学前儿童工具创新能力发展特点研究*

彭杜宏，寇亚婷

(1.苏州科技大学 教育与公共管理学院，江苏 苏州 215009；2.苏州波比家企业管理咨询服务有限公司，江苏 苏州 215000)

学前儿童工具创新能力发展特点研究*

彭杜宏1，寇亚婷2

(1.苏州科技大学 教育与公共管理学院，江苏 苏州 215009；2.苏州波比家企业管理咨询服务有限公司，江苏 苏州 215000)

在前期探索基础上，用复杂制钩任务对160名3～6岁学前儿童的工具创新表现进行一对一测试。研究发现：(1)在工具创新结果表现上，18.1%的儿童成功完成任务。其中，3岁儿童完全不能完成任务；4岁儿童开始萌芽；5岁儿童逐渐发展(22.4%的人成功)；6岁儿童有了较大发展(43.6%的人成功)。(2)在工具创新过程表现上，76.9%的儿童不同程度地得分，平均得分1.51，标准差1.37。第一选用工具平均探索时长39.2秒，标准差37.9，个体差异很大。(3)学前儿童工具创新的结果表现与过程表现均显示显著的年龄差异。具体表现为：6岁显著好于5岁，5岁显著好于4岁，3、4岁儿童之间差异不显著。(4)学前儿童工具创新表现的性别差异不显著。研究揭示，学前儿童工具创新能力随年龄增长而增长，5～6岁可能是儿童工具创新能力发展的敏感期。工具创新可以作为幼儿园大班儿童创新能力培养的一个新领域。

学前儿童；工具创新能力；发展特点

一、引 言

在科技迅猛发展的全球化时代，缩小与发达国家的创新差距对发展中国家而言非常关键。[1-2]我国创新驱动战略也呼唤着每一个公民创新能力的涌现。与此同时，未来时代的教育，不是培养与机器竞争的求职者，而是需要培养具有创新精神和创新能力的创新型人才。[3-4]那么，创新能力何时开始培养较合适？学前阶段的儿童能进行创新吗？

随着进化心理学与比较心理学对动物工具使用与制作研究的推进[5-6]，年幼儿童的工具创新能力发展引起了儿童心理学等相关领域研究者的浓厚兴趣。工具使用(tool use)是人类认知的标志[7]；工具创新(tool innovation)是人类进化的本质[5，8]，是人类智力的关键特征[6]。工具创新即制作新的工具或以旧工具新用来解决一个新问题[8-9]，在此过程中表现出来的创新工具及问题解决的能力即工具创新能力。研究揭示，即使很小的婴幼儿也表现出惊人的工具使用能力。[10-11]那么他们很早表现出的熟练的工具使用能力是否为其工具创新能力的发展做好了充分准备？换言之，在工具使用与制作能力基础上，年幼儿童是否也逐步发展着他们的工具创新能力？来自西方的研究揭示，3～5岁儿童很少能进行工具创新；5～6岁儿童的表现虽有显著好转，但成功比例偏低。由此可见，年幼儿童在创新工具解决问题上存在困难，他们尚不能进行工具创新。[8-9，12-13]不过5～6岁儿童在有先前练习和目标工具演示条件下，其成功比例显著提高。[13]这些结论主要是基于西方文化背景，中国文化背景下关于年幼儿童工具创新表现的探索还很少。那么，我国的年幼儿童是否与国外同龄儿童的表现一致？我国幼儿能否进行工具创新？前期研究中，运用简单制钩任务(the hook-making task)测试发现，我国幼儿的表现略好于国外同龄儿童。[14]但总体而言，目前国内研究的绝对数量很少，参与研究的被试数量也偏少。同时，前期研究采用的是简单制钩任务(与国外相关研究中任务一致)，即仅1种干扰材料和1分钟以内的探索。这一方面致使儿童工具选用上存在机会主义的可能，另一方面不利于充分揭示儿童工具创新的过程表现与能力水平。因此，未来研究有待积累更多数据进一步深度探索儿童早期工具创新能力发生发展规律。[14]基于此，笔者通过改用复杂制钩任务、扩大年龄范围、增加被试量等途径展开探索，一方面考察我国学前儿童工具创新的最终结果表现，进一步与国外相关研究展开比较；另一方面弥补国外研究中对儿童工具创新过程表现深入分析的不足，从而更好地揭示儿童早期工具创新能力的发展特征。

