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农村3~6岁儿童平面图形认知发展实验研究

2019-09-10王廷琼,赵贵倩

早期教育·教研版 2019年3期
关键词:命名

王廷琼,赵贵倩

【摘要】平面图形辨认能力是幼儿学习几何形体的基础。本研究测查了54名大、中、小班幼儿几何图形认知能力,结果显示:农村幼儿平面图形认知发展随年龄增长而提高,中班是幼儿认识图形的重要阶段,图形特征是幼儿认知图形的重要干扰因素,男女生认知图形不存在显著差异。

【关键词】平面图形;配对;指认;命名

【中图分类号】G612 【文献标识码】A 【文章编号】1005-6017(2019)03-0032-05

【作者简介】王廷琼(1978-),女,四川泸州人,河西学院教师教育学院讲师,硕士;赵贵倩(1994-),女,兰州人,河西学院教师教育学院学前教育专业本科生。

一、问题的提出

数与形是学前儿童数学教育的重要内容,也是现实世界的数学存在方式。对幼儿来说,形体比数更直观,能为幼儿提供连接数学与真实世界的最佳机会,发展幼儿空间知觉、想象、表征等能力。认识几何形体是幼儿认识周围环境物体的基础。《3-6岁儿童学习与发展指南》明确指出幼儿“能感知和发现常见图形的基本特征,并能进行分类。”“感知和发现周围物体的形状是多种多样的,对不同的形状感兴趣”。幼儿学习几何形体是从识别几何图形、掌握几何概念开始的。处于农村语境下的3~6歲幼儿能否对不同图形进行正确的配对、指认、命名,能否排除颜色、空间方位、图形特征等干扰因素,正确地辨认各种图形,形成抽象的几何图形概念。

关于儿童平面图形认知能力的研究,由来已久。从我国相关研究来看,时间主要分布在20世纪80年代、90年代,大多数研究都运用实验法(测查法),围绕命名、分类、拼搭等图形认知方式,探究不同年龄幼儿平面图形的认知发展特点、受干扰因素等。研究认为3~6岁幼儿平面图形认知发展有一定的顺序,颜色、大小、空间位置等图形外部特征会影响幼儿对图形的正确认知。从国外相关研究来看,Clements等人认为3~6岁幼儿形状辨认顺序为圆形、正方形、三角形、长方形、半圆形、椭圆形、梯形[1],图形的倾斜度、高宽比、空间方位会影响幼儿图形分类能力[2]。但这些研究由于研究目的不同而导致研究结论不一致,如3~6岁儿童图形认知顺序呈现出不一致、研究所用图形材料有差异,较少关注不同性别幼儿图形认知差异等。

基于以上考量,本研究测查了农村幼儿平面图形配对、指认、命名能力,探讨幼儿平面图形认知的性别、年龄差异,以及颜色、空间位置、图形特征等是否会影响图形认知成绩。

二、研究方法

(一)研究对象

随机抽取兰州市皋兰县什川镇幼儿园54名幼儿为研究对象,其中小班、中班、大班幼儿各18名,男女生各27名,平均年龄在3.5~6.5岁之间。

(二)实验材料

实验测试题共27道。测试的平面几何图形包括9种,分别为圆形、三角形、正方形、长方形、平行四边形、梯形、菱形、六边形、椭圆形。实验由三个分实验构成,材料分别为:印有彩色的9种平面图形卡片一张(颜色分别为橘色、浅蓝色、绿色、深蓝色、黑色、黄色、红色、紫色、粉色),一套白色平面图形(独立剪开的);一套打印在A4纸上的9种白色平面图形(正面与倾斜60°摆放);9套不同变量干扰的图形(图形闭合、图形位置、图形边的数量、图形相似性度、图形角),每套有5个图形。

(三)实验程序与数据处理

根据平面图形认知的难易程度,设计了配对、指认、命名三个实验任务。实验顺序依次为:配对、命名、指认。图形配对要求幼儿能将白色平面图形与彩色平面图形进行一一匹配,匹配正确给1分,错误为0分,全部正确总分为9分;图形命名要求幼儿能依次说出9种平面图形的名称,命名正确给1分,错误为0分,全部正确总分为9分;图形指认要求幼儿能从9套图形中指认出相应的图形,指认正确给1分,错误为0分,全部正确总分为9分。幼儿完成三个实验全部正确总分为27分。实验以个别施测的方式在一个单独的房间里进行。按照配对、命名、指认顺序一一完成施测,每位幼儿施测的时间控制在10分钟以内。测试结果采用SPSS16.0进行统计。

