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教小孩科學知識的方法懶人包:利用前運思期的特性,觀察、討論、擬人化、故事化、具體化,也能跟孩子說明科學現象或概念!

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學齡前兒童總是愛問「為什麼?」,但如何跟小小孩解釋科學現象或說明科學概念呢?有朋友覺得教小小孩科學好難、不知道怎麼講,孩子才會懂。這篇跟大家分享一些如何教導學齡前兒童科學知識的方法或原則!學齡前兒童的認知發展屬前運思期(preoperational stage),可使用語言的心理表徵(mental representation),也有因果關係(cause-effect)的概念,但受限自我中心(ecocentrism)與尚在發展中的保留概念(conservation),因此基本上還是開啟「媽媽說(掰)故事」的功能,透過觀察來認識科學現象,利用擬人化、故事化、具體化的方式來說明科學概念。叫老公教小孩,老公總是出萬年絕招「去問媽媽!」,媽媽還是有辦法應對:直接出動小老師教老公,小孩順便複習,一舉兩得!

註:胖靈精是正式小名,不正式小名有:胖比、胖比比、胖、胖胖,文中任何提及胖的稱呼都指胖靈精,胖就是他的代名詞!然後一點都不胖。這樣可節省打字~

 

 🌺皮亞傑(Piaget)認知發展理論—前運思期(preoperational stage)

瑞士心理學家Jean Paul Piaget將認知發展分為四階段-感覺動作期(sensorimotor stage)、前運思期(preoperational stage)、具體運思期(concrete operational stage)和形式運思期(formal operational stage)前運思期已比感覺動作期(sensorimotor stage)進步,大致具有以下特色:

1. 能使用心理表徵(mental representation)如語言,但尚無法做心智運算(mental operation)

2. 雖可使用語言,但偏向自我中心(ecocentrism),尚無法根據對方的立場或觀點來看待事物、溝通或調整語言。

3. 保留概念(conservation),需具備同一物覺(identity,即同一個東西)彌補(compensation,一向度往下、另一向度會往上)和可逆(reversibility)才可視為有保留概念。例如:同一杯水倒入底面積不同的杯子中,小孩可能會覺得高度低的水量少、高度高的水量多,因為只能考慮到「高度」一個向度,尚無法同時考慮「高度」和「底面積」兩個向度。保留概念尚在成熟中,但會隨著經驗、練習和知識而慢慢進步,不同的保留概念(如「體積」、「數字」、「物質」、「長度」、「面積」、「重量」等),學到的年紀也不相同。前例水的體積,若叫孩子同時注意高度或底面積,其實孩子也能學會兩杯水體積相同。

4. 已有因果關係(cause-effect)的認知。

 

換言之,善用語言的心理表徵,也能向孩子觀察和說明科學現象。孩子的自我中心雖會影響到他們的理解與邏輯推論,但是引導後仍可慢慢理解。

 

 🌺解說科學概念的技巧、原則與實例分享

以下提供的技巧原則常常混搭使用。

1. 觀察

學齡前兒童處於運思期(preoperational stage),眼見為憑。「處處留心皆學問」,看到一個科學現象,佐以簡單解釋,他們就能知道所指為何。

實例一:外出散步,正好看到賣場中的瀑布遇太陽照射,某個角度讓我看到內外兩圈的彩虹,就叫胖靈精(3Y6M)來看「霓虹」!他開始左右兩邊瀑布跑來跑去地看,某個角度才有霓虹、其他角度只有彩虹。看到連賣場的販售人員也對我們在看什麼感到好奇、怎麼對著一堆水和空氣看這麼久,跟她講說有「霓虹」,她也看到了,甚至拿出手機來拍照。因為胖比還小,所以只是簡單說明,兩圈彩虹是很特別的現象,內圈為虹(紅外紫內)、外圈為霓(紅內紫外)!不過那天看到胖比滿意才離開,至少他看得很過癮、印象深刻!

🔎請點我前往了解:中央氣象局數位科普網-光象-虹、霓、暈、華

實例二:在家中,每月定期用小蘇打粉加檸檬酸來清洗排水孔,我也會叫胖靈精在旁觀察兩者化學反應產生的氣體煙霧,即二氧化碳(Carbon Dioxide)二氧化碳的煙無傷害性,也會請他摸摸看,並告訴他「這就是二氧化碳,你吸進去氧氣,呼出來的就是二氧化碳」。其實就是小小孩可以做的火山爆發實驗

 2. 口訣

編押韻短句教簡單的自然法則或原理,例如植物長大需要陽光、空氣和水;光的三原色-紅綠藍;彩虹有七色-紅橙黃綠藍靛紫。像口訣一樣,朗朗上口又好記!回娘家時,台南阿公教他台語「螞蟻八千斤(指螞蟻爬樹的氣根,聽起來像螞蟻有八千斤重)」,胖教台南阿公「植物長大需要陽光、空氣和水」,也是教學相長。

