積木建構(gòu)游戲?qū)?—5歲兒童早期數(shù)學(xué)能力的影響*

楊 瓊 王妮妮

（1西安文理學(xué)院學(xué)前教育學(xué)院，西安，710065）（2洛陽師范學(xué)院學(xué)前教育學(xué)院，洛陽，471934）

兒童具體形象和直覺行動(dòng)的思維特點(diǎn)決定了其早期數(shù)學(xué)知識(shí)和能力需通過對(duì)具體材料的操作來獲得。在一項(xiàng)有關(guān)學(xué)前兒童在自由游戲中使用的游戲材料的研究中，研究者發(fā)現(xiàn)具有游戲價(jià)值且得分最高的一種玩具是積木。〔1〕積木因其多變的形狀組合及其“暗藏”的數(shù)學(xué)比例關(guān)系，使得其成為學(xué)前兒童數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的理想材料。已往的研究也證明了積木建構(gòu)游戲與學(xué)前兒童早期數(shù)學(xué)能力存在相關(guān)性?！?，3〕

關(guān)于積木建構(gòu)游戲的干預(yù)方式，已有研究認(rèn)為給予兒童充足的積木搭建時(shí)間能促進(jìn)兒童認(rèn)知能力的提升?！?〕然而，如果僅讓兒童自由探索，操作材料就有可能成為兒童的玩具，而不是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的工具?！?〕此外，有研究表明，在積木建構(gòu)游戲中為兒童提供語言支架有利于提高他們的積木建構(gòu)能力?！?〕同時(shí)，張竹香等人發(fā)現(xiàn)在積木建構(gòu)游戲中教師進(jìn)行引導(dǎo)更能提升兒童的空間能力和搭建技能?！?，8〕本研究擬探討積木建構(gòu)游戲?qū)?—5歲兒童積木建構(gòu)水平和早期數(shù)學(xué)能力的影響，以期為幼兒園的教育教學(xué)實(shí)踐提供參考。

一、研究設(shè)計(jì)

（一）研究對(duì)象

中班階段是兒童積木建構(gòu)水平和早期數(shù)學(xué)能力提升的關(guān)鍵時(shí)期?！?，10〕本研究選取上海市某幼兒園的61 名中班兒童作為研究對(duì)象，并隨機(jī)將兒童分為實(shí)驗(yàn)組和控制組，兒童的平均月齡為62.08±3.97 個(gè)月。研究對(duì)象基本情況見表1。

表1 研究對(duì)象基本情況

（二）研究設(shè)計(jì)

本研究采用2（實(shí)驗(yàn)時(shí)間：前測(cè)、后測(cè)）×2（組別：實(shí)驗(yàn)組、控制組）的混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。其中，實(shí)驗(yàn)組和控制組為組間變量，實(shí)驗(yàn)時(shí)間為組內(nèi)變量，因變量為學(xué)前兒童積木建構(gòu)水平和早期數(shù)學(xué)能力。本研究還對(duì)一些無關(guān)變量進(jìn)行了控制：取得幼兒園教師和家長的配合，在實(shí)驗(yàn)期間不組織類似的積木建構(gòu)游戲；在保證幼兒園正常教學(xué)秩序的前提下，研究時(shí)間相對(duì)固定；研究者提前以“實(shí)習(xí)”的名義進(jìn)入班級(jí)，與兒童較為熟悉；研究地點(diǎn)為幼兒園的多功能廳，隔音效果好，外界的干擾較少；保證兒童進(jìn)行積木建構(gòu)游戲時(shí)的環(huán)境創(chuàng)設(shè)基本一致；保證兒童在園積木建構(gòu)游戲的時(shí)間相同，搭建主題相同。

