5~6岁幼儿前科学概念的特点及其对幼儿园科学教育的启示

一、研究背景

（一）了解幼兒的前科学概念是促进科学教育发展的重要途径

有学者认为，以往的科学教育多是以活动为中心，儿童围绕教师预设的活动进行探究，由于教师缺乏对儿童科学概念发展特点的了解，在设计活动时常常无法体现一个主题下各个科学概念间的层次和联系，缺乏对儿童已有科学概念和经验的关注。[1]研究表明，儿童建构起来的概念具有共同性，儿童自己有解释和分析与他们的经验范畴有关的世界和现象的方法。[2]在科学学习中，儿童总是带着许多不同的经验和观点等进入环境，儿童的已有概念引导他们理解教师或教材所呈现的信息，影响儿童对事物和现象的认知。[3]教育者要了解儿童的前科学概念，才能有针对性地进行科学教育。

（二）现有幼儿园科学教学方案中缺少对幼儿前科学概念的关注

笔者收集了2007年至2017年若干学前教育类期刊中科学领域的活动方案，分析后发现，在设计科学活动时，教师们所提到的关注幼儿已有经验，仅仅是指幼儿接触过与主题相关的事物，并不是幼儿本身对该事物或现象的理解。从文本本身来看，教师忽略了幼儿的前科学概念，教师在设计活动时，仅考虑幼儿应该学会什么，应该达到什么目标，而不考虑幼儿已经达到什么水平。在科学学习中，儿童总是带着不同的经验和观点等进入环境，儿童的已有概念能引导他们理解教师或教材所呈现的信息，影响儿童对事物和现象的认知。[4]教学一定要建立在学生已有知识经验和生活经验之上，而现有的教学设计恰恰忽略了这一点。

二、研究对象与方法

本研究选取某园某大班幼儿（年龄为5～6岁）进行编号，采取等距抽样的方式从中选取20名幼儿作为研究对象。本研究采用幼儿回答、操作物体等相结合的方式进行半开放型情境访谈，以获得5～6岁幼儿在科学领域有关光和磁铁的前科学概念。

三、结果与分析

（一）同一年龄段幼儿对同一科学现象的理解水平不同

以“没有光就看不见任何物体”这一科学概念为例，幼儿的理解水平可分为以下几种：不能理解教师所创设的问题情境，不能理解问题所要表达的意思；知道关灯、关门等会使房间变黑，但是并不知道其原因或回答错误；知道关灯、关门等会使房间变黑，知道没有光导致房间变黑，看不见物体。

（二）幼儿对物理现象的认识和解释易受物体外在特征的影响

在进行有关磁铁的科学概念的访谈时，笔者发现幼儿对与磁铁有关现象的理解容易受到事物表面特征的影响，尤其是事物的颜色、形状等，对幼儿判断的影响非常大。例如，幼儿认为玻璃弹珠不能被磁铁吸引，是因为玻璃弹珠太圆了，表面太光滑了；猜测蝴蝶夹不能被磁铁吸引，是因为蝴蝶夹是黄色的，而黄色的就是塑胶的，只有白色（银色）的东西才能被磁铁吸引；在猜测哪一块磁铁磁力更强时，幼儿认为体积大的、重的磁铁磁力最强；在猜测磁铁的哪一端磁力更大时，幼儿认为红色的一端磁力更大，因为红色的这一端看着火力就很大。

（三）生活经验影响幼儿对科学现象、科学概念的理解

在访谈中笔者发现，幼儿对很多科学概念的理解都基于自己在生活中的感受和认识。例如，在谈到光影中“当不透明的物体遮挡住光线时，都会产生影子；光源和物体是产生影子的两个基本条件”这些科学概念时，教师向幼儿提问：“你在哪里见过影子？你知道影子是怎么来的吗？”大部分幼儿提及，他们是在生活中感受到与影子有关的现象的。

（四）幼儿的语言表达与实际操作水平之间存在着差距

幼儿语言所表达的意义和幼儿具体操作时的表现差距明显，存在着会说但是不会做的现象。例如，在针对“光沿直线传播”这一科学概念对幼儿进行访谈时，笔者设置情境请幼儿说一说光会照到哪个小动物身上，所有幼儿都认为光照在正对手电筒的那个动物身上。但是笔者再次设置情境，请幼儿选取光传播的路线图时，很多幼儿认为，光传播的路线就是动物走路的路线（大S型）。

