小学一年级儿童守恒概念现状及认知发展的实验研究

刘丽君

摘要：选取一年级41名儿童被试，采用实验法探讨了其思维发展的特点，发现：（1）一年级儿童已经具备了数量、体积、长度和重量守恒能力，未获得面积守恒能力。（2）在性别差异上，男生已经具备了数量、体积、长度、面积和重量守恒能力；女生已经具备了数量、体积、长度和重量守恒能力，但未获得面积守恒能力。

关键词：小学；一年级；守恒概念；认知发展；实验研究

1 文献综述

守恒概念（the Concept of Conservation）是儿童心理学家皮亚杰（Jean Piaget）对儿童认知发展阶段论中的核心概念之一，它是指物体的外部形式起了变化，但个体认识到物体的内部性质并未改变。守恒概念反映的是运算思维本身的特性，其获得既是儿童思维发展的表现，也是思维发展的基础。

皮亚杰的心理发展阶段论将智力发展分为四个发展阶段：感知运动阶段（0-2岁）、前运算阶段（2-6岁）、具体运算阶段（6、7岁-11、12岁）和形式逻辑阶段（11-15岁）。其中，守恒概念是具体运算阶段和形式运算阶段的“分水岭”，掌握守恒概念标志着儿童进入形式运算阶段，是认知发展的一个质的飞跃。

它包括质量守恒、重量守性、面积守恒、体积守恒、长度守恒等。在具体运算阶段，皮亚杰认为在这一阶段儿童智慧发展的最重要表现是获得了守恒性，但儿童并不是同时获得这些守恒的，而是随着年龄的增长不断获得的，最早掌握的是数量守恒（6、7岁），接着是长度守恒（7、8）岁，面积守恒和重量守恒（9、10）岁，最后是体积守恒（12岁）。皮亚杰确定质量守恒概念达到时作为儿童具体运算阶段的开始，而将体积守恒达到时作为具体运算阶段的终结或下一个运算阶段（形式运算阶段）的开始。这种守恒概念获得的顺序在许多国家对儿童进行的反复实验中都得到了验证，几乎完全没有例外。

而新近的一些研究认为，皮亚杰低估了儿童的能力。如在皮亞杰数量守恒重复试验中，只有少数（16%）4-6岁的儿童理解了数的守恒。然而，不久以后，一些心理学家认为，增加问题的情境性，儿童能表现出更强的守恒掌握能力。研究者给四五岁的儿童展示两根长度相等的小棍，并排对齐了放在桌上。儿童认为它们是等长的。当研究者将其中一根小棍往前稍微挪动一下后，问儿童：“两根小棍一样长，还是不一样长？”这时儿童就认为它长了。如果再次把小棍摆齐了，他们又认为两根小棍是一样长的。而儿童对他们这种答案的前后矛盾丝毫没有察觉，甚至当研究者向他们指出矛盾时，他们仍然无动于衷。可是六七岁的儿童就完全不同了，不管研究者怎样变换小棍的摆法，他们都等正确地说出两根小棍的长度是相等的。因此得出这样的结论：四五岁的儿童还没有形成“当棍子被移动时长度仍然不变”的长度守恒概念，到六七岁时，儿童才能形成长度守恒的概念。

那么随着学习生活环境的进步、教育的发展、人类智能的进步和儿童环境刺激的改变，现阶段小学一年级儿童的守恒能力现状究竟是怎样的呢？是依然与皮亚杰所发现的结果一致？还是已经有所改变？这便是本研究所要探讨的内容。

2 方法

2.1被试

本次研究以中国科学院附属玉泉小学41名一年级儿童为被试，22名女生，19名男生，平均月龄79.29（SD = 0.82），所有被试身高、智力、表达能力正常，均自愿参加实验。

2.2仪器和材料

实验材料包括扣环10个，皆为同一牌子，大小，颜色一样的扣环；小糖果10个，皆为同一牌子，大小，味道，颜色一样的糖果；2个矿泉水瓶（皆为同品牌、大小、颜色的矿泉水瓶）、1个小盆，自来水；2个公平框的签，皆为同品牌、大小、颜色的签；2张A4纸，皆同品牌、大小、颜色；2个橡皮泥，皆同品牌、大小、颜色、重量，小天平。

