，[15]知識(shí)建構(gòu)理論作為學(xué)習(xí)科學(xué)的主要研究走向之一，除了對(duì)傳統(tǒng)的學(xué)校正式教育進(jìn)行關(guān)注外，對(duì)多種情境脈絡(luò)中的非正式學(xué)習(xí)環(huán)境同樣進(jìn)行了深入的探索研究。因此，知識(shí)建構(gòu)理論具有支持家庭非正式學(xué)習(xí)的理論前提，可以在很大程度上解釋與指導(dǎo)家庭非正式環(huán)境下兒童的科學(xué)學(xué)習(xí)，其12條原則包括三個(gè)方面。[16]

觀點(diǎn)方面，原則1：真實(shí)的觀點(diǎn)、現(xiàn)實(shí)的問題。原則2：多樣化的觀點(diǎn)。原則3：持續(xù)改進(jìn)的觀點(diǎn)。原則4：觀點(diǎn)的概括和升華。只有在“真實(shí)的觀點(diǎn)、現(xiàn)實(shí)的問題”下才能觸發(fā)知識(shí)建構(gòu)，確保問題是真實(shí)的且源于兒童的個(gè)人經(jīng)歷，有助于培養(yǎng)他們的認(rèn)知。[17]兒童偶發(fā)性科學(xué)問題是基于日常生活的真實(shí)情境自發(fā)產(chǎn)生的，而非基于教材框架，如“西瓜放在水里為什么會(huì)浮起來，而葡萄那么小卻會(huì)沉入水底”。植根于日常生活的科學(xué)問題具有難以預(yù)測(cè)、劣構(gòu)、多學(xué)科交叉等復(fù)雜性，[18]沒有了“標(biāo)準(zhǔn)答案”的束縛，極易產(chǎn)生多樣化的觀點(diǎn)，使觀點(diǎn)走向自然地概括與升華，而非簡(jiǎn)單地背誦，如通過對(duì)“恐龍為什么能消化骨頭”這一問題的多輪探究，兒童能夠自然理解“食物鏈”的概念。家庭成員與兒童長(zhǎng)期的共同生活為兒童持續(xù)的觀點(diǎn)改進(jìn)提供了必要的條件。

社區(qū)方面，原則5：兒童是積極的認(rèn)知者。原則6：社區(qū)知識(shí)與協(xié)同認(rèn)知責(zé)任。原則7：“民主化”的知識(shí)。原則8：對(duì)等的知識(shí)發(fā)展。在教師有絕對(duì)控制權(quán)的、可預(yù)測(cè)的、高度結(jié)構(gòu)化的傳統(tǒng)課堂，很難有即興或偶發(fā)問題，[19]而在家庭中，兒童作為問題的最初生成者，容易作為積極的認(rèn)知者和家庭成員一同構(gòu)建家庭社區(qū)知識(shí)，承擔(dān)協(xié)同認(rèn)知責(zé)任。家長(zhǎng)對(duì)于兒童來說，也不是高高在上的權(quán)威，所有成員都有進(jìn)行知識(shí)創(chuàng)新的權(quán)利，知識(shí)對(duì)等地分布在社區(qū)中，家長(zhǎng)也在共同建構(gòu)的過程中獲得知識(shí)，如在對(duì)動(dòng)物的持續(xù)探究中獲知“并非所有動(dòng)物都是由母親孵育，小海馬是由雄海馬的育兒袋孵育出來的”。

手段方面，原則9：無處不在的知識(shí)建構(gòu)。原則10：知識(shí)建構(gòu)對(duì)話。原則11：權(quán)威性資料的建構(gòu)性使用。原則12：嵌入活動(dòng)的形成性評(píng)價(jià)。家庭科學(xué)問題的探究活動(dòng)不受時(shí)間、地點(diǎn)、參與者的限制，具有靈活、多樣、動(dòng)態(tài)、無處不在的特點(diǎn)，[20]如飯桌上、睡前等，它往往產(chǎn)生于家庭成員之間的對(duì)話中并通過家庭社區(qū)的共同協(xié)作來推動(dòng)觀點(diǎn)改進(jìn)。與學(xué)校固定的教材內(nèi)容不同，權(quán)威性資料只在家庭成員探究過程中需要的時(shí)候才發(fā)揮作用。兒童科學(xué)學(xué)習(xí)的結(jié)果也不再用機(jī)械的分?jǐn)?shù)來衡量，而是將評(píng)價(jià)的目光投向整個(gè)學(xué)習(xí)過程。

綜上所述，家庭非正式環(huán)境下的科學(xué)教育不能直接移植學(xué)校教學(xué)模式，需要用更加自然的、即興生成的方法去應(yīng)對(duì)，知識(shí)建構(gòu)理論成為一個(gè)可能的選擇。

