大班幼兒對燈光概念認(rèn)識發(fā)展的跟蹤研究

一、兒童光照概念的形成和發(fā)展兒童對陰影概念的理解可以追溯到皮亞杰的研究。在他的《物理折射》（1930）中，兒童對陰影現(xiàn)象的解釋分為四個階段。在第一階段，平均年齡為5歲，然后認(rèn)為陰影是兩種物體相互作用和干預(yù)的結(jié)果。一種來自內(nèi)部(影子產(chǎn)生于物體自身),另一種來自外部(影子產(chǎn)生于樹、黑夜和房間的角落等等)。第二階段,平均年齡6—7歲,認(rèn)為影子是物體單獨(dú)產(chǎn)生的,源于物體本身的一種物質(zhì),沒有特定的方向。第三階段,平均年齡8歲,認(rèn)為影子是物體的派生物,是一種把光趕跑了,而物體不得不把自己放在光源對面的派生物。第四階段,平均年齡9歲,兒童能夠?qū)τ白幼鞒稣_解釋。之后,Feher,E.&Rice,K.(1988)研究了8—14歲兒童對光影及其形成原因的認(rèn)識,發(fā)現(xiàn)兒童認(rèn)為影子就是照出你自己,影子是一個“圖像”“圖畫”,形狀和物體一樣,同時它是你自己的一個沒有顏色的圖畫;關(guān)于影子的形成,兒童認(rèn)為,影子形成于光線被物體阻擋或折偏(deflected)的時候,當(dāng)光線擊中物體,物體照出影子;如果沒有光線擊中物體,是不會有任何影子的,光線推著影子,就好像水里的波紋推著球。邱韻如(1997)以小學(xué)生、中學(xué)生、大學(xué)生為研究對象,結(jié)果表明:對于成影概念的了解,必須牽涉到很多其他的概念,同時也與學(xué)習(xí)者本身的能力有關(guān)。學(xué)生學(xué)習(xí)的困難在于對于一些相關(guān)的光的性質(zhì)不了解,及缺乏想像光線變化的能力。如果沒有適當(dāng)?shù)慕虒W(xué),幾何光學(xué)的成影概念不會隨著年齡的成長而自然建立,影像反射式的成影概念也不會隨著年齡的成長而消失。唐明(2001)對小學(xué)五年級兒童的研究發(fā)現(xiàn),在光的行進(jìn)問題上,兒童將光源當(dāng)作光,認(rèn)為光不是直進(jìn)的,光會照射但不會動,光存在于光源之中(燈管)或四周,視光為一種明亮的狀態(tài),光的行進(jìn)距離受強(qiáng)光的影響,行進(jìn)距離和火光能量有關(guān);在影子形成問題上,兒童認(rèn)為光對物體作用產(chǎn)生影子,影子是物體的一部分,是物體的復(fù)制,具有與該物體相同的形狀甚至紋路,認(rèn)為影子的長短和燈的高低有關(guān),并通過阻擋光的行進(jìn)推測影子的長短。李采不(2003)以小學(xué)三年級到六年級的兒童為研究對象,結(jié)果發(fā)現(xiàn),該年齡段的兒童認(rèn)為光是緩慢的、無須任何幫助即可傳遞,光在黑暗中比白天傳遞得更遠(yuǎn),在白天無法傳遞;認(rèn)為透明物體沒有影子,或?yàn)樯钌白?影子由物體“反射”陽光而生,且黑暗中依然有影子。ChristineM.Massey等人(2004)的研究發(fā)現(xiàn),多數(shù)學(xué)前兒童不能區(qū)分模型中印制圖形和剪出圖形的特征,并缺乏解釋明暗圖案的機(jī)制,他們大多通過圖案和模型的相似性作出選擇。