特伦斯·麦克拉弗蒂[1]，莱奥尼·雷尼[2]

导论

在本章中，我们探讨了儿童在参观科学中心并与一个叫作“米瑅的采石场”[3]的技术展品进行互动的过程中展开的各种活动以及学习的结果。“米瑅的采石场”这个展品是一个更大的流动型展览“米瑅的科学”的一部分。这个叫作“米瑅的采石场”的展品是专门为三至八岁的孩子开发的，目的是为了鼓励他们操作各种部件进行实验，进行观察并预测可能的结果。这个展品允许孩子们应用自己的认知知识与过程技能，同时还为他们提供了进行社会性互动的各种机会，让他们能够相互之间展开合作，这样一来展品的各个单个的组成部分便构成了一个整体的系统。在本章我们的兴趣在于：考察儿童在与展品深度互动过程中展开的各种类型的活动，特别关注的是他们相互之间是如何进行互动的，以及这些活动是如何与他们对展品的工作机制的了解联系在一起的。

“米瑅的采石场”

“米瑅的采石场”包含了好几个部件，这些部件相互之间通过机械设备联结在一起，它们共同构成了一个整体系统，可以沿着一个环路来传输球（图8-1）。这个展品的总体目标是让孩子们相互合作，使用各种不同的设备把黄色的塑料球从一个部件传输到另外一个部件上去，在这一过程中操作要平稳，不能把球堆堵在任何一个地方（Cooper，1993）。这件展品的四个主要部件分别是：

·传送装置

传送装置由一段长约1.2米的橡胶带构成，有一个手摇曲柄可以对其进行操作。整件展品一共有两个这样的传送装置。可以把储物箱里的球放到传送装置1和传送装置2上面，然后这些传送装置就会把球传送到拣选装置上（图8-1）。

·升降装置

升降装置上有很多铲，这些铲都粘在一个有弹性的皮带上面，皮带则被装在一个大概1米高的框上。升降装置的下端有一个手摇曲柄，用手摇这个曲柄，就可以让弹性皮带移动，这样它就可以从传送装置1那里收集到球并把这些球往上送，这样一来，就可以把球通过一段管道送到螺旋装置里面去。

·螺旋装置（阿基米德螺旋）

这个螺旋装置或阿基米德螺旋被一段长2米、直径40厘米的长管子密封了起来，在长管子较高一端的末端有一个方向盘与这个螺旋装置联结在一起。孩子们可以上前一步，转动这个方向盘，这样阿基米德螺旋就会使球不断在管子里上旋，最终球会进入滑道，而后通过滑道落到传送装置2上面。在这个螺旋装置的管子下端的部分有一个透明的塑料窗，孩子们透过这个塑料窗可以看到阿基米德螺旋，看到球是怎么通过管道从升降装置上传过来，然后又被螺旋装置的螺旋叶片不断旋上来的。

·拣选装置

这个拣选装置与生产线里面用到的旋转传输台很相似，可以把物件从传送装置移到下一个处理单元上去。这个拣选装置是一个圆形的可以旋转的台面，这个台面上有8个塑料的桶，这些桶都是固定起来的。来自传送装置2的球会落到这些桶里。每一个桶在底部都开有一个大的洞，当旋转台转动时，如果桶底部的这个洞与旋转台上面的洞重合，球就会漏下去，通过一段斜面滚到储物箱里。

对于这件展品来说，对以上四个部件的操作必须按照一定的先后顺序来进行，只有这样各个装置才能正常工作，而要完成这一操作，至少需要六名孩子相互配合。

图8-1 “米瑅的采石场”展品的基本架构

“米瑅的采石场”展品的教育目标

玩被认为是儿童学的基础。霍金斯（Hawkins，1965）对这种“瞎摆弄”的必要性进行了描述，认为正是在瞎摆弄的过程中，孩子们才能够深度参与到自由自在且没有引导制约的探索之中。霍金斯把这种类型的玩称作“工作”，因为在这一过程中，孩子们能够与各种装备进行深度互动，能够在没有指导的情况下进行建构、检验、探索及实验等。戴蒙德（Diamond，1996）发现，在科学中心里，摆弄各种展品为孩子们提供了各种类型的体验，这些体验能够导致学习的发生。

赫特（Hutt，1970）在与儿童一起合作的过程中，发现孩子们在与实物互动的过程中存在着两种不同类型的行为，她对这两种行为进行了区分，一种是研究性的行为，另外一种则是探索性的行为。她通过一个问题对这种探索性的行为具有的特征进行了描述，即“这个实物是干什么的？”而当孩子们在摆弄实物时，其表现出来的探索性行为的特征可以通过下面这个问题来描述，即“我能用这个实物做什么？”赫特认为，探索性的活动都是具有认识性的行为；它以目标为导向，而且与对知识及实践技能的学习联系在一起。赫特使用嬉戏行为这个词语来描述孩子们的玩，意在表达这种玩更多的是与自娱联系在一起的。赫特的研究（1970）表明：当孩子们看到一个新奇的实物时，首先表现出来的是认识性的行为，他们会这里摸摸，那里摸摸，会摆弄它，对其进行一般意义上的探索。只有熟悉了这个物件后，他们才会表现出具有嬉戏性质的行为，才会充满了奇思妙想，不厌其烦地去把玩它。如果发现了这个物件的一个新方面，孩子们会开始新一轮从认识性的行为到嬉戏性的行为的循环。

