理论探讨——《儿童如何学科学－－概念的形成和对教学的建议》

作者：罗纳德.G.古德【此书无货】JKQV
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人民教育出版社KJ
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第一章  认知发展研究的实质NurG
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1926年皮亚杰曾总结出儿童在解释周围环境和事物时的思想特征。首先是“万物有灵论”（animism）,即赋予太阳、月亮、树木、石头、空气之类的事物以意识，它们可以有自发的行为，如运动、变色等等。其次是“目的论”（artificialism）,皮亚杰用这个词来表示儿童认为任何事物都是为人的利益而存在的。4M,w
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通过阅读访谈中儿童的回答我们并不能准确的知道儿童的认真程度、信心及其他特点，访谈者还必须关注到儿童的停顿、微笑、迷惑的表情、点头以及其他非语言信息。皮亚杰提出在访谈情境中儿童的五种类型反应（1926年）：（1）随意作答（answer at random）;(2)随意编造（romancing）;(3)暗示性信念（suggested  conviction）;(4)自由信念（liberateda  conviction）;(5)自发性信念（spontaneous  conviction）。W
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当儿童对所提的问题不感兴趣甚至感到厌烦时，他就可能会随意作答。!B
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儿童会用“腮帮语言”（tongue  in  cheek）来回答问题，并且对自己的回答没有真正的信心。其目的可能是要和访谈者逗个趣或玩个游戏，或者仅仅是想当然地回答问题。这些都属于随意编造。h5lVL
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有经验的访谈者在向儿童提问时会仔细分析问题的性质，这样可以避免暗示性信念。儿童经常会设法从成年人的行为中找到某些线索，以便作出成年人“更喜欢”的回答。访谈者必须避免言语和非言语的暗示，确保自己不影响儿童的回答。〔感悟：这和我们科学课堂上提倡的启发性提问而非诱导性提问是一致的。〕如果访谈者能花上几天的时间去听听儿童之间的谈天说地，那么就有可能把儿童受的暗示性回答减小到最低程度。T,x
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自由性信念，当访谈者在提出没有暗示性的问题后儿童会有一个“沉思”的过程。儿童的推理过程优先于回答，这表明儿童寻求“合理”答案进行了一个严肃认真的思考过程。"W,}e(
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自发性信念，表现为儿童对答案非常自信。儿童回答问题的自发性和信心表明：相对其他人来说，在回答之前他已经对问题有过思考，并且已经找到了看似合理的解决办法。
第二章  与科学相关的概念及其发展