由此可見,對兒童光影概念的研究主要集中在中小學(xué)階段,對幼兒的研究相對較少,同時,研究主要關(guān)注兒童對光影概念及其成因的認(rèn)識,對兒童光影概念獲得過程的研究相對較少。形成于1982年的概念轉(zhuǎn)變理論為解釋兒童概念的獲得提供了新的理論模型,但是它并沒有解決兒童概念轉(zhuǎn)變的途徑問題,即兒童的概念轉(zhuǎn)變經(jīng)歷了怎樣的階段和過程,哪些因素影響其轉(zhuǎn)變的進(jìn)程。而在自然情景下,即無教學(xué)干預(yù)的情況下,幼兒的概念轉(zhuǎn)變需要經(jīng)過一個漫長的過程,有時甚至?xí)粋€錯誤的方向進(jìn)行,這也是為什么很多人成年后仍持有相當(dāng)數(shù)量的錯誤概念的原因。這就引出一系列問題:是否需要通過教學(xué)促進(jìn)幼兒的概念轉(zhuǎn)變?如果需要,什么樣的教學(xué)既能有效促進(jìn)幼兒科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變,又能允許幼兒有多種途徑實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變?在這種教學(xué)情境中,幼兒的概念是怎樣一步步發(fā)生轉(zhuǎn)變的?這種轉(zhuǎn)變過程在同齡幼兒中是否存在共性?如果存在,又在多大范圍內(nèi)存在?基于此,我們試圖設(shè)計(jì)一種教學(xué),它建立在兩種邏輯——幼兒光影概念自然發(fā)展的邏輯、光影概念本身的邏輯——平衡的基礎(chǔ)上,以促進(jìn)幼兒光影概念的轉(zhuǎn)變,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“為概念轉(zhuǎn)變而教”的目的。研究者將通過跟蹤某幼兒在系列教學(xué)活動中對光影概念的理解,了解幼兒光影概念轉(zhuǎn)變的過程,發(fā)現(xiàn)其中可能存在的規(guī)律與重要影響因子。二、學(xué)習(xí)方法(一)跟蹤對象的選取首先,在教學(xué)前一周對所有被試進(jìn)行前測,以確定每位幼兒對光影概念的原有理解水平。前測采用半結(jié)構(gòu)化訪談的形式。其次,確定幼兒人數(shù)最多的水平(判斷幼兒水平的標(biāo)準(zhǔn)見附錄)。最后,結(jié)合本班教師介紹,選取該水平中語言表達(dá)較為清楚、個性外向的幼兒為跟蹤對象。研究者最終選取了南京市某幼兒園大班的一名男孩(文中以Z表示)為被試,月齡71個月。在前測中Z不知道什么是影子,但知道“影子是黑的,沒有一點(diǎn)白的;”“影子和人是一模一樣的”,并且“也有身上的花紋”,認(rèn)為到了一個沒有光的、黑漆漆的地方“看不到”影子是因?yàn)椤坝白右彩呛诘?和黑乎乎的地方在一起,就看不見了。”并認(rèn)為這個時候“影子在,但是我們看不見。”同時,Z認(rèn)為“光線照到小鳥,又照到影子?！笨梢?在教學(xué)之前,Z尚未對光影概念形成系統(tǒng)、全面的認(rèn)識,只是把光作為看見影子的條件,而不是影子產(chǎn)生的條件。在訪談的38名幼兒中,有15名幼兒表現(xiàn)出該水平的理解,在所有水平中人數(shù)最多,反映出該年齡段的幼兒對光影概念的普遍理解水平。