（二）知識(shí)建構(gòu)理論用于指導(dǎo)兒童在家庭非正式環(huán)境下科學(xué)學(xué)習(xí)的意義與價(jià)值

毋庸置疑，在知識(shí)建構(gòu)理論引入家庭教育之前，很多家長(zhǎng)也在對(duì)孩子進(jìn)行著多種多樣的科學(xué)教育，甚至有研究認(rèn)為在孩子兩歲前，個(gè)體就已經(jīng)獲得了大量涉及周圍世界的物理知識(shí)。[21]顯然，兒童在家庭非正式環(huán)境下的科學(xué)學(xué)習(xí)是一個(gè)復(fù)雜問題，不能用業(yè)已存在的家庭自發(fā)的科學(xué)教育現(xiàn)象或者是兒童的自然成長(zhǎng)來解釋，更不能簡(jiǎn)單套用學(xué)校正式的科學(xué)教育中的理論與模式。知識(shí)建構(gòu)理論與家庭科學(xué)教育的深度融合，將在理論和實(shí)踐上找到新的突破口。

一方面，運(yùn)用基于原則的知識(shí)建構(gòu)理論，可以為兒童家庭非正式環(huán)境下的科學(xué)學(xué)習(xí)建立可資借鑒的理論框架。知識(shí)建構(gòu)理論將會(huì)關(guān)注兒童在家庭的科學(xué)問題討論中所提出的觀點(diǎn)、問題，而非學(xué)校教育中的系統(tǒng)的知識(shí)單元或主體;關(guān)注兒童在此基礎(chǔ)上的思想的改進(jìn)，而非尋找學(xué)校教材里的結(jié)論性答案;[22]關(guān)注兒童與家庭成員共同建構(gòu)的“理論體系”，而非學(xué)校里固定程序的解題過程和快速獲取的正確學(xué)科答案。[23]另一方面，知識(shí)建構(gòu)理論將為家庭非正式環(huán)境下的科學(xué)學(xué)習(xí)提供實(shí)踐指導(dǎo)，從而幫助家長(zhǎng)為兒童參與科學(xué)探究提供一個(gè)安全的、非威脅性的、開放的環(huán)境，[24]指導(dǎo)家長(zhǎng)及時(shí)捕捉兒童偶發(fā)性的科學(xué)問題，將兒童最初的想法視為一種創(chuàng)造性的資源，也讓家長(zhǎng)明確自己并非一定要成為學(xué)科教師那樣的“專家”才能和孩子一起建構(gòu)知識(shí)。

三、研究方法

（一）研究對(duì)象

研究對(duì)象是一個(gè)愛提科學(xué)問題的男孩S和他的家庭，S目前7歲，小學(xué)一年級(jí)，自3歲起就熱衷于提問多種科學(xué)問題，對(duì)科學(xué)探究興趣濃厚。家庭成員包括祖父（65歲，中學(xué)退休物理教師）、祖母（66歲，退休工人）、父親（39歲，內(nèi)科醫(yī)生）、母親（38歲，大學(xué)講師）和弟弟（2歲）。為了保護(hù)他的好奇心、想象力和探索精神，家庭成員經(jīng)常和S進(jìn)行討論，對(duì)他的提問給予支持與鼓勵(lì)。隨著知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)的深入，逐漸有其他兒童及家庭參與進(jìn)來，所有參與者都認(rèn)可和支持知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)。

（二）研究過程

本研究采用人種志的研究方法跟蹤個(gè)案，采用基于設(shè)計(jì)的研究進(jìn)行教學(xué)迭代。研究者是孩子的母親，高校教育技術(shù)工作者，有多年豐富的知識(shí)建構(gòu)理論教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，她在長(zhǎng)期與研究對(duì)象的共同生活和交互的自然情境中有意識(shí)地進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)。

3年半時(shí)間內(nèi)，S以家庭為主要場(chǎng)所產(chǎn)生過數(shù)十個(gè)科學(xué)案例探究，研究選取3個(gè)比較完整、具有代表性的個(gè)案。在研究實(shí)施中，首先需要做的就是捕捉S提出的問題或觀點(diǎn)，通過對(duì)話深入了解產(chǎn)生該問題的真實(shí)情境，這就更清晰地明確了他的最近發(fā)展區(qū)。最近發(fā)展區(qū)理論解決了個(gè)體的認(rèn)知起點(diǎn)問題，[25]家庭非正式環(huán)境中兒童偶發(fā)性問題起源于兒童對(duì)生活中某一具體場(chǎng)景的觀察或即興的探索欲望，飽含著他們認(rèn)識(shí)世界的熱情和興趣，是他們最關(guān)注的并且急于知道答案的現(xiàn)實(shí)問題。以此初始問題為起點(diǎn)，發(fā)動(dòng)家庭成員一起提煉出可以進(jìn)行深入研究的科學(xué)問題，設(shè)計(jì)符合孩子興趣和認(rèn)知特點(diǎn)的科學(xué)探究活動(dòng)，這個(gè)過程充分體現(xiàn)了知識(shí)建構(gòu)理論中“社區(qū)知識(shí)與協(xié)同認(rèn)知責(zé)任”（原則6），“‘民主化的知識(shí)”（原則7）等原則。隨著一個(gè)焦點(diǎn)問題的逐步深入理解，孩子對(duì)問題有了新的認(rèn)識(shí)，生成新的觀點(diǎn)，因此也就有了新的最近發(fā)展區(qū)，如此循環(huán)往復(fù)，推動(dòng)觀點(diǎn)的提升。當(dāng)兒童在現(xiàn)有認(rèn)知水平下對(duì)問題不能再繼續(xù)深入理解，并表現(xiàn)出熱情降低、興趣減弱、不能接受概念、持續(xù)無新問題提出的時(shí)候暫時(shí)凍結(jié)該問題。凍結(jié)不是終點(diǎn)，此時(shí)涉及的科學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)很可能已經(jīng)超越了兒童的最近發(fā)展區(qū)，如果無視兒童的這些表現(xiàn)，強(qiáng)行進(jìn)行講解或者開展活動(dòng)，就會(huì)變成傳統(tǒng)學(xué)校授受主義課堂中的灌輸行為，消磨孩子的學(xué)習(xí)興趣。

