小学生朴素热概念的发展(3)
在儿童对于热作为一个自发过程的分子的热运动与热的整体运动趋势间的地位关系属性的认识中，有四种类型的答案，科学性依次降低，分别是：(1)无论实心体粗细导热速度一样快，持这种觀点的一年级儿童0、三年级6人(17.1%)、六年级7人(20%)；(2)细的实心体导热速度快，持这种觀点的一年级儿童15人(44.1%)、三年级19人(54.3%)、六年级23人(65.7%)；(3)粗的实心体导热速度快，持这种觀点的一年级儿童17人(50%)、三年级10人(28.6%)、六年级5人(14.3%)；(4)实心体无法导热。持这种觀点的一年级儿童2人(5.9%)、三年级和六年级均0人。对这四种类型的认识与年级进行卡方检验，X2(6)=12.25，p=0.002，说明儿童在热的分子运动与热的整体流动趋势间的地位关系属性的认知上具有显著的发展差异。
4.讨论
从热概念的三种理解水平的年级差异分析结果来看，三个年级的儿童的确存在着发展性的差异，这种差异主要体现在一年级儿童、三年级儿童和六年级儿童在热的非物质概念和过程概念理解程度上的递增。在热的自发过程概念的理解上。虽然三年级和六年级儿童比起一年级儿童有了明显的进步，但是就本研究所考察的两个属性上他们均未达到掌握的程度，且两个年级的儿童之间没有显著的差别。
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在一年级的儿童的朴素热概念中，热仍然是一种物质。虽然大部分儿童不再认为热具有重量和颜色，但仍然坚持热的实体性。将热视为有重量和颜色的儿童可能会受以下现象影响：日常生活中“暖气”“冷气”之类的口语化词语让他们误以为“热”一样是一种“热气”(黄希庭，杨义，刘宗华，1980；方格，方富熹，刘范，1984)；儿童将“热”与阳光相混淆或与物质受到加热时颜色的变化相混淆，认为阳光的颜色或物质变化后的研究就是“热的颜色”。半数以上的一年级儿童很难理解热能够“穿过”物体。这与Mazens和Lautrey(2004)在声音和热的对比研究中得出的结论是一致的，在他们的研究中有很多德国二年级儿童存在这样的认识，时间和空间是运动着的物质存在的基本形式，一年级儿童虽然能够理解热的传递是需要时间的，但本研究的发现并不支持认为他们的朴素热概念是一个过程概念。黄希庭、方富熹、方格等人的研究表明：5-7岁是儿童时间认知发展的飞跃期(黄希庭。杨义，刘宗华，1980；方格，方富熹，刘范，1984；林泳海，1996)。在本研究中一年级儿童的平均年龄已经超过7岁，他们能够正确判断出实验情境中不同距离的孩子感受到热的快慢不同不足为奇，根据情境一的实验结果，可以推断，儿童所理解的速度是热作为物质移动的速度而非热传递的速度。同时，在本研究中有过半数的一年级儿童还不具备热过程的方向属性可以作为以上论断的佐证。在对热的方向属性的认识上，58.8%的一年级儿童认为热的运动是指向单一方向的，其中有13人认为热是向上运动的，7人认为是指向人的。与Mazens和Lautrey(2004)的研究结果类似的。我们发现部分一年级儿童仍然会有类似“泛灵论”的想法，认为热的方向会偏向人：而在Mazens和Lautrey的研究结果中未出现的热只能向上运动的情况，则可能是由于本研究所选取的是不同的发热源。在Mazens和Lautrey的研究中所选取的热源为暖气而本研究所选取的是篝火，篝火这种热源可能使儿童将火焰的方向或者烟的方向当作了热的运动方向，其概念模型仍然属于物质实体。
, 百拇医药
在三年级儿童的朴素热概念中，物质概念和过程概念的属性并存。绝大多数三年级的儿童(80%左右)已经不再认为热有“重量”、有“颜色”了。几乎所有三年级的儿童仍然将“热”看做一种无法“穿过”其他固体的“物质”，其中一半儿童认为热无法“穿过”任何固体，另一半儿童认为它只能“穿过”比较软或者比较薄的固体。在Mazens和Lautrev(2004)关于8岁儿童在热概念和声概念的认识连续性研究中，66.2%的儿童认为热无法“穿过”任何固体，20.8%的儿童认为热能否“穿过”一个固体与其硬度有关。虽然本研究中三年级学生的平均年龄在9岁左右，他们在热的非实体性属性方面的认识与Mazens和Lautrey(2004)研究中8岁儿童的认识并无本质差别。在对热的过程概念的理解上，几乎所有三年级儿童都能够正确认识到热在运动时的速度属性，超过半数的三年级儿童能够正确认识到热的方向属性，明白热的扩散方向是指向四面八方的，所以我们认为三年级儿童的朴素热概念中基本具备了过程概念的属性。