大班幼儿科学问题解决能力的现状及其与言语能力的关系

叶 艳,徐舒敏

(吉林外国语大学教育学院,吉林长春,130117)

一、问题提出

面向幼儿开展的幼儿园科学教育带有启迪意义,能够满足幼儿与生俱来的好奇心和求知欲,使幼儿掌握科学相关的能力并为其终身学习与发展打下良好的基础。幼儿的科学问题解决能力是科学相关的能力之一,是适应未来发展的关键。[1]因此,培养幼儿的科学问题解决能力,提高幼儿的科学素养,符合建设教育强国、科技强国、人才强国的时代要求。

科学问题解决能力涉及科学知识和科学探究的问题解决能力。Maria等人认为幼儿科学问题解决是指幼儿利用新兴科学探究技能,从问题中搜集信息,来探究和解决周围世界中的问题。[2]吴荔红等人借鉴了Maria的观点,认为幼儿科学问题解决能力指幼儿利用已有的科学知识和经验、生活常识及科学探究技能,理解问题情境并有效解决与日常生活情境相关科学问题的能力。[3]本研究的幼儿科学问题解决能力主要指幼儿利用已有的科学知识和探究技能,解决所遇到的科学问题的能力。

言语能力已经被广泛研究,被认为是一种基本的认知技能,并发现与幼儿的各种发展相关。幼儿成功解决科学相关的问题是否与其言语能力有关,存在一定的假设依据。

首先,幼儿言语能力能够在一定程度上预测未来成就,其中就包括解决问题的能力。已有研究表明,幼儿的言语成绩与他们的科学成绩存在显著相关,接受过专门科学言语训练课程的幼儿的科学问题解决表现得也更好。[4-5]Morgan等人发现,幼儿在幼儿园时期的言语能力与其小学二年级的科学测验成绩显著相关。[6-7]这表明幼儿言语能力能够对其科学成绩产生持续性的影响。其次,科学有其特定的言语习惯,幼儿在进行假设、分类、解释现象时会用到一些特定的科学词语,故语言掌握的熟练程度也会影响其科学能力的发展。[8]最后,有效的问题解决要求幼儿使用符号和语言进行心理操作,因为幼儿必须处理不存在于直接环境中的想法,然后以一种具象的形式进行探索。[9]

以脱离语境的形式解决问题利用了多个潜在的认知过程,其中一个核心过程是语言,灵活地使用和联系词语,如软硬和轻重,可以促进幼儿建立解决问题所需的概念联系的能力。但要想灵活并创造性地运用知识,幼儿不仅要了解基本的知识(如冰块加热会融化),还必须能够将掌握的知识通过语言表述出来,二者缺一不可。[10]总的来说,早期发展起来的言语技能很可能对幼儿解决超越此时此地的问题的能力起到重要的作用。

综上所述,本研究假设幼儿的言语能力能够对其科学问题解决能力产生正向影响,并基于该假设开展相关的调查研究。

二、研究方法

(一)研究对象

本研究选取河南省南阳市的公办园、民办园、民办普惠园、乡镇幼儿园各1所,并从幼儿园各随机抽取一个大班幼儿为测验对象。去除班级中的特殊幼儿,有效参与测试的大班幼儿共计127人,其中,男生67人,女生60人。

(二)研究工具

1.科学问题解决能力测验

选择“图片问题解决任务”[2]作为本研究的测量工具,具体包含一个示例题和七个正式测评问题,使用了与生活贴切的问题场景,关注与现实世界科学现象相关的问题(如材料属性、状态变化、生物学概念),并考虑各种可能的解决方案,能够捕捉幼儿应用相关概念产生有效解决方案的能力,如表1所示。

表1 问题场景及有效解决方案

示例题是在正式测查前,主试以练习的方式对幼儿进行模式测试,描绘的是如何帮助小男孩解救一只被困在树上的猫,实验者提供了三种方法(爬梯子上树把猫抱下来、假装有大巨人把猫救下来、乘坐直升机去救小猫)。然后幼儿进行正式作答,主试记录下幼儿回答的全部答案并进行录音,在幼儿回答完每一个问题后,主试者都要问幼儿是否有其他解决问题的方法,直到幼儿不再给出回答(如说“我不知道”“没有其他办法了”)、给出重复或偏离任务的答案、持续保持沉默,再继续提问下一个问题。幼儿回答有效答案每个记1分,每题满分3分,总分21分。