實例三:因為家中透明水瓶正好像三稜鏡一樣使光折射,產生彩虹七色的色散,我發現後就叫胖比來看,順便能教導或複習彩虹七色-紅橙黃綠藍靛紫。之後他在家或外出時發現折射出彩虹,也會叫媽媽來看。

實例四:帶胖靈精外出時,看到花草樹木等植物,就會「洗腦」:「植物長大需要陽光、空氣和水!」。後來轉秋,看到綠色葉子和黃色枯葉(配合第一點:觀察),就會教:「綠色葉子是因為裡面有葉綠色、chrolophyll,是一種色素、pigments。葉子變黃色是因為葉綠素變少或沒有了,剩下葉黃素或胡蘿蔔素、carotenoids。」

 3. 直接教科學名稱並說明

遇到抽象的概念,如地心引力(gravity)、能量(energy)、電子(electron)等,可直接指稱科學名稱,並利用它的特性或後果來說明。

實例五:胖靈精(3Y~4Y)問我「為什麼東西會往下掉?」

我答:「這就是地心引力,gravity。地球上的東西都會往下掉,因為地球有地心引力,把東西往地心方向吸。」

然後找出掉了不會破的東西,例如球、書等物品,讓他實際看到物體都會往下掉,這樣他就懂了!

他長大一點(4Y~5Y)有再問我:「那有沒有地方,東西不會往下掉?」

我當時只想到「太空,因為太空裡是真空,就是沒有空氣,所以東西都不會動。但是不會往下掉的,媽媽要再想一下或一起去找答案。」

其實不會,就直接回答不知道,但是可以邀請他一起去找答案。

 4. 知識相互聯結

胖靈精(2Y~3Y)愛看翻翻書,我買了一套Usborne Flap Book,看了才發現概念有點難,但胖還是想看,所以親子共讀還是一起看。

後來發現有中文版:(這套書蠻推薦的,不論中文或英文)

雖然每一頁都解釋超久的,但我很喜歡這樣的親子共讀與學習。胖挑的第一本是「See inside Energy」(能量),畢竟有形能量如光電,還比較好解釋,但像核能就難解釋了。儘量解釋,能理解就能理解,不能理解的可以晚點再教或再想其他方法來說明。

胖很喜歡聽我解釋,也會問問題,當然就儘可能回答。講解完之後會幫他做總結:能量轉移都從高往低,例如水由高往低處流;高溫把能量傳給低溫,最終達平衡(equilibrium),達到一樣的溫度;東西由高往低掉,高位能往低位能移動,就是地心引力!

 5. 擬人化、故事化

實例五:親子共讀看人體構造的書,有畫出紅色帶氧血、藍色缺氧血(編口訣,也容易記起來),所以就順便教胖靈精(3Y~4Y)什麼是紅血球、血小板和白血球

先教紅血球:胖靈精沒流血,我剛好當時有傷口流血、結痂中。

我問:「還記不記得媽媽有流血?」

胖:「有記得。」

我邊解釋邊投入演出:「那就是紅血球,一顆一顆、很小顆很小顆地流出來了,他們看到皮膚有傷口,就大喊「衝啊~衝啊~」,全部往傷口方向跑,所以就流血了,流紅色的血。為什麼是紅色?因為它有鐵,鐵是紅色的。」(本來還想順便教一個紅血球會帶八個氧,即四個氧分子,但還要說明氧分子……這部分就先保留不說了。)

接下來教血小板

媽媽換演血小板:「血小板看到紅血球往傷口方向跑出去了,血小板就拿著它的板子跑到傷口那邊檔著紅血球說「不能出去、不能出去」,然後用他的板子把傷口「釘、釘、釘」,全部封起來,這樣紅血球就跑不出去了。」

然後才教白血球

再換演白血球:「白血球如果看到細菌或病毒跑進來,就會攻擊它!只要發現細菌或病毒,拿著它的刀劍武器「杜蕊,杜蕊……還沒死,擱杜蕊」(台語,並作勢搔胖靈精),然後細菌和病毒就死了!有些白血球會直接吃掉細菌或病毒,但是吃太多也會撐死(就是吞噬細胞)。」

這樣胖靈精就能了解:紅血球流血、血小板止血和白血球殺細菌的功能和簡單概念。後來胖靈精生病、在流鼻涕,順便複習紅血球、血小板和白血球

胖靈精說:「鼻涕像起士「牽絲」(台語)」。

我:「你看你鼻涕「牽絲」,因為你的白血球殺死很多細菌或病毒,鼻涕裡面都是細菌病毒的屍體,有些白血球殺太多細菌病毒,也累死了。有沒有覺得你的白血球很厲害啊?」

胖靈精:「有啊!!!」

我:「對啊,所以趕快吃蛋和魚肉,補充蛋白質,才能長出新的白血球!!肉或波菜也有鐵質,也能幫助製造紅血球哦!」

複習(見第九點):若遇到流血,再教導處置傷口、安撫患者(我都會裝可憐,要胖靈精幫我「呼呼」),又可以順便複習!