摘要：

导言
科学领域中的大多数概念和原理都可以看成是一些思维过程或概念的组合。本章的目的就在于：研究并介绍和科学概念形成密切相关的思维过程和概念发展。
如研究时间的概念，时间是一切运动学习的基础，因为研究儿童是如何逐步形成对时间的运用性理解，无疑对科学教师的教学和科学课程的设计都很有帮助。
再如识别和控制变量的能力，它是进行一切系统性科学实验的前提。即最简单的问题，通常也可能包含三到四个变量。例如，从种子长出植物的过程，在很多科学教科书中，都认为是比较简单的内容。其实在这个过程中也有很多的变量，如种子的类型、土壤类型、种子播种的深度、温度、湿度等都是影响因素。儿童识别变量的水平及解决问题的系统化程度主要取决于他们的思维发展水平。
人的思维是作为一套复杂的互相关联的整体在发展的。特别是在皮亚杰所谓的具体运算阶段的前期（大约7－8岁），儿童的智力是作为一个复杂整体发展的，其中的每一种思维过程都与其他过程相互关联。
具体运算阶段的概念发展
海英尔德和皮亚杰认为逻辑思维最为显著的特征是：个体不借助具体的经验和物体，而只是根据事物发生的各种可能性来进行推理和演算。按照皮亚杰及其日内瓦同事们的研究，人直到十一二岁才表现出具体真正的逻辑思维能力，而这个时期也还只处在“形式”运算的初始阶段。一个具备完全逻辑思维能力的人，能进行交、并、包含、等价、互倒以及逆否等形式的逻辑运算，而且还能将它们加以综合运用。
本章所谈到的前逻辑和具体思维限于四五岁和十一二岁之间的儿童，大致对应于从幼儿园到小学五六年级这个学段的学生。涉及前逻辑思维和具体逻辑概念发展并于科学相关的概念大致有：类别、序列、序数和基数、“长度－面积－体积”关系、空间位置、重量和质量、密度、时间、运动、平衡、几何、几率和概率、组合、质量和能量的守恒、物质的“原子－分子”特性、生命细胞的基因特性等。
分类
能以一种逐渐复杂的方式对事物进行分类，被看成是形式或逻辑思维发展的标志和特征。
儿童早期主要根据物体的外表特征来分析物体，因为儿童知觉和空间概念的发展对他们认识事物的特征至关重要。在研究儿童根据形状对物体进行分类的实验中，实验者要求儿童通过识别物体在外形上的异同进行分类。研究发现，三四岁儿童的知觉仍局限于简单的拓补关系（如环绕、开放和闭合等）中，儿童到了四五岁，才能正确的写出闭合图形（如正方形、五边形等）的边数，且只能画出简单的欧氏图形。儿童直到七八岁，才开始能区别相当复杂的图形，并能把它们画出来。尽管分类能力并非只是来源于知觉的发展，但是只觉的形成却是形成类别的前提。
前类别收集（preclass collections）
真正的分类包含两种属性在关系上的一致。第一种属性是内涵属性。它是个体所具有的特征，也是形成一个类别的前提和基础。分类所需的第二个属性是外延属性。外延属性是指一个类别和另一个类别相互关联的一种属性。
只有认识到物体的内涵和外延属性后，儿童才能识别真正的类别，才能对这些物体进行真正的分类。研究表明，七八岁以前的儿童还不具有真正的分类能力，他们对物体进行收集和分组时，常受物体的空间外形和物体之间的关系所限。儿童之所以把某些物体放在一起，只要取决于这些物体是否在他们的生活环境中出现过。五岁左右的儿童把一些物体摆放在一起，不是因为它们的内涵属性相似，而是因为它们在一起所构成的空间外形看起来比较悦目。在前类别收集阶段，儿童通常把物体按照一个特定的顺序排列来组成一个比较熟悉的“图画”，但有时按照一种连续相似性来排列物体。
三四岁的儿童通常依据空间或时间来决定物体间的相似性，因此他们在排列物体时会经常多次变换标准。我们还会经常看见四五岁的儿童在完成一个排列时，标准会有小的变化，他们常常会回过头去重新考虑一些因素。这表明儿童已经开始注意到内涵属性，并根此进行分组。然而他们还需要大约两年的时间，才能够协调好内涵和外延之间的关系形成不同等级的类别。
在分类能力的发展中，当儿童在“前类别”阶段继续往后发展，他们就开始从一维的排列发展到二维。
假如一名8岁的儿童把图形按照两维的形式排列，但这不能说明该儿童还没有形成真正的类别概念，可能他只是喜欢这样摆放图形，这与不能真正归类的四五岁儿童的情况不同。
在四五岁到八九岁之间，儿童会越来越多的考虑物体的内涵属性，但是他们还不能将内涵属性与外延属性相联系起来形成等级类别。这一年龄段，空间外形已不再是儿童把事物归在一起的决定性因素。
1959年海英尔德和皮亚杰曾提出判断儿童是否具有逻辑分类能力的十个标准，具体内容如下：
1、所有的事物或要素一定是能分类的，即使它们只有一个独特的属性也一定能将其分为单独的一类；
2、没有孤立的类别；
3、一个类别中的所有要素都具有一个相同的属性；
4、一个类别中只有一个要素，这个要素也有一个特殊属性；
5、同一层级上的不同类别是彼此分离的；
6一个类别有其自身的特征，而且这个特征是它互补类别所不具有的；
7、一个类别属于包含其所有要素的更高一层的类别中；
8、一个类别的共性至少要和类别中的要素的特性兼容；
9、在同一类别的要素是按相同的标准分类的；
10、在一个对称的类别划分中,如果类别B1被分为A1和A1'，同样的标准应适用于B2，那么B2一定被分为A2和A2'。
儿童要形成类别概念，就必须要明白物体的内涵属性和外延属性之间的关系。物体的外延属性和内涵属性的一致关系及类别和要素之间的包含关系，现在一般称为“类包含”（class inclusion）。
外延意味着把类别视为一些要素所组成的单位，而内涵则指各要素具有的特性。如果这个类别中得所有成员都具有某种属性，那么这种属性就会成为该类别内涵属性的一部分。要想知道一个物体是否属于更大类别中的子类，就要求对整体和部分之间的关系有所认识。
研究表明，儿童一般要到七八岁才表现出能理解整体和部分的概念，即使在这个年龄，也还有许多儿童依然不能理解B=A+A'或A=B-A'或A'=B-A。他们还不明白整体和部分的区别，无法理解整体必须指B，而部分只指A或A'。
考夫斯基在1966年进行了一项研究反应出了一个重要现象：在呈现给儿童三个或更多的物体时，如果分类标准改变了，那么即使是简单的分类都很难进行。
布莱尔.胡德发现大多数七岁以上儿童会认为上一级类别要小于两个次级类别中的较大者。
人们早就认识到一个完整的分类系统形成的重要性，这也是皮亚杰逻辑思维发展理论的核心。人们已经认识到逻辑分类及其关系是六七岁到十一二岁年龄段儿童解决问题的重要手段。这一阶段儿童正在形成抽象思维的认知结构，而分类的研究对了解小学阶段儿童的认知发展及其重要。