2.言语能力测验

本研究采用的皮博迪图片词汇测验是一种被广泛使用的语言评估工具,它提供有效和可靠的接受性词汇分数。[11]中文修订版共有120组图片,每组图片都是由4幅黑白图片构成。测试时,由试者读出一个词,请幼儿指出与主试所读相符的图片。例如,主试者说“汽车”,幼儿就指出“汽车”的图片,其他三幅图画均为干扰项。不是每名幼儿都要测所有试题,可以按照图片测试原始分和智龄对照表,选择适合大班年龄起测点(假设幼儿从A题开始连续答对8题,则A题为起测点,A题之前的题目均纳入计分范围;若未连续答对8题,则需要逆向往前测,直到连续答对8题)。测试者根据幼儿所指的图片进行记录,每答对1题得1分,连续8道题里面有6道题回答错误则结束测试。

三、研究结果

(一)科学问题解决能力的描述统计

1.总体描述

测查结果显示,综合7项任务每名幼儿科学问题解决能力得分均值为5.99(SD=2.53)。问题解决任务的项目分数反映了幼儿至少产生了一个有效解决方案的项目的百分比,不管是现实的还是想象的。幼儿对65.70%的项目至少产生了一个有效的解决方案(SD=20.40,Range=14—100,1—7个项目)。流畅性分数记录了幼儿在不同项目中产生的有效策略的平均数,虽然这两个分数都反映了幼儿解决问题的表现,但流畅性涵盖了更广泛的可能分数,超越了正确或不正确的二分法。大班幼儿针对每个问题给出的平均有效答案为0.86个(SD=0.36,Range=0.14—1.86)。

在具体7项任务中,幼儿的科学问题解决能力测验总分最低为1分,最高13分。前3项任务的得分均值在1分以上,后4项任务的得分均值在1分以下。鉴于每个参与者对至少一个项目产生了至少一个有效解决方案,地板效应没有被指出。与此同时,有14名幼儿对7个问题都提出了有效解决方案,这表明没有天花板效应。种子问题难度最大,总得分均值最低,为0.28(SD=0.53),只有23.6%的幼儿提供了至少一种有效的策略。冰块问题难度最小,总分均值为1.38(SD=0.62),有92.9%的幼儿对此问题至少给出了一个答案。

2.差异分析

为检验大班幼儿的得分是否存在性别差异,研究者对其得分进行了独立样本t检验,如表2所示。结果显示,男生在科学问题解决能力测验中得分均值为6.07(SD=2.59),女生在测验中均值得分为5.90(SD=2.48),t值为0.39,p值为0.70>0.05,因此,大班幼儿的科学问题解决能力得分不存在显著性别差异性。

表2 不同性别幼儿科学问题解决能力均值差异统计

研究者选取了四类幼儿园,包括公办园A、民办园B、民办普惠园C,以及河南省南阳市某县乡镇幼儿园D,对不同类型幼儿园中幼儿的科学问题解决能力进行了单因素方差分析,如表3所示。结果显示,公办园大班幼儿在科学问题解决测验中得分的均值最高为6.85,最低为民办园均值得分5.19。p值为0.04<0.05,说明四类幼儿园的大班幼儿在科学问题解决能力测验中存在差异性。经过事后检验发现,公办园与民办园均值差额为1.66,显著性为0.036<0.05,说明公办园的大班幼儿科学问题解决能力与民办园有显著性差异。

表3 不同类型幼儿园幼儿的科学相关问题解决能力差异性比较

(二)言语能力的描述统计

皮博迪图片词汇测验总分最高分为100分(满分120分),最低分为38分,均值为72.26(SD=15.45),说明幼儿的言语能力处于中等水平,标准差偏大说明幼儿的整体语言发展水平差异较大。此外,幼儿的性别在言语能力方面无显著差异(p=0.88>0.05)。具体如表4、表5所示。

表4 幼儿言语能力描述性统计

表5 不同性别幼儿的言语能力差异分析

(三)科学问题解决能力与言语能力的相关分析

对幼儿科学问题解决能力与言语能力进行相关性分析,发现两者总体呈现显著相关关系(r=0.785,p<0.001)。回归分析如表6所示。从中可以看出,大班幼儿的言语能力对科学问题解决能力的预测作用显著。

表6 科学问题解决能力与言语能力的回归分析

四、研究讨论

(一)科学问题解决能力的一般特点

研究发现,大班幼儿科学问题解决能力发展水平总体偏低(平均得分为5.99,低于测验总分的中位数值)。并且不存在明显的性别差异,这与Maria等人的研究结论一致,但也有研究者证实男生的科学问题解决能力水平高于女生,分析原因是男生对科学问题的兴趣高于女生,花费的探索时间也多于女生,面对问题情境时会用更多的科学经验解决问题。[2,12]但此分析并未有研究证实,可能存在男生兴趣优于女生的刻板印象。