在热的自发过程属性方面，大部分三年级儿童能够认识到即使金属棒缺少了一部分，它依然具备导热的功能，热仍然能够从金属棒的一端到达另一端，这说明将近一半的三年级儿童能够认识到热分子运动与热的整体运动趋势间的间接关系属性，但是这种认识是否真的是基于微觀水平与宏觀水平间的仍然有待进一步的考察：只有少数儿童会认为两个金属棒能够同时将热从一段传向另一端，这说明儿童或许还不能认识到金属棒每一部分所具有的地位是一样的，这样的结果也可能受到儿童一般认知水平发展的限制，三年级的儿童还处于皮亚杰认知发展阶段中的具体运算阶段(弗拉维尔。米勒，米勒，2002)，这可能会对儿童完成这一任务造成困难。
, 百拇医药
六年级儿童的朴素热概念中，热已经接近一个过程概念了。六年级的儿童中已经很少有人(5%-15%)认为热具有诸如重量、颜色以及实体性这样的物质属性了，这说明大部分这个年龄段的儿童已经不再把热归人物质树的类型之下了。六年级的儿童基本上全部正确掌握了热作为过程概念所具备的时间和空间两方面的属性，他们不仅能够认识到热的扩散是指向四面八方的，一些儿童还对指向四面八方这一较为粗略的模型进行了精细化加工，这种认识似乎带有了一些微觀世界物质运动的色彩。在他们画的轨迹中使用了水波纹状的线条，虽然热运动的科学模型并非如此，但这与简单的直线或折线运动已经有了很大的差别。六年级儿童在回答热作为自发过程类概念属性的题目与三年级儿童差别不大，认为热会同时从金属棒的一端传向另一端的儿童做出的解释为两个金属棒的材料和长度都一样，他们的传热速度也应该一样。这样的解释并非基于微觀粒子运动的。但此阶段儿童所具有的形式运算的能力对理解热分子运动与热的整体运动趋势间的间接地位属性是有帮助的。
在不引入分子概念的前提下，对小学儿童进行热、声、光等较为抽象的概念进行考察难度较大，从六年级儿童对情境三中题目的回答情况来看，将热概念从普通的过程概念枝节向自发过程概念枝节的转变在小学阶段发生的可能性不大，这与小学儿童的一般认知发展水平和相关知识的拥有程度有关。因此，本研究仅验证了Chi(2005)的概念转变理论的前半部分，对于后半部分的验证或许需要引入分子概念并选择年龄更大的儿童甚至成人更为适合。
5.结论
研究发现一年级儿童主要将热看作是一种物质，三年级儿童热的物质概念和过程概念的理解并存。六年级儿童基本上上摆脱了热的“物质属性”，同时将热作为过程概念进行理解的认识也较为稳固。同时，即使到了小学六年级对于热概念的自发过程属性仍未发生进一步的转变，, 百拇医药(梁熙 王明怡)
4.讨论
从热概念的三种理解水平的年级差异分析结果来看，三个年级的儿童的确存在着发展性的差异，这种差异主要体现在一年级儿童、三年级儿童和六年级儿童在热的非物质概念和过程概念理解程度上的递增。在热的自发过程概念的理解上。虽然三年级和六年级儿童比起一年级儿童有了明显的进步，但是就本研究所考察的两个属性上他们均未达到掌握的程度，且两个年级的儿童之间没有显著的差别。
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在一年级的儿童的朴素热概念中，热仍然是一种物质。虽然大部分儿童不再认为热具有重量和颜色，但仍然坚持热的实体性。将热视为有重量和颜色的儿童可能会受以下现象影响：日常生活中“暖气”“冷气”之类的口语化词语让他们误以为“热”一样是一种“热气”(黄希庭，杨义，刘宗华，1980；方格，方富熹，刘范，1984)；儿童将“热”与阳光相混淆或与物质受到加热时颜色的变化相混淆，认为阳光的颜色或物质变化后的研究就是“热的颜色”。半数以上的一年级儿童很难理解热能够“穿过”物体。这与Mazens和Lautrey(2004)在声音和热的对比研究中得出的结论是一致的，在他们的研究中有很多德国二年级儿童存在这样的认识，时间和空间是运动着的物质存在的基本形式，一年级儿童虽然能够理解热的传递是需要时间的，但本研究的发现并不支持认为他们的朴素热概念是一个过程概念。黄希庭、方富熹、方格等人的研究表明：5-7岁是儿童时间认知发展的飞跃期(黄希庭。杨义，刘宗华，1980；方格，方富熹，刘范，1984；林泳海，1996)。在本研究中一年级儿童的平均年龄已经超过7岁，他们能够正确判断出实验情境中不同距离的孩子感受到热的快慢不同不足为奇，根据情境一的实验结果，可以推断，儿童所理解的速度是热作为物质移动的速度而非热传递的速度。同时，在本研究中有过半数的一年级儿童还不具备热过程的方向属性可以作为以上论断的佐证。