3-6岁儿童光影概念发展水平研究

李贞珍，王 娟

（西南大学 教育学部，重庆 400715；西南大学 心理学部，重庆 400715）

3-6岁儿童光影概念发展水平研究

李贞珍，王 娟

（西南大学 教育学部，重庆 400715；西南大学 心理学部，重庆 400715）

理解儿童的前科学概念可以帮助教育者更好地实施科学教育活动。采用自编的《儿童光影概念问卷》对138名3-6岁儿童的光影概念的发展水平进行研究，研究将儿童光影概念划分为认知发展水平和操作水平两个方面。结果发现：（1）儿童光影概念的认知水平与操作水平都随年龄增长而逐步提高，但操作水平始终高于认知水平；（2）6岁是儿童光影概念发展的关键期；（3）儿童对光影概念的认知存在着许多前科学概念。

儿童；光影概念；认知发展；操作能力；前科学概念

一、问题提出

光影概念是儿童科学知识掌握中的一个重要知识点。儿童在学习光影知识之前，对各种光影现象已有自己的认识和理解，并形成一些与科学知识相悖的观念和规则，这就是光影知识的前科学概念。朱莉琪［1］的研究发现，儿童在接受正规的科学教育前就对科学形成了自己的“朴素理论”，他们用这种理论来解释现象。因此，儿童对科学现象的认识和解释存在很多前科学概念。

儿童对光影概念的理解最早可追溯到皮亚杰［2］的研究，他将儿童对影子现象的解释划分为四个阶段，研究表明儿童在第四阶段（9岁），才能够对影子做出正确解释。之后，国内外学者对光影概念进行了拓展研究。德弗里斯［3］把影子的空间因果关系分解为若干变量之间的关系，它们分别是：物体—影子、物体—屏幕、影子—屏幕、光源—影子、光源—屏幕、物体—光源之间的关系。P.A.Cameron［4］的研究结果表明：尽管儿童在一个相当早的年龄阶段能够操纵自己的影子，但是3岁前的儿童对影子和镜子的差异却不容易理解。唐明［5］对小学五年级儿童的研究发现，儿童认为光对物体作用产生影子，影子是物体的一部分。李采不［6］对小学3-6年级的儿童研究发现：儿童认为透明物体没有影子或为深色影子，影子是由物体“反射”阳光而生，且黑暗中依然有影子。徐杰［7］研究某大班幼儿在六次教学活动中对光影概念认识的发展。

以上研究发现，对儿童光影概念的研究主要集中在儿童的光影概念及其成因认识，并且对学龄前儿童光影概念的发展研究较少。3-6岁的儿童处于自我中心阶段，思维缺乏可逆性。因此本研究对3-6岁儿童光影概念划分认知发展水平和操作水平，以揭示儿童光影概念的发展规律及其对光影知识存在的前科学概念，帮助儿童由自发的前科学概念向科学概念转化，最终为促进儿童光影概念的掌握和科学课程的设计提供科学依据。

二、研究方法

（一）研究对象

在重庆市的3所幼儿园随机抽取3-6岁儿童138人，涉及不同性别、年龄和城乡来源。其中3岁组儿童30人，4岁组36人，5岁组36人，6岁组36人。男孩74名，女孩64名。来自教育条件较好的城市幼儿园84名，较差的城乡结合部幼儿园54名。3岁组儿童指已满3岁但不足4岁的儿童，其他年龄组也以此标准界定。

（二）研究工具与测试过程

采用美国芝麻街工作室《大鸟看世界》评估项目课题组编制的儿童探索问卷中的 《儿童光影概念问卷》作为研究工具。该问卷主要测查儿童对光影概念的理解水平，以及在科学探索活动中存在的前科学概念。测试分为两个类：一是认知题，说出影子从哪里来，感知光源、物体、影子三者之间的关系；二是操作题，制造影子，通过改变物体和光源之间的距离使影子变大变小，变长变短。主试由儿童发展心理学相关专业的研究生组成，且在正式施测前经过培训，以确保熟悉测试流程。测试中，由访谈人员、笔录人员共2名组成一个小组，每个小组一次测试一名儿童并逐字记录访谈实况。

