積木活動中教師引導方式與幼兒物理知識建構之研究

全文

(1)國立臺灣師範大學教育學院人類發展與家庭學系博士論文 Department of Human Development and Family Studies College of Education. National Taiwan Normal University Doctoral Dissertation. 積木活動中教師引導方式與幼兒物理知識建構之研究 The Teacher’s Guidance and Children’s Physical Knowledge Construction in Building Blocks. 杜麗靜 DU, Li-Jing. 指導教授 Advisor：簡淑真博士. 中華民國 109 年 8 月 August 2020.

(2)

(3) 積木活動中教師引導方式與幼兒物理知識建構之研究摘要本研究旨在探究在大班積木活動中，教師引導幼兒透過操弄積木等素材建構物理知識的意圖與方式，以及幼兒在教師引導後透過操弄積木等素材建構的物理知識內涵及歷程。研究者本身即爲研究工具，選取 J 市 JY 幼兒園大班一位教師與六位幼兒爲研究參與者，採非參與式觀察、訪談、文件檔案方法，藉助兩套單位積木、一套螺母積木和其他配件爲媒介進行積木活動。研究發現如下：. 一、活動初期教師多以聯結幼兒生活與積木活動經驗，引發幼兒關注物理現象，熟悉新素材爲意圖介入；活動中，若幼兒遇到困難，教師以允許幼兒嘗試並調整，引發個別幼兒思考，促進幼兒解決問題爲意圖介入；當教師發現幼兒有突出表現，會以知識分享爲意圖介入。教師多使用提問、鼓勵體驗或嘗試等方式引導幼兒進一步思考或探索；當教師在語言提醒未果之際便採用動作示範引導幼兒注意新構建方式；該教師擅長以模型比擬建築物引發幼兒觀察與操作。. 二、幼兒建構了四類物理知識，幼兒建構的維持建築物「穩固」知識涵括了「什麼是穩固」與「影響穩固的要素」（材料、搭建順序、搭建方式），從單個因素逐漸演化到聯合多個因素考量維持物體穩固的內涵。幼兒建構的維持物體「平衡」知識涵括「影響平衡的要素」（物體的重量與距離），從單個物體的平衡要素延伸到吊機不同部分的局部平衡，進而綿延到吊機吊起物體的平衡。幼兒建構的「物體移動」知識是從「費力地移動」過度到「省力地移動」，進而聚焦到「物體滾動」的物理知識，該知識包含了滾動條件與要素。幼兒建構的「滑輪操作與運作」的知識分爲轉動方式與轉動方向兩個內涵，幼兒先建構關於滑輪操作的基本知識，在此之上建構「滑輪運作」的概念。每位幼兒在活動中所敏感覺知的現象略有不同，他們在教師引導後透過互相觀察與借鑑、提醒與糾正影響同儕。基於研究發現與結論而提出實務面向的建議及未來研究的建議。關鍵詞：大班幼兒、物理知識、教師引導、積木活動 i.

(4) ii.

(5) The Teacher’s Guidance and Children’s Physical Knowledge Construction in Building Blocks Abstract This study aims to explore the intentions and ways of a teacher to guide 5-yearold children to construct physical knowledge by manipulating blocks in the building blocks, as well as the physical knowledge connotations and process constructed by children through playing with building blocks and other materials. The researcher himself was a research tool, selecting one teacher and six children of 5-year-old in SY kindergarten of J City as participants. With nonparticipant observation, interview and document analysis as methods of collecting data, the mediums of building blocks are two sets of unit blocks, one set of Rigamajig and other accessories. The findings were as follows: First, at the beginning, the teacher had intended to get involved in the building blocks by connecting children’s life experience with building blocks, arousing children’s attention to physical phenomena，getting familiar with new materials. During the process, if children had encountered difficulties, the teacher would intend to encourage children to try and change, inspiring individual to think, and promoting children to solve problems. However, when the teacher had founded children’s outstanding performance, she would intend to getting involved in building blocks with sharing knowledge.The teacher had used many methods such as asking questions and encouraging children to expand their experience for thinking and exploring in depth. When the teacher had failed to remind children with words, she had used action demonstration to guide children for paying attention to new construction methods. The teacher was good at comparing models with something to inspire children to observe and operate. Secondly, the children had constructed four kinds of physical knowledge. The "stability" knowledge constructed by children had consisted of "what is stability" and "the factors which influence stability"(materials, construction sequence, construction iii.

(6) methods).The improvement process of the knowledge had evolved from single factor affects stability to multiple factors affect stability. The knowledge of “balance” had included the “elements which affect balance”(weight and distance). The advanced process of this knowledge had extended from the balanced elements of a single object to the partial balance of different parts of the crane, and then extended to the balance elements of the overall balance of the crane. The knowledge of "object movement" constructed by 5-year-old children had evolved from "moving with difficulty" to "moving effortlessly", and then focusing on the physical knowledge of "object rolling", which contains the rolling conditions and elements. The knowledge of "pulley manipulation and operation" had included two parts: rotation mode and direction of rotation. The advanced development of this knowledge had been constructed from the basic knowledge of "pulley manipulation" to “pulley operation in a functional device". The children had various of sensitive consciousness to physical phenomena.Being guided by the teacher, they had influenced the physical knowledge construction of their peers by observing and learning from each other, reminding and correcting by each other. Accordingly, the study went further to give suggestions of practical-oriented and suggestions for future research.. Keywords: 5-year-old preschooler, physical knowledge, teacher’s guidance, building blocks. iv.

(7) 目次. 第一章緒論...............................................................................................1 第一節研究背景與動機 ..........................................................................1 第二節研究目的 ....................................................................................10 第三節名詞釋義 ....................................................................................11 第四節研究限制 ....................................................................................13 第二章文獻探討 ....................................................................................15 第一節幼兒積木活動的涵義及相關研究 ............................................15 第二節幼兒教師在積木活動中的引導 ................................................41 第三節幼兒物理性知識的內涵及研究 ................................................53 第三章研究方法 ....................................................................................75 第一節研究場域 ....................................................................................75 第二節研究參與者 ................................................................................82 第三節研究者角色 ................................................................................89 第四節資料蒐集與分析 ........................................................................92 第五節研究信實度 ..............................................................................108 第六節研究倫理 ..................................................................................110 v.

(8) 第四章研究發現 ..................................................................................111 第一節教師引導與幼兒建構維持物體「穩固」的物理知識 ..........111 第二節教師引導與幼兒建構維持物體「平衡」的物理知識 ..........180 第三節教師引導與幼兒建構讓「物體移動」的物理知識 ..............211 第四節教師引導與幼兒建構「滑輪操作與運作」的物理知識 ......235 第五章結論與建議 ..............................................................................259 第一節結論...........................................................................................259 第二節建議...........................................................................................266 參考文獻.................................................................................................270 附錄一知情同意書 ..............................................................................285 附錄二訪談提綱 ..................................................................................286 附錄三開放性編碼舉隅 ......................................................................289 附錄四編碼形成類別舉隅 ..................................................................292 附錄五類別形成主題舉隅 ..................................................................294 附錄六教師的反省札記（遴選範例） ..............................................295. vi.