(四)内部一致性系数

用SPSS16.0测得27道题的克隆巴赫a系数(内部一致性系数)为0.822,配对、指认、命名的内部一致性系数为0.700,不同图形的内部一致性系数为0.818。测试题具有较好的信度。

三、研究结果

(一)3~6岁儿童平面图形认知发展趋势

对54名幼儿平面图形认知成绩的统计分析发现,成绩集中在9~24分之间,其中20分的有7人,占总人数的13.2%,最低分和最高分分别有1人、2人。对大、中、小班配对、指认、命名三项实验成绩进行分析比较(见表1),结果显示:从三项实验总分的均值差异来看,配对成绩高于指认、命名成绩,命名成绩高于指认成绩;从三项实验的年龄差异来看,小班均值低于中班均值,中班均值低于大班均值。但从各项实验任务的年龄班比较来看(见图1),小班配对成绩高于指认和命名成绩,指认成绩高于命名成绩;中班配对成绩高于指认和命名成绩,但命名成绩高于指认成绩;大班三项任务的差异则与小班类似。

(二)3~6岁儿童认知平面图形认知顺序

54名幼儿图形认知任务频次为1458人次,其中正确957人次,错误501人次,错误率为34.36%。对9种图形进行错误频次的(见表2)比较分析,结果表明:从图形认知错误的年龄差异来看,错误频次从高到低的顺序分别为小班、中班、大班;从三项实验任务的错误频次来看,从低到高大致为配对、指认、命名(除中班外);从9种图形认知的错误频次来看,平行四边形(121次)、六边形(85次)、菱形(85次)错误频次较高,圆形(10次)错误频次最低;从不同年龄班幼儿认知平面图形的错误频次来看,小班、中班和大班认识平面图形从易到难的顺序分别为,小班为“圆形—三角形(长方形)—正方形—椭圆形—菱形—梯形(六边形)—平行四边形”,中班为“圆形—长方形(椭圆形)—正方形—三角形(梯形)—六边形—菱形—平行四边形”,大班“圆形—椭圆形—长方形—三角形(梯形)—正方形—六边形—菱形—平行四边形”。

为了考察性别在本实验中的差异,研究对不同性别幼儿各项实验成绩得分、不同图形认知成绩进行独立样本t检验。t检验结果显示:配对t=-1.384(p=0.172),指认t=0.064(p=0.950),命名t=0.530(p=0.598),p值均大于0.05,表明3~6岁幼儿配对、指认、命名三项任务没有显著性别差异;进一步对男女幼儿不同平面图形认知进行t检验(圆形t=-1.14,p=0.259;三角形t=0.408,p=0.685;正方形t=0.326,p=0.746;长方形t=-0.407,p=0.686;菱形t=-0.196,p=0.846;平行四边形t=-1.014,p=0.315;椭圆形t=-0.319,p=0.751;梯形t=0.000,p=1.000;六边形t=1.896,p=0.064),得到了同样的结果,不同平面图形认知性别差异也不显著。

(四)3~6岁儿童平面图形认知的年龄差异

本研究采用单因子多变量方差分析,考察了年龄对三项任务的影响。结果显示,不同年龄幼儿在配对、指认、命名三个变量差异检验均达到了显著性水平,F值分別为4.799(p=0.012,p=0.05)、35.729(p=0.000,p=0.001)、101.194(p=0.000,p=0.001)。经事后多重比较(见表3),表明配对得分大班和小班有显著的差异,中班和小班、中班和大班差异不显著;命名得分中班和小班、大班和小班差异极其显著,中班和大班差异显著;指认得分大班与中班,大班与小班,中班与小班差异都极其显著。从表1所示数据以及三项认知任务与幼儿年龄的方差分析结果来看,3~6岁儿童平面图形认知存在着年龄差异。