與學(xué)校教育以穩(wěn)定的環(huán)境、明確的任務(wù)和分工、官僚管理和權(quán)力中心的關(guān)系為基礎(chǔ)的機(jī)械結(jié)構(gòu)不同，[26]家庭知識(shí)建構(gòu)中的活動(dòng)多是即興的、機(jī)會(huì)主義的，因此每一輪的時(shí)間長(zhǎng)短、間隔日期都很靈活，不適合以周或?qū)W期來計(jì)算。這3個(gè)個(gè)案都是持續(xù)迭代的，大都是經(jīng)歷了4輪以上的知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)。在3個(gè)個(gè)案的知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)中，研究者共收集到16篇日志記錄，S的17個(gè)人工制品，220分鐘的錄音錄像以及8個(gè)實(shí)驗(yàn)過程記錄等原始材料，并將其整理成約8.5萬字的文稿。

（三）研究工具

1. 基于兒童觀點(diǎn)改進(jìn)的直觀層面。

知識(shí)建構(gòu)理論以卡爾·波普爾（Karl Raimund Popper）的客觀知識(shí)理論作為哲學(xué)基礎(chǔ)。波普爾于1979年提出知識(shí)進(jìn)化序列圖式P1？圯TT？圯EE？圯P2，[27]從進(jìn)化論的觀點(diǎn)出發(fā)，通過對(duì)問題的猜測(cè)與反駁來證偽、修訂客觀知識(shí)，不斷解決問題從而產(chǎn)生新問題。其中，P1代表初始問題，即知識(shí)進(jìn)化的起點(diǎn)，波普爾認(rèn)為科學(xué)知識(shí)的增長(zhǎng)不是始于觀察，而是始于問題;TT（Tentative Theory）是為解決問題而提出的試探性理論;EE（Error Elimination）是排除錯(cuò)誤的過程，所有的科學(xué)知識(shí)都是需要被證偽和修訂的;其結(jié)果往往會(huì)突現(xiàn)新問題P2。P2與P1之間往往存在一定的深度差，能夠適當(dāng)?shù)乇碚鞒隼碚摰某砷L(zhǎng)和科學(xué)的進(jìn)步，至此完成一個(gè)“波普爾循環(huán)”。[28]P2成為下一輪循環(huán)的起點(diǎn)，周而復(fù)始地完成知識(shí)的進(jìn)化過程。已有研究者應(yīng)用波普爾圖式來記錄和分析知識(shí)增長(zhǎng)，[29]兒童在家庭非正式環(huán)境下提出的偶發(fā)性科學(xué)問題具有很強(qiáng)的復(fù)雜性、綜合性，[30]有很大的知識(shí)增長(zhǎng)與改進(jìn)空間，因此本研究采用波普爾知識(shí)進(jìn)化圖式，將兒童自發(fā)提出的問題作為初始問題（P1），通過對(duì)話、實(shí)驗(yàn)、辯論、查找權(quán)威資料等活動(dòng)（TT），進(jìn)行觀察、協(xié)商、反思等排除錯(cuò)誤觀點(diǎn)（EE），又生成了新的探究問題（P2）。

2. 基于“人—活動(dòng)—知識(shí)”三維模型的深層建構(gòu)層面。

人的分析中，互動(dòng)頻次主要依據(jù)原始資料中對(duì)話的話輪，并形成矩陣來計(jì)算。說話人在某一時(shí)間內(nèi)連續(xù)說出的話語被稱作一個(gè)話輪。話輪有兩個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)：（1）說話人在一個(gè)語法語義序列的末尾是否連續(xù)，如果有沉默，就不止是一個(gè)話輪;（2）是否發(fā)生了說話人和聽話人的角色轉(zhuǎn)換，如果有就標(biāo)志著一個(gè)話輪的結(jié)束和另一個(gè)話輪的開始。[31]通過對(duì)話輪的編碼在不同角色之間的切換形成矩陣，來表示角色之間的交互頻次。剔除無實(shí)質(zhì)意義的會(huì)話，如在家庭這一自由的環(huán)境中的玩笑話語等。