孩子们不但可以从摆弄实物或与实物互动中学习，而且还可以通过与其他人建立起各种关系来学习，因为这些人可以为他们提供刺激，促使其发生各种新类型的互动。例如，雷尼和麦克拉弗蒂（Rennie & McClafferty，2002）就描述了一个六岁的孩子伊丽莎白在科学中心摆弄一件用磁铁做成的展品的过程。她先是对这件展品表现出了认识性的行为和探索性的行为，然后就开始陷入了重复的行为之中，只是自己一个人毫无意义地把这些磁铁砰砰砰地相互敲来敲去。但当伊丽莎白发现另外一个孩子在以一种不同的方式在玩这些磁铁时，她马上就有样学样地做了起来，开始了又一轮探索，在一个更加高阶的认知水平上对这件展品有了认识，而且还在使用这些磁铁的过程中表现出了更高水平的技能。与其他孩子或成人之间的互动可以增加认识性的行为出现的数量，进而导致孩子对展品的认识达到更高水平，雷尼和麦克拉弗蒂阐明了这一点。这种类型的社会性互动不但对学习来说是一个重要的刺激因素，而且对孩子如何与别人打交道，如何与别人一起合作、一起玩耍来说也非常重要。具有象征意义或充满了奇思妙想的游戏，特别是角色扮演游戏，在社交技能以及创造性的发展等方面具有非常重要的意义，这一点已经得到了广泛认同（Smilansky，1968）。

这件“米瑅的采石场”展品的设计目的，不但是为了促进孩子们开展探索性质的玩耍，而且还是为了促进玩耍过程中社交方面能力的发展。开发这件展品的人为这件展品确立了三个教育目标，它们分别是（Cooper，1993）：

·创建一个能够促进创造性思维能力发展的环境。这可以让孩子们发展独立思考的能力，以及独立与自信地去解决问题的能力。

·为孩子们提供一个机会，让他们可以去质疑与挑战自己的预期和预测，而不是一味地去寻求“正确”答案。

·让孩子们能够在具有协作性质的情境中行事、思考、交谈。这可以促进孩子们合作学习，进而有助于促进一些重要的交流技能及共享意识的发展。

在本章中，我们把焦点集中在以上这三个目标上，对孩子们的行为进行研究，以考查他们是如何从展品中学习的，学到了什么。我们特别关注的是给孩子们提供的各种进行社会性互动及协同工作的机会究竟有什么用。

研究的概述

本研究的对象是参观“米瑅的科学”展览的145名儿童，他们来自九所不同的学校，参观活动都是由校方组织的。这些班级来自西澳大利亚都市区的学校，其中包括一个幼儿园班级、两个学前班班级[4]，以及一年级和二年级的六个班级。学生的年龄介于3～8岁。我们根据科学中心售票处提供的名单，选择了这些位于郊区的学校。根据澳大利亚统计局做出的分类，这些学校所在区域家庭的经济收入水平分别为低、高及中等（Kelly，1993）。每所学校的校长、班级的教师以及孩子的家长都签署了正式文件，许可孩子们参与本项研究。

这些孩子没有收到过任何有关于如何使用“米瑅的采石场”展品的建议，也没有任何标识告诉他们要做什么。在孩子们进入展区之前，我们要求教师及监护人在孩子与“米瑅的采石场”这件展品进行互动时不要提供任何帮助。这样做的目的是为了确保孩子们能够尽可能地利用自己已有的知识与技能，如果他们相互之间不进行互动，那么就得不到任何提示或协助。这些孩子花在这个展览上的平均时间大概是四十五分钟（他们还观看了一场木偶表演），他们中间有很多人至少花了一半的时间与“米瑅的采石场”这件展品进行互动。

数据是从孩子们身上收集来的，收集方法是在他们参观的过程中对其进行观察，分析孩子们在返回学校之后绘制的有关参观的各种图画，并在接下来的第二天对他们进行访谈。访谈的内容是关于他们绘制的图画以及他们对“米瑅的采石场”这件展品的认识的。另外，来自海滨学校（Beachside School）的一个班级在参观过程中还被录了像，这样笔者就可以对他们展开的与“米瑅的采石场”有关的各种活动进行详尽分析。海滨学校是一所私立学校，这个班里的孩子年龄从三岁三个月到六岁六个月不等。在本章中，我们把焦点主要集中在从这个由十二名孩子构成的小班获得的数据上，有时候出于各种比较的目的，也会时不时地把这个班称为较大的小组。

孩子们与“米瑅的采石场”有关的活动

我们观察了这九个班级每一个班级孩子的活动，并通过分析海滨学校十二名孩子与“米瑅的采石场”进行互动的视频录像，对孩子们的活动进行了详细探讨。靠近展品的一个拐角处有一个三脚架，录像机被放在了这个三脚架上，没有人照看，它对孩子们与展品的互动情况进行了记录。录像带被我们反复看过多次，相关数据也被我们从以下两个方面进行了利用。首先，根据录制的视频（再加上现场记录），把孩子们作为一个小组，对他们的活动进行描述，这样就可以提供一个基本的图景，让我们了解孩子们与展品有关的各种活动展开的先后顺序，以及他们与他人进行互动的状况。其次，每一位孩子与“米瑅的采石场”的互动情况被记录在了一份详尽的日志上。我们先在小组层面上对孩子们的活动进行描述，这样可以为对单个孩子的行为进行分析提供相应的背景。

对小组活动的描述

孩子们在参观这件展品时，首先进入的区域靠近拣选装置以及传送装置2，因此这些元素首先吸引了他们的注意力。孩子们围着拣选装置聚到了一起，想看看桶里面有什么东西，然后有一个孩子就开始转传送装置2上的曲柄，而另外一个孩子则开始转拣选装置上的曲柄，以便让传送装置2上的球落到拣选装置上的桶里面。另外一些孩子注意到了用来装球的大储物箱，发现里面有很多球，有些孩子就把储物箱里的球捡起来放到传送装置2或传送装置1上面。孩子们很快分散开来，对这件展品的不同部件进行探索与操纵。