（三）研究工具

1．積木建構(gòu)游戲發(fā)展水平編碼表

本研究采用《積木建構(gòu)游戲發(fā)展水平編碼表》測(cè)量學(xué)前兒童的積木建構(gòu)水平。該編碼表由建構(gòu)技能、建構(gòu)表征、建構(gòu)作品藝術(shù)表現(xiàn)性、建構(gòu)中數(shù)學(xué)認(rèn)知、建構(gòu)中問題解決策略5 個(gè)維度組成。為保證編碼可信度，由專門經(jīng)過培訓(xùn)的兩位研究者分別獨(dú)立對(duì)兒童積木搭建過程和結(jié)果進(jìn)行編碼。以組內(nèi)相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)兩位編碼者一致性，結(jié)果顯示，該編碼表各維度組內(nèi)相關(guān)系數(shù)值介于0.69—0.95之間，表明兩位編碼者之間具有較好的評(píng)分者一致性。

2.早期兒童數(shù)學(xué)能力測(cè)驗(yàn)

本研究借鑒克萊門茨（Clements）等人編制的《基于研究的早期數(shù)學(xué)能力測(cè)驗(yàn)》測(cè)查早期兒童數(shù)學(xué)能力?！?1〕該測(cè)驗(yàn)分為A、B 兩部分，A 部分測(cè)試兒童數(shù)數(shù)、認(rèn)數(shù)和加減能力，共72 道題；B 部分測(cè)試兒童模式、測(cè)量和空間-幾何能力，共28 道題。除5 道題的計(jì)分標(biāo)準(zhǔn)為正確計(jì)1 分，部分正確計(jì)0.5 分，錯(cuò)誤計(jì)0 分外，其余都是兩點(diǎn)計(jì)分，即正確計(jì)1 分，錯(cuò)誤計(jì)0 分。所有題目經(jīng)過Rasch 模型分析，契合Rasch 模型，難度分析結(jié)果顯示該測(cè)驗(yàn)適合中高能力水平的兒童。此外，測(cè)驗(yàn)的被試分離系數(shù)為4.49，項(xiàng)目分離系數(shù)為6.01，被試信度為0.95，項(xiàng)目信度為0.97，均符合統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以教師報(bào)告數(shù)學(xué)活動(dòng)中的學(xué)習(xí)品質(zhì)量表作為校標(biāo)，結(jié)果表明早期數(shù)學(xué)能力測(cè)驗(yàn)總量表、各分量表與學(xué)習(xí)品質(zhì)各維度呈顯著相關(guān)，說明早期數(shù)學(xué)能力測(cè)驗(yàn)具有較好的效度。

（四）研究程序

研究者先對(duì)實(shí)驗(yàn)組兒童進(jìn)行分組，每組4—6人。之后，研究者請(qǐng)每組兒童完成特定的積木建構(gòu)任務(wù)。干預(yù)任務(wù)遵循由簡(jiǎn)單到困難的原則，干預(yù)時(shí)間為10 周，每周1 次，每次30 分鐘。對(duì)照組進(jìn)行常規(guī)的教學(xué)活動(dòng)。10 周后，分別對(duì)兩組兒童進(jìn)行積木建構(gòu)水平和早期數(shù)學(xué)能力測(cè)試。

（五）數(shù)據(jù)處理分析

本研究采用SPSS22.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。

二、研究結(jié)果

（一）兒童積木建構(gòu)水平和早期數(shù)學(xué)能力前測(cè)情況

本研究以組別為自變量，以積木建構(gòu)水平和早期數(shù)學(xué)能力為因變量進(jìn)行多元方差分析，測(cè)查實(shí)驗(yàn)組兒童與控制組兒童干預(yù)前積木建構(gòu)水平和早期數(shù)學(xué)能力是否存在差異。由表2可知，在前測(cè)中，實(shí)驗(yàn)組兒童與控制組兒童在積木建構(gòu)水平和早期數(shù)學(xué)能力得分上的主效應(yīng)不顯著。這說明實(shí)驗(yàn)組兒童與控制組兒童的積木建構(gòu)水平和早期數(shù)學(xué)能力在前測(cè)中不存在顯著差異，表明被試的同質(zhì)性較好。