不同年龄9种平面图形的方差分析以及表2的数据显示,圆形(F=7.300,p=0.002,p<0.01)、三角形(F=6.464,p=0.003,p<0.01)、正方形(F=11.598,p=0.000,p<0.001)、长方形(F=10.440,p=0.000,p<0.001)、菱形(F=14.529,p=0.000,p<0.001)、平行四边形(F=6.258,p=0.004,p<0.01)、椭圆形(F=47.786,p=0.000,p<0.001)、梯形(F=28.203,p=0.000,p<0.001)和六边形(F=25.952,p=0.000,p<0.001)均有较明显的年龄差异。经事后多重比较分析(见表4),菱形、六边形认知小班与大班、中班与大班有极其显著差异,菱形认知小班与中班差异无显著意义,六边形认知小班与中班有显著差异;三角形、平行四边形认知小班与大班有极其显著差异,中班与小班、中班与大班差异无显著意义;圆形、椭圆形、梯形、正方形、长方形认知小班与中班、小班与大班有极其显著差异,中班与大班差异无显著意义。总的分析可见,中班是幼儿认知平面图形的关键阶段。

四、讨论

(一)幼儿平面图形认知发展有一定的顺序

3~6岁幼儿平面图形认知呈现出随年龄增长不断发展的趋势,认知顺序基本遵循了配对、指认、命名,这与丁祖荫等人的研究基本一致。三种认知任务在抽象程度方面有差异,配对更多用到感知,指认利用图形的表象与知觉连接,命名则使用抽象的词汇来指称图形,因此对3~6岁幼儿来说,配对更容易,指认次之,命名最难。

本研究还对3~6岁幼儿认识9种平面图形的顺序进行了探讨。已有研究对此也提出了一些结论:如认为儿童是“在拓扑概念基础上探索再认各种欧式图形,从先区分曲线与直线图形(如区分圆形和正方形),再在曲线图形和直线图形中加以区分”[3],因此,平面图形的认知顺序为圆形、正方形、三角形、长方形、椭圆形、梯形;李文馥认为幼儿认识平面图形从易到难的顺序,大体为:圆形、正方形、长方形、三角形、半圆形、椭圆形、梯形、菱形、多边形[4];天津幼师研究发现“幼儿对各种图形正确认识的百分数以圆形最高,正方形、等边三角形、半圆形、长方形次之,梯形、菱形最差”[5];“心理研究所发现的难易顺序是圆形、正方形、半圆形、长方形、三角形、八边形、五边形、梯形和菱形”[6]。从这些研究来看,圆形、方形、三角形、椭圆形是3~6岁儿童最容易认识的图形,梯形、菱形、多边形可能是幼儿最难认识的图形,这与本研究结果(见表2)基本一致。本研究还发现,幼儿认识方形、平行四边形、六边形、菱形、梯形等图形的错误频次较高,椭圆形错误频次高于圆形,这反映了幼儿在区分相似图形方面存在困难,也印证了已有研究结论“4岁以后儿童虽然能够区分开放图形或封闭图形,但还不能区分同是两个开放的或封闭的图形,如不能将长方形从正方形或平行四边形中区分出来,只有到儿童开始掌握运算(6、7岁)后,才能从本质上区分几何图形[7]”。根据表2所示数据分析,本研究结果显示3~6岁幼儿认识平面图形的顺序为:圆形、长方形、椭圆形、正方形、三角形、梯形、六边形、菱形、平行四边形。研究结果可能受到实测样本数量、实验设计、图形特征等的影响,造成长方形与椭圆形的辨认顺序在前,正方形、三角形的辨认顺序在后,这与已有的研究有差异。

(二)中班是幼儿认知平面图形发展的重要阶段

已有研究认为,中班(4~5岁)可能是幼儿辨识形状的重要时期[8]。中班幼儿由于记忆能力与表征能力的逐步发展,对图形的认知已从笼统感知发展到对边、角等基本特征的关注,因此,相对于小班幼儿而言,中班幼儿已能正确匹配、命名一些基本图形,如圆形、正方形、三角形、长方形、半圆形、椭圆形和梯形,也能不受图形大小、摆放位置、类型等影响,正确辨认、命名、比较相似的平面图形。因此,中班是幼儿图形概念发展的一个重要阶段,图形辨认、命名也就成了中班幼儿认知平面图形的一个重要任务。本研究实测结果也得出了同样的结论,中班年龄组幼儿在配对、指认、命名9种平面图形的任务中,圆形、椭圆形、梯形、正方形、长方形认知与小班年龄组差异极其显著,菱形、六边形认知小班与大班、中班与大班有极其显著差异。