(9) 表次. 表 2-1-1 幼兒玩積木的發展階段 .............................................................................. 36 表 3-1-1 幼兒園大班作息時間表 .............................................................................. 79 表 3-2-1 參與幼兒資訊列表 ...................................................................................... 87 表 3-3-1 幼兒積木活動觀察序列表 .......................................................................... 93 表 3-3-2 單位積木名稱與尺寸（加拿大花旗松木） .............................................. 96 表 3-3-3 單位積木名稱與尺寸（松木） .................................................................. 97 表 3-3-4 螺母積木元件一覽表 ................................................................................ 100 表 3-3-5 配件 ........................................................................................................... 103 表 3-4-1 資料統計表 ................................................................................................ 105 表 3-4-2 資料代號與意義表 .................................................................................... 105 表 4-1-1 教師引導意圖、方式及幼兒建構維持建築物「穩固」物理知識表 .... 175 表 4-1-2 幼兒形成維持建築物「穩固」物理知識表 ............................................ 177 表 4-2-1 教師引導意圖、方式及幼兒建構維持物體「平衡」物理知識表 ........ 207 表 4-3-1 教師引導意圖、方式及幼兒建構讓「物體移動」物理知識表 ............ 231 表 4-4-1 教師引導意圖、方式及幼兒建構「滑輪操作與運作」物理知識表 .... 254. vii.

(10) viii.

(11) 圖次图 3-1-1 大一班活動室場地圖 ........................................................................... 81 图 3-1-2 幼兒園空置活動室 ............................................................................... 81 图 4-1-1 幼兒觀察、觸摸磚頭 ......................................................................... 114 图 4-1-2 婷婷搭建一層 ..................................................................................... 122 图 4-1-3 蟲蟲搭建的大門 ................................................................................. 122 图 4-1-4 鶴鶴搭建的樓梯 ................................................................................. 123 图 4-1-5 塑膠捲尺 ............................................................................................. 128 图 4-1-6 塑膠直尺 ............................................................................................. 128 图 4-1-7 鋼板直尺 ............................................................................................. 128 图 4-1-8 開心先搭建上層 ................................................................................. 131 图 4-1-9 年年先搭建牆壁上層 ......................................................................... 131 图 4-1-10 婷婷墊下層積木 ............................................................................... 132 图 4-1-11 婷婷搭建圍牆 ................................................................................... 135 图 4-1-12 教師用手推圍牆 ............................................................................... 135 图 4-1-13 幼兒橫直交叉搭建積木 ................................................................... 136 图 4-1-14 婷婷測試積木 ................................................................................... 136 图 4-1-15 積木對齊搭建 ................................................................................... 142 图 4-1-16 積木交叉搭建 ................................................................................... 142 图 4-1-17 開心嘗試交叉搭建 ........................................................................... 143 图 4-1-18 鶴鶴用小正方形積木搭建 ............................................................... 146 图 4-1-19 蟲蟲用小正方形積木搭建 ............................................................... 146 图 4-1-20 底板組裝材料 ................................................................................... 148 图 4-1-21 鶴鶴調整積木之間的縫隙 ............................................................... 150 图 4-1-22 辰辰交錯組合的方式 ....................................................................... 154 图 4-1-23 第一層積木組合 ............................................................................... 156 图 4-1-24 第二層積木組合 ............................................................................... 156 ix.

(12) 图 4-1-25 第三層積木組合 ............................................................................... 156 图 4-1-26 鶴鶴和年年用同種積木第一次交錯組合 ....................................... 159 图 4-1-27 鶴鶴和年年用同種積木第二次交錯組合 ....................................... 159 图 4-1-28 婷婷同種積木交錯組合形成模式 ................................................... 161 图 4-1-29 第一層建築圖 ................................................................................... 163 图 4-1-30 教師製作的模型 ............................................................................... 163 图 4-1-31 幼兒初次搭建柱子 ........................................................................... 165 图 4-1-32 幼兒交錯搭建柱子 ........................................................................... 165 图 4-1-33 辰辰分享模型製作 ........................................................................... 168 图 4-1-34 三孔板粗糙的一面 ........................................................................... 168 图 4-1-35 鶴鶴組裝的模型 ............................................................................... 170 图 4-2-1 辰辰調整門柱裝飾 ............................................................................. 181 图 4-2-2 辰辰再次調整門柱 ............................................................................. 181 图 4-2-3 教師給幼兒看天平 ............................................................................. 185 图 4-2-4 幼兒組裝的模型 ................................................................................. 185 图 4-2-5 幼兒組裝立柱和底座 ......................................................................... 189 图 4-2-6 年年坐在底座後部 ............................................................................. 189 图 4-2-7 蟲蟲調整立柱和吊臂位置 ................................................................. 192 图 4-2-8 教師引導幼兒做三角模型 ................................................................. 192 图 4-2-9 吊機的立柱和吊臂 ............................................................................. 193 图 4-2-10 幼兒設計的吊機 ............................................................................... 193 图 4-2-11 蟲蟲用長板組合 ............................................................................... 194 图 4-2-12 蟲蟲用短板組合 ............................................................................... 194 图 4-2-13 婷婷擰開螺母 ................................................................................... 196 图 4-2-14 婷婷和年年聯結三角形 ................................................................... 196 图 4-2-15 幼兒朝不同方向拉繩子 ................................................................... 198 图 4-2-16 婷婷和鶴鶴向後拉立柱 ................................................................... 199 图 4-2-17 婷婷在底座上後拉立柱 ................................................................... 203 x.

(13) 图 4-2-18 幼兒把積木箱放底座上 ................................................................... 203 图 4-3-1 蟲蟲挎積木袋子 ................................................................................. 213 图 4-3-2 開心拖動積木 ..................................................................................... 213 图 4-3-3 幼兒合力移動積木 ............................................................................. 216 图 4-3-4 辰辰移動積木 ..................................................................................... 216 图 4-3-5 幼兒玩木箱車 ..................................................................................... 220 图 4-3-6 幼兒把樓梯變成斜面 ......................................................................... 220 图 4-3-7 男孩組裝車輪 ..................................................................................... 225 图 4-3-8 女孩組裝車輪 ..................................................................................... 225 图 4-3-9 蟲蟲阻擋吊機車輪滾動 ..................................................................... 226 图 4-3-10 幼兒滾動積木 ................................................................................... 226 图 4-3-11 幼兒建構的「物體移動」知識演進圖 ........................................... 233 图 4-4-1 螺母積木中配套的塑膠滑輪與繩子 ................................................. 236 图 4-4-2 教師提供的滑輪和繩子 ..................................................................... 236 图 4-4-3 開心裝滑輪 ......................................................................................... 241 图 4-4-4 辰辰拉滑輪槽的繩子 ......................................................................... 241 图 4-4-5 婷婷穿繩子 ......................................................................................... 242 图 4-4-6 男孩拉動滑輪兩側繩子 ..................................................................... 242 图 4-4-7 玩具吊機 ............................................................................................. 244 图 4-4-8 蟲蟲組裝的滑輪 ................................................................................. 244 图 4-4-9 辰辰重新調整滑輪方向 ..................................................................... 247 图 4-4-10 幼兒在滑輪凹槽裝繩子 ................................................................... 249 图 4-4-11 蟲蟲使用滑輪吊物體 ....................................................................... 249 图 4-4-12 幼兒使用吊機吊積木 ....................................................................... 251. xi.