二、研究过程与方法

(一)研究对象

随机抽取苏州市某幼儿园小、中、大班各2个，共163名儿童参与研究，其中有效数据160人(男生78人，女生82人)，年龄范围为3.7～6.6岁(44～79个月，M=5.12，SD=0.91)。由表1数据可见，3岁组22人(44～47个月，M=3.81，SD=0.07)，4岁组50人(48～59个月，M=4.35，SD=0.31)，5岁组49人(60～71个月，M=5.46，SD=0.28)，6岁组39(72～79个月，M=6.31，SD=0.19)。

表1 参与儿童的基本构成情况

(二)实验材料与结果记分

本研究采用尼尔森(Nielsen)等人改进的复杂制钩任务，即1种目标工具，3种干扰工具，探索时长2分钟。[8]通过随机分配32名3～6岁儿童的预测研究发现，复杂制钩任务比简单制钩任务更利于发现儿童工具创新的过程表现与个体差异。因此，本研究采用复杂制钩任务。如图1所示，实验材料包括：透明塑料管(高22厘米，直径4厘米)垂直粘在一平面硬塑底板上(长35厘米，宽21厘米)；管底放有含环形把手的小桶，桶内放有糖果或小玩具；工具选项为铁丝、绳子、吸管、木棍各一根(其中绳子、吸管、木棍均为干扰工具)，长度均为29厘米。此外，还有一块秒表，用来记录时间；摄像机一台，用于测试过程的录像。同时，在预测研究基础上，制作观察记录表一份，用以详细记录儿童完成任务的过程与结果表现(包括第一选用的工具类型、选用某工具持续探索的时长、所采用的具体探索策略、工具更换情况、停止探索时间及其探索结果等)。

图1 制钩任务实验材料

本研究中，工具创新能力由儿童完成工具创新任务的过程表现与结果表现共同评定。其中，儿童工具创新结果表现即考察儿童是否对目标工具进行了创造性加工，从而钩出垂直管内的小桶，拿到桶内糖果。如果成功解决问题，用1标记；如果失败，用0标记。儿童工具创新过程表现则从三个方面考察：是否选用了目标工具；是否对目标工具进行了创造性加工；是否进行了有效操作来解决问题(即是否伸入垂直管内钩出小桶)。为深入考察儿童在工具创新过程中的渐进表现，结合预测研究及相关文献[15]，将过程表现赋分如下：选用目标工具得1分；对目标工具进行了创造性加工——制钩行为得2分；仅中间弯曲得1分(不重复记分)；有效使用加工后的目标工具解决问题(制钩后伸入管内钩出小桶)得1分。由此可清晰考察学前儿童在完成工具创新任务中的渐变过程表现及其个体差异。

(三)研究程序

给儿童呈现内置小桶的透明塑料管以及上述目标工具和干扰材料。告诉他们，如果可以用所给的材料拿出管内的小桶，桶内的糖果就送给他们。测试时长2分钟，中途无反馈(如果前20秒幼儿没有出现探索行为，给予中性提示“你可以想办法用这些东西来帮助你”)。如果在120秒内解决了问题，记录被试实际解决问题的时间。如果在15秒内成功完成，结束时追问“是不是同学和你说了？”“以前是不是玩过类似的游戏？”，如回答“是”，则排除该数据。测试结束给每个幼儿小礼物并提出“不要和其他同学说玩了什么游戏”。测试在幼儿园阅览室或会议室内进行，由两名研究者完成。测试过程全程录像，同时在观察记录表上做好相应记录。

三、研究结果与分析

(一)学前儿童工具创新表现的总体特征

对3～6岁儿童工具创新的整体表现进行描述性统计分析。首先，从工具创新结果来看，29人(占总人数的18.1%)成功完成工具创新任务，131人(占总人数的81.9%)未能完成。 由表2可见，3岁组无人成功，4岁组仅1人成功(2%)，5岁组11人成功(22.4%)，6岁组17人成功(43.6%)。

其次，从工具创新的过程表现来看，一是在过程得分上， 37人(占总人数的23.1%)得0分；67人(占总人数的41.9%)得1分；22人(占总人数的13.8%)得2分；5人(占总人数的3.1%)得3分；29人(占总人数的18.1%)得4分。综合而言，76.9%的儿童不同程度地得分，23.1%的儿童未得分；最小值0分，最大值4分，平均得分1.51，标准差1.37，标准差与平均值相当。二是在工具选择上，49人(占总人数的30.6%)的第一选择工具是目标工具铁丝，72人(占总人数的45.0%)的第一选择工具是木棍，8人(占总人数的5.0%)的第一选择工具是吸管；14人(占总人数的8.8%)的第一选择工具是绳子，其他17人(占总人数的10.6%)没有选择工具，而是用手直接伸入或同时抓起所有工具等。三是在第一选择工具持续探索时间上，最短4秒，最长120秒，从4秒到120秒呈现59种不同时间长度差异；平均持续时间39.2秒，标准差37.9，过程得分及第一选用工具持续探索时间均显示个体间差异很大。

