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第七屆信誼嬰幼兒發展研討會
專題演講摘要

第七屆信誼嬰幼兒發展研討會 專題演講摘要

幼兒對幾何形體與空間組合的知識概念

主講人:Dr. Kathryn Hirsh-Pasek

空間組合技能,例如將形體組合起來或拆開,是理解科學(Science)、科技(Technology)、工程(Engineering)和數學(Mathematics)(四者合體簡稱STEM)的基礎。然而,「空間概念的學習」在心理學與空間概念發展的研究領域中才剛剛萌芽。這場演講將回顧此領域目前最尖端的研究結果。

在先跟聽眾們介紹了空間技能之於我們日常生活的重要性之後,這個演講將呈現我們針對3到5歲兒童所進行的大型長期追蹤研究的結果。此研究和其他相關的研究讓我們得以深究空間概念的發展,並提出五項問題:(一)兒童對於空間概念(例如:幾何形體)有什麼了解?(二)何為教導兒童各種幾何形體和其特性的最佳方式?(三)我們能測量幼兒的空間知識嗎?而這些測量結果是否可預測幼兒未來正式入學時的空間概念甚或數學知識?(四)這些空間技能如何與其他技能(如大腦執行功能)交互作用進而預測未來的數學表現?(五)以上的研究成果,能對父母、老師、政策制定者各有何啟示?

在我們即將出版的論文集當中(Verdine et al., 2016),我們描繪了兒童在空間發展、幾何學或形狀學習等領域所展現的早期能力。這些基礎的空間技能雖然很早便開始發展,然而不同群體的表現卻非一致。例如,美國低收入家庭的兒童較少有機會玩拼圖和積木,因而在這方面的表現比有豐富的機會接觸以上玩具的同儕落後(Verdine et al., 2014)。如果兒童能夠在「參與式的主動學習」與「引導式遊戲」的情境中玩拼圖和積木,透過成人提供的空間語彙(如形狀、方向、位置等資訊)以助其攫取空間知識,那麼這些特定情境的經驗能否提供一個完美的媒介,傳達給幼兒並讓其發現空間概念的基礎資訊呢(Fisher et al., 2013)?

我們的研究不只闡明在什麼情境下兒童能學會更多關於空間的語彙,還透過我們新發展的稱之為TOSA(Test Of Spatial Ability:空間能力測驗)的積木組合作業來評量空間能力。此評量提供我們重新思考兒童在空間能力上所自然產生的個別差異,並指向可能的介入方式。透過對三歲兒童進行併用二維和三維的TOSA測驗,我們不但已能預測幼兒童當時的空間技能,也可預測兩年後正式入學時的空間和數學能力。而經濟弱勢與中產階級家庭中的兒童在三歲時便已在TOSA的表現上有明顯差異,且此差異保持到五歲仍然存在(Verdine et al., in press)。就如同若日常接收到的大都是低品質的語言刺激的幼兒會出現語言發展的落差,空間概念的發展也會因類似的原因而產生落差。過去已有多個研究發現,幼年時的數學技能可以預測直到12年級的學業成就(如:Wolfgang et al., 2001, 2003;Ducan et al., 2007),而這些研究結果直指早期空間教育對於數學領域的就學準備和未來在STEM相關領域上的長期成就的重要性。

當然,空間技能不會獨立運作,而是與其他「學習如何學」的技能(如:包括注意力、認知靈活度、記憶等之大腦執行功能)協力合作,以支持早期的學習,並為STEM領域奠定有力的基礎。再者,這些技能皆具有可塑性,亦即可透過教育而改變幼兒的發展路徑,朝向更有利於學習STEM的方向。

這個剛萌芽的研究領域強烈建議我們能夠,也應該,關注空間概念的學習——我們應該將教室、家裡和圖書館的空間教育活化,好讓所有的兒童在STEM領域的學習上都能有個健全的開始。這些研究也點出令人興奮的未來研究方向。