(14) xii.

(15) 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. 1.

(16) 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。 2.

(17) 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 3.

(18) 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 45 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 HayesMessinger（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， 4.

(19) 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 4.56 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 5.

(20) 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，塑膠或紙杯，CD 和裝滿豆子的口袋。這些幼兒在幼兒園從未使用過這些材料，研究者給幼兒講述《母牛和烏鴉》的故事，引發 4-5 歲幼兒爲故事中的人物搭建高塔，幼兒在搭建高塔時把像木質積木的材料放在底部（罐子、木塊），塑膠積木放在頂部（塑膠、紙杯），他們能夠解釋最重的材料放在底部，輕的放在頂部，他們認爲這很重要，否則塔就會跌落。他們意識到要用材料的平坦表面維持建築物的穩定，儘量不選擇有豆子的袋子，「如果彎曲了就無法建構」，進一步印證了 Kamii 等人（2004）的結論，4 歲幼兒就可透過操作積木感受到積木材料的形狀會影響建築物的穩固性。而質性研究的優勢就在於可以用實例證明幼兒可以解釋選擇積木的原因，搭建不同部分選用不同素材的依據，能預測若不採用現在的選擇會有什麼後果。這說明幼兒透過操弄積木能夠建構維持物體「穩固」的知識。反對的聲音主要是認爲儘管幼兒可以用積木搭建出穩固的高塔或其他物體，但很難解釋出維持物體穩固的原因。例如，Hadzigeorgiou（2001）的研究中，45 歲幼兒嘗試用各種尺寸的圓柱體（高度和底部直徑不同）搭建高塔，他們用嘗試錯誤的方法可以搭建出一座高塔，但大多數孩子不能解釋爲什麼選擇某些材料，這些材料的使用與高塔穩固性有什麼關係，很少有幼兒能關注到圓柱體的高度和 6.

(21) 直徑會影響到高塔的穩固（Hadzigeorgiou, 2001）。Walan 等人（2019）的研究同樣發現儘管 4-5 歲幼兒會搭建高塔，當建築物倒塌的時候，幼兒園教師問孩子們爲什麼建築會倒塌，所有參與積木活動的孩子均不能解釋原因，只知道要重新建構。Walan 等人認爲幼兒會操作，會搭建，但是不能解釋其中蘊含的原理，並不能說明幼兒建構了「穩固」的概念。文獻中並未分析爲什麼幼兒很少關注高塔穩固和材料的關係，也沒有解釋爲什麼幼兒很難解釋建築倒塌的原因，Walan 等人（2019）也在研究中剖析教師在活動中鮮少使用「穩固」一詞，從未引導或暗示過幼兒解決建築倒塌的問題可能與此有關。其實，4-5 歲幼兒沉浸於操作積木的活動中，可以搭建出高塔，但缺乏教師的暗示或引導，很難自覺地將目光聚焦於此，所以從外在行爲表現上，幼兒會操作積木搭建建築物，但思維與行爲沒有建立緊密聯繫，較難充分論證幼兒透過操弄積木而建構「穩固」內涵。令研究者好奇的是，如果有教師的暗示，他們的建構行爲與思維能緊密聯繫嗎？他們會解釋物體穩固的原因嗎？如果沒有教師的暗示，他們會自覺關注物體穩固與其他要素的關係嗎？諸如此類的問題縈繞在研究者腦中。其他方面的物理知識之研究，有學者發現幼兒透過物理知識活動可以判斷如何維持天平兩端物體的平衡（Hadzigeorguou et al., 2009），可以接觸到滑輪（Solis et al., 2017），或許由於蒐集文獻範圍及數量有限，研究者並未發現關於平衡等議題的論點之爭。肆、幼兒建構物理知識歷程中的教師引導存有爭議關注幼兒建構物理知識歷程中教師引導議題的文獻本就不多，僅有個數不多的研究所得研究結論會出現矛盾。矛盾之點主要在於教師在幼兒玩積木遊戲建構物理知識的適切性上。有研究發現4.5-6歲幼兒在日常動手操作活動中建構高塔， 7.

(22) 幼兒分爲三組，A組幼兒有教師直接引導，教師會使用提問的方式引導幼兒思考或預測，如「罐子有什麼不同」、「想其他方法搭建」，「材料搭建在物體什麼位置」。B組幼兒中教師沒有直接引導，但是有間接引導，比如在幼兒發問後會解釋每個活動的目的，觀察幼兒的遊戲等。C組幼兒既沒有教師的直接引導，也沒有教師的間接引導，完全自主地玩遊戲。研究發現有教師引導（提問）和解釋的兩組幼兒在教師提點下可以直接從積木素材的大小、重量、形狀等角度思考其穩固性程度，但沒有教師引導的一組幼兒會被積木素材的顏色困擾，縈繞在與穩固無關的因素操作和探索（Hadzigeorgiou, 2002）。進一步研究發現，有教師直接引導的一組幼兒表現更佳，他們明確遊戲任務，抓住重點，直接從重量、寬窄等因素選擇材料建構物體，而有教師解釋的一組幼兒與前一組比較略遜，但在教師解釋後也可以明確遊戲任務，而缺乏教師的提問或解釋，幼兒會走一些彎路，從與物體穩固不相關的因素選擇材料。該實證研究說明教師在幼兒積木遊戲中的直接引導對幼兒抓住影響穩固的重要因素有重要作用，但教師的提問引導真的會增進幼兒的物理知識建構嗎？有資深研究者持反對意見，如Kamii（2014）比較參與物理知識活動和傳統數學活動的兩組幼兒的數學學習成效，發現當孩子成功時，教師讚許他強化其正確行爲，當孩子失敗了，教師建議幼兒如何獲得成功，教師的舉動會剝奪孩子思考的機會，不贊成教師在幼兒專注操作時頻繁介入。 Kamii與DeVries（1993/1999）曾述及老師在引導幼兒的時候會太專注自己的想法，會以破壞性的問題打斷幼兒的思緒，會對幼兒建構物理知識起到負面作用，所以也不建議教師在幼兒參與活動或遊戲時介入或引導。綜上，教師在以積木爲主要素材的活動或遊戲中，引導幼兒建構物理知識的相關結論還存有爭議，這是一個懸而未決的議題，尚缺乏實證研究對教師如何引 8.

(23) 導幼兒透過親身操作和實際體驗才能有效建構物理知識的有力支撐。研究者很想知道在日常積木活動中，教師引導幼兒透過操弄積木這種素材建構物理知識的引導意圖有哪些？引導方式有哪些？這些引導是多此一舉還是畫龍點睛？諸如此類的問題都是研究者希望探究之隅，希望爲幼兒物理知識領域的研究提供較爲豐厚的實證文獻，也爲實務領域提供一些有依據的參考。. 9.