活動(dòng)分析中，活動(dòng)類型采用學(xué)習(xí)金字塔（Learning Pyramid）模型，該模型繪制了學(xué)習(xí)者在兩周以后的平均學(xué)習(xí)保持率，其中平均留存率在30%以下的學(xué)習(xí)活動(dòng)方式屬于被動(dòng)學(xué)習(xí)，平均留存率在50%以上的學(xué)習(xí)方式屬于主動(dòng)學(xué)習(xí)，[32]如圖1。

示例：（1）聽講：“浮力”“食物鏈“概念的引入;（2）閱讀：“牙齒分類”權(quán)威資料的閱讀;（3）視聽：觀看恐龍紀(jì)錄片;（4）演示：顯微鏡觀察細(xì)菌操作演示;（5）討論：不同材質(zhì)物體浮沉情況;（6）實(shí)踐：利用空礦泉水瓶動(dòng)手制作潛水艇模型;（7）教授給他人：S依據(jù)自己的理解給祖母繪制并講述食物鏈、給同伴復(fù)述曹沖稱象的故事。

知識(shí)分析中，以觀點(diǎn)的意義單位為最小分析單元，可能是短語、一句話或一段話。[33]經(jīng)過剔除無實(shí)際意義觀點(diǎn)、合并相似觀點(diǎn)，提煉出S的92個(gè)有效的科學(xué)問題和126個(gè)觀點(diǎn)。在解決一個(gè)主要問題時(shí)可能出現(xiàn)多個(gè)觀點(diǎn)，比如在“草食性恐龍和肉食性恐龍哪種多”這一問題中產(chǎn)生了有關(guān)食物鏈、胎生動(dòng)物、哺乳動(dòng)物等數(shù)十個(gè)觀點(diǎn)。對(duì)兒童觀點(diǎn)的理解深度采用張建偉等人[34]設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)深度量表來進(jìn)行內(nèi)容分析，該量表是在哈卡萊寧（Hakkarainen）的認(rèn)知復(fù)雜性[35]和加利（Galili）[36]的科學(xué)性量表的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。其中認(rèn)知復(fù)雜性代表兒童處理現(xiàn)實(shí)問題的認(rèn)知努力程度，科學(xué)性代表兒童觀點(diǎn)從直覺到科學(xué)框架的轉(zhuǎn)變，觀點(diǎn)理解的深度是二者相乘的結(jié)果，如某觀點(diǎn)認(rèn)知復(fù)雜性得分為2，科學(xué)性得分為3，那么理解深度得分為6。編碼方案見表1。

為保證編碼信度，由兩名研究者對(duì)觀點(diǎn)分別編碼，對(duì)有爭(zhēng)議的編碼進(jìn)行討論，Kappa系數(shù)達(dá)到0.865。

四、研究結(jié)果與分析

研究在持續(xù)追問“知識(shí)建構(gòu)理論是否適合用在家庭非正式學(xué)習(xí)環(huán)境中”這一問題的過程中，圍繞兒童觀點(diǎn)改進(jìn)的直觀層面和“人—活動(dòng)—知識(shí)”的三維深度建構(gòu)層面展開結(jié)果分析。

（一）基于兒童觀點(diǎn)改進(jìn)的直觀層面

個(gè)案1“西瓜與浮力”是S在清洗西瓜上的泥巴時(shí)提出;個(gè)案2“恐龍與魚刺”是S在對(duì)恐龍長(zhǎng)期研究的基礎(chǔ)上，在弟弟吃魚被魚刺卡到喉嚨時(shí)提出;個(gè)案3“光線與黑暗”是S在多次觀察睡前關(guān)燈的情境下提出。限于篇幅，本文以個(gè)案1為例說明S和全家人共同的知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)過程。S在某天清洗西瓜時(shí)提出初始問題（P1），并與母親進(jìn)行了簡(jiǎn)單的討論，認(rèn)為最直觀的方式就是利用實(shí)驗(yàn)方式看到結(jié)果，于是設(shè)計(jì)并實(shí)施了多種水果在浴缸中浮沉的實(shí)驗(yàn)（TT1），排除了S認(rèn)為的“重的物體下沉”“大的物體下沉”等錯(cuò)誤認(rèn)知（EE1）。由于此輪實(shí)驗(yàn)材料都是實(shí)心的，且都是水果，因此產(chǎn)生了空心物體以及其他材質(zhì)物體（非水果）的浮沉問題（P2），至此完成第一個(gè)波普爾循環(huán)。第二個(gè)循環(huán)中父親也參與了討論和方案設(shè)計(jì)，排除了“空心物體會(huì)浮”等錯(cuò)誤觀點(diǎn)，并在討論中共同認(rèn)識(shí)到這些都是單一的物品，產(chǎn)生了“兩種材質(zhì)以上的混合物體的浮沉”這一新問題。在第三個(gè)循環(huán)中，不同材質(zhì)以及每種材質(zhì)多少影響浮沉的實(shí)驗(yàn)結(jié)果激發(fā)了S提出潛水艇潛水的新問題，除父母和S外，祖父也用“曹沖稱象”“阿基米德”等故事啟發(fā)S對(duì)問題的理解。在第四個(gè)循環(huán)中，才自然而然地引出了浮力的概念（而非在初始問題提出時(shí)就講解概念），正如知識(shí)建構(gòu)理論所倡導(dǎo)的，概念是生成的，不是由講解傳授的。完成了“觀點(diǎn)的概括與升華”（原則4）之后，全家人以及兩個(gè)同伴參與了潛水艇模型的制作。至此，S對(duì)浮力已經(jīng)有了深入的認(rèn)識(shí)，所提出的問題P1→P2→P3→P4→P5逐步深入，達(dá)到了對(duì)科學(xué)概念和應(yīng)用的漸進(jìn)式理解。表2中每一個(gè)波普爾循環(huán)不僅代表實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，更能直觀地看到整個(gè)過程。