在最初的五到八分钟里，孩子们的注意力主要还是集中在如何操纵传送装置、拣选装置及升降装置上。他们很快发现拣选装置上的那些桶是用来收集球的，但在一开始的时候，他们并没有意识到把这些桶里面收集的球清空的机制究竟是什么。一个叫约瑟夫（所有人名均为化名）的孩子开始操作拣选装置，但他的目的却是为了确保拣选装置上面所有的桶都能够装满球。一个桶里面装满了球之后并不能自动清空，因此约瑟夫成功地让两个桶里面装满了球。他让别的孩子找来更多的球，让他的伙伴默文负责操作传送装置2，他们把球放到传送装置2上面，然后摇动曲柄，从而让这些球都落到拣选装置上的桶里。奈杰尔也加入了进来，不断从存放球的储物箱里把球拿出来放到传送装置2上。不一会工夫，储物箱里就没多少球了。有的孩子偶尔会从还没有被装满的桶里拿出一个球放到传送装置1上。这些孩子似乎并不情愿从那些已经被装满了的桶里取出球来，而是耐心地等着拣选装置旋转，希望有些球可以从拣选装置里漏下去，然后落到储物箱里。最终，有几个孩子开始敲打拣选装置上这些桶的边，而另外一些孩子则把球往顶部堆，希望可以清除阻塞这些桶的球，使球能落下去。

与此同时，另外一组孩子在储物箱和传送装置1附近，他们发现当有很多球被放在传送装置1上时，就会发生混乱，使升降装置无法操作。操作装置的孩子必须以一个恰当的速度摇动曲柄，只有这样才能让球从传送装置1上落到升降装置的铲里面，然后才能通过升降装置把它们往上运，否则的话，球就会掉到地上——这种情形时有发生。有几个孩子没办法对展品的各个部件进行操作，因为几个曲柄都已经有人在摇了。最小的男孩叫雅各布，他自己一个人待着，大多数情况下都在旁观。他很好奇，由于年龄小，他可以轻易地跪在地上，从分拣装置的下面往上看，结果发现分拣装置上有一些孔洞，在台面旋转时，桶里的球可以从这些孔洞漏下来。这样一来，他就可以不断搅动桶里面的球，让它们漏下去。

绝大多数孩子都不太明白如何有效地操作螺旋装置，因为它是被密封在一段长管子里面的，孩子们在转动螺旋装置的方向盘时看不到这个装置下端的那个视窗（图8-1）里面的情况。结果，操作螺旋装置的孩子不懂得怎样去操作它。除非一个孩子转动方向盘，一个孩子进行观察，否则他们不可能看到当把方向盘往正确的方向转动时螺旋装置里面的叶片是怎样把球旋上去的。开始的时候，有几个孩子把螺旋装置的方向盘一会往左转，一会往右转，因为方向盘上的转向指示已经模糊不清了。孩子们随机地转动方向盘，有的孩子能让球从滑道落下去，那么就算他成功了，但也有另外一些孩子让球在螺旋装置的底端被挤扁了。很少有孩子明白球是需要通过一段管道才能从升降装置上被传送到螺旋装置上去的，也很少有孩子能够明白螺旋装置的方向盘必须要向正确的方向转动。后来，有些孩子意识到，只有向一个方向转动才能让螺旋装置正确启动，这样他们就可以告诉其他孩子，究竟应该往哪个方向转动方向盘。

孩子们并没有意识到，在这件展品的不同部件之间存在着一种前后相继的序列关系，正是由于这种序列关系的存在，球才能从一个部件传到下一个部件上。尽管在很多时候这件展品的所有部件都是由孩子们来操作的，但当这些孩子们聚在一起，相互合作来操作展品的所有五个部件，以让球在这个系统中移动时，由这些孩子构成的小组作为一个整体并没有维持多长时间。反而孩子们更倾向于操作展品中的某两个部件，如传送装置2和拣选装置，或者是传送装置1和升降装置，或者仅仅只是操作螺旋装置这一个部件，而且对这些部件的操作都不是按照一定的顺序进行的。由此导致的结果是，在开始的时候，有很多球都堆在拣选装置上的桶里，而当这些桶清空时，球被放在了传送装置2上，而不是传送装置1上。再后来，他们发现把球放在传送装置1上更合适，因为这样可以通过用手摇曲柄让球传到升降装置上，然后再让球从升降装置上通过管道落到螺旋装置里。到这里的时候，他们就卡住了，一直到有一个孩子发现得往正确的方向转动螺旋装置的方向盘，才能把球一直往上旋，直到它通过滑道落到传送装置2上为止。

对孩子们个体活动的描述

在这22分钟的录像中，所有这12名孩子并不是自始至终都一直出现在画面里的。有些孩子只出现了几分钟，而另外一些孩子则在展品身上花了大量时间。他们知道在观看木偶表演之前自己有45分钟的时间，因此就跑去看别的展品了。为了对这些孩子的个体行为进行描述，我们建构了一个活动层级模型，用这个模型按照时间上的先后顺序对孩子们的活动进行分类，看他们在这个展品的每一个不同部件上都有哪些活动。这个等级模型是从零级开始的，当孩子完全没有注意到这个部件时，他的活动便被归类为零级，最高级是四级，当孩子表现出对这个部件具有充分地理解与认识，能够确保其功能有效发挥时，他的活动便被归类为四级。表8.1以传送装置为例，展示了一个一般性的活动层级分类框架，并对各种不同层级的活动进行了描述。另外，我们还对孩子们在升降装置、螺旋装置、拣选装置等展品的其他各个不同部件上的活动进行了归类，并对每一个部件上的行为表现出来的不同层级进行了描述。

表8.1 “米瑅的采石场”展品传送装置上活动的层级

我们以两种方式对孩子们的各种活动做了报告。第一种方式如表8.2和表8.3所示，表8.2报告的是这12个孩子每个人花在这件展品的每一个部件上的时间的百分比，表8.3呈现的则是孩子们在每一个层级的活动上投入的总体时间。这两个表格表明孩子们花在展品上的时间非常不一样，从3分钟左右到20分钟以上，另外他们相互之间在时间是如何支配的这方面也非常不一样。