(24) 第二節研究目的爲破解上述疑惑，研究者將目光聚焦於幼兒園日常開展的積木活動，既關注參與教師，也關注參與幼兒，關注的中心現象（central phenomenon）爲教師引導幼兒建構物理知識的意圖、方式，以及幼兒建構了的物理知識內涵及歷程。本項質化研究的目的有二：第一，探索在幼兒園日常開展的積木活動中，幼兒教師引導幼兒建構物理知識的引導意圖與引導方式；第二，探索幼兒在積木活動中，透過教師引導後操作積木而建構哪些物理知識，物理知識的內涵爲何，以及每類物理知識如何發展的。具體的研究問題細數如下：一、探究教師以何種意圖引導大班幼兒在積木活動中建構物理知識？二、探究教師使用哪些方式引導大班幼兒在積木活動中建構物理知識？三、探究大班幼兒在教師引導的積木活動中建構了哪些物理知識，每個物理知識的內涵分別是什麼？四、探究大班幼兒在教師引導的積木活動中物理知識建構歷程是如何發展的？. 10.

(25) 第三節名詞釋義一、積木活動楊秀惠與陳嘉彌（2007）試圖將幼兒園的積木角活動設計爲漸進式的積木探索活動，教師從組織結構性教學探索開始，給予幼兒充分的探索積木之時間，讓幼兒在熟悉積木組合技巧的基礎上開展方案教學，然後研究者基於幼兒的程度設計了系統的積木活動。該積木活動的內涵中蘊含了教師較強的引導性，在一定程度上決定了幼兒在積木角落的活動主軸：包括結構性教學活動，積木組合技巧的練習，以及一系列的系統積木活動。借鑑該描述性名詞釋義，本研究的積木活動爲：在幼兒園角落時間的積木建構區，一組幼兒共同協商擬定搭建計畫，在教師的引導下根據搭建任務自主尋找、選擇不同類型的積木素材（單位積木、螺母積木）及其他配件（包括滑輪、木板、繩子等素材），圍繞搭建主題持續地構築建築物的完整歷程，包含幼兒根據活動需要選用組裝積木搭建運輸工具（吊機），實現工具功能的歷程。本研究中的積木活動涵括：幼兒計畫搭建任務、幼兒尋找積木素材、幼兒搭建建築物、幼兒組裝運輸工具等各個子活動。二、教師引導關涉教師引導的內涵多是在幼兒遊戲領域的研究中，意指教師爲幼兒提供鷹架，允許其操作、行動去達到某種學習目標（Weisberg ＆ Zosh, 2018）。抑或教師提供一種隱含幼兒發展目標的環境（Honomichl & Chen, 2012; Weisberg et al., 2013），幼兒在自主探索中獲得發展。或者教師觀察幼兒的表現，用專業知識鼓勵幼兒質疑，拓展幼兒興趣，評論幼兒水平等（Honomichl & Chen, 2012; Weisberg et al., 2013）。教師引導的內涵聚焦於以下幾點：教師利用專業知識給幼兒提供. 11.

(26) 各種支持，包括提供環境、鼓勵幼兒質疑、擴展幼兒興趣；教師允許幼兒自行操作或行動而達到目標，並非直接告知幼兒要做什麼。借鑑前述教師引導的內涵，本研究的教師引導是：教師在幼兒積木活動中，密切關注幼兒的活動進展，透過情境的安排，積木素材與配件的提供，藉助語言、動作、模型等媒介，採用提問啓發、鼓勵解釋、鼓勵嘗試、提供建議、動作示範、模型比擬等方式，促進幼兒進一步思考或探索，使得幼兒在操作中獲得相應物理知識。三、物理知識物理知識（physical knowledge）是皮亞傑依據知識來源劃分的一類知識（Piaget, 1971），來源主要是外部世界，是「有關『外在世界』看得到的物體特質。」（p.44）（Kamii ＆ Devries, 1993/1999）。也就是幼兒直接從物體本身尋求資訊，將經驗抽象化（洪文東、李長燦，2008），所形成的物體屬性、特質等知識。皮亞傑特別強調物理知識和數學—邏輯知識雖本源不同，就幼兒經驗的心理真象來看，其實是密不可分的（Kamii & Devries, 1993/1999）。本研究中的物理知識是在皮亞傑個體建構論的架構下闡釋，物理知識特指幼兒在幼兒園固定角落的積木活動中透過直接（推、拉等直接接觸的動作）或間接（觀看等未接觸的動作）操弄積木等素材，觀察物體發生的直接反應後，將經驗簡單抽象或反省抽象而成的知識。. 12.

(27) 第四節研究限制壹、研究參與者的限制研究者在大陸 J 市工作，特選擇在 J 市蒐集資料，該市幼兒園教師日常需要做繁多的各類文書撰寫與視頻製作工作，參與各級各類比賽，她們對參與研究的熱情較低，不願意讓非教育管理人員進入班級觀察，導致研究者多方徵求意見後僅有一名年輕教師願意提供觀察積木活動的機會，而工作經驗更爲豐富的教師未能參與研究甚爲可惜。由於幼兒園在 2018 年 9 月之前並未將角落活動（積木活動是在積木角開展的一類活動）列入常規活動，這群幼兒在小班、中班時期缺乏在幼兒園操弄各類積木的機會。直到 2018 年 8 月，幼兒園園長更換後，他們在大班第一學期才有日常角落，每天玩 30-60 分鐘，有機會操弄單位積木、塑膠積木、螺母積木。緣此，研究者請參與研究的幼兒教師儘可能保證日常角落時間，在入園、離園活動時給予六位幼兒彈性時間去積木角搭建、操弄，以豐富幼兒的積木操弄經驗。貳、蒐集資料的限制蒐集資料的限制一個是時間的限制。由於研究者是在幼兒升入大班第二學期的角落時間蒐集資料，面臨幼兒畢業之際，比較難就幼兒表現及訪談補充資料。研究者在事後資料分析時發現教師介入幼兒積木活動的意圖尚須補充訪談。因為事隔較久，研究者借鑑了 Tobin、Hsueh 與 Karasawa(2009)的蒐集資料方式，並做出適度調整，將所有錄影編號後，以順時之方式，將錄影給該教師觀看，錄影成爲一種線索或刺激來源，引發教師回顧，研究者藉此訪談教師每一次介入（涵括教師的提問、示範、直接告知、製作模型、提供素材、提供建議等各個行動）. 13.

(28) 或不介入（等待、旁觀）的初衷或想法，該教師有些部分可以回想起來，可能不如研究期間的訪談那麼真切、詳細。蒐集資料的幼兒建構主題也有約束性。主要體現在幼兒商討要搭建大型幼兒園，該建築爲高大方形的建築，幼兒操弄積木的歷程中多建構關涉「穩固」、「平衡」等物理知識，不易建構更豐富多元的物理知識。叄、幼兒園團隊成員偶爾會參與討論該幼兒園在落實浙江省推廣的「安吉遊戲」模式，每個學期都會研討不同類型遊戲的具體開展情況及所遇困難，教師在積木活動中的引導受幼兒園內部研討所影響，如園長、副園長、外聘專家會和參與本研究的教師一起討論，她們對教師提出建議（不要介入太多，多觀察幼兒），這對教師後期引導有一些影響，但她們對關乎幼兒建構物理知識的引導並未提具體建議（這並非「安吉遊戲」的實踐主旨）。. 14.