（二）基于“人—活動(dòng)—知識(shí)”三維模型的深層建構(gòu)層面

1. 人的方面。

兒童需要作為研究者、積極的社會(huì)參與者和科學(xué)教育中的主體人，[37]與家庭成員、媒體資源和獨(dú)特的教育經(jīng)歷之間進(jìn)行非正式交互。[38]本研究將3個(gè)個(gè)案中人的會(huì)話通過話輪進(jìn)行交互頻次的編碼統(tǒng)計(jì)，得出交互頻次矩陣表，如表3。交互人員包括家庭成員、同伴和其他人，由于家庭中弟弟年齡太小，與S的交互多數(shù)是與內(nèi)容無關(guān)的，故不計(jì)算在內(nèi)，在同伴和其他人中選取兩個(gè)交互較多的，僅有極少量交互的未做統(tǒng)計(jì)。

由表3可以看出，S與家庭成員都有交互且頻次較高，與父母尤其是母親的交互最為頻繁，與祖父母的交互較少，在知識(shí)建構(gòu)實(shí)施的早期主要通過母子會(huì)話進(jìn)行初步探索，隨著知識(shí)建構(gòu)理論的逐步深入，其他家庭成員的交互也增多，但與祖父母的交互仍然較少。結(jié)合日常觀察分析可知，祖父母接受知識(shí)建構(gòu)理念較慢，特別是祖父退休前一直使用授受主義的方式教授初中物理，最初認(rèn)為S所提出的“不是個(gè)問題”，或者試圖直接告知他答案，認(rèn)為討論、共同實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)“沒有必要”。但隨著知識(shí)建構(gòu)理論長(zhǎng)期、深度地介入，他們的觀念逐步得到改善，他們?cè)絹碓蕉嗟貐⑴c到知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)中來，最終激發(fā)了全體家庭成員的共同參與。

S與同伴的交互主要發(fā)生在個(gè)案1的循環(huán)4和個(gè)案2的后三個(gè)循環(huán)中，其頻次已經(jīng)高于與祖父母的交互，通過觀察也發(fā)現(xiàn)，混齡兒童之間的激發(fā)作用特別明顯，甚至還帶動(dòng)了他們的家庭成員的參與。其他人包括母親同事、學(xué)生、朋友等，如母親發(fā)表在網(wǎng)絡(luò)上的日志吸引了他們?cè)诓糠盅h(huán)中參與討論，給出建議，例如在個(gè)案3中，S的母親采納了他們提出的關(guān)于人眼感覺黑暗程度的多種建議與方案，并設(shè)計(jì)了較為復(fù)雜的量化分析實(shí)驗(yàn)，因此其他人與母親的交互頻次較高，而與S等交互較少。

知識(shí)建構(gòu)理論強(qiáng)調(diào)社區(qū)的作用，人的互動(dòng)是社區(qū)形成的前提，為進(jìn)一步展示家庭科學(xué)教育中的知識(shí)建構(gòu)社區(qū)的形成，依據(jù)交互矩陣的情況，繪制知識(shí)建構(gòu)社區(qū)的可視化圖形，可以明顯看到家庭中以兒童為核心的多個(gè)交叉的動(dòng)態(tài)社區(qū)呈現(xiàn)出來。如圖2所示，圓圈代表參與者，線代表交互關(guān)系，圓圈越大代表參與度越高，連線越粗代表交互越頻繁，虛線代表可能的或間接的交互，不同的灰色區(qū)域代表社區(qū)。

2. 活動(dòng)方面。

兒童在家庭中自發(fā)提出的科學(xué)問題從最初就表現(xiàn)出極大的主動(dòng)性，又由于兒童認(rèn)知水平的局限性，需要設(shè)計(jì)戴爾“經(jīng)驗(yàn)之塔”①中底層的“具體的經(jīng)驗(yàn)”來支持知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)，因此對(duì)活動(dòng)的主動(dòng)和具體程度的分析非常重要。依據(jù)學(xué)習(xí)金字塔模型中對(duì)活動(dòng)方式的等級(jí)劃分，對(duì)3個(gè)個(gè)案中的活動(dòng)按照活動(dòng)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表4。