（三）编码标准

1.认知编码标准

儿童的光影概念不是“全或无”，而是逐渐发展起来的。儿童对光影概念的理解，主要涉及到物体、屏幕和光源这三个因子和影子之间的关系。通过对访谈情况的分析，发现儿童对光影概念的认知发展水平具有四个，具体见表1。

表1 儿童概念认知发展水平编码

2.操作编码标准

研究中提供被试手电筒和木块来做出影子，考察儿童动手做影子的能力。（1）操作正确：能利用提供的光源和物体做出影子；做出影子并能让影子产生变化；利用手电筒和木块做出长影子和短影子、大影子和小影子。（2）操作错误：不能做影子、拿到提供的光源（手电筒）和物体（木块）完全没有反应，或是乱摆动。

三、研究结果与讨论

（一）儿童光影概念发展的总体状况——操作水平高于认知水平

认知水平上，有83.3%的儿童说自己见过影子，对影子有一个朦胧的认识，90.6%的儿童对光影概念的认知理解处在无光影概念和光影概念萌芽阶段。说明大多数儿童对影子有过体验，但是对影子的科学概念不理解。操作水平上，30.4%的儿童能用提供的手电筒和木块做出影子，并且有31.2%的儿童能做出一个长影子和一个短影子，儿童能通过改变物体摆放的位置来影响影子的长短，其中29.7%的儿童可以通过改变物体和光源的距离能影响影子的大小。结果显示，儿童能够正确操作影子的人数要高于对影子理解正确的人数。进而可以发现，儿童光影概念的认知水平和操作水平都随年龄的增长而提高，但是认知水平落后于操作能力发展水平。

（二）儿童光影概念的发展存在关键期

表2 儿童光影概念认知的发展水平（百分数）

1.儿童对光影概念的认知发展水平

3岁儿童约80%都没有光影概念，处在无概念阶段。儿童4岁后才开始出现部分概念，5岁儿童的表现和4岁的基本一样，而在6岁组则出现一名儿童达到接近科学概念阶段。6岁组中处于概念萌芽和部分概念阶段的人数比例有所上升。说明3-6岁儿童大多处在对光影概念的萌芽认识阶段，没有达到理解光影概念的科学本质水平。这一结果和皮亚杰的研究一致。儿童光影概念发展总体是随年龄增长而呈上升趋势，6岁是儿童光影概念认知发展的水平一个关键时期。

2.儿童对光影概念的操作水平

总体上影子操作正确的人数随着年龄的增长而增加。在做出影子，长短影子和大小影子上，6岁组的操作正确的人数均高于操作错误的人数，说明6岁是儿童光影概念操作水平的转折期。

研究结果表明：6岁是儿童掌握光影概念的关键时期，这与儿童的思维发展和元认知密切相关。6岁以前，儿童主要以具体形象思维为主，思维呈现出经验性、表面性、和片面性等特点，思维缺乏灵活性，不能抓住事物的本质特征；而6岁时儿童明显出现了抽象逻辑思维的萌芽，更容易在日常生活中强化对光影概念的认知，从而掌握概念的本质特征。而且，大多数儿童在6岁才出现元认知，这对儿童认知能力和认知过程起着促进作用，同时也对儿童操作能力的发展起着调节与控制作用。因此在6岁时，儿童对光影概念的掌握发生了非常明显的变化。

（三）儿童光影概念的前科学概念类型

研究结果表明3-6岁的儿童都还不具备光影概念的科学概念。儿童的科学概念总是以前科学概念为先导，逐步发展起来的。牟毅，朱莉琪［8］指出儿童前科学的朴素认知是今后科学知识掌握的基础。儿童在对影子的认知上存在着许多的前概念，本研究中发现儿童的前科学概念可以归为以下几种：

第一，无关回答。毫无关系的回答，比如“用黑色的颜料做影子”，“用一条线可以做影子”，“从天上飞下来的”，“你只要跑得快它就出来了”。

第二，单一因子解释。一是从屏幕来解释影子的来源，如“影子就是天空中、水里面、地下面来的”；二是从物体来解释，如“影子就是从人身上跑出来的”；三是考虑到光源的作用，如“光照到的亮的地方是影子”，“有灯或是太阳的地方就有影子”。