表8.2 孩子们在“米瑅的采石场”的各个不同部件上投入的时间

表8.2最后一行展现的是孩子们花在展品的每一个部件上的平均时间，数据显示最吸引孩子们的是传送装置2以及拣选装置，他们在这两个部件上花费的平均时间分别为总时间的27%和28%。表8.2表明孩子们投入时间最少的部件是盛装球的储物箱以及螺旋装置，投入的时间平均比例均为6%，另外他们在连接拣选装置与储物箱的这段斜面上投入的时间平均比例为7%。孩子们放在储物箱与斜面上的注意力很少，但整个系统要想运转起来，是需要对螺旋装置进行操作的。可是，孩子们在螺旋装置上投入的时间受到了设计方面的影响，因为一次只有一个孩子能够转动螺旋装置的方向盘。这一点与传送装置、升降装置以及拣选装置形成了鲜明对比。在这些装置面前，很多孩子都凑成一堆，相互分享自己操纵曲柄让球移动的经验。

表8.3展现了孩子们与“米瑅的采石场”这件展品进行互动的平均时间，也就是说，孩子们花在对这件展品的各不同部件进行观察、操纵、操作与管理上面的平均时间是13分33秒，最短的时间是3分33秒（马尔科姆），最长的时间是21分35秒（奈杰尔）。平均来看，他们花在对这些部件进行观察以及看其他孩子怎么做上的时间为4分钟左右，花在对这些部件进行操纵或操作上的平均时间约为3分28秒，花在对这些不同的部件进行管理上的平均时间为2分钟左右。有一些孩子只是站在其他人的后面看别人操作这些不同的部件。有一些孩子摆弄了这件展品的两个或更多的部件，他们要么是自己一个人在那里摆弄，要么是和别的孩子一起来完成。还有另外一些孩子，如默文，会大声指挥其他孩子更快地摇曲柄，以确保球能够在这个系统中不断传输下去。拣选装置上的桶经常会被球塞满，这时候就有几个小孩专门负责清理拣选装置上的桶，以便让球能够通过拣选台上的孔洞漏下去。

表8.3 孩子们在“米瑅的采石场”各种活动上花费的时间及活动层级

续表

孩子们在与“米瑅的采石场”这件展品进行互动的过程中，采用了很多种不同的方式。例如，表8.2就表明，杰拉尔花了自己将近一半的时间（约1分40秒）在盛装球的那个储物箱上。她对这件展品其他几个不同部件的关注也只是看别人在干什么，对其他孩子操作拣选装置进行观察。在接下来的时间里，她就站在这件展品的旁边接近拣选装置与斜面的地方，从这个角度看着螺旋装置与升降装置。她对这件展品进行的两次操纵都很简单，只不过是把球拿起来然后放到拣选装置上或者是斜面上而已。如表8.3所示，杰拉尔的活动层级主要被归类为观察，同时伴随着一些操纵。

珍妮把自己全部时间的三分之二左右（约6分18秒）花在了拣选装置上。她先是对传送装置2、螺旋装置以及拣选装置进行观察，然后便一个劲地把球往传送装置上放，前后一共有四次，再就是用手摇曲柄，她在三个不同的地方都摇了曲柄，另外还转了螺旋装置的方向盘。当发现别的孩子对拣选装置上的桶盛满了球感到不满，想把它们腾出来时，她就开始敲打这些桶，试图让球从桶里漏出来。珍妮的活动主要被归类为操作（表8.3），但同时也包括了观察与操纵，另外还有一些活动属于管理的类别，因为她想把球从桶里面弄出来。

默文花在“米瑅的采石场”这件展品上的时间长度在所有人里面排第四位（17分30秒），但却只花在了两个部件上，其中90%的时间花在了传送装置2上，另外10%的时间花在了拣选装置上。在大多数时间里，他都在摇传送装置2的那个曲柄，还时不时地大声喊“快把更多的球放上来”，并让一批孩子去捡球然后放在传送装置2上。在其最后一分钟的时间里，他跑到一个正在转螺旋装置方向盘的孩子身边，问他是否转得动。这个孩子没有理会，然后他就离开了这件展品。和珍妮一样，默文的大多数活动也属于操作这一层级。

奈杰尔是年龄最大的孩子（6岁6个月），他在“米瑅的采石场”这件展品身上投入的时间最长，超过21分钟。他对这件展品的所有组成部件进行了观察，对斜面进行了考察，在两个传送装置上都放了球，用手摇了拣选装置的曲柄，还转动了螺旋装置的方向盘。在最初的3分钟时间里，他发现球堆在拣选装置上的桶里下不去，就用手把球从桶里拿了出来。奈杰尔从储物箱里收集了球，三番五次地把这些球放在两个传送装置上，还把掉落在地上的球捡了起来。约瑟夫要求把球都堆在拣选装置上，他没有理会，而是照样把球从已经满了的桶里拿出来，然后让这些球通过斜面往下传。在最后4分钟的时间里，奈杰尔负责对拣选装置进行管理，确保球能从桶里漏下来落到斜面上。他的时间绝大多数都花在了对“米瑅的采石场”这件展品的各个部分进行操纵与管理上。