(29) 第二章文獻探討對於一個規範的學術研究而言，對文獻進行「再研究」是釐清研究思路的重要環節（曾昭炳、姚繼軍，2020）。本部分從三個層面探討文獻，第一節探討幼兒積木活動之內涵及相關研究，旨在瞭解積木活動的內涵，教師爲幼兒積木活動開展所做之準備，爲後續界定積木活動的內涵，設計幼兒玩積木所需的時間、空間、素材等要素提供參考。由於本研究的範圍爲積木活動，並非結構性很強的教學活動，教師在積木活動中的引導與高結構的主題課程之引導明顯不同，所以第二節探討在幼兒園日常遊戲或低結構活動中教師引導之內涵，教師引導之媒介，分析教師引導的方式及適宜性，爲界定教師引導之內涵，後續分析資料提供借鑑。第三節闡述幼兒物理知識的內涵，討論幼兒物理知識與邏輯數學知識的關聯，釐清幼兒物理知識活動的核心要素及類型，探討幼兒物理知識活動與幼兒發展，以利於本研究在積木活動這個範圍中辨明幼兒物理知識的內涵、類型及對幼兒發展的價值，也爲後續研究結果的討論提供參考。. 第一節幼兒積木活動的涵義及相關研究本項質化研究的範圍乃幼兒園日常開展的積木活動，故研究者先探討幼兒積木活動的涵義，釐清玩積木對幼兒的發展價值，闡述教師開展積木活動的各項準備，然後從年齡與性別兩個維度討論幼兒玩積木的種種表現。壹、幼兒積木活動之涵義一、積木發展沿革的特點幼兒有一種本能就是透過操弄材料建構物體而學習，這是一個古老的理念（Hewitt, 2001），古希臘時期的柏拉圖（Plato）、夸美紐斯（Comenius）、佩斯 15.

(30) 泰洛奇（Pestalozzi）均有所提及（Hewitt, 2001）。早有學者追蹤積木（block）的發展沿革（Hewitt, 2001；吳美姬、周俊良，2017；Winsor, 1984），研究者總結出積木發展脈絡的幾個特點：第一，積木的使用範圍是從家庭轉移到教育機構，這個歷程是藉助教育人物與商業市場的力量推廣而成。起初，著名哲學家洛克建議使用有字母的玩物教孩子通過遊戲學習字母，當時的積木僅僅能在一些貴族家庭看到（Hewitt, 2001；Locke, 1693/1990），這是提供給兒童學習字母、文字、圖畫的一種玩具。後來，在 19 世紀中期，德國教育家福祿貝爾創建了「恩物」，首次將積木引入了專門教育機構。後續，歷經歐洲和美國一些玩具生廠商的宣傳與推動，積木被廣泛引進到教育機構中（Hewitt, 2001；Wolfgang et al., 2001； Cuffaro, 2015）。此後，有研究者發現積木與學習之間可以建立穩定的聯繫，一方面積木作爲一種表徵類型，可以展示文字、字母和敘說，另一方面幼兒用積木建構的作品具有抽象特徵，可以傳播建築文化（Hewitt, 2001）。第二，積木材質發生了變化，起初的積木多是木質（恩物、單位積木、Some cube 等），後期演化爲塑膠製作，以樂高積木爲代表，還出現了其他材質的積木，如竹片、金屬（楊楓，2016），組裝積木（Rigamajig）（Gold et al., 2019），甚至出現了虛擬的電子積木（Hewitt, 2001），還有研究人員設計出了可以編程的電子樂高積木（Sulllivan, Bers, ＆ Mihm, 2017; Strawhacker, Sullivan, ＆ Portsmore, 2016）。如今，多種材質的積木並存，幼兒玩積木多了很多選擇。第三，積木的大小發生了變化，積木塊之間的比例关系明显。起初的積木多是同一規格的立方體，福祿貝爾（Friedrich Fröbel）將其改進爲高度和直徑爲一寸半的球體、立方體、圓柱體，後續演變爲不同規格、不同大小、不同尺寸的积木，積木塊之間出現了比例關係。哥倫比亞大學師範學院的教授 Patty Hill 和她的學生 Caroline Pratt 進一步 16.

(31) 調整了積木之間的比例關係，Hill 認爲恩物太小了，她將積木改爲 6 英寸到 36 英寸不等，使得原先在桌面搭建的積木改爲地面搭建，由於積木的角落有溝槽，幼兒可以用釘子、線來固定積木，他們用積木自然形成和家庭、交通有關的主題（Winsor, 1984）。後來 Caroline Pratt 考慮到積木使用的安全性便設計了單位積木，這類積木具有簡單的幾何形體，孩子們不需要用釘子和線來固定就可以搭建，積木塊尺寸相對較小，各個積木塊之間的比例爲 1:2:4（Winsor, 1984），這種積木具有彈性、靈活性（保心怡，2018）。而今，很多幼兒教育機構提供了各種材質的新積木，如木質單位積木、KAPLA，塑膠製作的花片、LAQ 等，泡綿製作的積木，紙板製作的積木等。積木成爲幼兒教育機構中常見的材料(吳美姬、周俊良，2017； Wolfgang et al., 2001；Hewitt, 2011)，倍受幼兒喜愛。二、積木活動的涵義綜觀既有文獻，研究者發現關乎幼兒操弄積木涵括兩類：一類是以積木爲主要素材的探索活動，另一類是以積木爲主要素材的遊戲。第一類是以積木爲主要素材的探索活動，鮮少有文獻直接界定此類活動的內涵，而是採用描述性的語言說明這是一種什麼活動。如李其瑋、黃格崇與楊青原（2016）使用一種特殊的積木——Soma cube積木作爲教具（包含三個正立方體單元組成的一種元件，四個正方體單元組成的六種元件）策劃了小學生的營隊體驗活動。該活動的流程是：三位研究者先確定活動的大致方向，然後在活動現場了解當地資源及操作者能力等訊息，基於學童能力和資源規劃活動流程及教案，設計教具，再進行教學模擬測試，在活動執行中三位研究者既是學習指導者也是研究觀察者，直接與學童互動。活動結束後，三位研究者對問題進行分析與討論，並做出反省。此類活動之所以直接述爲積木活動有以下幾個原因：一是此活動是 17.