2.3程序

根据儿童的思维特点和避免其它因素干扰儿童的判断能力，本次实验采取不掩盖操作，即在儿童面前改变材料的摆放距离。为了不影响老师和家长对孩子的期望值，实验避免在老师和家长面前做。

实验一 数量守恒（扣环）

本实验分为2个小组。

第一组实验首先把10个扣环摆成长度相同的两行，两行相隔5cm，而每一行的每两个相邻的扣环的距离为8cm，如图1所示。主试问被试：“这两行的扣环一样多吗？”被试回答后，做记录。若被试回答这两行的扣环数量不是一样多，即作为无效数据。

第二组实验在第一组的基础上，保持第一行的扣环不动，而移动第二行的扣环，使得扣环之间的距离增加，必须让第二行的首尾扣环之间的距离比第一行首尾扣环之间距离更长，如图2所示。主试问被试：“这两行的扣环是一样多吗？”被试回答后，做记录，若回答是一样多，在表上填√；若回答不是一样多或者第二行比较多或者少，在表上填×。

实验二 数量守恒（糖果）

本实验与实验一程序和要求相同，只是将扣环变成糖果。

实验三 体积守恒（水）

本实验分为2个小组。

第一组实验首先在相同的2个矿泉水瓶里分别装满水。主试问被试：“这两瓶水是一样多吗？”被试回答后，做记录。若被试回答这两杯水不是一样多，即作为无效数据。

第二组实验在第一组的基础上，保持其中一瓶水不动，而把另一瓶水倒入盆里。主试问被试：“这瓶矿泉水里的水和这个盆里的水是一样多吗？”记录方式同上。

实验四 长度守恒（小棒）

本实验分为2个小组。

第一组实验将2个公平框的签左右对齐。主试问被试：“这2个是一样长吗？”被试回答后，做记录。若被试回答不一样长，即作为无效数据。

第二组实验在第一组的基础上，保持其中一根不动，而把另一根向右移动，使其左端对准上一根的中间。主试问被试：“这2个是一样长吗？”记录方式同上。

实验五 面积守恒（白纸）

本实验分为2个小组。

第一组实验将2张A4白纸放好。主试问被试：“这2张纸是一样大吗？”被试回答后，做记录。若被试回答不一样多，即作为无效数据。

第二组实验在第一组的基础上，保持其中一张不动，而把另一张剪成4张大小横向连接铺开。主试问被试：“这2张纸是一样大吗？”记录方式同上。

实验六 重量守恒（橡皮泥）

本实验分为2个小组。

第一组实验将2个橡皮泥在天平两端放好。主试问被试：“这2个是一样重的橡皮泥吗？”被试回答后，做记录。若被试回答不一样重，即作为无效数据。

第二组实验在第一组的基础上，保持其中一个不动，而把另一个压得大且扁。主试问被试：“这2个是一样重吗？”记录方式同上。

2.4数据处理

采用SPSS 17.0进行数据分析，自变量为年龄、性别、守恒类别，因变量为被试回答的通过率。

3 结果及讨论

如图3所示，全体儿童在以扣环为材料的数量守恒实验中的通过率为82.93%，在以糖果为材料的数量守恒实验中的通过率为92.68%，体积守恒实验的通过率为85.37%，长度守恒实验的通过率为73.17%，面积守恒实验的通过率為46.34%，重量守恒实验的通过率为65.85%，即一年级儿童已经具备了数量守恒、体积守恒、长度守恒和重量守恒的能力，在数量守恒和体积守恒方面的能力发展得尤其突出，80%以上的儿童均以获得数量守恒和体积守恒的能力。但总体而言，一年级儿童还没有获得面积守恒的能力。通过率从高到低分别是数量守恒、体积守恒、长度守恒、重量守恒、面积守恒。

