研究背景與動機

第一章 緒論

本章分爲四節，第一節闡述本研究的背景與動機；第二節闡述研究目的和 問題；第三節就核心概念進行釋義；第四節說明本文的研究範圍和限制。

第一節 研究背景與動機

壹、幼兒建構物理知識的重要性

皮亞傑稱自己爲發生認識論者，他十分重視主體在認識中的作用，強調知識 不是外界客體的簡單摹本，而是主體與外部世界不斷相互作用而逐步建構的結果

（Piaget,1970）。這一理論猶如一幢大樓的地基，奠定了皮亞傑日後論述的學理 之基。在此基礎上，皮亞傑（1971）根據知識的最終來源劃分了三類知識：物理 知識（physical knowledge）、邏輯數學知識（logico-mathematical knowledge）和 社會知識（social/conventional knowledge）。物理知識的來源是外部世界，Kamii 與 Devries （1993/1999）曾言：「物理知識是有關『外在世界』看得到的物體特 質。」（p.44），意指物理知識是關於物體特質的內容，雖然物體特質是獨立於 幼兒存在的，但幼兒若要建構相關知識需要對物體加以行動，觀察物體的反應，

透過簡單抽象（simple abstraction）而建構知識，這是物理知識的特質。邏輯數學 知識不是來自物體本身，而是來自主體對客體所施加動作的協調中收集的資訊，

主體通過反省後所建構的物體關係（Kamii, 2014），主體操作物體後創造的物體 之間關係才是邏輯數學知識的特質。而社會知識乃一種約定俗成的社會事實，源 自於人們所判定的習慣性事實契約。在皮亞傑看來，只有社會知識是一種事實性

知識，可以透過言傳與身教而學習，其他兩類知識則需要主體透過與外界事物的 相互作用而建構形成。

物理知識和邏輯數學知識並不是涇渭分明，實是密不可分的，幼兒在發展物 理知識的同時也在建構邏輯數學知識（Kamii, Miyakawa, ＆ Kato, 2004；Kamii

＆ Devries, 1993/1999）。物理知識源自於外在物體，幼兒直接從物體本身就能 尋求知識，只不過幼兒需要經歷簡單抽象的環節。邏輯數學知識來自幼兒主動探 索外在世界，幼兒施加物體的行動不同可能會導致物體之間產生不同的關係。而 幼兒所建構的物理知識對邏輯數學知識的建構有一定影響，物理知識越豐富，所 建立的物體之間的關係內涵會更豐滿。例如，幼兒對球施加扔的動作，球從地面 彈起，力氣大則彈得高，球在平坦地面彈起和在沙發上彈起的高度不同。幼兒透 過操弄球而建構了「球扔在地上會彈起來」的物理知識，他們漸漸把「彈起來」

和「不彈起來」聯結起來，將「彈得高」和「彈得低」聯結起來，唯有如此，他 們才真正進一步豐富「把球扔到地上彈起來」之內涵。因此，Kamii 與 Devries

（1993/1999）言：「孩子收集到的物理經驗有助於建構其數學-邏輯架構，而數 學-邏輯架構越完備，就能從真實世界取得更豐富的訊息。」（p.49）

因此，在皮亞傑的個體建構論的架構下，幼兒建構物理知識尤爲重要，正如 Kamii 與 Devries（1993/1999）指出在前運思期，幼兒對自己的行動和行動結果 頗爲關注，他們多透過操作物體，觀察物體的變化而建構物理知識，停留在「看 見物體變化」的層面。這個層面非常重要，是未來幼兒到了具體運思期能夠將邏 輯數學知識內化的紮實基礎。若幼兒在前運思期對物體的探究不足，所形成的物 理知識不夠豐富，其邏輯數學知識就比較難以建構。所以，邏輯數學知識不是空 中樓閣，仰賴物理知識做爲基礎，也需要進一步豐盈物理知識的內涵。