在对热的方向属性的认识上，58.8%的一年级儿童认为热的运动是指向单一方向的，其中有13人认为热是向上运动的，7人认为是指向人的。与Mazens和Lautrey(2004)的研究结果类似的。我们发现部分一年级儿童仍然会有类似“泛灵论”的想法，认为热的方向会偏向人：而在Mazens和Lautrey的研究结果中未出现的热只能向上运动的情况，则可能是由于本研究所选取的是不同的发热源。在Mazens和Lautrey的研究中所选取的热源为暖气而本研究所选取的是篝火，篝火这种热源可能使儿童将火焰的方向或者烟的方向当作了热的运动方向，其概念模型仍然属于物质实体。
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在三年级儿童的朴素热概念中，物质概念和过程概念的属性并存。绝大多数三年级的儿童(80%左右)已经不再认为热有“重量”、有“颜色”了。几乎所有三年级的儿童仍然将“热”看做一种无法“穿过”其他固体的“物质”，其中一半儿童认为热无法“穿过”任何固体，另一半儿童认为它只能“穿过”比较软或者比较薄的固体。在Mazens和Lautrev(2004)关于8岁儿童在热概念和声概念的认识连续性研究中，66.2%的儿童认为热无法“穿过”任何固体，20.8%的儿童认为热能否“穿过”一个固体与其硬度有关。虽然本研究中三年级学生的平均年龄在9岁左右，他们在热的非实体性属性方面的认识与Mazens和Lautrey(2004)研究中8岁儿童的认识并无本质差别。在对热的过程概念的理解上，几乎所有三年级儿童都能够正确认识到热在运动时的速度属性，超过半数的三年级儿童能够正确认识到热的方向属性，明白热的扩散方向是指向四面八方的，所以我们认为三年级儿童的朴素热概念中基本具备了过程概念的属性。在热的自发过程属性方面，大部分三年级儿童能够认识到即使金属棒缺少了一部分，它依然具备导热的功能，热仍然能够从金属棒的一端到达另一端，这说明将近一半的三年级儿童能够认识到热分子运动与热的整体运动趋势间的间接关系属性，但是这种认识是否真的是基于微觀水平与宏觀水平间的仍然有待进一步的考察：只有少数儿童会认为两个金属棒能够同时将热从一段传向另一端，这说明儿童或许还不能认识到金属棒每一部分所具有的地位是一样的，这样的结果也可能受到儿童一般认知水平发展的限制，三年级的儿童还处于皮亚杰认知发展阶段中的具体运算阶段(弗拉维尔。米勒，米勒，2002)，这可能会对儿童完成这一任务造成困难。
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六年级儿童的朴素热概念中，热已经接近一个过程概念了。六年级的儿童中已经很少有人(5%-15%)认为热具有诸如重量、颜色以及实体性这样的物质属性了，这说明大部分这个年龄段的儿童已经不再把热归人物质树的类型之下了。六年级的儿童基本上全部正确掌握了热作为过程概念所具备的时间和空间两方面的属性，他们不仅能够认识到热的扩散是指向四面八方的，一些儿童还对指向四面八方这一较为粗略的模型进行了精细化加工，这种认识似乎带有了一些微觀世界物质运动的色彩。在他们画的轨迹中使用了水波纹状的线条，虽然热运动的科学模型并非如此，但这与简单的直线或折线运动已经有了很大的差别。六年级儿童在回答热作为自发过程类概念属性的题目与三年级儿童差别不大，认为热会同时从金属棒的一端传向另一端的儿童做出的解释为两个金属棒的材料和长度都一样，他们的传热速度也应该一样。这样的解释并非基于微觀粒子运动的。但此阶段儿童所具有的形式运算的能力对理解热分子运动与热的整体运动趋势间的间接地位属性是有帮助的。
在不引入分子概念的前提下，对小学儿童进行热、声、光等较为抽象的概念进行考察难度较大，从六年级儿童对情境三中题目的回答情况来看，将热概念从普通的过程概念枝节向自发过程概念枝节的转变在小学阶段发生的可能性不大，这与小学儿童的一般认知发展水平和相关知识的拥有程度有关。因此，本研究仅验证了Chi(2005)的概念转变理论的前半部分，对于后半部分的验证或许需要引入分子概念并选择年龄更大的儿童甚至成人更为适合。
5.结论
研究发现一年级儿童主要将热看作是一种物质，三年级儿童热的物质概念和过程概念的理解并存。六年级儿童基本上上摆脱了热的“物质属性”，同时将热作为过程概念进行理解的认识也较为稳固。同时，即使到了小学六年级对于热概念的自发过程属性仍未发生进一步的转变，, 百拇医药(梁熙 王明怡)