表2 兒童積木建構(gòu)水平和早期數(shù)學(xué)能力前測(cè)同質(zhì)性檢驗(yàn)

（二）兒童積木建構(gòu)水平和早期數(shù)學(xué)能力的描述性統(tǒng)計(jì)

由表3可知，在后測(cè)中，實(shí)驗(yàn)組兒童與控制組兒童的積木建構(gòu)水平和早期數(shù)學(xué)能力總得分均有提高。在積木建構(gòu)水平各維度和早期數(shù)學(xué)能力各部分上，實(shí)驗(yàn)組兒童和控制組兒童的后測(cè)得分也有不同程度的提高。

表3 兒童積木建構(gòu)水平和早期數(shù)學(xué)能力得分情況（M±SD）

（三）兒童積木建構(gòu)水平的差異性檢驗(yàn)

本研究以測(cè)驗(yàn)時(shí)間為組內(nèi)變量，以組別為組間變量，以積木建構(gòu)水平為因變量進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析。由表4可知，組別主效應(yīng)顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間主效應(yīng)顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間與組別的交互作用顯著。事后檢驗(yàn)表明，實(shí)驗(yàn)組兒童的積木建構(gòu)水平顯著高于對(duì)照組兒童，后測(cè)積木建構(gòu)水平顯著高于前測(cè)積木建構(gòu)水平。這說明實(shí)驗(yàn)組兒童的積木建構(gòu)水平經(jīng)過干預(yù)后顯著提高。

表4 實(shí)驗(yàn)組兒童和控制組兒童積木建構(gòu)水平差異性檢驗(yàn)

本研究分別以積木建構(gòu)水平的5 個(gè)維度為因變量，以測(cè)驗(yàn)時(shí)間為組內(nèi)變量，以組別為組間變量進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析。由表5可知，在建構(gòu)技能維度上，組別主效應(yīng)顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間主效應(yīng)顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間與組別的交互作用顯著。簡(jiǎn)單效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果表明，前測(cè)中，實(shí)驗(yàn)組兒童與控制組兒童的建構(gòu)技能無顯著差異。后測(cè)中，實(shí)驗(yàn)組兒童的建構(gòu)技能水平顯著高于控制組兒童。在建構(gòu)表征維度上，組別主效應(yīng)顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間主效應(yīng)顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間與組別的交互作用不顯著。事后檢驗(yàn)表明，實(shí)驗(yàn)組兒童的建構(gòu)表征能力顯著高于控制組兒童，后測(cè)的建構(gòu)表征能力顯著高于前測(cè)。在建構(gòu)作品藝術(shù)表現(xiàn)性維度上，組別主效應(yīng)顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間主效應(yīng)顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間與組別的交互作用邊緣顯著。簡(jiǎn)單效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果表明，在前測(cè)中，兩組兒童在積木建構(gòu)作品藝術(shù)表現(xiàn)性上無顯著差異。在后測(cè)中，實(shí)驗(yàn)組兒童的積木建構(gòu)作品藝術(shù)表現(xiàn)性得分顯著高于控制組兒童。在建構(gòu)中數(shù)學(xué)認(rèn)知維度上，組別主效應(yīng)顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間主效應(yīng)顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間和組別交互作用顯著。簡(jiǎn)單效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果表明，前測(cè)中，實(shí)驗(yàn)組兒童與控制組兒童的建構(gòu)中數(shù)學(xué)認(rèn)知水平無顯著差異。后測(cè)中，實(shí)驗(yàn)組兒童建構(gòu)中數(shù)學(xué)認(rèn)知水平顯著高于控制組兒童。在建構(gòu)中問題解決策略維度上，組別主效應(yīng)不顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間主效應(yīng)顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間與組別交互作用顯著。簡(jiǎn)單效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果表明，在前測(cè)中，實(shí)驗(yàn)組兒童與控制組兒童在建構(gòu)中問題解決策略上無顯著差異。在后測(cè)中，實(shí)驗(yàn)組兒童的建構(gòu)中問題解決策略得分顯著高于控制組兒童。