3

貳、以積木爲主要素材的活動或遊戲是幼兒物理知識建構的重要管道

現有研究中，研究者主要透過四類活動來研究幼兒的物理知識，一類是以積 木爲主要素材的活動或遊戲（building blocks or block building）（Caldera et al, 1999；

Ozaki, Yamamoto, ＆ Kamii, 2008；Walan, Flognman,＆Kilbrink, 2019；Kamii et al., 2004; Hadzigeorgiou, 2002; Solis, Curtis,＆ Hayes-Messinge, 2017），一類是以 沙子、水等爲素材的感知運動活動（sensorimotor activities）（Hadzigeorguou, Anastasiou, Konsolas, ＆ Prevezanou, 2009），一類是以木頭等零散配件爲素材的 動手做活動（hands-on activities）（Kilbrink, Bjurulf, Blomberg, Heidkamp, ＆ Hollsten, 2014；Chaille ＆ Britain, 1991），還有一類是教師精心設計的主題活 動（洪文東、李長燦，2008；吳淑美、魏淑君，2012）。

西方研究者多選擇以積木爲主要素材的活動或遊戲作爲幼兒物理知識建構 的重要管道，相關實證研究證明了幼兒透過操弄積木在物理知識建構面向的突出 價值。一類實證研究是幼兒可以在操弄積木的過程中透過操弄積木建構邏輯數學 知識。如平均年齡爲 56.5 個月的幼兒參與了非結構的積木遊戲活動（unstructured block play）和結構遊戲活動（structured block play），研究發現幼兒可以透過玩 積木逐漸理解上下、左右、里外，上要相對於下，左要相對於右，這是空間方位 之間的邏輯關係（Caldera et al., 1999）。6 歲幼兒透過操弄積木建構的空間邏輯 關係更爲複雜，DeVries（2004）給 6 歲幼兒提供了竹片，他們搭建一個斜坡系 統的時候，會考慮支點和坡道上點的平衡關係。另一類研究論證了幼兒在操弄積 木的過程中可以建構物理知識。比如，幼兒透過操弄積木而建構了如何維持物體

「穩固」的認識。Kamii 等人（2004）發現年齡很小的幼兒就可以透過玩積木而 知曉哪些材料可以讓搭建物體更穩固，研究者們給 2-4 歲每位幼兒 20 塊積木（長

方體、正方體、三角體、圓柱體、直角、等邊三角形各種形狀）搭建，發現 65%

的 2 歲幼兒，60%的 3 歲幼兒，75%的 4 歲幼兒避免使用三角形搭建高塔，原因 在於他們操作過三角形，知道三角形不可以用來搭建高塔。這些年齡尚小的幼兒 就體現出了較佳的「穩固」感知體驗能力，研究者推測或許與他們來自日本中產 階級家庭有關。年齡略大的幼兒體現出對維持建構物體穩固的更豐富表現，如 4-5 歲幼兒用各種尺寸的圓柱體嘗試搭建高塔可以成功（Hadzigeorgiou, 2001），幼 兒用平坦的材料（積木）搭建高塔，把重的材料放置在底部比較穩固，孩子們認 爲把重的材料放在底部非常重要，還會圍繞底部是否要用重的材料而互相爭論

