幼儿科学能力的评估方式及影响因素
2020-06-27张凌霄
张凌霄
摘 要:本研究从评估方式及影响因素两个方面对近年来有关学龄前儿童科学能力的研究进行了梳理,结果发现,目前我国针对幼儿科学能力的研究尚处于起步阶段,现有研究对于幼儿科学能力的评估以教师评价为主,启示研究者们可以去开发一些适用于国内幼儿科学能力测试的工具。而从影响因素方面来看,影响幼儿科学能力的因素有很多,其中既包括认知方面的因素如执行功能、言语能力等,也包括社会性方面的影响因素如好奇心、亲子关系等。
关键词:幼儿;科学能力;科学探究
一、幼儿科学能力简介
孩子们是伴随着科学成长的,在与科学接触的过程中,他们的好奇心得到了满足,同时产生了对于周围世界的热爱。科学的定义较为宽泛,持有不同科学观的人对于科学的定义不尽相同。部分学者认为科学是一种“知识体系”,偏重于知识层面的掌握,而随着人们对于科学教育的不断探究,越来越多的研究者偏向于把科学理解成一种动态的过程,并且认为幼儿的科学能力主要由科学知识和科学探究能力两大方面构成。其中,科学知识主要涵盖物质科学、生命科学、地球与空间科学、技术与工程四大领域的内容。
科学探究能力是科学能力的另一个重要组成部分,我国《3-6岁儿童学习与发展指南》指出,幼儿的科学学习核心是激发探究兴趣,发展初步的探究能力。美国《国家教育科学标准》也明确表明:“科学学习的中心环节是探究。”此《标准》同时指出,“科学探究包括形成问题、建立假设、收集数据、检验假设和交流结果五个环节。”由此可见,各个国家对于科学探究步骤的规定基本一致。
二、幼儿科学能力的评估
虽然我国科学教育发展日臻完善,然而目前为止,我们对于幼儿科学能力的评估方式仍以教师填写科学领域发展评估表为主,很少涉及到采用相应的工具直接对幼儿科学能力进行测量。相较于国内,国外对于幼儿科学能力测量方法的研究起步较早,许多国家也形成了成熟的针对学前儿童科学能力的测量方法。故本文对近年来国外学者常用的幼儿科学能力的测量方式进行了整理。
在国外,早期的一些科学测验以测量儿童的科学知识为主,较为常见的是一些学业测验中的科学分测验。而随着研究者们对于幼儿科学学习重视程度的提高和研究的逐渐深入,近些年来的科学能力测验则基本从科学知识和科学探究能力两个方面来测评儿童的科学能力。这些成熟的幼儿科学测验来源于不同国家,但测验形式基本相同。一般来说,测验题目和选项的呈现采用幼儿较易接受的彩色图片,由测验者向幼儿描述问题,幼儿做出选择。题目设置均为选择题,便于幼儿做出反应。科学探究类题目主要考察幼儿对探究过程的了解程度,如幼儿是否明白科学探究的基础是提出关于自然界的问题并做出预测。科学知识类问题则包含对物质科学、生命科学、地球与空间科学、技术与工程方面的基础知识的测查。
除此之外,研究者们也在致力于开发一些更具有生态效度的测量方法。如,Fusaro和Smith开发了一个用于测试儿童的科学问题解决能力的任务。该任务模拟现实生活中的问题场景作为问题解决情境,记录幼儿提出的解决方法作为结果。在这样的问题情境之下,孩子们可以产生各种可能的解决方案,而不必只是选择一个固定的答案。这类任务更接近孩子的生活和课堂体验,更能综合地反应出幼儿对于科学知识的理解和掌握。不过,此类测试的标准化程度还有待进一步完善。
三、幼儿科学能力的影响因素
(一)认知因素
1、言语能力
早在上世纪60年代,皮亚杰就提出了言语和思维相互依存的观点。在4-5岁这个年龄阶段,孩子的思维开始摆脱对具体行为的依赖,而更多地喜欢用语言符号来代表外部事物。这种转变促进了思维的发展,进而促进了幼儿学习能力的提升。
与其他学科一样,科学也有其特定的语言习惯,孩子们在进行预测、解释数据、形成假设的过程中都会用到一些特定的语言,故语言掌握的熟练程度对于幼儿科学能力的发展是至关重要的。如果想要灵活地运用知识,幼儿不仅要对于知识有所了解(例如,知道生命的生长需要水、空气和阳光),而且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。