表2 学前儿童工具创新表现的年龄差异

(二)学前儿童工具创新表现的年龄差异

对3～6岁儿童工具创新表现的年龄特点进行差异性检验。首先，比较不同年龄儿童在工具创新最终结果上的差异。运用交叉列联卡方检验得出，3～6岁儿童工具创新表现的年龄差异显著，X2(df=3)=31.29(p<0.001)。5、6岁儿童的成功率均显著高于3、4岁儿童。经检验，5、6岁儿童之间差异显著，X2(df=1)=4.47(p<0.05)。6岁组成功率显著高于5岁组(见表2)。

其次，比较不同年龄儿童工具创新过程表现上的差异。经F检验得出，3～6岁儿童工具创新过程得分的年龄差异显著，F(df=3)=19.65(p<0.001)。两两比较得出，3、4岁儿童之间差异不显著(p>0.05)；3、4岁与5、6岁儿童之间差异显著(p<0.001)。从均值可以看到，5、6岁儿童的过程得分均值显著高于3、4岁儿童。5、6岁儿童之间差异显著，t(df=86)=2.55(p<0.05)，6岁儿童的过程得分显著高于5岁儿童(见表2)。

此外，对儿童在第一选择工具及其持续时间上进行统计分析。经交叉列联卡方检验得出，儿童第一选择是否为目标工具的年龄差异显著，X2(df=3)=13.28(p<0.01)，3、4岁与5岁儿童之间的差异显著，其他年龄之间相互没有显著差异。在第一选用工具的持续探索时长上，经F检验得出年龄差异显著(见表2)，即F(df=3)=3.25(p=0.023，p<0.05)。两两比较得出，3、4岁均与6岁儿童的持续时间差异显著，5岁与6岁儿童之间差异不显著；3岁与4岁之间差异不显著。综上可见，在第一选用工具及持续探索时长上主要表现为3、4岁与5、6岁儿童之间的差异。

(三)学前儿童工具创新表现的性别差异

对学前儿童工具创新表现的性别差异进行检验(见表3)。首先，考察不同性别学前儿童工具创新结果的性别差异，经交叉列联卡方检验得出，男女儿童无显著性别差异，X2(df=1)=0.59(p>0.05)。

其次，比较不同性别儿童在工具创新过程表现上的差异，经独立样本t检验得出，男女儿童在工具创新过程表现上也无显著的性别差异，t(df=158)=1.51(p>0.05)。

表3 学前儿童工具创新表现的性别差异

四、讨 论

(一)学前儿童工具创新能力随年龄增长而增长，5～6岁可能是发展的敏感期

有学者指出，在创造力研究领域，现有多数研究以西方文化背景下的个体为对象。[16]同时，西方关于儿童早期工具创新的系列研究发现，年幼儿童在自发创新工具解决问题上存在困难。[7-9，12-13]国内运用同样的简单制钩任务研究发现，我国同龄儿童略好于西方儿童。[14]为进一步比较中西方儿童在工具创新能力发展上的差异，同时为更充分地揭示我国幼儿工具创新能力的年龄发展特征，本研究采用复杂制钩任务对3～6岁儿童进行测评，发现无论从儿童工具创新结果还是从儿童工具创新的过程推进来看，3～6岁儿童工具创新能力都表现出随年龄增长而增长的发展趋势(见表2)。具体而言，5岁儿童的最终成功率与过程推进表现显著好于4岁儿童；6岁儿童又显著好于5岁儿童。同时，5、6岁儿童的工具创新表现显著好于3、4岁儿童，儿童从5岁到6岁工具创新的成功比例几乎翻了一倍。由此推测，5～6岁可能是儿童工具创新能力发展的一个重要时期。国外新近研究发现，6～7岁儿童自发创新工具解决问题的成功比例达60%[7]，这进一步反映出5～6岁可能是儿童工具创新能力发展的一个重要时期。值得一提的是，本研究是在省示范幼儿园取的样，其发展呈现随年龄增长而增长的趋势特征，那么，其他幼儿园质量背景下的发展趋势是否一样？国外纵向研究揭示，不同类型的学校教育与学习环境下儿童的创造力发展存在显著差异。[12]未来研究有必要把教育质量因素纳入考察范畴，从而进行更为精细的比较以客观深入地描述儿童早期创新能力的发展轨迹特征。来自学前儿童工具使用的国际比较研究发现，无论中国文化背景还是德国文化背景，学前儿童在不同情境及不同复杂度任务中的工具使用模仿成绩相当。[17]不过，目前尚未有研究对学前儿童工具创新发展进行直接的国际比较，这可能也是未来研究的一个重要方向。