由表4可以看出，總體上主動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)所占比例非常高，其中“討論”和“實(shí)踐”部分所占比例最高，這主要是因?yàn)榧彝ブ袃和瘑栴}的提出通常是由一段會(huì)話開始，而直觀的實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手操作是最常采用的形式，這一過程中又充滿討論?！敖淌诮o他人”是家庭成員在民主自由的氛圍中鼓勵(lì)兒童作為一個(gè)“小老師”將自己的觀點(diǎn)勇敢表達(dá)給社區(qū)的其他成員，或在同伴交互中進(jìn)行復(fù)述講解，這部分所占比例雖然不高，但對(duì)兒童學(xué)習(xí)熱情的保持和興趣的激發(fā)作用都非常大。

被動(dòng)學(xué)習(xí)所占比例遠(yuǎn)低于主動(dòng)學(xué)習(xí)，“聽講”只在時(shí)機(jī)成熟引出某些科學(xué)概念時(shí)使用;“閱讀”所占比例少，和低齡兒童識(shí)字量小導(dǎo)致的閱讀能力低有關(guān)，這同時(shí)也是“視聽”所占比例稍高的原因;“演示”所占的比例最低，主要是因?yàn)閮和话愣紖⑴c到活動(dòng)中進(jìn)行實(shí)踐，單向的演示極少。由此可以得出，家庭非正式環(huán)境中的知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)的主動(dòng)程度很高，成員的平均記憶留存率也較高。由以上活動(dòng)分類比例可知，家庭非正式環(huán)境下的知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)多數(shù)集中在“經(jīng)驗(yàn)之塔”具體程度較高的“做”和“觀察”的經(jīng)驗(yàn)，這符合低齡兒童的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，屬于高參與度的“做中學(xué)”。

3. 知識(shí)方面。

知識(shí)的變化主要體現(xiàn)在提出問題的數(shù)量和對(duì)觀點(diǎn)的理解深度兩個(gè)方面，S在3個(gè)個(gè)案中提出的所有問題的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如圖3所示，可以看出，隨著知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)的推進(jìn)，兒童提出問題的數(shù)量總體呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。一般在波普爾循環(huán)1僅有少量原始問題提出，循環(huán)2、3會(huì)激發(fā)出更多相關(guān)的問題，循環(huán)4提出的問題也相對(duì)較多，但是由于兒童認(rèn)知水平的局限，科學(xué)問題的發(fā)展會(huì)超出兒童的理解能力，對(duì)問題探究的熱情和興趣會(huì)降低，甚至進(jìn)展會(huì)暫時(shí)停滯。個(gè)案1主要發(fā)生在家庭內(nèi)部，知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)形式比較單一，問題的數(shù)量相對(duì)較少，個(gè)案2、3的問題數(shù)量在知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)中都出現(xiàn)了激增，可能是因?yàn)樵谶@兩輪的活動(dòng)形式豐富，有實(shí)地參觀、動(dòng)手操作、辯論賽、故事會(huì)等形式;另外參與人員更加多元，如有混齡兒童及其家庭等，激發(fā)了兒童的提問。

知識(shí)建構(gòu)社區(qū)中的知識(shí)不是靜態(tài)不變的，而是通過社區(qū)成員間的合作而動(dòng)態(tài)持續(xù)地改進(jìn)的。[39]本研究中S的觀點(diǎn)理解深度編碼統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖4所示，隨著知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)的深入，科學(xué)問題的理解深度呈現(xiàn)整體上升趨勢(shì)，循環(huán)2、3的深度提升比較明顯，而循環(huán)4的深度增長(zhǎng)不明顯。這可能是由于對(duì)某個(gè)問題的探究發(fā)展到一定的階段會(huì)出現(xiàn)某種程度的暫緩，這和問題提出數(shù)量趨勢(shì)一致，也印證了上文中兒童年齡、興趣、認(rèn)識(shí)上的局限。暫停了對(duì)此問題的進(jìn)一步探究，并不代表探究的終結(jié)，隨著兒童認(rèn)知的發(fā)展和知識(shí)的積累，兒童會(huì)再次開啟對(duì)這一問題更高層級(jí)的學(xué)習(xí)。

五、討論與建議

（一）形成了輻射狀動(dòng)態(tài)社區(qū)，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)建構(gòu)參與者從個(gè)人到社區(qū)的轉(zhuǎn)變

通過知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)的深入，家庭科學(xué)教育逐步形成了動(dòng)態(tài)的社區(qū)，呈現(xiàn)出以S為核心的家庭內(nèi)、同伴和其他成員的共同參與的交叉輻射狀特征。隨著有意識(shí)的知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，帶動(dòng)了全體家庭成員共同參與，且家庭成員之間的交互較為密集。知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)激發(fā)了混齡兒童參與，S的多位同學(xué)和玩伴參與到討論和后續(xù)的研究中，并帶動(dòng)他們的部分家庭成員參與設(shè)計(jì)下一輪的活動(dòng)，形成了多樣化的生成性角色。[40]知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)吸引了網(wǎng)絡(luò)空間其他人的參與，母親在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)出的日志得到了其他人的回應(yīng)后，還采納了他們對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的建議。知識(shí)建構(gòu)理論是從社會(huì)學(xué)“群”的角度理解人類的學(xué)習(xí)，體現(xiàn)了團(tuán)體認(rèn)知，[41]使知識(shí)建構(gòu)過程實(shí)現(xiàn)了真正的民主化。社區(qū)成員交互方式由“單個(gè)孤立”走向“相互作用”，表征方向由“個(gè)人輸入式”走向“集體輸出式”，[42]成員承擔(dān)了共同推進(jìn)社區(qū)知識(shí)生長(zhǎng)的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)建構(gòu)從個(gè)人到社區(qū)的轉(zhuǎn)變。動(dòng)態(tài)社區(qū)是支持家庭非正式環(huán)境下兒童科學(xué)學(xué)習(xí)的重要因素，因此家庭成員不僅要在家庭內(nèi)部有意識(shí)地創(chuàng)建社區(qū)，還可以通過不同家庭間、混齡兒童間的交互逐漸形成學(xué)習(xí)社區(qū)，從而支持兒童的協(xié)作知識(shí)建構(gòu)。