(二)集體教學(xué)活動后測本研究主要采用個案研究法,觀察Z在六次集體教學(xué)活動(每周進(jìn)行一次教學(xué)活動,每次30—35分鐘)中的表現(xiàn),包括他對教師提問的回答,與其他幼兒的交流、合作,獨(dú)自的探索活動等,同時對Z的圖畫、記錄單進(jìn)行分析。對于Z的回答中研究者無法理解的部分進(jìn)行了適當(dāng)?shù)淖穯?。集體教學(xué)活動結(jié)束后一周,對所有接受前測的幼兒進(jìn)行了后測,測查方法與前測相同,以對幼兒光影概念水平的發(fā)展有一個整體把握。對幼兒在集體教學(xué)活動以外的其他在園時間,及離園之后的時間,均不對幼兒進(jìn)行有關(guān)光影概念的指導(dǎo)。三、3.兒童景觀概念的轉(zhuǎn)變(一)影子是人們變化的一個整體本次教學(xué)活動的目標(biāo)是知道什么是影子,找到自己和物體的影子,并說出判斷依據(jù)。Z認(rèn)為“我動它(影子)也動,我的耳朵在這里,影子的耳朵也在這里。”并認(rèn)為“影子是黑色的,看不見衣服的顏色,是從人的身體里出來的,而且摸不到。”可見,Z已經(jīng)能認(rèn)識到影子與物體外形上的對應(yīng)關(guān)系,知道影子是黑色的,看不到物體的顏色,同時認(rèn)為影子是從人的身體里出來的,這與皮亞杰劃分的四階段中的第一階段——認(rèn)為影子是兩種物體相互作用或介入的結(jié)果——相一致。在樹的陰影中,Z發(fā)現(xiàn)“我的影子沒有了?！辈⒄J(rèn)為“因?yàn)槲业挠白邮呛诘?樹的影子也是黑的,就看不見了?！笨梢?Z尚未認(rèn)識到光線在影子產(chǎn)生中的作用。Z畫了一個綠色的羊角球,然后在右邊平行的地方畫了一個大小、形狀、方向一模一樣的黑色影子,并認(rèn)為“影子是黑黑的,上面沒有點(diǎn)子,那是地上的點(diǎn)子,不是影子上的。”可見,Z已經(jīng)能將影子與影子的投影面區(qū)分開來。(二)影子的方向影響本次活動的目標(biāo)是認(rèn)識到當(dāng)光源方向不變時,無論物體位置如何其影子的方向也不變。Z認(rèn)為“太陽到那邊(偏西的方向)”就能改變影子的方向。可見,Z此時已經(jīng)開始認(rèn)識到光源的方向會影響影子的方向,雖然這種認(rèn)識可能在很大程度上是源自生活經(jīng)驗(yàn)。Z不知如何將兩個人的影子首尾相連地連成一條線,但認(rèn)為“斜著站,影子就能變成一個圈?！痹凇坝白訃扇Α钡睦L畫作品中,Z平行地畫了兩排朝向相同的影子,用一根弧線將兩排影子的手連起來?！笨梢?Z已經(jīng)認(rèn)識到在光源方向不變的情況下,影子的方向也是不變的,但尚未在頭腦中穩(wěn)定建立光源方向與影子方向的關(guān)系。(三)z的過程中,z沒有任何影子。請看是否發(fā)生影子的改變,其主要表現(xiàn)為本次活動的目標(biāo)是讓幼兒通過操作逐步理解光源方向?qū)τ白臃较虻挠绊憽認(rèn)為“手電筒往下的時候小猴子(卡片)的影子就會爬上去?！钡珶o法解釋原因。另一個男孩認(rèn)為“就像太陽,太陽在這邊(用左手向上表示)的時候,影子就在這邊(用右手向下表示),太陽在這邊(用右手向上表示)的時候,影子就在這邊(用左手向下表示)。”(鑒于該男孩在后期與Z有較多交流,下文以X表示)Z表示“我和他的想法一樣。”