(32) 針對小學生進行的，小學生的學習相較於幼兒而言更具系統性；二是三位研究者主導的因素較多，事前規劃了活動的流程和完整教案，整個活動歷程是在研究者的預先設計下進行的；三是這些研究者是學童的指導者，需要指導學童在活動中的表現。也有研究者試圖將幼兒園的積木角活動設計爲漸進式的積木探索活動，教師從組織結構性教學探索開始，給予幼兒充分的探索積木之時間，讓幼兒在熟悉積木組合技巧的基礎上開展方案教學，然後研究者基於幼兒的程度設計了系統的積木活動，包括七個單元：分別是小小設計師、搭橋墩＆火車、積木自由創作、樂高積木、動物造型創作、建構我們的牧場、建構我們的社區。單元活動以50分鐘一節課爲單位，可以重複練習與實施，進度由老師評量幼兒的表現後確定。在這一系列活動中，研究者觀察他們的表現，以朋友的立場參與幼兒活動，瞭解幼兒的想法，在一段時間後把幼兒分爲一般程度和進階程度，並產生種子教官，觀察幼兒遇到困難之時的聚集討論，反覆搭建，並省思每個單元的活動成效（楊秀惠、陳嘉彌，2007）。該活動中的成人意圖較強，首先，兩位研究者依從一些意圖循序漸進地推進幼兒操弄積木建構作品的歷程，比如，研究者先從結構性教學入手讓幼兒體驗積木的不同組合方式，然後開展方案教學，進而設計七個難度逐漸增大的單元活動，活動中的教師預設意念很強；其次，研究者在活動中的角色主要是觀察者、介入引導者，對幼兒的積木操作會產生一些影響，尤其是在活動中將幼兒分爲一般程度和進階程度，這已經蘊含了研究者對幼兒表現的評量。再次，活動的進度是由教師觀察幼兒表現後確定的，很多操作部分可以讓幼兒反覆操弄，直到作品完成。因此，儘管該活動是在積木遊戲區這個區域進行的，但並非幼兒全然自主的遊戲，而是一個教師引導的積木活動。 18.

(33) 第二類是以積木爲主要素材的遊戲，也稱積木遊戲（block play）屬於建構遊戲中的一種（Piaget, 1962; Johnson et al., 2005/2008），也是一種物件遊戲（Johnson et al., 2005/2008），乃在任何時候兒童可以操作成比例的木質積木，使用行動和語言去表徵現實或想像性的經驗 (Cohen ＆ Uhry, 2007; Wolfgang et al., 2001) 的一種遊戲。劉焱（2004）在專書中界定積木遊戲是幼兒以積木爲物質基礎開展的象徵性的建構遊戲活動。楊瓊、吳念陽、沈科娜（2017）則將幼兒探索的材料分爲主要積木材料和輔助材料（配件），認爲積木遊戲是幼兒使用各種積木材料和輔助材料來進行建築和構造的遊戲。吳雅玲與許惠欣（2008）肯定了配件在幼兒積木遊戲中具有輔助角色的功能。這些研究者從積木遊戲中幼兒操作素材而搭建造型的角度界定積木遊戲的概念，Edens與Potter(2013)從教師引導與幼兒操作兩個向度重新界定，他們認爲積木遊戲是一種在很多幼兒園教室中常見的活動，教師有機會給予幼兒多個領域的引導，包括計數、空間關係、社會互動、假裝遊戲、問題解決、運動技能等，孩子願投入較長時間玩積木。以積木爲主要素材的遊戲有兩個重要要素：一個要素是「建構性」(Wolfgang et al., 2001)，積木本身具有「開放性」、「低結構性」，兼具「聚斂性」和「擴散性」（柯秋桂，2018），幼兒可以操作積木素材而日漸習得一系列的積木建構技能，包括堆高、平鋪、重複、架空、圍合、對稱等（Johnson, 1982）。第二個要素——「象徵性」，即幼兒用積木素材表徵物體造型，這個物體可以反映幼兒的經驗，幼兒的想象，表現出幼兒想要的「生活」。譬如，幼兒用積木搭建出軌道、火車等。幼兒從出生到六歲會經歷主客體不分（年齡較小的幼兒用自身的動作做爲表徵的媒介或手段）、「物-我分化」（幼兒能夠區別自我和客體，能夠在積木遊戲中用積木逼真地表現物體，接近生活的真實）、「人-我分化」（幼 19.

(34) 兒可以區別自我和他人，可以嘗試扮演不同的角色），最後達到合作建構與「集體象徵」（Berk, 2002）的階段，也就是幼兒可以共同建構一個造型，表徵他們的想象。在建構中，他們可能需要討論與繪製圖紙，把構建物體用平面繪畫展現出來，再透過搭建而立體呈現。比照以積木爲主要素材的探索活動和以積木爲素材的遊戲，研究者從中受到幾點啓發：第一，積木探索活動抑或積木遊戲有一些相同點：雖然都是在積木角這個場域發生的，都需要教師投放豐富的、適宜幼兒年齡特徵的主要素材和配件，時間都較爲充分，教師會觀察或介入幼兒的積木操弄。第二，積木探索活動和積木遊戲有很大的區別：教師對幼兒積木探索活動的預設性較強，依據幼兒的表現規劃後續活動，而積木遊戲中教師並未提前預設或預設較少；積木探索活動的系統性較強，教師依據幼兒學習遞進的層次而設計循序漸進的活動，幼兒操作會由易到難，而積木遊戲多是幼兒追隨自己的興趣和程度而展開的，幼兒每次操作積木並非是由易到難遞進的；在積木探索活動中，活動本身的目標、流程可能會限制幼兒的自主性、自由性的完全釋放，而積木遊戲沒有預定的流程或目標，有可能完全釋放幼兒的自由自主。這些相同或不同點對研究者後續界定核心概念具有較大啓示作用。貳、幼兒透過積木活動的發展價值本部分聚焦於幼兒透過積木活動獲得的數學、物理、STEM 領域的發展價值。一、幼兒透過積木活動可以提高數學學習一些研究從橫向或縱貫論證幼兒透過積木活動可以促進數學學習。橫向研究以 Kym 等人（2020）的研究爲例，他們以 3-5 歲低收入群體幼兒爲研究對象， 20.

(35) 給幼兒提供的積木材料是 Duplo Lego blocks，研究者將 23 位來自三所遊戲課程學前學校的幼兒組成介入組，在 7 個月的時間內都使用樂高積木，選擇另外來自小學的幼兒 26 人作爲對照組，實施日常教學，研究發現介入組幼兒的數學能力強於對照組幼兒，玩積木遊戲可以提高兒童早期數學學習。亦有縱貫研究探究幼兒兒時玩積木遊戲與日後數學學習的關聯性，進一步印證積木遊戲對幼兒數學學習的重要價值。Wolfgang 等人（2001）企圖瞭解幼兒積木遊戲的水平和他們在入學後的數學學習的關係，他們於 1982 年從美國東南部選擇一所學前學校 27 名幼兒，該學校倡導幼兒遊戲，他們從幼兒時期追蹤到高中時期，研究者用 Lunzer 五點遊戲量表、McCarty 兒童能力量表、California 成就測驗、數學成績、高中數學成績等工具，控制參與者的性別、種族、年齡、社經地位、學校類別，用迴歸統計幼兒積木遊戲水平和小學、中學、高中的數學成績的關係，研究發現幼兒時期玩積木遊戲水平和 3 或 5 年級的數學學習測試分數沒有明顯相關，但幼兒時期玩積木遊戲水平和 7 年級數學測試分數有明顯相關，幼兒時期的玩積木遊戲水平和高中成就有積極相關。下文將論述幼兒透過操弄積木而獲得的數學概念、邏輯思維能力及空間轉換能力的發展。首先，幼兒透過積木活動可以獲得數學概念。皮亞傑（1962）早就透過觀察幼兒操弄積木的表現，提出幼兒可以獲得一些數學概念，包括數概念、空間概念、深度、寬度、長度、對稱等。從幼兒透過操弄積木獲得數概念、形狀概念而言， Miyakawa、Kamii 與 Nagahiro（2005）選擇了 50 名年齡較小的幼兒，年齡範圍在 1-3 歲間，研究者要求幼兒用木質積木搭建一個斜坡，搭建過程中研究者反覆觀察並錄影，發現 3 歲前的幼兒可以理解序數詞，序數詞是數概念的一種。此外，幼兒也可以認識積木的形狀、依據形狀將積木分類，漸漸知曉了不同形狀的概念。 21.