（五）幼儿在操作的过程中能够获得科学经验，形成科学概念

笔者通过访谈和观察幼儿操作发现，为幼儿提供直观的操作材料能够改变其观念，幼儿在亲手操作前后的思想变化非常明显。幼儿在操作之后能获得一些科学概念，例如磁铁能吸引某些物体，磁铁能隔着一些材料吸引物体等。

（六）幼儿的部分观念具有顽固性

通过研究发现，以下两种情况下幼儿的观念不易改变：

1.操作时间短暂、未能理解事物或现象本质的幼儿，其观念仍与操作前一致

笔者在对幼儿进行前两次访谈之后，间隔一周，对部分幼儿进行了第三次访谈。第三次访谈中幼儿所表述的观念和第一次访谈所表述的观念一致，与第二次访谈后表达的观念不一致。事实证明，操作只暂时改变了幼儿的观念，或操作的现象不被幼儿所真正理解，因此幼儿仍然坚持自己固有的观念。

2.当无法提供操作材料引发幼儿认知冲突时，幼儿的观念难以改变

以幼儿对影子的认识为例，幼儿对影子消失的原因以及影子消失后的去向有自己的理解，但从客观、科学的角度来讲，幼儿的观念是错误的，由于无法提供证据或操作材料，幼儿的此类观念难以改变。

（七）操作在使幼儿摒除错误认识的同时，又会生成新的干扰性认识

幼儿操作之后，认识会发生变化，其中之一就是会摒除先前的错误认识。例如，幼儿起初认为磁铁磁力的大小取决于其体积的大小及颜色，在操作之后发现磁铁的体积并不是影响磁铁磁力大小的因素，颜色和磁铁表面的涂层影响着磁力大小。由此可见，幼儿通过操作摒弃了磁力大小取决于磁铁体积的观念，但与此同时形成了磁力大小取决于颜色和表面涂层的观念。幼儿科学概念的形成并非一蹴而就，幼儿操作之后所引发的新认识将成为新的问题，需要新的操作来改变其认识。

四、对幼儿园科学教育的启示

（一）教学应更有针对性

幼儿科学概念的形成离不开幼儿的自主操作。例如，幼儿在无操作的情况下，不能理解“当光源的位置变化时，影子也会发生相应的变化”这一科学概念。幼儿认为，想要同一物体产生不同大小的影子，就只能改变物体的大小。但笔者请幼儿自主反复操作之后，幼儿便发现手电筒光源与物体的位置变化会导致影子大小和位置的变化。且由幼儿的回答可知，幼儿已经能够理解这一科学概念。因此，此类结果的操作以及和导致结果的原因直接相关的科学概念更适合于教师提供材料，幼儿自主操作。

针对操作结果与导致操作结果的原因不明确的科学概念（即幼儿自主操作并不能帮助幼儿获得科学概念时）则需要教学的介入。例如，对于“磁铁能吸引一些物体”这一科学概念，在第一次访谈时，幼儿根据自己的生活经验，认为物体的材质、形状、颜色、表面光滑程度都会影响该物体是否能被磁铁吸引。在幼儿自主操作之后，笔者进行第二次访谈时发现，幼儿仍然认为物体的材质、形状、表面光滑程度是影响物体能否被磁铁吸引的因素。由此可以看出，幼儿的自主操作并没有帮助其获得科学概念。在这样的情况下，为了促进幼儿科学概念的形成，则需要教学的介入，需要进一步探索。

（二）增加科学探索材料外在因素的干扰变量

此次研究发现，物体的外在特征，如形状、颜色、表面光滑程度是影响幼儿科学概念形成的重要因素，在有关磁的科学概念方面尤为明显。幼儿的认知特点导致他们对问题的认识容易受到物体外在因素的影响。而对于幼儿来说，现有的实验与操作不能向他们证明，并不是物体的外在特征导致了结果的出现，因此幼儿会认为自己的推论是合理的，这就导致了幼儿的错误认识。