并告訴研究者他發(fā)現(xiàn)“我把手電筒向前的時候影子變大了,向后影子就變小了?！笨紤]到研究者的追問不能給予Z額外的指導(dǎo),研究者未追問Z對該現(xiàn)象的解釋。同時,Z認(rèn)為“手電筒要對準(zhǔn)猴子才行,不對準(zhǔn)沒有光,就沒有影子了?！痹谡n后畫的圖畫中,他將手電筒、猴子、影子縱向?qū)R,從下到上排列,并解釋說,“手電筒照到猴子才會有影子,不照到就沒有影子。”可見,Z已經(jīng)開始認(rèn)識到光是影子產(chǎn)生的必要條件之一,并在操作層面上認(rèn)識到光源方向與影子方向之間的關(guān)系,但仍無法對原因進(jìn)行解釋。Z雖認(rèn)可了同伴的解釋,但未顯示出同伴解釋對他理解光影方向關(guān)系的直接影響。(四)影子的增畫。《法律》第5頁本次活動的目標(biāo)是讓幼兒通過操作進(jìn)一步感知光線、物體、影子三者之間的關(guān)系。Z認(rèn)為“手電筒對著猴子照,(手電筒)往上(猴子的影子就)往下,(手電筒)往下(猴子的影子就)往上?！痹诓僮髦衂發(fā)現(xiàn)“我的影子到房頂上去了”,向后退時“影子變小了”,但無法解釋其原因。在課后的繪畫作品中,Z在畫紙中間畫了一個白色的圓圈,表示猴子卡片,畫面的左上角和左下角分別畫了一個手電筒,畫面的右上角和右下角分別畫了一個黑色的圓圈,表示猴子卡片的影子,并用直線分別將左上角的手電筒、白色圓圈、右下角的黑色圓圈,左下角的手電筒、白色圓圈、右上角的黑色圓圈連起來?？梢?Z已在操作層面上認(rèn)識到光源、物體、影子三者之間的位置關(guān)系,但尚不能用這種關(guān)系解釋影子的形成。(五)x、東南角出現(xiàn)了兩個影子本次活動的目標(biāo)是讓幼兒猜測并驗(yàn)證各種蝴蝶圖片(鏤空的蝴蝶花紋系教師手繪之后粘貼上去的)的影子,初步理解影子是由物體阻擋光線產(chǎn)生的。Z認(rèn)為“因?yàn)樘柺谴蟮?手電筒是小的,往旁邊(手電筒)就照不到猴子,太陽往旁邊還能照到猴子。”所以要光照到猴子才會有影子。X認(rèn)為“因?yàn)樘柗垂?太陽光不會拐彎。”同時,X認(rèn)為蝴蝶卡片鏤空處為白色的原因是“手電筒的光可以從洞中穿過去。”Z未對此發(fā)表意見,只是坐在X旁邊靜靜地聽著。在畫下自己猜測的影子時,Z說“這個(有鏤空的蝴蝶)畫鏤空的嗎?鏤空的怎么畫?”通過觀察X的畫法,畫完自己的猜測?？梢?此時Z并沒有認(rèn)識到鏤空部分對其影子的影響,猜測并不是基于自己的思考,而是向同伴學(xué)習(xí)的結(jié)果。X將兩只蝴蝶前后對齊排在一起,發(fā)現(xiàn)“只有一個影子了。”并認(rèn)為這是“因?yàn)榍懊娴暮押竺娴溺U空擋住了?！薄肮饩€穿不過去就繞過去了?！盳表示“我和X想法一樣?！边@并不能表示Z已經(jīng)認(rèn)識到該問題的本質(zhì)原因,但顯然X的回答為Z進(jìn)一步理解光線阻擋問題提供了幫助。(六)拾遺光過去了,他國外在光照方面還存在了任何不明顯本次活動的目標(biāo)是讓幼兒通過遮擋的方法變化影子,并解釋影子變化的原因,從而進(jìn)一步感知光線、物體、影子之間的關(guān)系。X認(rèn)為“鏤空的地方光照過去了,其他地方就擋住了?！