 

實例六:肥皂或清潔用品成分有兩端,一邊親水(hydrophilic)、另一邊厭水(hydrophobic )親水端(hydrophilic):超喜歡水,看到水就要抱抱、親親,hydro就是「水」,philic就是「喜歡、喜愛」;親油端(hydrophobic,或稱疏水端):討厭水,看到水就說「你走開」,可是很喜歡跟油親親,phobic就是「討厭、害怕、不喜歡」。胖靈精(3Y~4Y)用彩色筆畫畫,畫到自己的手,這很正常,洗掉就好了。我就順便教他「為什麼肥皂可以洗掉彩色筆」。

我問:「你吃貢丸時,是不是用筷子插貢丸吃,很方便?」

胖靈精:「嗯,對啊!」

我分段說明:「肥皂裡面就有很多這樣形狀的東西,就像一顆貢丸插在筷子上,然後超多根的,可是他們排得很整齊,都很乖、守規矩!」

「親水端,就是貢丸這邊,喜歡跟水親親,全部排在一邊;親油端,就是筷子那邊,喜歡跟油親親,所以排在另外一邊。你用肥皂搓搓搓,親油端看到你身上髒髒的油或是彩色筆的顏色油油的,就馬上衝過來,像吸盤一樣把油吸、吸、吸,黏住、抱抱、親親,就把油都包起來了,所以才有這麼多泡沫。」

「接下來你開水龍頭沖水,親水端本來很閒、沒事做,「都沒有人跟我玩,好無聊哦~」,一看到他喜歡的水來了,「哦耶~~可以玩水了~~衝啊~~」,怎麼跟你一樣喜歡玩水呢??……換親水端就衝過去抱抱、親親水。」

「可是親油端和親水端像雙胞胎(用連體嬰解釋更好,但當時不了解連體嬰,暫用雙胞胎代替),連在一起,親水端衝過去找水抱抱親親的時候,吸了油污的親油端就被跟著拉過去,邊喊「救命啊,救命啊~你不要拉我啦~我沒有要玩水啦~~~」,結果因為連在一起,所以就一起被水沖掉了~~你的手就洗乾淨了,這樣懂了嗎?」

複習:因為用筷子插貢丸比喻,所以下次遇到筷子插丸子,我會故意裝不知道問「這形狀好像什麼東西哦?」,如果他還沒記起來,就給提示「是洗手的肥皂還是橡皮擦?」(故意出會混淆的選擇題🤣)。那陣子洗澡或洗碗也都可以複習,因為清潔用品大致上原理相同(省略界面活性劑,已經比較簡化了)。

 6. 具體化

實例七:使用顯微鏡(🔎請參考:5歲玩什麼?【日本Raymay】攜帶式隨身顯微鏡:100~250倍率,輕巧玲瓏、方便攜帶,搖身一變成為小小科學家!手機觀測/拍照夾方便觀察記錄,還能放大影像,看得更清晰!)觀察樹葉背面,看到了樹葉的氣孔(stomata)。但如何跟胖靈精(5Y7M)解釋樹葉的氣孔呢?我是這樣說的,供大家參考!

我解釋:「氣孔(stomata)只長在樹葉的背面。一個氣孔有左右兩扇(用手比形狀,如下圖),就像窗子一樣,可以打開,也可以關起來。如果樹葉要呼吸時,窗戶就是它的氣孔,就會咚、咚、咚打開,而且可以散熱,所以水氣也是從背面氣孔送出去哦!如果樹葉覺得好冷或是太乾燥,表示要關窗啦,那氣孔就會咻~關起來~。(用兩手模擬氣孔開關)」

胖靈精問:「那為什麼它的氣孔這麼小?」

我:「對啊,它氣孔很小,可是它有好多好多個氣孔可以讓它呼吸和進行光合作用(photosynthesis),才能製造很多氧氣給你呼吸。可是你只有兩個鼻孔,那你輸它耶~」