以有关“磁铁能够吸引一些物体”的科学活动为例，大量的活动材料提供者仅仅按照物体的材质为幼儿提供操作材料。例如，开展科学活动“磁铁真神奇”时，材料准备为“能被磁铁吸住的小勺子、回形针、钉子、夹子、小发卡等实物若干；不能被磁铁吸引的纽扣、积木、泡沫、纸片、塑料花等实物若干”。[5]在设计科学活动“用磁铁给物品分类”时，材料准备为“金属材料：铁钉、钥匙、铜锁、不锈钢勺子、曲别针、铝制小挂饰；非金属材料：积木、塑料小玩具、纽扣、塑料勺子、非金属小挂饰、纸质小玩具”。[6]从以上表述可以看出，活动的设计者在提供材料时只关注物体材质本身，并没有就物体的外在特征设置干扰项。又如，科学活动“磁铁的力量”目的之一是使幼儿进一步了解磁铁的特性，活动准备之一为“几块不同大小的条形磁铁，曲别针若干”。[7]从活动准备来看，幼儿在探索后可能会形成的观念是：体积的不同造成磁铁磁力大小的不同。而磁力除了受体积影响外，也与磁铁的材质相关。这便是材料提供不充足所导致的一种片面的观念。因此，材料的提供对于幼儿科学概念的形成至关重要。

为了让幼儿认识到物体的外在特征不是该物体能够被磁铁吸引的因素，材料的提供就应更加多样。例如，提供不同颜色同一材质的材料，不同形状同一材质的材料，同一颜色不同材质的材料，同一光滑程度不同材质的材料等。在设计科学活动时，增加科学探索材料外在因素的干扰变量是十分必要的，有利于促进幼儿科学概念的形成。

（三）教学或操作后生成的错误观念需要再次教学或操作

笔者在研究中发现，幼儿操作之后摒除错误观念的同时又生成了新的错误观念。针对这种现象，需要教师基于幼儿已有的认识再次提供操作材料，供幼儿再次探索，以摒除幼儿的错误认识。

目前，大多数幼儿科学领域的活动设计者认为，在活动之后幼儿达到活动目标即可，少有关注幼儿在达到目标之后可能会生成新的错误的观念。因此，教育者应该在活动中、活动后对幼儿观念的改变有所了解，在了解的基础上再次进行教学。

（四）在科学活动前应探明幼儿的前科学概念[8]

在幼儿园中，特别是基于我国国情的大班额幼儿园，我们应该如何来探明幼儿的前科学概念呢？笔者认为以下几种方式较为实用：

1.活动前的全班讨论

我国的幼儿园多以大班额为主，每班幼儿人数多在35人左右，单独进行幼儿访谈是不现实的。因此，教师可以在科学活动前将核心问题抛给幼儿，请幼儿自由讨论。教师则作为聆听者和记录者，及时记录有价值的、带有幼儿独特理解的信息。这将是教师做教学设计的重要参考信息。

2.区角中的自由记录与表达

综观目前的各种科学实验记录表，多数仅仅是对结果的记录，并没有让我们从中看到幼儿的思考。因此，不妨让我们的记录表变成幼儿思维的展示场所。幼儿通过自己独特的记录方式来表达自己的思考，而不仅仅是打勾划叉。活动后，教师则需要对信息进行收集、整理、分析，以明了幼儿对某一事物或现象的看法。

3.活动后的再讨论

多数教学活动结束后，少有人去关注幼儿在活动中到底得到了什么，他们的想法有什么样的变化。对幼儿活动后想法的关注，就是为下一次活动做准备，就是在再次探寻幼儿的前科学概念。以此循环，每次活动前都关注到幼儿的前科学概念，便能更好地了解幼儿，也是活动开展最好的起点。

（五）多为幼儿提供动手操作的机会

动手操作，亲身感知是幼儿形成科学概念非常重要的一步。只有在不断的操作中，幼儿才能够不断地发现，不断地打破自己原有的认知，形成新的认知，才能够在操作的基础上形成科学概念。

【参考文献】

[1][美]吉恩·D·哈蘭，玛丽·S·瑞夫金.儿童早期的科学经验——一种认知与情感整合的方式[M].张宪冰等，译.北京：北京师范大学出版社，2006：3.

[2]丁邦平，国际科学教育导论[M].山西：山西教育出版社，2002：212-213.

[3][4][美]莱斯利·P·斯特弗，杰里·盖尔.教育中的建构主义[M].高文，徐斌燕，程可拉，译.上海：华东师范大学出版社，2002：295.

[5]郑小瑜，华小丽.磁铁真神奇[J].教育导刊，2009，（12）：39.

[6][7]刘占兰.幼儿园科学教育资源[M].北京：人民教育出版社，2014：103-104.

[8]康雨晴.如何在科学集体活动前探明幼儿的前科学概念[J].幼教园地，2018，（1）：34-35.