孩子们的活动并不是按照从低级到高级的顺序不断向前发展的，即把他们的活动按照活动层级框架进行分类，并不是从层级一（观察）开始，然后逐渐走向层级二、层级三和层级四的。在通常状况下，孩子们的操作是从观察开始的，但很多孩子的活动都是在观察（层级一）、操纵（层级二）、操作（层级三）及管理（层级四）之间来回摇摆的，他们在展品的各个部件之间转来转去。例如，哈里特的活动日志就表明她一开始是对拣选装置进行观察（层级一），这开始于其与展品进行互动的第2分10秒。紧接着这个活动的是把球从储物箱里拣出来放到拣选装置上的桶里（层级二），然后就是转动拣选装置的台面，让球漏下去（层级四）。接下来，她又进行了观察，即观察拣选装置（层级一），然后翻来覆去地把球放到拣选装置上再让球漏下来（层级二），她不能容忍桶里有球，总要把它们清空（层级四）。约瑟夫想要让球不断在桶里累积，这让哈里特觉得非常恼火，哈里特就让他去摇拣选装置的曲柄，而且她自己也去摇那个曲柄（层级三），然后还非常激动地去弄那些桶，以便让被卡住的球漏下去（层级四）。

表8.4对这12个孩子的活动层次进行了概括，表明所有这些孩子至少都与展品中两个传送装置中的一个以及拣选装置进行了互动，但活动的层级相互之间却有所不同。所有孩子都以某种方式与升降装置及螺旋装置发生了关系，但有8个孩子仅仅只是对它们进行了观察。有4个孩子通过摇动曲柄或是把球放在铲里对升降装置进行了操作，而对螺旋装置进行操作或管理的孩子一共只有3人。

表8.4 孩子们与“米瑅的采石场”展品有关的活动层级

孩子们绘制的“米瑅的采石场”图画

在孩子们回到学校后，研究人员就马上让这九个年纪较小的班级中的六个班级的孩子把他们在参观“米瑅的科学”展览时最喜欢的东西画下来，在绝大多数情况下，这项工作通常都是在下午的课上进行的。在这一过程中，并没有人直接要求孩子去画“米瑅的采石场”这件展品，尽管有37个孩子这样做了，而且他们中间还有3个人是来自海滨学校，并在参观过程中被录了视频的学生，即杰拉尔、哈里特和珍妮。在接下来的一天里，本文的其中一位作者在学校就他们画的东西对孩子们进行了个别化访谈。在访谈之前，我们把所有孩子画的东西都进行了复印。对孩子们进行的访谈使用的是实例专访法（Interview-about-Instances，IAI）（Bell，Osborne & Tasker，1985），孩子们被要求向研究人员解释他们画的东西，而研究人员则在他们各自画作的复印件上进行注解。

孩子们在“米瑅的采石场”这件展品上表现出来的知识水平是由（以他们的解释作为背景）研究人员对他们的画作进行评分决定的，评分共包括三种类型。首先，是看他们在画里面画出了这件展品的多少部件，最高分为14分，即画作中包括了展品的所有部件，有球、传送装置1、升降装置、铲、管道、螺旋装置、螺旋装置的叶片/视窗、螺旋装置的方向盘、滑道、传送装置2、拣选装置/旋转台面、桶、斜面、储物箱。其次，四个手摇曲柄各为1分，螺旋装置的方向盘也为1分，一共为5分。最后，展品各不同部件相互之间有确定的序列关系，正确画出每两个部件之间的序列关系得1分，最高分为10分。例如，正确画出来传送装置1与升降装置之间的序列关系，或者是螺旋装置与滑道之间的序列关系，均可以得1分。把这三种类型的分数加在一起，就得到了一个总分，满分为29分。

一共有37个孩子画了“米瑅的采石场”，表8.5根据他们画出了这件展品中的多少部件，有没有画出来手摇曲柄与方向盘，以及是否正确画出了不同部件之间的序列关系报告了他们的平均得分。分数分布的区间很大。孩子们在第一项上的得分最高，即他们在画出展品部件的数目上表现得最好，但平均来看，画出来的部件的数目不到这件展品所有部件数目的一半。在画出手摇曲柄以及螺旋装置的方向盘这些运动机关上表现得则更差一些，另外对不同部件之间序列关系的呈现也不佳。对这件展品不同部件之间序列关系的呈现，一般画的也都是传送装置1与升降装置的序列关系以及滑道与传送装置2的序列关系，或者是传送装置2与拣选装置台面之间的序列关系。三个年龄最大的孩子（超过7岁）画画的得分最高（20分以上），但散点分析表明他们在这方面的得分与年龄之间并没有什么具有说服力的联系。

表8.5 孩子们在绘制“米瑅的采石场”上的得分

表8.5里还包含了视频中出现的这三个孩子的得分。哈里特（5岁6个月）花了将近17分钟的时间与“米瑅的采石场”这件展品除了升降装置之外（表8.2[5]）的几乎所有部件都进行了互动，得分为17分，高于平均分不少。有意思的是，杰拉尔（也是5岁6个月）的得分甚至更高一些，达到了21分，因为她把十个序列关系中的八个都画对了。尽管杰拉尔花在“米瑅的采石场”这件展品上的时间不到4分钟，而且活动所属的层级也处于低级水平，但很明显：她的观察费了不少心思，这使其能够对展品进行详尽的再现。珍妮在描画自己参观的“米瑅的科学”这一展览时，把各种不同的展品都画了进来，其中她在一小部分里面画出了“米瑅的采石场”展品的一部分，她只得了2分，因为只画出了“米瑅的采石场”展品中的一个桶以及一些球。我们非常明确地意识到：我们对孩子们画作的解读可能低估了他们的想法所具有的深度（参见Rennie & Jarvis，1995），因此有必要就他们画的画与孩子进行面对面的交谈，以更加全面地了解他们的认识，这一点非常重要。我们在接下来的一节对这些访谈进行了描述。