(三)幼儿平面图形认知易受图形特征干扰

幼儿掌握几何图形概念会受到一些干扰因素的影响,如图形的非本质特征(颜色、大小、空间位置)、图形变式(角、开合变化)和不同种类的相似图形等。有研究认为图形的倾斜度(或非对称性)对3~6岁幼儿图形分类影响最大,空间方位影响最小[9]。本研究探讨了图形的颜色、空间位置、图形变式和不同种类相似图形对幼儿平面图形认知的影响,分别设计了(配对)颜色、(命名)空间位置、(指认)图形封闭与开合、图形角的变化、图形相似度等干扰变量。研究结果显示,颜色、空间位置(图形非本质特征)对幼儿配对与命名的成绩影响不大(配对成绩明显优于指认和命名成绩),但图形各种变式和相似图形对幼儿正确指认图形有较大的影响(中班幼儿表现尤为突出)。因此,当幼儿能排除一些干扰因素,并正确区分平面图形的本质特征与非本质特征时,才能真正完成对平面图形的认识。

(四)平面图形认知性别差异不明显

Gila Hanna在其著作《女孩和男孩是否应该接受不同的教育?》中阐明“没有明显的证据可说明男性在数学上的成就占有普遍优势”[10]。学前儿童的空间能力性别差异总体表现不明显,已有研究认为“男孩和女孩在几何图形认知发展上能力相当、没有差别”[11],“大班幼儿认识图形的数学能力不存在性别差异”[12]。本研究得出了同样的结论,男女幼儿在完成9种平面图形配对、指认、命名任务中,性别差异不显著。由研究可知幼儿平面图形认知发展更可能受年龄因素的影响,而不是性别。

五、结论

1. 农村3~6岁幼儿平面图形认知发展从易到难的順序为圆形、长方形、椭圆形、正方形、三角形、梯形、六边形、菱形、平行四边形。幼儿认识平面图形最初是从身边的具体物开始的,因此,农村幼儿园应按照幼儿图形认知发展的顺序开展具体的教学活动。

2. 中班是儿童认识图形的重要时期,幼儿平面图形认知会受到颜色、空间位置、图形内部特征和相似图形等因素的影响。中班幼儿开始完整地、细致地辨认图形,因此,农村幼儿园应为幼儿提供各种感官感知不同图形的机会,并提供大小、颜色、摆放位置等各种平面图形的变式,使得幼儿在中班时就能基本完成不同几何图形概念的抽象。

3. 农村3~6岁幼儿平面图形认知发展性别差异不显著。为此,农村幼儿园教师在图形教学中,既要重视男生空间能力的发展,也不能忽视对女生空间能力的培养。

【参考文献】

[1] 黄瑾,田芳.学前儿童数学学习与发展核心经验[M].南京:南京师范大学出版社,2015:288.

[2][9] 张俊.幼儿园数学领域教育精要——关键经验与活动指导[M].北京:教育科学出版社,2015:189.

[3] 黄瑾.学前儿童数学教育[M].上海:华东师范大学出版社,2015:181.

[4] 徐玉珍,于丽平,李文馥.对幼儿园中班儿童进行多种几何形、体教学的实验研究[J].心理发展与教育,1988(04):54.

[5][6] 丁祖荫,哈咏梅.幼儿形状辨认能力的发展——幼儿心理发展系列研究之三[J].南京师范大学报(社会科学版), 1985(03):20.

[7] 林泳海.学前儿童对欧式几何图形的认知特点及教育含义[J].山东教育,2001(Z6):14.

[8] 李季湄,冯晓霞.《3-6岁儿童学习与发展指南》解读[M].北京:人民教育出版社,2013:143.

[10] 周珍,连四清,周春荔.中学生空间图形认知能力发展的性别差异研究[J].数学教育学报,2001(04):94.

[11] 李文馥,王贞琳,梁萍.儿童认知几何图形干扰因素的研究[J].心理学报,1997(04):377.

[12] 刘佳杰、史明洁.幼儿数学能力性别差异的调查研究——以北京市延庆区某幼儿园大班为例[J].中华女子学院学报, 2016(04):100.

本文系甘肃省教育科学规划项目“农村儿童数学入学准备困境及补偿机制研究”(项目编号:GS[2015] GHB0196)、河西学院教学方法改革课题“多元表征在幼儿园数学教学中的应用研究”(课题编号:HXXYJY-2015-043)的阶段性研究成果。

通讯作者:王廷琼,wangtq32131011@sohu.com

(责任编辑 张付庆)

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