现有的一些心理学领域的研究已经向我们表明,幼儿的言语成绩与他们的科学成绩存在显著相关,言语发展水平越高的幼儿的科学问题解决表现也更好。由此可见,言语能力对幼儿科学能力的影响是深远持久的。
2、空间能力
空间能力的发展对于一些具有明确的空间关系的领域的科学学习具有促进作用,如天文学和力学。有研究发现,5岁儿童对力和运動的理解与他们空间能力中的心理折叠的准确性有关。从发展心理学的角度来看,空间能力对于科学学习早期的个体可能比科学学习后期的个体更重要,这是因为在科学学习中,幼儿或科学知识水平较低的个体会更多地使用其自身空间能力来建立心理地图和模型,以达到与之相关的问题解决的目的,而成年人或科学知识较丰富的个体则会更多地利用其所掌握的知识经验去解决问题。
3、执行功能
执行功能是一种有目的的控制机制,它能够以灵活有效的方式协调不同的认知过程,并调节人类的复杂认知活动。绝大多数研究者认为执行功能由三部分组成:抑制控制,工作记忆和认知灵活性。
学龄前儿童的科学能力被认为与其执行功能有关,是因为幼儿所经历的一系列科学探究过程,例如提出问题,做出假设,进行实验,分析论证等,都需要使用较高水平的认知能力,而这些高级认知能力与执行功能的发展是密不可分的。一些有关执行功能的实证研究也向我们表明,执行功能在儿童的科学学习中起着至关重要的作用,例如,一项长达6年的纵向研究发现,孩子们在幼儿园时期的注意力可以预测他们五年级时的科学成绩。Morgan等人的一项最新研究进一步向我们揭示了幼儿的执行功能和科学能力之间的关系,研究显示在控制了一些行为因素(如攻击倾向)之后,执行功能仍旧可以显著预测孩子们在入学前及小学低年级时的科学成绩。
(二)社会性因素
基本的认知技能在幼儿科学学习中起着至关重要的作用,但这些认知因素并不能完全解释幼儿科学能力的发展。除此之外,也有许多社会性因素影响着幼儿科学能力的发展。
1、好奇心
幼儿的好奇心是指个体遇到新奇事物或处在新颖环境中时,所产生的注意、操作、提问等行为倾向,它能够促进个体对事物的主动思考与探究。研究者们主要通过测量幼儿的提问能力来测量幼儿好奇心的水平,因为在同样的问题情境下,好奇心强的幼儿提问的次数更多,质量也更高。孩子们可以通过提出问题来弥补自身经验与现有问题之间的差距,从而解决困难。Fusaro和Smith用实验法探究幼儿的提问能力与科学问题解决之间的关系,表明幼儿面对新颖实验材料时的提问次数越多,其科学问题解决的表现就越好。
布魯纳认为,好奇心是个体学习的内在动机之一,只有孩子们对于知识产生了兴趣及期待,才能够推动个体认知过程有效进行。与此同时,好奇心也是创造性人才的重要特征,而创造性往往被认为与科学能力的发展紧密相连。因此,要想促进幼儿科学能力的发展,我们就要重视对于幼儿好奇心的培养。
2、亲子互动
亲子互动对幼儿科学能力发展的影响主要体现在两个方面。第一,亲子互动有助于培养幼儿科学探究技能。研究表明,母亲与孩子互动水平的差异能够解释幼儿个体之间的好奇心和探究行为的差异。在这些研究中,研究者们在实验室中向幼儿分别呈现一些新奇的刺激和常见的刺激,然后观察不同条件下母亲和幼儿共同进行的探究活动。研究结果表明,母亲引导孩子探索新颖物体的频率、对于孩子提问的回应的积极性均与幼儿的探究表现和提问的频率呈正相关。
其次,幼儿时期的亲子互动与儿童的言语发展相关紧密。研究发现,亲子之间的日常对话互动次数能有效地预测幼儿的言语表现。与此同时,通过一定的培训课程改善母亲的言语沟通质量,孩子的语言能力也会有所提升,从而有效促进幼儿对于科学知识的理解和表达。
3、教师教学方式
幼儿园教师的教学方式同样会对孩子们的科学学习产生影响。教师对幼儿科学活动的指导主要有四种方法,分别是:直接帮幼儿操作、示范操作、讲解指示、启发引导。调查显示,大部分教师更倾向于采取启发引导的方式,即在教育过程中不直接帮助幼儿操作,也不进行演示,而是启发幼儿独立解决问题。在启发引导教学方式下,幼儿对科学探究方法的掌握程度显著优于其它条件。这可能是因为启发引导教学法更符合幼儿动手探究、热爱游戏的天性。许多国内外学者也指出,通过探究学习科学是最能体现科学本质、最能激发幼儿主动性的方法。