孩子们对“米瑅的采石场”的理解

在参观结束之后的第二天，我们使用实例专访的方法（Bell，et al.，1989）对孩子们对“米瑅的采石场”工作机制的理解程度进行了了解。在这一过程中，我们使用彩色照片来刺激孩子们对这件展品的回忆。就像上面描述过的那样，如果孩子们已经画过了这件展品，那么在访谈开始时，我们会在向他们出示照片之前要求其先对展品进行描述。访谈人员（本文的第一作者）使用孩子们对这种具有试探性质的提问做出的回答来对“米瑅的采石场”这件展品的图画进行注解。访谈都进行了录音，而后进行了转写。使用这些转写材料，可以对孩子们的理解程度进行分析，从而建构起他们在传送装置、升降装置、螺旋装置及拣选装置上达到的知识层级（Perry，1993），这四个部件是“米瑅的采石场”这件展品四个最主要的构成部件。这些层级是针对认知结果建立的，也就是说，它刻画的是孩子对每一个构成部件要如何操纵及如何控制的理解程度。这些知识层级包括从0到4共五个层次的学习，0层次表示孩子对部件没有任何的识别或探索，而最高的层次4则表示孩子不但知道部件是如何工作的，而且还能够描述不同部件之间的因果关系，从而能够让它们的功能发挥到最佳状态。表8.6以传送装置为例，对知识层级与认知层级进行了一般化描述。

表8.6 “米瑅的采石场”展品传送装置上的认知层级

表8.7报告了来自海滨学校的12个孩子在每一个层级的理解水平上的人数，另外还在倒数第二行记录了他们的平均理解水平。为了进行比较，在表8.7的最后一行，还总结记录了我们访谈的一共145个孩子在“米瑅的采石场”展品上平均达到的理解水平。

表8.7 孩子们在“米瑅的采石场”展品各部件上达到的理解水平

虽然平均年龄（5岁2个月）稍小，可在对展品的理解方面，海滨学校孩子们的得分比所有孩子的平均得分稍高，但需要注意的是，在对展品的理解模式上，所有孩子都一样。海滨学校的这些孩子们对传送装置的理解水平最高，所有人都能认出它，并对它是如何工作的进行了描述。孩子们的理解水平位于第二的展品部件是拣选装置，在12个孩子里，有8个孩子能够对拣选装置是如何工作的进行描述（层级3），在这8个人中，有7个可以对拣选装置上球为什么会堵在桶里无法通过台面漏下去进行解释（层级4）。例如，对哈里特（5岁6个月）进行的访谈就表明她对拣选装置的操作具有非常不错的认识：

球落到绿色的桶里面，这里有个可以旋转的小玩意[曲柄]可以把桶旋转起来，经过那个孔，然后沿着这个滑梯[斜面]掉到桶里[储物箱]。[问：球是如何离开桶的？]那里有孔啊[指着]。因为桶也有孔，所以球会掉下去。

雅各布是最年幼的孩子（3岁3个月），他钻到拣选装置的下面去看过，所以也能够解释这个拣选装置是如何工作的：

它们[球]不断移动然后进入桶里面，然后进入那个大桶里面[储物箱]。摇动这个手柄[指着]，桶就会动，它们就进到大桶里面去了[储物箱]。[问：它们是怎么从桶里面出来的呢？]他们是顺着孔掉下去的[指着]。[问：那接下来它们会到哪里？]往下顺着那个托盘[斜面]滚。

表8.7表明，大多数孩子都能够描述出升降装置是如何工作的，而对螺旋装置，所有孩子描述的都是它的功能。孩子们对螺旋装置的理解程度最弱，有10个人能够使用螺旋装置的阿基米德螺旋把球往上旋（层级3），但他们当中只有4个孩子能够解释清楚如果往错误的方向转动方向盘螺旋装置是如何把底部的球挤扁的（层级4）。螺旋装置是一个不好理解的部件，因为孩子们在操作它的时候，绝大多数的工作机制都是看不到的。孩子们与螺旋装置进行互动的方式是站在旁边的台阶上转动方向盘来使阿基米德螺旋转起来。在这个位置上，孩子们看不到球是怎么落进螺旋装置的底部，阿基米德螺旋又是怎么旋转，或者球是怎么一步一步从螺旋装置中被往上旋的。操作螺旋装置的孩子们没有意识到在这些球身上究竟发生了什么。他们对螺旋装置是如何工作的做出的解读为我们提供了证据，这些证据表明孩子们在理解其工作机制上面临着困难。巴特（5岁5个月）来自另外一所学校，他可以说是对螺旋装置工作机制认识最为清楚的人之一，他说这就是由一系列像锯齿一样弯弯曲曲的东西构成的物件（zig-zaggy），他用这样的语言来描述能够在管子里把球不断往上旋的阿基米德螺旋。

嗯，有人在那里站着[指着方向盘]，他们在转那个玩意，那东西要是转起来，就可以让球不断地往上来，一直到这儿。[问：（指着阿基米德螺旋）这个白色的是什么东西？]它是个由一系列锯齿一样弯弯曲曲的东西构成的物件。它一直转，一直转，越转越高，越转越高，然后它[球]就会往下掉进这里[指着滑道]。[问：如果你把方向盘往另外一个方向转会怎么样？]往那个方向转的话，球就会往下去，然后就会嘭的一声被挤扁。得往另外一个方向转，这样球才会往上来。

讨论

“米瑅的采石场”是一个相对来说较大的展品，设计这件展品的目的是让很多孩子同时操作它的各个不同部件，并鼓励他们展开各种具有探索与社交意义的游戏。我们的研究焦点是孩子们在这件展品上的投入程度，考察的内容不仅包括他们活动的性质，而且还包括他们对这件展品不同部件的工作机制以及协同互动的理解与认识水平。我们对来自海滨学校的12个孩子进行了详尽的研究，这让我们能够对他们围绕这件展品展开的各种活动和对这件展品的理解与认识之间的关系，以及他们相互之间展开互动所使用的各种不同方式进行探索。在我们的讨论中，将对这种关系进行考察，同时还会从展品开发人员当初设定的目标是否实现了这一角度出发，来对展品的应用效果进行探讨。这件展品的开发人员所要达到的目标是：促进孩子们创造性思维能力的发展，为他们提供各种机会对自己的预期与预测进行质疑和挑战，让他们在一种具有协作性质的情境中行事、思考、交谈。