(36) 後期，Tepylo、Moss 與 Stephenson（2015）爲幼兒提供天然的木質積木（板、平面、圓柱、立方體、圓柱體、棱鏡和拱門），還有其他配件，研究者以故事情境引發幼兒每次玩 1.5-2 個小時的建構遊戲，全程錄影，研究發現幼兒歷經積木搭建可以理解數概念，加深對各種形狀的認知。從幼兒透過操弄積木而獲得空間概念而言，Caldera 等學者（1999）曾以 26 名平均年齡爲 56.3 個月的女孩和 25 名平均年齡爲 56.7 個月的男孩爲研究參與者，他們均來自中產階級家庭，主要是歐裔美國人，研究者觀察幼兒參與非結構積木遊戲（unstructured block play）和結構積木遊戲（structured block play）的遊戲表現，非結構積木遊戲活動中幼兒被單獨帶到一個遊戲室，他們可以操弄 70 塊積木，在沒有成人提示，遊戲可持續 15 分鐘；結構遊戲活動中，幼兒需要使用 70 塊積木複製某個建築物，同樣持續 15 分鐘。研究者評估幼兒的建構行爲和兒童空間技能的關係，發現幼兒在操弄積木的過程中可以理解上下、左右、里外。除了基本的空間概念之外，Casey 等人（2008）以 100 名 5.6-6.7 歲來自不同種族、不同社區的幼兒（49 名幼兒來自東北部城市社區，51 名幼兒來自西南的城市社區）爲參與者。幼兒被隨機分成三組：兩個是介入組，一個是控制組，第一個介入組研究者爲幼兒建構提供一個故事情境，幼兒需要在故事情境中建構物體；第二個介入組中，教師只在幼兒進行積木建構時介入遊戲，並未提供故事情境；第三組則是控制組，教師實施日常數學課程，讓幼兒使用相同數量的積木在同等時間內操作。每一組幼兒都參與了前測和後測，分別進行空間視覺測試（Wechsler Intelligence 量表第四版）、心理轉換測量（10 個任務）、積木建構測量（70 塊積木，12 分鐘完成）。研究發現第一組幼兒在故事情境下建構更容易萌發部分-整體的空間概念，50%的幼兒可以建構三維結構，只有 2-3 名幼兒可以建構大型的綜合密閉空間，涵括內外部空間，頂部建有屋頂， 22.

(37) 說明幼兒在故事情境下建構可以體現出三維空間。研究者進一步將三個遊戲任務與空間感知的標準化分數進行相關分析，發現前兩個介入組與幼兒獲得空間感知有顯著相關（r=.27,p=.006）。也有研究者給幼兒提供電子積木，這種積木嵌有電子芯片，且與電腦連接，幼兒擺弄電子積木可以增進數學概念的學習。Clements 與 Conference Working Group （2004）曾爲學前學校至小學 2 年級兒童制定數學學習課程標準及課程，使用 Building Blocks，這是由美國國家科學委員會資助的以創造性研究爲基礎的電腦軟件，幼兒玩 Building Blocks 後可獲得數、增加、拿走、合併等概念（Sarama & Clements, 2004），體會大小、寬度、高度、面積、體積（Clements & Conference Working Group, 2004）、幾何形體（Sarama & Clements, 2003）。他們對 Building Blocks 項目所實施的學前兒童數學課程影響進行檢驗，目標參與者爲獲得州資助或 HEAD START 項目支持的 68 位處境不利幼兒（實驗組 2 組，以電腦積木建構爲學習方式；對照組 2 組，以教師直接教學爲學習方式），研究者對幼兒參與 Building Blocks 和普通早期數學課程之前和之後分別進行評估，所用評估工具爲個別訪談表，有明確的程序、編碼和分數記錄。研究證明所有幼兒均有進步，幼兒透過玩積木獲得的計數、比較、排序、加減、合成等分數高於教師教學組幼兒。上述研究多以量化方式，研究者採用準實驗的設計，爲幼兒提供實體積木或電子積木，發現幼兒透過操弄積木而獲得數學概念（數、形狀、空間等）有突出作用，並未發現有持相反意見的實證論述。其次，有研究證實幼兒透過積木活動可以訓練邏輯思維能力。Kamii 等人（2004）選取了 80 名 1-4 歲幼兒，給他們每人 20 塊不同形狀的積木，要求他們用積木搭建一個高塔，研究發現隨着年齡的增長，幼兒在操弄積木時會漸漸依據 23.

(38) 一定的標準進行分類，也會找尋到積木之間的邏輯關係而排序。這證明 4 歲前的幼兒就已經具備基本的邏輯推理能力。前述研究中幼兒年齡較小，Park、Chae 與 Boyd（2008）選取了 6 歲和 7 歲幼兒，每個年齡組 2 名幼兒，要求他們使用積木填充輪廓圖，發現幼兒可以根據幾何形狀將積木分類，用小積木組合成大積木，用不同幾何形狀的積木變化不同形狀。以上研究幼兒操弄積木的任務不同，方法不同，但結論相似，幼兒透過操弄積木不斷訓練邏輯推理能力。再次，幼兒透過積木活動可以發展二維和三位空間的轉換能力。Lee、 Collins 與 Winkelman（2015）與一位教師合作，請 4 歲幼兒使用大型空心積木以及配件搭建物體，在建構之前，他們邀請一名建築師解釋設計的重要性，研究發現幼兒先設計圖紙再依據圖紙搭建，能夠將二維圖紙和三維建築結構聯結起來，可對照建構物體修改圖紙，添加細節，這說明他們可以透過在紙上設計以及搭建積木而感知到二維空間和三維空間的轉換。要知道，對於 4 歲幼兒而言，能看懂平面的圖紙，依據二維的圖紙將建築物搭建出來，形成三維造型，其空間轉換能力較佳。綜上，縱貫或橫向研究皆證實幼兒透過操弄積木比直接教學所獲得的數學學習的成效更佳，幼兒透過操弄積木，可以漸漸理解數學概念，訓練邏輯思維能力，提升空間轉換能力，這種學習透過身體力行，對幼兒而言更富有個人意義，且不容易忘卻。二、幼兒透過積木活動可以初步感知物理概念以積木爲主要媒介的活動非常豐富（Lindeman & Anderson, 2015)，除了支持幼兒數學學習外，還可以增進幼兒物理概念的體驗與獲得，例如穩定、力、平衡，感知簡單機械的基本功能等。物理概念本身較爲抽象，幼兒不易理解，透過操弄積木，把抽象的物理現象呈現出來，讓抽象概念顯性化。這一點已經在幼教 24.