表5 實(shí)驗(yàn)組兒童和控制組兒童積木建構(gòu)水平各維度差異性檢驗(yàn)

（四）兒童早期數(shù)學(xué)能力的差異性檢驗(yàn)

本研究以測(cè)驗(yàn)時(shí)間為組內(nèi)變量，以組別為組間變量，以早期數(shù)學(xué)能力得分為因變量進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析。由表6可知，組別主效應(yīng)不顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間主效應(yīng)顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間與組別的交互作用顯著。簡(jiǎn)單效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果表明，在前測(cè)中，實(shí)驗(yàn)組兒童與控制組兒童在早期數(shù)學(xué)能力得分上無顯著差異。在后測(cè)中，實(shí)驗(yàn)組兒童的早期數(shù)學(xué)能力得分顯著高于控制組兒童。

表6 實(shí)驗(yàn)組兒童和控制組兒童早期數(shù)學(xué)能力差異性檢驗(yàn)

本研究分別以早期數(shù)學(xué)能力測(cè)驗(yàn)的兩部分為因變量，以測(cè)驗(yàn)時(shí)間為組內(nèi)變量，以組別為組間變量進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析。由表7可知，A 部分的組別主效應(yīng)不顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間主效應(yīng)顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間與組別的交互作用顯著。事后檢驗(yàn)表明，后測(cè)中A 部分的得分顯著高于前測(cè)。簡(jiǎn)單效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果表明，在前測(cè)中，實(shí)驗(yàn)組兒童與控制組兒童在A部分上的得分無顯著差異。在后測(cè)中，實(shí)驗(yàn)組兒童A 部分上的得分提高得更為明顯。在B 部分的得分上，組別主效應(yīng)不顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間主效應(yīng)不顯著，測(cè)驗(yàn)時(shí)間與組別的交互作用不顯著。

表7 實(shí)驗(yàn)組兒童和控制組兒童早期數(shù)學(xué)能力各維度差異性檢驗(yàn)

三、分析與討論

（一）積木建構(gòu)游戲干預(yù)對(duì)兒童積木建構(gòu)水平的影響

本研究結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)組兒童的積木建構(gòu)水平顯著高于控制組兒童。這可能是因?yàn)樵诜e木搭建過程中，教師會(huì)在兒童搭建的關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置問題，提醒兒童注意觀察事物的造型和結(jié)構(gòu)等，引發(fā)兒童解決問題的需求，豐富兒童的建構(gòu)活動(dòng)。

本研究結(jié)果進(jìn)一步表明，實(shí)驗(yàn)組兒童的積木建構(gòu)水平各維度均有明顯的提升。在建構(gòu)技能維度上，實(shí)驗(yàn)組兒童經(jīng)過干預(yù)后能根據(jù)搭建需求靈活地運(yùn)用水平排列、堆高、架空和圍合等技能，還會(huì)建構(gòu)有一定高度的圍合結(jié)構(gòu)或者多個(gè)圍合結(jié)構(gòu)，部分兒童會(huì)使用平衡堆高、多重架空等高水平建構(gòu)技能。在建構(gòu)表征維度上，實(shí)驗(yàn)組兒童建構(gòu)物體表征意義的豐富性有極大提升。在建構(gòu)作品藝術(shù)表現(xiàn)性維度上，實(shí)驗(yàn)組兒童會(huì)更加注重作品的美觀，搭建的作品中會(huì)體現(xiàn)有規(guī)律排列、對(duì)稱等。在建構(gòu)中數(shù)學(xué)認(rèn)知維度上，實(shí)驗(yàn)組兒童的計(jì)劃性增強(qiáng)，會(huì)根據(jù)搭建需求有目的地拿取積木，且積木使用的數(shù)量和類型在增多。在建構(gòu)中問題解決策略維度上，實(shí)驗(yàn)組兒童能在教師的引導(dǎo)下積極想辦法解決問題，豐富建構(gòu)活動(dòng)。例如，在以“小羊的房子”為主題的搭建中，兒童一開始想搭建一個(gè)大的圍合，發(fā)現(xiàn)積木數(shù)量不夠后決定縮小空間面積。