在“米瑅的采石场”这件展品上，孩子们的活动与理解之间的关系

表8.8总结了对海滨学校这12个孩子进行研究得到的结果，具体包括：他们的年龄是多大；他们在传送装置、升降装置、螺旋装置及拣选装置上达到的理解水平以及展开的活动所属的层级；他们的平均得分；他们在这件展品上一共花了多长时间。尽管研究样本的数量不大，但我们可以看到：在孩子们对这件展品各部件的理解水平与他们在这件展品各部件上展开的活动之间没有明确的关系。在这些孩子们的年龄与他们对这件展品的平均理解水平之间存在着一定的关系（在145个孩子的大样本研究中，相关系数为0.53，在统计学上属于显著相关），但在他们的年龄与他们的活动水平之间不存在什么关系。显然，对于处于这个年龄段的孩子们来说，我们并不能根据他们在身体活动方面所处的水平来预测其在理解方面达到的层级。

表8.8 对孩子们在“米瑅的采石场”这件展品上理解水平与活动水平的总结

续表

有些孩子，如莫亚（4岁9个月），是自己一个人在玩。她与“米瑅的采石场”这件展品的绝大多数部件都有互动，时间将近15分钟（表8.2），她对拣选装置与升降装置进行了观察，用手摇了拣选装置的曲柄，转了螺旋装置的方向盘，还把球放到了传送装置上。在把球放到传送装置2上面的时候，莫亚表现出了属于管理层级的行为，她对其进行了检查，以确保球可以被不断放到传送装置上，而且在传送带的每一条棱线上都同时有两个球。莫亚还从储物箱以及拣选装置里收集了一些球，并把这些球直接放在了升降装置的铲上。尽管她的活动在总体的平均水平上处于最高的层级，得了3.5分，但她的理解在总体的平均水平上却排名倒数第三，只有2.5分，其中她在对传送装置与升降装置的理解上处于层级3的水平，在对螺旋装置与拣选装置的理解上处于层级2的水平。

相比之下，杰拉尔在面对“米瑅的采石场”的3分35秒的时间里几乎就没有碰过这件展品，但她进行了非常密切的观察，这一点从她事后绘制的图画中的细节就可以看出来。而且她对拣选装置是如何工作的具有非常透彻的认识，哪怕她只是把一个球放到了桶里面。她的活动的平均层级最低，只有1.3分，但其理解的平均层级却达到了3级水平（表8.8）。显然，观察非常重要：杰拉尔看了，而且学了。通过看来学的重要性，在孩子们对螺旋装置的理解非常有限这一点上得到了突出体现。如果看不到转动阿基米德螺旋产生的真实效果，孩子们是不能对球在螺旋装置中的运动做出解释的。

在“米瑅的采石场”上展现的创造性思维与挑战

“米瑅的采石场”这件展品设计的目标之一是促进孩子们创造性思维能力的发展，并为他们提供各种机会对自己的预期与预测进行质疑和挑战，以上这两个方面具有非常密切的联系。孩子们往往倾向于同时做这两件事情，所以对它们的讨论也放在一起进行。

“米瑅的采石场”这件展品没有提供相关的指导信息，因此孩子们第一眼看到这件展品的时候它是空空的，静止不动的。它是被用来做什么的呢？在初次面对这件展品时，展品上的那些曲柄显然会吸引孩子们去摇，这样就可以使他们马上进入对这件展品的操作之中。当用手摇某个曲柄时，另外一些东西会动，这样就为互动打开了大门，孩子们很快就会充分利用这些，就像设想中的那样开始摇动曲柄，把球拿来拿去，把它们放到某个地方。但是，这些孩子在这一过程中还尝试了很多无关的动作，这些动作并不能促进他们“恰当地”使用这件展品。比如，在摇曲柄的时候，速度控制不好，升降装置上的铲没法正常工作，或者是一门心思地只想把球都留在桶里，把桶都塞满了。这些例子不但展现了孩子们对这件展品工作机制的探索，而且还具有实验的性质，这是一个具有“如果……会怎么样？”性质的过程。孩子们在这一过程中，可以自由无约束地进行思考并采取行动。有些孩子，如雅各布，通过趴在拣选装置底下看，对斜面进行了观察，然后指出如何做才能清空桶里的球，搞清楚了拣选装置是如何工作的。这样的行为就是赫特（Hutt，1970）所谓的具有认识意义，而且与学习密切相关的行为。另外一些孩子，如莫亚就乐意一次次不厌其烦且干净利落地把球放在传送装置上，然后看别人摇动曲柄把这些球传动起来，她的这种行为是一种具有嬉戏性质的行为，可以自娱自乐。环境没有威胁性，因此孩子们才能玩得高兴。从这一意义上来看，开发这件展品的人当初的目标实现了。

在协作情境中行事、思考与交谈

“米瑅的采石场”包含好几个部件，很多孩子可以同时使用这件展品，从而极大地扩展了社会互动的幅度。然而，尽管他们来自同一个班级而且还相互认识，但很多孩子还是自己一个人在玩。开发人员的目的是让“米瑅的采石场”促进使用这件展品的孩子相互之间的合作性互动，但我们却看到很少有孩子这么做。在观察的9个班级中，几乎看不到有孩子能够进行充分合作从而使“米瑅的采石场”能够作为一个整体的系统平稳运转起来这样的时刻。有些时候，孩子们可以以合作的方式对展品的某些部分进行操作，但我们还发现他们在这样做的时候具有各不相同的目的，如约瑟夫想把球堆到一起来堵住拣选装置，而哈里特则求他不要这么做。这两个孩子都清楚拣选装置是如何工作的，无论是在活动上还是在理解上，他们的得分都处于最高的层级，但两个人相互之间却没有合作。