（Walan et al., 2019）。以上文獻透露出研究者分析幼兒操弄積木素材的表現，

可以洞悉幼兒會考量如何維持物體的穩固，涵括積木的形狀會影響搭建高塔的穩 固，不同重量的材料放置位置也會影響穩固。

此外，也有實證研究證實幼兒透過操弄積木而感受到「力」。Counsell 等人

（2016）給幼兒提供木質的單位積木，彈珠，紙箱等，幼兒用積木搭建好軌道後，

用彈珠檢驗軌道是否可以使用，他們滾動彈珠，彈珠碰倒了積木牆壁，多次嘗試 中幼兒發現彈珠和牆壁之間產生了兩個相互作用的力。Solis、Curtis 與 Hayes-Messinger（2017）以美國兩所私立幼兒園多名3-5 歲幼兒爲研究對象，允許幼兒 使用積木、天然素材、日常工具等玩遊戲，發現在 A 學校，17%的幼兒的目標遊 戲行爲與力的概念有關，B 學校 12%的幼兒的目標遊戲行爲與力有關，兩所學校 總共 15%的幼兒的目標遊戲行爲與力相關。當幼兒推動一個物體的時候就能體驗 到自己的力量。A 學校的 7%的幼兒目標遊戲行爲與重力相關，B 學校 14%的幼 兒出現的目標遊戲行爲與重力相關，兩所學校有 9%的幼兒出現的遊戲行爲與重 力相關。重力是透過幼兒擺弄積木，他們把一塊積木放在另一塊積木上垂直建構，

5

建構的造型會傾倒，多次重複後，幼兒發現這樣的現象隱含了重力作用於物體結 構的概念。這項研究至少說明幼兒玩積木可以展現出一些感受到「力」和「重力」

的行爲。

上述文獻中，幼兒操弄的積木有單位積木、竹片、普通積木等，積木之妙處 就在於具有「開放性」、「低結構性」（柯秋桂，2018），幼兒可以根據自己的 需要操弄、建構出不同的造型或建築，而後觀察與思考，建構物理知識。曾有研 究者認爲積木是幼兒建構物理知識的重要素材（Kamii, 2014），以積木爲主要素 材的活動或者遊戲（Lindeman ＆ Anderson, 2015）成爲幼兒建構物理知識的重 要管道。

叄、幼兒透過操弄積木建構物理知識的爭議

幼兒可以透過操作積木這種物件（Johnson, Christie, ＆Wardle, 2005/2008）

而建構物理知識，不乏一些研究者敏銳而謹慎地發現雖然幼兒會操作擺弄，但並 不一定意味着他們理解了所作所爲，會所思所想其中的原理。

多數爭議聚焦在幼兒建構維持物體「穩固」知識的面向，有質性和量化研究 指出幼兒會從材料特質的角度考量建築物的穩固性，也就是幼兒的表現可以體現 出其對建構物體穩固性的理解。Kamii 等人（2004）給每位 1-4 歲幼兒提供 20 塊 積木（長方體、正方體、三角體、圓柱體、直角、等邊三角形各種形狀），教師 引發幼兒搭建一個高塔，研究發現 65%的 2 歲幼兒，60%的 3 歲幼兒，75%的 4 歲幼兒選用「扁平」積木垂直疊高，因爲他們發現三角形積木不能穩固搭建。該 量化研究用一些數字說明年齡很小的幼兒就在積木操弄中感受到積木的形狀與 建築物穩固有關係，且年齡越大的幼兒越能感受到。Hadzigeorgiou（2002）把 4.5-6 歲幼兒分爲類型不同的三組（結構性引導活動、結構性非引導活動、非結構非

引導活動），經對照比較，發現參與結構性活動（用不同大小和重量的罐子在斜 面上搭建高塔）-有教師引導組（教師提問和讓幼兒預測）的幼兒能夠把結構的穩 固性與罐子的重量、大小與斜面上放置位置聯繫，甚至還能理解結構穩固性與支 撐底座表面積聯繫（Hadzigeorgiou, 2002）。上述量化研究僅從幼兒表現總結出 幼兒對維持物體「穩固」有一些認知，幼兒認識到三角形不適合搭建穩固的高塔，

材料的大小、重量與放置位置會影響高塔的穩固。Walan 等人（2019）的質性研 究則更爲細緻，研究者給 4-5 歲幼兒提供不同材料：罐子，木塊，衛生紙卷，塑

材料的大小、重量與放置位置會影響高塔的穩固。Walan 等人（2019）的質性研 究則更爲細緻，研究者給 4-5 歲幼兒提供不同材料：罐子，木塊，衛生紙卷，塑