(二)学前儿童工具创新能力发展的性别差异不显著，但个体差异与差距大

在儿童早期工具创新表现上，目前国外所有研究均未发现显著的性别差异。[7-9，12-13]本研究与国外研究一致，即男女儿童在工具创新表现上未呈现显著性别差异。其他领域，如数学认知与学习中，相关研究也未发现显著的性别差异。[18-19]可见，在工具创新、数学等科学领域，儿童早期并未有显著的性别差异。性别图示理论(gender schema theory)[20]与发展内群体理论(developmental intergroup theory)[21]指出，儿童主要通过接受来自父母、老师及媒体的信息形成自己的性别观或性别刻板印象。生活中，成人在给儿童购买玩具或技能发展等选择上时常带有自己的性别刻板印象，由此难免局限儿童早期的发展。新近研究表明，幼儿园里中性的性别教育理念(gender-neutral pedagogy)有助于学前儿童辨别自己与他人的性别，同时又不受性别刻板印象的局限。[22]另一个不容忽视的发现是，学前儿童工具创新能力发展上的个体差异与早期差距很大。例如，儿童工具创新过程表现中，第一选用工具持续探索时间从4秒到120秒不等，平均持续39.2秒，标准差达37.9秒，这反映出个体差异很大。又如，有的儿童能及时放弃干扰工具，尝试其他工具直到选用有效工具；另一些儿童可能整个120秒或大部分时间都持续使用第一次拿到的无效工具，表现出突出的“工具固着”。这也是儿童工具创新失败的一个重要原因。[8]同龄儿童中，如5、6岁儿童过程得分的标准差也接近平均值，同样反映出个体差异较大。

五、教育建议

自20世纪末以来，创新能力培育逐渐成为社会变迁和经济变革的世界性热点。已有研究主要聚焦于青少年群体，国内针对学前儿童创新能力培育的实证研究比较少。有学者指出，创新能力培育必须将学前教育作为起点。[23]创新是一个国家兴旺发达的不竭源泉，也是民族竞争最核心的要素。培养儿童的工具创新能力对遏制人类创造力退化有着不可忽视的深远意义。因此，结合本研究的发现，笔者提出如下教育建议与对策。

其一，把握儿童工具创新能力发展的敏感期。本研究揭示 5～6岁儿童可能进入工具创新的敏感期。相关研究也发现，4～6岁是创造力发展的关键期和黄金时期。[24-25]此时的发展对于后续创新创造力的发展起着至关重要的作用。操作工具是幼儿学习的特性；创新工具是幼儿学习的深化，是幼儿创新能力发展的突出表现。因此，教育实践中需要把握儿童创新创造能力发展的敏感期，可将工具创新作为幼儿园大班儿童创新能力培养的一个新领域，提供大量自由探索与工具创新问题解决机会，最大限度地促进儿童创新创造能力的发展。

其二，抓取儿童工具创新能力培养的切入点。有研究发现，心理或认知的不灵活可能是制约儿童工具创新的一个重要因素。[15]另有研究发现，大班幼儿认知灵活性发展的个体间差距很大[26]；同时，学前阶段是儿童认知灵活性的迅速发展期[27]。因而，认知灵活性可作为大班幼儿工具创新能力培养的一个切入点。此过程中需结合儿童工具创新能力发展的个体差异与早期差距，提供相应支持或早期干预。

其三，加大学前儿童创新能力培养的外部支持。创新能力不会出现在真空中，它需要外部资源的支持，无论近或远、有意或无意。研究发现，学生所感知到的来自学校的创造力支持对其创造力的发展有显著影响。[28]同时，来自幼儿园一线的教师时常感到为应付各种检查与评比而身心疲惫，无心无力静下来陪伴和观察儿童。儿童创造天性与创造潜能的保护与培育亟待得到来自园内外的大力支持，由此也为我国创新人才的不断涌现以及民族创造力整体提升奠定基石。

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(责任编辑：周继红)

B844.12

：A

：2096-3262(2017)05-0101-06

2017-05-15

江苏省高校哲学社会科学研究基金项目“中美学前儿童创造力发展的比较研究”(2017SJB1374)；国家自然科学基金项目“在互动游戏中探索儿童的社会脑”(31400893)

彭杜宏，女，苏州科技大学教育与公共管理学院讲师，心理学博士，主要从事儿童早期学习与发展研究； 寇亚婷，女，苏州波比家企业管理咨询服务有限公司家庭情感智力培训师，主要从事家庭情感智力教育研究。