第三，部分关系解释。儿童开始从关系层面来考虑影子，如“太阳照到人身上或是地上就有影子”，“人在太阳下面晒就有影子”。

四、教育建议

根据儿童光影概念认知发展的特点与规律，为教育活动中采取针对性措施，促进儿童光影概念的掌握和发展提供了科学依据。

(一)依据儿童光影概念认知发展特点设计教学活动

课程设计与教学过程应把握儿童的认知发展特点，以儿童科学学习的特征为依据。在皮亚杰对儿童认识发展阶段的划分上，学前期的儿童在认识上有着自己的一套解释理论。儿童在知觉上较倾向于物体的单一维度或层面，导致对事物的认识具有片面性。儿童光影概念发展的关键就在于克服思维的片面性，如何从单一因子解释到认识关系本质。因此，教师在设计课程时应该主要考虑如何让儿童认识到物体、屏幕和光源三者之间的关系，理解了这三者的关系，儿童就能理解光影概念的科学本质。此外，儿童科学知识的学习先依赖前概念的获得，因此科学课程的设计应具连贯与衔接性，把握循序渐进的原则，由易到难、由简到繁、由具体到抽象。

(二)把握关键期，通过三个学习渠道教导儿童认识科学

关键期是儿童能力发展的重要时期，也是儿童光影概念的认知和操作能力培养发展的重要契机。6岁儿童虽然已经积累了有关光影概念的相关知识，但由于他们思维的局限性，还没有达到掌握科学概念的程度。儿童对事物的学习有着浓烈的兴趣，对于自然界的现象表现好奇与强烈的探索欲望，然而受限于经验与思维，他们需要在实作中汲取经验及了解事物间的关系。因此，应提供给儿童正确的科学学习渠道。其一，提供给儿童探索的机会和鼓励儿童勇于尝试，引导儿童经由亲身体验与探究的过程来修正错误的认识，并通过实际操作来回答自己的疑问。其二，营造良好科学学习环境及适宜的引导儿童主动操作，也是满足儿童探索欲望的良好方法。其三，适宜的引导儿童正确的认识科学，通过做中学、学中思让儿童来正确理解科学。

(三)家长参与或儿童以大带小，增加儿童动手操作的机会

教师要进行光影概念的教学活动时，可以提前让家长参与到儿童的操作活动中。这样不仅可以有效地控制意外情况的发生，而且充分锻炼了儿童的动手操作能力，强化了他们对光影概念的理解和掌握。另外，也可采取以大带小的方式，让幼儿园大班儿童或更高年级的儿童做他们的指导者，这样也可以锻炼其动手操作能力，从而增强对光影概念的掌握。

(四)儿童光影前概念转变的建构与实施

皮亚杰的同化理论认为个体学习是同化、顺应的认知建构过程和平衡→不平衡→新的平衡→新认知发展过程的统一。波斯纳等心理学家在皮亚杰的认知建构主义理论基础上提出了概念转变需要满足四个条件：对已有的概念不满意、有可理解的适合的替代物、替代物必须被认为是合理的、替代概念必须比原有概念更富有成效。根据以上理论，要转变儿童光影前概念可以采取以下方法。首先，要引出这些错误概念，向儿童提供演示、实验等呈现的新信息（科学概念），以引起儿童的认知冲突，使儿童认识到原有概念与新信息之间的不一致。其次，通过现场操作，让儿童获取影子的感性材料，引导儿童顺应建构。最后，给儿童呈现光影概念，形成对有关影子的新的观念。

:

［1］朱莉琪.儿童科学概念的认知发展［J］.心理科学进展，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.国小五年级学童光概念及相关迷思概念之研究［D］.台北:台北师范学院,2001.

［6］李采不.国小中、高年级学童光迷思概念研究［D］.屏东:台湾屏东师范学院,2002.

［7］徐杰,张俊,王树芳,等.幼儿光影概念转变的个案研究［J］.学前教育研究,2008（2）:42-47.

［8］牟毅,朱莉琪.儿童朴素物理学的错误概念及影响概念转换的因素［J］.心理科学进展,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

美国芝麻街工作室“大鸟看世界”项目研究成果

李贞珍（1987-），女，重庆潼南人，西南大学教育学部硕士生，主要从事儿童心理发展与教育研究。

（责任编辑：吴有定）