本研究中不同类型幼儿园的大班幼儿表现出的科学问题解决能力存在显著差异,公办园最优,其次是民办普惠园、乡镇幼儿园、民办园。原因之一可能是公办园教师的专业能力更优,相较于其他类型的幼儿园有较高的科学教学信念和教学知识,能够保证科学活动开展的频率与质量,从而影响幼儿科学问题解决能力的水平。[13]

在回顾幼儿的回答时发现,袋子、种子和蛋三个项目涉及识别物体,57.50%的幼儿会对所描绘的物体的身份做出假设或猜测,而不是提供解决如何区分物体问题的策略。种子项目中有幼儿会指着图画认为这种是胡萝卜种子,那种是西兰花种子。在袋子项目中,幼儿可能会指这个袋子里装着石头,另一个装着枕头。对于蛋的项目,幼儿猜它是鸡蛋或鸭蛋,或者是另一种动物的蛋(如鸟蛋、恐龙蛋)。127名幼儿中,76名幼儿在所提供方法中提到了具体的、现实中的人,出现次数较多的是爸爸妈妈,仅有9名幼儿的回答中涉及巨人、美人鱼等假想人物,幼儿较少以假想的方式解决问题,更多思考现实世界中可以解决科学问题的方法。

(二)言语能力与科学问题解决能力的关系

研究表明,被调查的大班幼儿语言能力处于中等水平且不存在明显的性别差异。语言领域是幼儿园活动质量较好的领域之一,但是语言发展水平的差异较大。因此,对于语言发展一般的幼儿,家长及幼儿园应当有所干预,因为语言发展也会影响幼儿后续各方面的发展。

分析发现,幼儿的言语能力对其科学问题解决能力起着积极的预测作用,这与本研究假设和先前的研究一致。Nayfeld等人发现幼儿的词汇成绩可以预测其科学成就。[14]言语能力是许多认知能力的基础,利于幼儿多个方面的发展,这一观点在提升幼儿科学问题解决能力中也得以验证。

五、研究建议

目前大班幼儿科学问题解决能力水平并不理想,探究大班幼儿言语能力与其科学问题解决能力的关系,有利于采取有针对性的教育措施。

首先,家长要提升幼儿的言语能力,引导幼儿在日常生活和教育中多与其他幼儿交谈。研究发现,幼儿的解决方案有时是社会性的,有时会向其他人寻求帮助,如父母或朋友。[2]而且,科学有其特定的科学术语,对科学词汇的掌握程度将影响幼儿面对科学问题会如何思考解决。通过语言提示、绘本阅读等多种方式,可以增加幼儿的词汇量,发展幼儿的科学知识。不仅要注重幼儿知识的获得,还要关注幼儿言语的表达,二者交互才能达到有效解决问题的目标。可以让幼儿观看自然科学的影像,鼓励幼儿主动提出问题并尝试解决真实生活场景中的科学问题(如肥皂水为什么能吹泡泡),因为好奇心也是促进其言语能力和科学问题解决能力发展的重要因素。

其次,教师要通过恰当指导提升幼儿的科学问题解决能力。幼儿教师相较于其他群体会更有计划、有目的、有组织地开展科学活动,提供更多的资源支撑幼儿科学问题解决能力的发展。有研究发现幼儿教师比母亲更能提供“脚手架”,支撑幼儿科学问题解决能力的发展。[15]另有研究发现接受教师有效教学指令的幼儿在科学问题解决任务中的表现优于一般幼儿。[16]因此,教师要从观念上认可培养幼儿科学问题解决能力的重要性,增长科学领域教学知识,确保科学活动质量。教师要鼓励幼儿围绕真实或想象的问题进行讨论和活动,了解幼儿对哪些基本概念不理解,提供信息帮助幼儿加强概念之间的联系。

最后,幼儿园应该有相对固定的时间开展科学探究活动,这可以确保科学活动的频率。为达到教育强国、科技强国、人才强国的战略目标,有必要提高幼儿的科学素养,培养幼儿的科学问题解决能力,为国家培养科学技术型人才作准备。幼儿园应将言语能力与幼儿科学问题解决能力联系起来,使言语能力培养成为提升幼儿科学素养的途径。家长和教师作为幼儿接触时间较长的群体,要为幼儿的言语发展创造良好的环境,鼓励幼儿在日常生活中面对各种科学小问题时要多想、多问,提高幼儿的科学问题解决能力。