我们发现这些孩子在与展品接触的过程中，并不是通过相互合作的互动方式把“米瑅的采石场”作为一个单一的整体系统来对待的，尽管这很有意思，但可能并不令人感到惊讶。促进合作是设计这件展品的一个主要目的。我们对此的解释是：孩子们认为这个展品包含了很多非常有意思的部分，但在认知上并不能把它们相互连接起来作为一个整体进行对待。卡恩斯和奥斯汀（Kearns & Austin，2010）曾经指出：学龄前儿童能够处理并记住各个孤立的组成部分，但“要把握‘全貌’并搞清楚各部分相互之间是如何联系在一起的，则还有一段路要走”（p.124）。另外一种解释就是，孩子们忙着对这些个别的组成部分进行探索，因此没有足够的时间把展品作为一个统一的整体系统进行充分的熟悉。一种相关的解释是：这些孩子年纪太小，因此没有足够的社交技能进行组织，或者被组织，从而建立一个可以互相合作的六人小组。有少数孩子和别人有交流，比如默文就要求别人把更多的球放在传送装置2上，但绝大多数孩子是自己一个人与展品进行互动的。在造访这家科学中心的过程中，我们发现那些年纪较大的孩子在对“米瑅的采石场”进行操作时是把其作为一个系统对待的，而且这些年纪较大的孩子几乎不会花太多时间来对一个一个的组成部件进行探索。相反，他们能够把这件展品理解为由一系列具有整体性的部件构成的，这些不同部件服务于同一个目的。相比之下，我们观察到的那些年幼的孩子则往往倾向于带着各种不同的、具有探索性质的目的来对这些单个的部件进行操作。

最后，我们需要指出的是，即使仅仅只是通过观察，我们也可以对孩子们与展品进行互动导致的结果形成有限的认识。我们收集了四个方面的数据（观察、录像、孩子们画的画、访谈），每一种数据都可以从某一个方面帮助我们了解孩子们是如何与展品进行互动的，他们相互之间是如何互动的，以及他们从这种互动中学到了什么，但通过每一种数据对上述这些内容的了解都是不完全的。就像伦尼和约翰斯顿（Rennie & Johnston，2004）业已指出的那样，每一种方法都有局限。仅仅通过观察来确定孩子们学到了什么需要进行大量的推测，孩子们画的画可能也不能完全表现他们实际上究竟掌握了哪些东西，他们画的画也有可能会被成人进行错误的解读（Ehrlén，2009），录像尽管能够进行反复观看与分析，但却只能展现画面里有的那些孩子，因为录像的时长有限。我们进行的访谈，用到了这件展品的照片（在可能的情况下，与孩子们自己画的画配合使用），目的是为了激起孩子们对它的回忆，这些访谈是非常小心地进行的，而且是在我们进行观察的场景中实施的。

总体而言，通过不同数据来源获得的研究发现相互之间具有很大的一致性；每一种数据来源都提供了不同的信息，但这些信息相互之间却具有互补的性质，可以让我们对孩子们究竟学到了什么形成一种更加具有综合性的认识。这些结果表明：各种不同的研究方法（Mathison，1988）相互之间的三角验证以及各种不同数据来源相互之间的三角验证是非常重要的，能够帮助我们了解孩子是如何与一件展品进行互动并从展品中学有所得的。这些结果还强调了研究方法选择的重要性，即在与孩子们打交道时，要能够让他们发出自己的声音。如果不是问杰拉尔的话，我们就不可能知道她竟然能够仅仅通过观察就学到那么多东西，因为她几乎没有花时间与“米瑅的采石场”这件展品进行有身体接触的互动。

参考文献

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Cooper，L.（1993）.Mitey Science manual：A guidebook for parents，teachers and care givers.Adelaide：The INVESTIGATOR Science and Technology Centre.

Diamond，J.（1996）.Playing and learning.ASTC Newsletter，24（4），2-6.

Ehrlén，K.（2009）.Drawings as representations of children's conceptions.International Journal of Science Education，31（1），41-57.

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Kearns，K.& Austin，B.（2009）.Birth to big school（2nd Ed.）.Frenchs Forest，NSW：Pearson Australia.

Kelly，P.（1993）.Perth：A social atlas（Census of Population and Housing，6 August，1991）.Canberra：Australian Bureau of Statistics.

Mathison，S.（1988）.Why triangulate？Educational Researcher，17（2），13-17.

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Rennie，L.J.& Johnston，D.J.（2004）.The nature of learning and its implications for research on learning from museums.Science Education，88（Suppl.1），S4-S16.

Rennie，L.J.& McClafferty，T.P.（2002）.Objects and learning：Understanding young children's interaction with science exhibits.In S.G.Paris（Eds.），Multiple perspectives on children's objectcentered learning（pp.191-213）.New York：Lawrence Erlbaum.

Smilansky，S.（1968）.The effects of socio-dramatic play on disadvantaged preschool children.New York：Wiley & Sons.

[1] Terence McClafferty，Curtin University，Australia，特伦斯·麦克拉弗蒂，科廷大学，澳大利亚.

[2] Léonie Rennie，Curtin University，Australia，莱奥尼·雷尼，科廷大学，澳大利亚.

[3] “米瑅”是视频游戏《双重国度（Ni No Kuni）》里面的人物。——译者注

[4] 在国外学前班和幼儿园是分开的，与国内略有差异。——译者注

[5] 原文此处为see Table 3（见表8.3），但是实际上讲的是表8.2，故将表8.3改为表8.2。——译者注