这与皮亚杰在数量守恒的研究结果一致，即儿童在6、7岁左右掌握数量守恒；同时，在以扣环为材料的数量守恒实验中的通过率（82.93%）和在以糖果为材料的数量守恒实验中的通过率（92.68%）的差异，也说明了材料差异在儿童的数量守恒中是有影响的，儿童常常接触到的、并且喜欢的糖果比不常见到的扣环能有利于儿童理解数量守恒，这也提示我们有趣的材料更能激发学生潜力的发挥。在面积守恒方面，本研究也发现79.29个月（不到7岁）的儿童未掌握该守恒，这与皮亚杰发现的9、10岁左右掌握面积守恒不矛盾。但是与皮亚杰所发现的儿童在7、8岁左右掌握长度守恒，9、10岁左右掌握重量守恒，12岁左右掌体积守恒的结果不一致，本研究发现79.29个月（不到7岁）的儿童被试就已经掌握了这三种守恒，尤其是在重量守恒和体积守恒方面，要早得多。在要比皮亚杰的儿童被试更早掌握这3种守恒。这可能是因为随着营养的加强、卫生条件的全面好转、教育的发展、人类智能的进步、儿童环境刺激的改变，现阶段儿童的在数量守恒、体积守恒、长度守恒和重量守恒的能力已经超越了皮亚杰时期的儿童。

通过率从高到低分别是数量守恒、体积守恒、长度守恒、重量守恒、面积守恒，这与皮亚杰发现的“具体运算阶段儿童并不是同时获得这些守恒的，而是随着年龄的增长不断获得的，最早掌握的是数量守恒（6、7岁），接着是长度守恒（7、8）岁，面积守恒和重量守恒（9、10）岁，最后是体积守恒（12岁）”结果不一致，可能原因是儿童日常学习（如幼儿园、早教机构、小学）和生活中常常能接触到橡皮泥、空气彩泥等可以变换形状、但体积不变的玩具和教学材料有关，这些经历促进了儿童迅速地理解了体积与形状变化之间的本质关系，这种体积守恒的能力也迁移到了水的体积上面，使得体积守恒的通过率跃居第二；但是学生接触到面积守恒的情景相对较少，所以面积守恒的通过率较低。从本研究的实验结果中可以得到启示：对现今儿童的教育教学要充分了解学生目前的思维发展水平，看到其与过去儿童的区别和进步，更新对儿童“最近发展区”的认识，及时给予适合其思维发展水平的课程和教育教学方式，促进教育更加有效地进行。

如表1所示，在性别上，男生在以扣环为材料的数量守恒实验中的通过率为73.68%，在以糖果为材料的数量守恒实验中的通过率为89.47%，体积守恒实验的通过率为84.21%，长度守恒实验的通过率为68.42%，面积守恒实验的通过率为52.63%，重量守恒实验的通过率为68.42%，即一年级男生已经具备了数量守恒、体积守恒、长度守恒、面积守恒和重量守恒的能力，其中最好的是数量守恒和体积守恒，其次是长度守恒、重量守恒，最后是面积守恒。

女生在以扣环为材料的数量守恒实验中通过率为90.91%，在以糖果为材料的数量守恒实验中通过率为95.45%，体积守恒实验的通过率为86.36%，长度守恒实验的通过率为77.27%，面积守恒实验的通过率为40.91%，重量守恒实验的通过率为63.64%，即一年级女生已经具备了数量守恒、体积守恒、长度守恒和重量守恒的能力，在数量守恒方面尤为突出，90%的女生都获得了数量守恒的能力，但一年级女生还没有获得面积守恒的能力。其中最好的是数量守恒，其次是体积守恒、长度守恒、重量守恒，最后是面积守恒。

根据图4，对比男生和女生的结果可知，男生女生在通过率上的顺序都是一致的，即数量守恒、体积守恒、长度守恒、重量守恒，最后是面积守恒，这说明无论是男生还是女生，在守恒能力类型上的获得的是顺序是一致的。但是，女生在数量守恒、体积守恒和长度守恒方面的能力强于男生，在面积守恒和重量守恒方面弱于男生，即男生各方面的守恒能力发展得比女生均衡，女生在守恒能力方面的优势和劣势都比男生明显。这可能是因为数量守恒、体积守恒和长度守恒的实验是相对直观的，女生的形象思维比较占优势，在这三项实验中表现优于男生；而抽象思维占优势的男生则在面积守恒和重量守恒方面表现得比女生好。从总体上来看，女生在数量守恒、体积守恒和长度守恒的优势要大于男生在面积守恒和重量守恒上的优势，这与目前普遍的“男孩危机”（Boy Crisis，指男生在各方面都落后于女生的现象，是从中小学到大学的全线性危机）的现象一致。这也提示我们，教育需要正视并尊重男生和女生之间的差异，同时也看到男生在面积守恒和重量守恒上的优势，根据男生女生的差异性进行因材施教，促进男生、女生更加有趣、有序、有效地发展。

参考文献

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