（二）積木建構(gòu)游戲干預(yù)對(duì)兒童早期數(shù)學(xué)能力的影響

本研究結(jié)果表明，采用引導(dǎo)式的積木建構(gòu)游戲干預(yù)方式能顯著提高兒童的早期數(shù)學(xué)能力。首先，在干預(yù)過程中，教師會(huì)給出具體的搭建任務(wù)，兒童在任務(wù)的引導(dǎo)下會(huì)思考積木的形狀、積木和積木之間如何組合、空間位置關(guān)系等問題。其次，在兒童搭建過程中，教師會(huì)引導(dǎo)兒童進(jìn)一步優(yōu)化搭建物的結(jié)構(gòu)，不斷調(diào)整與改變積木的搭建方式，使兒童在不斷堆疊、拆合積木的過程中，自然而然地體會(huì)到空間和數(shù)理概念。最后，教師會(huì)在兒童搭建過程中設(shè)置問題，如搭斜坡時(shí)用哪幾種積木最合適，如何保持一個(gè)高塔的平衡，等等。思考和解決這些維度的問題，會(huì)促使兒童在不知不覺中建構(gòu)一些與數(shù)量、幾何及結(jié)構(gòu)力學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)概念?！?2〕

四、教育建議

（一）豐富兒童生活經(jīng)驗(yàn)，幫助其積累表象素材

生活經(jīng)驗(yàn)越豐富，搭建的元素就越豐富。教師可提供相關(guān)書籍（如繪本）、圖片（如高樓、車站、橋梁）或帶兒童實(shí)地觀察，讓兒童從不同的途徑獲得靈感。同時(shí)，教師要引導(dǎo)兒童從不同角度觀察事物（如往下看、往上看、平著看等），注意事物的細(xì)節(jié)（討論幼兒園班級(jí)外墻磚搭建方式等），促進(jìn)兒童已有表象經(jīng)驗(yàn)的更新，不斷改變和創(chuàng)新積木的搭建方式，從而提高兒童的建構(gòu)能力。

（二）拓展兒童積木搭建思路，支持其深度學(xué)習(xí)

游戲是兒童的基本活動(dòng)，積木是兒童數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要材料，積木游戲中蘊(yùn)含著豐富的數(shù)學(xué)知識(shí)，包含大量深度學(xué)習(xí)的可能。教師可以在兒童搭建的關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置問題情境，拓展兒童的積木搭建思路，支持其深度學(xué)習(xí)。例如，兒童在搭建滑梯時(shí)會(huì)直接把坡道架在樓梯上，導(dǎo)致樓梯與坡道的銜接處凸起來，教師可以在此時(shí)追問，如“在這樣凸凸的滑梯上玩安全嗎？”“平時(shí)玩的滑梯是什么樣的？”通過不斷追問，拓寬兒童的思路，如調(diào)整樓梯和斜坡的高度或增加支撐物。此外，兒童在解決問題的過程中，也會(huì)深度感知測(cè)量（高、矮）、數(shù)（搭一個(gè)斜坡要用幾塊積木）、量（要用哪幾塊合適的積木）等數(shù)學(xué)知識(shí)。

（三）設(shè)置問題情境，促進(jìn)兒童問題解決能力的發(fā)展

引導(dǎo)性情境下的積木搭建游戲不僅能讓兒童體會(huì)到積木游戲所帶來的愉悅，還能促進(jìn)其數(shù)學(xué)能力的發(fā)展。在兒童搭建積木的過程中，教師不應(yīng)破壞其自主探索行為。同時(shí)，教師可以基于對(duì)兒童的觀察，設(shè)置問題（如要搭多高的門長頸鹿才能進(jìn)、如何讓一個(gè)高塔平衡等）情境，促使兒童在自主探索中體會(huì)空間和數(shù)理概念，提高兒童解決問題的能力。