（二）直接的“做”的活動(dòng)促進(jìn)了兒童的主動(dòng)學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)從共享到升華的轉(zhuǎn)變

作為中介的知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)連接著主體（人）和客體（知識(shí)），家庭環(huán)境中兒童偶發(fā)性科學(xué)問題具有即興、復(fù)雜、綜合以及活動(dòng)組織的非結(jié)構(gòu)化和機(jī)會(huì)主義特征，故很少有預(yù)設(shè)性的講授和無目的的閱讀等被動(dòng)學(xué)習(xí)方式，因此適合采用游戲、實(shí)驗(yàn)、辯論賽、參觀、故事會(huì)等豐富多彩、趣味性強(qiáng)的活動(dòng)形式，這些屬于戴爾經(jīng)驗(yàn)之塔的“具體的經(jīng)驗(yàn)”，符合兒童的認(rèn)知特征，極大地激發(fā)了兒童探索的熱情和興趣，促進(jìn)了兒童的主動(dòng)學(xué)習(xí)。家庭中兒童偶發(fā)性問題的不可預(yù)測(cè)性使得兒童能夠以更科學(xué)的活動(dòng)方法重組他們的想法，使用多樣化的科學(xué)研究策略和方法，[43]這是知識(shí)建構(gòu)理論中最重要的，而科學(xué)知識(shí)的習(xí)得成為不斷探索過程中的副產(chǎn)品。這些直接的“做”的活動(dòng)形式是知識(shí)建構(gòu)理論活動(dòng)中“建構(gòu)性地使用權(quán)威資料”（原則11）進(jìn)行表達(dá)、反問、追問等“知識(shí)建構(gòu)對(duì)話”（原則10），有助于幫助社區(qū)成員發(fā)現(xiàn)共同感興趣的問題，并通過對(duì)話協(xié)作達(dá)到個(gè)人無法企及的認(rèn)知高度，[44]實(shí)現(xiàn)了知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)從共享到升華的轉(zhuǎn)變。

（三）兒童的問題數(shù)量和觀點(diǎn)深度都有了明顯提高，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)建構(gòu)中的知識(shí)從告知到創(chuàng)造的轉(zhuǎn)變

隨著知識(shí)建構(gòu)過程迭代循環(huán)地進(jìn)行，觀點(diǎn)得到了持續(xù)的改進(jìn)，通過社區(qū)成員的相互激發(fā)，使得兒童提出的問題數(shù)量越來越多;通過對(duì)初始觀點(diǎn)的概括與升華，兒童也將瑣碎、原始的觀點(diǎn)升華（原則4）為系統(tǒng)的理論認(rèn)識(shí)，如引出了“浮力”“食物鏈”“明適應(yīng)”等更高層次的概念，并繪制了“潛水艇”“海洋食物鏈”等人工制品，對(duì)觀點(diǎn)的理解深度得到了創(chuàng)造性的改變。知識(shí)建構(gòu)社區(qū)知識(shí)并非像大多數(shù)學(xué)習(xí)理論認(rèn)為的那樣存在于人的大腦中，而應(yīng)該被看作獨(dú)立于有形的物體和人的思維過程的社區(qū)公共財(cái)產(chǎn)。[45]在這個(gè)循環(huán)過程中，不僅兒童的科學(xué)興趣與科學(xué)思維得到了發(fā)展，社區(qū)其他成員的知識(shí)也得到了提升，體現(xiàn)了對(duì)等的知識(shí)發(fā)展（原則8），能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)體與群體學(xué)習(xí)的共贏，從而達(dá)到了知識(shí)從告知到創(chuàng)造的轉(zhuǎn)變。家庭中知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)的開始依賴于家長(zhǎng)對(duì)兒童所提出的貌似“幼稚”“錯(cuò)誤”的問題的靈敏捕捉，家長(zhǎng)通過和孩子一起將其轉(zhuǎn)換為可以探究的科學(xué)問題，從而將問題一步步推向深入、科學(xué)的方向。