四、思考与展望
总的来说,通过以上研究我们可以了解到以下两点:第一,科学能力的发展从幼儿阶段就起步了,启示我们现阶段对于幼儿科学能力的影响因素的研究并非操之过急,而是很有必要的。对于幼儿科学能力影响因素的理解有助于我们进一步掌握他们科学学习的规律,从而有助于其入学准备。我国对于幼儿科学能力的研究目前可以说是凤毛麟角,今后,研究者们可以针对可能影响幼儿科学能力的因素进行进一步的探讨。
其次,科学能力作为一项领域特殊性的能力,既会受到领域一般性因素的影响,也会受到领域特殊性因素的影响。这启示我们科学能力并非一种独立发展的能力,要想促进幼儿科学能力的发展,教师、家长及教育研究者们不仅应当重视幼儿对于科学知识的学习和探究能力的培养,还应当注重领域一般性能力的训练,可以通过一些基于课堂和家庭的干预课程来改善这些能力的发展,从而改善幼儿的认知能力。幼儿好奇心的培养是促进其科学能力发展最为重要的一环,家长和教师在日常生活中要多和孩子一起探索,比如多与幼儿一起进行科学探究活动。教育研究者们应进一步设计和完善以幼儿自主探究为主,教师示范及指导为辅的、适合幼儿的科学课程。
参考文献:
[1]Greenfield D B , Jirout J , Dominguez X , et al. Science in the Preschool Classroom: A Programmatic Research Agenda to Improve Science Readiness[J]. Early Education and Development, 2009, 20(2):238-264.
[2]Samarapungavan A , Mantzicopoulos P , Patrick H , et al. The Development and Validation of the Science Learning Assessment (SLA): A Measure of Kindergarten Science Learning[J]. Journal of Advanced Academics, 2009, 20(3):502-535.
[3]Fusaro M , Smith M C . Preschoolers inquisitiveness and science-relevant problem solving[J]. Early Childhood Research Quarterly, 2018, 42:119-127.
[4]Miyake A , Friedman N P , Emerson M J , et al. The Unity and Diversity of Executive Functions and Their Contributions to Complex “Frontal Lobe” Tasks: A Latent Variable Analysis[J]. Cogn Psychol, 2000, 41(1):49-100.
[5]Grissmer D , Grimm K J , Aiyer S M , et al. Fine motor skills and early comprehension of the world: Two new school readiness indicators.[J]. Developmental Psychology, 2010, 46(5):1008-1017.
[6]张日昇,胡克祖,杨丽珠. 3~6岁幼儿好奇心结构探索与验证性因子分析[J]. 心理发展与教育(2):7-10.
[7]梁玉华. 科学教育活动中幼儿园教师指导方式研究[J]. 幼儿教育, 2009(Z6).