(39) 現場得到證實，現場教師發現幼兒在積木建構中會關注如何使搭建物體平衡、穩固，可以體驗與學習「力」與「物體運動」的概念（黃蓉珊，2018），加強對未來對結構力學知識的理解（柯秋桂，2018）。同時，一些實證研究亦證實了抽象的物理現象乃幼兒切實可學、能學之領域，而積木活動或積木遊戲就是一個良好的學習途徑。首先，幼兒透過積木活動可以逐漸形成對「穩固」的認識與理解。Kamii 等人（2004）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）發現有教師引導組（教師提問和讓幼兒預測）的 4.5-6 歲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。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，研究發現 4-5 歲幼兒在搭建高塔時，把像木質積木的材料放在底部（罐子、木塊），塑膠積木放在頂部（塑膠、紙杯），他們能夠解釋最重的材料放在底部，輕的放在頂部，他們認爲這很重要，否則塔就會跌落。他們意識到要用材料的平坦表面維持建築物的穩定，儘量不選擇有豆子的袋子，「如果彎曲了就無法建構」，進一步印證了 Kamii 等人（2004）的結論，4 歲幼兒就可透過操作積木感受到積木材料的形狀會影響建築物的穩固性。而質性研究的優勢就在於可以用實例證明幼兒可以解釋選擇積木的原因，搭建不. 25.

(40) 同部分選用不同素材的依據，能預測若不採用現在的選擇會有什麼後果。這說明幼兒透過操弄積木能夠建構維持物體「穩固」的知識。儘管如此，一些嚴謹的研究者也敏銳發現幼兒很難解釋出維持物體穩固的原因。例如，Hadzigeorgiou（2001）的研究中，4-5 歲幼兒嘗試用各種尺寸的圓柱體（高度和底部直徑不同）搭建高塔，他們用嘗試錯誤的方法可以搭建出一座高塔，但大多數孩子不能解釋爲什麼選擇某些材料，這些材料的使用與高塔穩固性有什麼關係，很少有幼兒能關注到圓柱體的高度和直徑會影響到高塔的穩固（Hadzigeorgiou, 2001）。Walan 等人（2019）的研究同樣發現儘管 4-5 歲幼兒會搭建高塔，當建築物倒塌的時候，幼兒園教師問孩子們爲什麼建築會倒塌，所有參與積木活動的孩子均不能解釋原因，只知道要重新建構。Walan 等人認爲幼兒會操作，會搭建，但是不能解釋其中蘊含的原理，並不能說明幼兒建構了「穩固」的概念。文獻中並未分析爲什麼幼兒很少關注高塔穩固和材料的關係，也沒有解釋爲什麼幼兒很難解釋建築倒塌的原因，Walan 等人（2019）也在研究中剖析教師在活動中鮮少使用「穩固」一詞，從未引導或暗示過幼兒解決建築倒塌的問題可能與此有關。其實，4-5 歲幼兒沉浸於操作積木的活動中，可以搭建出高塔，但缺乏教師的暗示或引導，很難自覺地將目光聚焦於此，所以從外在行爲表現上，幼兒會操作積木搭建建築物，但思維與行爲沒有建立緊密聯繫，較難充分論證幼兒透過操弄積木而建構「穩固」內涵。因此，上述文獻給研究者的啓示是，不能僅從幼兒的外在操弄積木表現去解釋他是否形成某個物理知識的內涵，一定要結合幼兒的表達和解釋，從行爲和語言兩相對照去描述與解釋幼兒的物理知識。其次，幼兒透過積木活動可以感受到「力」與「重力」。Solis 等人（2017）旨在瞭解幼兒在操作物體的歷程中會遇到哪些物理現象，選取美國兩所私立幼兒 26.

(41) 園多名 3-5 歲幼兒（兩所學校的教學略有不同，A 學校是位於郊區的私立學校，爲孩子提供自由遊戲的時間，靈活安排課程；B 學校是郊區的大學附屬兒童中心，孩子在上午和下午有自由遊戲的時段）爲研究對象，給幼兒提供玩具、日常用具及工具、天然素材、積木等，請幼兒操作物體玩目標性遊戲（object play）。該研究進行了 8 周，共蒐集長達 14 小時的觀察資料。研究者以 5 分鐘爲單位觀察幼兒的表現並記錄其動作和語言，編碼的類別是幼兒行爲和幼兒行爲產生的物理概念。研究發現在 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，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。但究竟「力」和「物體運動」有什麼關係，研究者發現很多幼兒園現場的教師鼓勵幼兒用單位積木搭建「斜面與滾動」，幼兒搭建出高低不同的斜面後會用彈珠或車子在斜面上滾動，幼兒在這個歷程中會感受到高部的「衝力」可能導致物體滾動（黃蓉珊，2018）， Counsell 團隊（2016）多年來一直在幼兒園實驗軌道與斜坡的實驗，他們給幼兒提供木質單位積木，彈珠，紙箱等，幼兒在日常遊戲中可以感知到給彈珠一個作用力，彈珠就會滾動，可以沿着軌道線性運動，也可以旋轉運動，他們從滾動彈珠碰倒積木牆壁的多次嘗試中發現存在着兩個相互作用的力，只是並未從實證的角度驗證。 27.

(42) 綜上，有研究指出幼兒透過積木活動可以逐漸形成「穩固」的內涵，但需要謹慎幼兒的表現需要和其解釋對照。同時幼兒可以透過用積木建構作品感受到「力」，說明比較抽象的物理概念本身就存在於幼兒的生活世界，他們藉助積木的操弄可以發現物理現象，突破了我們傳統上認爲的幼兒不適合建構物理知識的窠臼。三、幼兒透過積木活動可以增加對 STEM 的體驗近十年來，幼兒 STEM 教育成爲幼兒教育領域的熱點，受到廣大幼兒教育研究者的關注。首先，有研究者指出幼兒透過積木活動可以體驗到「簡單機械」（simple machines）（李正清譯，2017）的具體功能。譬如，幼兒透過玩積木搭建高塔和斜坡，把滾珠從上而下地滾落，一方面體驗到了彈珠的「重力」（Lindeman ＆Anderson, 2015），另一方面也在推拉物體的歷程中感受到「斜面」。前文已述的 Solis 等學者（2017）例舉了一個案例，幼兒發現輪椅無法進入城堡，就想到用積木搭建斜坡才能上去，他們注意到斜坡是平坦的，斜的平面有助於提高和降低負荷，這說明孩子們對坡道的用途比較清楚。此外，Solis 等學者（2017）發現孩子們熟悉簡單機械（斜面、槓桿、滑輪、輪軸）的機制，兩所學校合計有 10% 的幼兒出現了體驗輪軸的遊戲行爲，9%的幼兒出現了體驗斜面的遊戲行爲，5% 的幼兒出現了體驗槓桿的遊戲行爲，5%的幼兒出現了體驗滑輪的遊戲行爲。而且 A 學校的幼兒體驗輪軸、槓桿的行爲比 B 學校略多，但 B 學校的幼兒在斜面和滑輪的體驗行爲比 A 學校更多。還有一些學者總結了幼兒玩積木和滑輪組合的案例，列舉幼兒用一根繩子穿過凹槽移動物品，感受滑輪可以改變力的方向（李正清譯，2017）。. 28.