蓖ㄟ^實(shí)驗(yàn)操作Z認(rèn)為“因?yàn)楣饩€會從這里走直線(右手食指指向一鏤空處,左手的食指從該鏤空處后面,與右手食指相碰,直線指向屏幕),鏤空的地方光穿過去了,就沒有影子了。”可見此時Z已能用語言、手勢結(jié)合的方式解釋該現(xiàn)象,并認(rèn)識到光可以直線穿過鏤空部分。(七)z,“照他”,“照他”,“照他”,“照他”教學(xué)活動結(jié)束后一周進(jìn)行了后測。Z認(rèn)為“影子是黑的”,但無法解釋原因;認(rèn)為“光照到小朋友,然后地上就會有影子?！薄坝白泳拖袢说耐饷?可里面沒有花紋?！庇白邮恰肮猱a(chǎn)生的”,而且要“照到它?！蓖瑫r,Z認(rèn)為“沒有光的地方?jīng)]有影子”,“鏤空的地方就等于沒照到?！薄肮獗緛硎峭獾恼谜盏?然后這個(光)就等于直線,就像縫針一樣地穿過去”;認(rèn)為太陽、物體、影子要“正好連在一起”,但對原因無法解釋;認(rèn)為太陽“照到風(fēng)箏,它身上就會有亮光,就會有黑乎乎的影子?！本C上所述,Z此時對影子現(xiàn)象有了更豐富的認(rèn)識,即影子是黑色的,沒有花紋,只有物體的輪廓,光是影子產(chǎn)生的一個必要條件,光能夠直線地穿過鏤空物體,光源、物體、影子在一條直線上,但對影子形成的本質(zhì)原因尚未有明確認(rèn)識。四、討論(一)從前后測及次課中表現(xiàn)出的影子概念的認(rèn)識六次集體教學(xué)活動只是為幼兒光影概念轉(zhuǎn)變提供一個方向上的指引,而不是用教學(xué)活動間的邏輯關(guān)系限制幼兒光影概念轉(zhuǎn)變的過程和途徑。表1列出了Z在前后測及六次教學(xué)活動中表現(xiàn)出的對影子概念的認(rèn)識(“+”表示Z已獲得該概念)。對照前后測可以看出,Z對影子概念的認(rèn)識在后測時較前測有較大進(jìn)步。同時,Z較早獲得的是影子的外形特征,對光線在影子形成中的本質(zhì)作用,光源、物體、影子三者之間的關(guān)系,以及光線沿直線傳播獲得較晚。雖然教師設(shè)計(jì)的活動中包含了豐富的有關(guān)“影子是光線受到物體阻擋產(chǎn)生的”內(nèi)容,但Z直到活動結(jié)束也未建立這一概念。可見,Z尚未發(fā)展到理解影子形成本質(zhì)原因的水平。(二)影響兒童光線的概念轉(zhuǎn)變的可能因素1.預(yù)測無法解釋“紫外光”幼兒的概念是通過自主探究建構(gòu)起來的。雖然在第五次教學(xué)活動中,Z認(rèn)可了X的說法,認(rèn)為只有一個蝴蝶的影子是因?yàn)椤扒懊娴陌押竺娴膿踝×?光線就過不去了”,但是在第六次教學(xué)活動的預(yù)測階段,仍無法解釋鏤空處為白色的原因。但通過自主探究,Z在第六次教學(xué)活動中很快認(rèn)識到“光線走直線,鏤空的地方光就穿過去了,沒有影子了?！钡钡胶鬁y仍然無法用他在第五次活動中用到的“阻擋”一詞來解釋影子的形成。這也從一個側(cè)面證實(shí)相對于直接從同伴處獲得的經(jīng)驗(yàn),幼兒通過自主探究獲得的經(jīng)驗(yàn)更有助于其概念轉(zhuǎn)變。2.x對影子的認(rèn)識水平同伴間的交流為幼兒提供了多種答案和思考的維度。對Z來說,X是一個重要的同伴。從第三次教學(xué)活動開始,Z始終與X一組,X對影子的認(rèn)識水平明