胖靈精:「哪有!」

可是你明明兩個,輸好多顆啊~兩人又相視而笑😄😄😄~這樣胖靈精就了解氣孔的樣子和功能了!複習時(見第九點),胖靈精也會用手勢跟爸爸解釋什麼是氣孔。

 7. 不懂沒關係,引導推論或反問,讓他自己再去觀察注意和思考

實例八:慣性(inertia,這概念涉及相對運動和力學,對胖靈精來說的確太過抽象,比較難理解。但我沒有要求胖靈精(4Y9M~4Y10M)一定要懂,而是對他拋出一個問題或指出一個現象,讓他再次好好觀察日常生活、思考現象,等哪天他有他的邏輯推論出現時,可以跟媽媽討論(又是媽媽的智力測驗)。

胖靈精太期待台南阿公的生日,一直追問我:「台南阿公生日到了沒?」

終於等到台南阿公生日了,我提醒胖靈精:「可是你還沒買蛋糕啊?」

胖靈精:「就在樓下(麵包店有)買一個蛋糕,然後爸爸開車載我們回台南!」

我:「可是你在台北買蛋糕,要怎麼帶回台南?」

胖靈精一副「交給我、就搞定」表情說:「我把蛋糕夾在腿中間,爸爸開車回台南啊!」

我繼續考他:「可是這樣蛋糕會搖壞啊!」

胖靈精不以為然地說:「不會~我把它夾住,它就不會搖!」

我「老神在在」回:「會啊,因為有「慣性」、inertia!因為爸爸車子開走,你跟著搖,蛋糕也跟著你搖啊!」(做往前動的姿勢)

胖靈精堅持己見說:「不會~~~我跟蛋糕都沒有動!!!」

媽媽氣定神閒回:「所以,爸爸車子開走,你跟蛋糕都沒有動……那爸爸車子開車,你跟蛋糕就留在台北,我跟爸爸就回台南囉!這樣對齁?!?!🤣🤣🤣」

胖靈精說不出話來,滿腦和滿臉寫滿「❓❓❗❗」。我知道胖靈精還不懂,應該是卡在「他沒有動、但他又有動」的矛盾中(⬅️媽媽私心覺得這表情超可愛~),我的心態是「我知道你還不懂,但媽媽會等你~」。至少拋出一個現象讓他之後可以去觀察、注意和做聯結,例如捷運或公車要起動或停下來時,我們身體也會跟著移動的現象。

 8. 自問自答,尋找多種可能性

我雖然喜歡胖靈精問問題,但有時候一時之間不知道怎麼回答,或是他之前已經問過類似的問題,或有時我在忙、沒時間想出完整的回答,我就會請他自己先想想看「有哪些可能性」,再一起討論哪些可能性比較有可能發生、合理或確定為真。透過一來一往的問答討論,訓練邏輯能力。

 9. 複習

每次學了什麼新概念,有時我會考老公,例如「老公,你知道怎麼跟胖靈精解釋氣孔嗎?」,承上實例七,老公的無敵絕招:「去問媽媽!」(你家老公也這樣嗎?),立刻白眼老公,然後請胖胖小老師出場,「胖比,爸爸不知道什麼是氣孔耶,你教爸爸~」。這樣一搭一唱,配合得正好,老公知新、胖比溫故。其實有時大人最好裝不懂一下(老公是真的不懂氣孔,真巧~),讓孩子有機會複習,並練習說明給別人聽,如果他能講到別人聽得懂,表示他懂了!

 

有時媽媽真的不得不佩服胖比的創意類比,有次他利用家中的東西做了一個設計,並問「媽媽,你猜這是什麼?」(Instagram)。

「不知道耶……燈塔?」

「是地震儀!」

媽媽秒懂,因為他用了候風地動儀的概念(🔎請參考:小螢火蟲 中國歷史地圖:作者洋洋兔手繪中國歷史書,可愛逗趣的插畫,佐以簡潔文字說明,介紹各朝代人文歷史知識,還有歷史事件時間表,一目瞭然!推薦一起親子共讀哦!),講解時我說球球掉進哪隻青蛙的嘴巴,表示哪個方向有地震。他截取到「球球掉下來=地震」的概念,從此我們家有了家用型地震儀了~🤣🤣🤣只是非常敏感,任何風吹草動或人經過都算地震,非常不準🤣🤣🤣!

 

學齡前兒童總是愛問「為什麼」,分享上述方法、技巧原則與實例來教小孩科學概念與知識,供大家參考!

 

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關於作者與本篇文章

Psyche賽心姬

媽咪咪英文名Psyche,譯為賽姬。台大臨床心理研究所畢。分享融入心理學的育兒經驗,故粉專命為賽心姬。曾任台北美國學校與台北歐洲學校的家教老師。目前為全職媽媽。想生第二胎,故記錄第一胎胖靈精的育兒經驗,供日後參考,也歡迎新手爸媽們參考交流!也會分享親子生活、旅遊與美食哦!歡迎大家「加關注」!

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