本研究圍繞“知識(shí)建構(gòu)理論能否用在家庭非正式環(huán)境中”這一問題，首先通過理論分析論證了家庭科學(xué)學(xué)習(xí)與知識(shí)建構(gòu)理論的邏輯關(guān)系，然后通過基于設(shè)計(jì)的研究進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證，對(duì)長(zhǎng)期跟蹤的個(gè)案進(jìn)行深入剖析，探究知識(shí)建構(gòu)理論應(yīng)用于家庭兒童偶發(fā)性科學(xué)學(xué)習(xí)的過程與原理。從“人—活動(dòng)—知識(shí)”三個(gè)維度驗(yàn)證了知識(shí)建構(gòu)理論的活動(dòng)成效，12條原則很好地映射到了這一過程中，可以得出，知識(shí)建構(gòu)理論與實(shí)踐理念能夠很好地支持家庭非正式環(huán)境下的兒童偶發(fā)性科學(xué)學(xué)習(xí)。在家庭環(huán)境下的知識(shí)建構(gòu)中，雖然我們強(qiáng)調(diào)了科學(xué)問題是由兒童自發(fā)提出的，但并不意味著問題提出后可以放任自流，家長(zhǎng)的引導(dǎo)、支持與共同參與是兒童知識(shí)建構(gòu)成功的關(guān)鍵。顯然，在S的科學(xué)學(xué)習(xí)案例中，母親作為“主操作人”起到了關(guān)鍵的引領(lǐng)作用，帶動(dòng)著知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)的產(chǎn)生并不斷走向深入。在兒童學(xué)齡前階段，主操作人可以由父親、母親或其他家庭成員擔(dān)任，對(duì)知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，提供全方位的支持，隨著兒童年齡的增長(zhǎng)，他們逐漸有能力形成超越家庭的社區(qū)，如同伴互助、通過互聯(lián)網(wǎng)尋求專家?guī)椭龋麄円部梢宰约撼蔀橹鞑僮魅?，這也將會(huì)是本研究持續(xù)關(guān)注的問題。

將知識(shí)建構(gòu)理論運(yùn)用到非正式環(huán)境下的兒童偶發(fā)性科學(xué)教育是一個(gè)大膽的嘗試，研究中出現(xiàn)了很多的困難和問題，如非正式環(huán)境下的科學(xué)問題探究時(shí)間跨度長(zhǎng)，案例資料的收集與整理難度大;學(xué)齡前兒童識(shí)字量有限，對(duì)于權(quán)威資料的閱讀、觀點(diǎn)的表達(dá)需要其他成員的幫助和解讀，可行的建議是借助搜索引擎語音、圖畫、概念圖、科普動(dòng)畫片等形式;提高社區(qū)成員參與度也是研究中的難點(diǎn)，如家庭中祖父母輩等年齡較大的一類人群的參與，可以在日常討論和相處的過程中有意識(shí)地創(chuàng)建民主平等的氛圍。值得一提的是，從兒童的原始問題中捕捉適合探究的科學(xué)問題尤其重要，家庭成員要對(duì)兒童類似“搗亂”的行為，如反復(fù)開關(guān)燈、試圖玩火玩水等，有足夠的包容心，通過營(yíng)造自由、安全、民主的環(huán)境，不斷鼓勵(lì)他們提出冒險(xiǎn)性的想法，因?yàn)檫@可能是他們探索和認(rèn)識(shí)世界的開始。

注釋：

①“經(jīng)驗(yàn)之塔”（Cone of Experience）理論是由美國(guó)視聽教育家戴爾（Edgar Dale，1900—1985）于1946年在其著作《視聽教學(xué)法》中提出的關(guān)于學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的理論模型。從塔底到塔頂分為做的經(jīng)驗(yàn)、觀察的經(jīng)驗(yàn)和抽象的經(jīng)驗(yàn)三大類，最底層的經(jīng)驗(yàn)最具體，越往上則越抽象，兒童的學(xué)習(xí)應(yīng)該從具體經(jīng)驗(yàn)入手，但不能止于此，要逐步上升到抽象經(jīng)驗(yàn)。文中的學(xué)習(xí)金字塔側(cè)重于不同學(xué)習(xí)方式下學(xué)習(xí)內(nèi)容的平均留存率，與“經(jīng)驗(yàn)之塔”不同。

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Abstract： The informal learning environment in families is the main place for young children to perceive the world at an early stage， which accords with the characteristics of childrens science learning： occasional， complex， and opportunistic. As a frontier theory of the international science learning， Knowledge Building Theory has been applied well in the formal learning environment like schools. More attention should be paid to problems like whether it can be applied to the family environment， how to apply it， and whether it can promote childrens science education. This study explored the value and possibility of Knowledge Building Theory in family science learning from a theoretical point of view. Through the ethnography method， this study traced three science learning cases of a seven-year-old boy and his family in the past three and a half years. Design-based Research was adopted in Knowledge Building activities. The results show that Knowledge Building activities can significantly promote childrens scientific “idea”. From the perspective of “Participant-Activity-Knowledge”， family members can form a dynamic Knowledge Building community. The designed activities can greatly promote childrens active learning， and increase the number of their problems as well as the depth of their ideas. From theoretical argumentation to practical verification， this research indicates that the theory of ?Knowledge Building can well support the exploratory learning of childrens emerging scientific problems in the family.

Key words： informal environment， Knowledge Building Theory， science education for children