兰本达：结构体现意义的水平层次.doc

兰本达：结构体现意义的水平层次节选自（美）兰本达小学科学教育“探究研讨”教学法随便举出孩子们的发现：水进去后浮得很低的威化球，使纸杯沉下去的弹子，只有灌满了水才会沉下去的乒乓球，或者想象中的窝成球状（！）里面装有空气的钥匙。你说，通过支配这些材料的经历和对这些经历的讨论，就会使孩子们通晓阿基米德原理吗？我经历和对这些经历的讨论，就会使孩子们通晓阿基米德原理吗？我们也认为不会！但是，如果我们接受这样的看法：对概念从最初步的理解到完整精确严密的理解之间，存在若干不同水平层次。在每一水平范围内的理解都是“正确的”，又都是片面的、不精确不严密的。接受了这样的看法，我们就可以来审查孩子们从支配具有沉浮结构的材料的经历中，所探求到的意义了。（本书第二、三、六章将详细讨论这种达到概念的不同水平层次问题。）这里记录的沉与浮这一课，是中等阶层社会一年级比较聪明的一个班的学生在课上的反应。这些孩子们对浮力的理解达到了第二层水平。在第一层水平，孩子们通常在发现轻的东西会浮、重的东西会沉之后就感到满足了。在第二层水平，他们才象罗斯太太的学生们那样，表达出他们对空气的发现：里面有空气的东西会浮。即使在看不到空气可以占据空间的情况下，孩子们也能运用陈述的逆推断出空气的存在：因为肥皂会浮，所以里面一定有空气。请注意所达到的这些不同水平层次的概念。一个成绩较好的三年级班的学生进行的研讨可以说明第三层水平。鲍勃：我的弹子在水中沉了下去。我用铝箔包上以后，仍然会沉。但是铝本身却会浮。艾丽丝：那是因为弹子使铝变重了，才沉下去的。雷：只有非常轻的东西才会浮。迪克：我的铅笔会沉吗？D小姐？D小姐：同学们，你们怎么想？（如果受到鼓励，班上一般会找出答案的。）瓦莱莉；我认为会沉。D小姐：让我们试一下看。乔，你给大伙儿做一下好吗？乔：瞧，真的沉了；铅笔沉下去了。亚瑟：也许小铅笔头会浮，我这儿有一个小铅笔头。D小姐：试试看，亚瑟。亚瑟：咦，它怎么也会沉呢？它多轻呀！霍华德：可是餐巾纸比铅笔轻多了。（孩子们在水里放了一些餐巾纸。）这就是原因所在。弹子和那块肥皂一样大。弹子沉下去，肥皂却浮着。乔：我想那是因为弹子要重得多。韦德：如果各种东西大小一样，我看，重的东西会沉。对吗？D小姐？D小姐：让我们看一下。我这儿有一块橡皮，和这支钢笔一样大。我把它们都放到水里，你们说会怎么样？要大家作出预言！范：我看橡皮会沉，钢笔也会沉。霍华德：不对，范。我们知道钢笔会沉，但是橡皮比钢笔轻，我想橡皮会浮。乔：我们能不能试试看？D小姐：安妮，你来试试，好吗？霍华德：明白了吧？范？一样大小的东西则重的会沉。范：不错，轻的东西，比如橡皮，就会浮。虽然这些解释还不能揭示希隆王王冠含金的纯度（阿基米德原来的问题），它们还是表达了孩子们通过运用这些材料和思考的经历所探求出的意义。他们用了许多不同的方法来运用这些材料这对于“提纯”概念很重要；他们使用了许多新的材料组合，观察到了许多不同的相互作用。他们所作的解释符合观察到的情况；这些解释在孩子们理解的水平层次上是有意义的。孩子们还通过这些材料在探求更多的意义。这证明了孩子们所用的程序和真正的科学家所用的程序非常相似，孩子们是在从事着名符其实的探求概念的活动。当然，并不是每个孩子对这些材料都赋予了霍华德所得出的意义。但是，他们摸过了，看到了，也听到了，他们会自己找时间进一步去探究，迟早每个人都会一下子开窍的。“词”只是一个符号。词在说话人的思维中代表什么是一个重要的因素。当然，过了很长时间以后，思想交流要求对每一个符号要有一致的意义。那么“考察记录”就是这个集体的一致意见，是意义或所达到的概念的共同标准。这是为什么“考察记录”中的陈述比讨论中每个人表达出来的智慧要简单得多、零散得多的一个原因。有的时候在大人门看来，孩子们的陈述看起来也许完全不正确。那么大人要不要马上进行纠正呢？如果要，又该怎么纠正法？用更多的词或者符号？有一个班进行了一个半小时的实验，在随后进行的研讨中一致得出结论说：“有些东西会浮是因为这些东西很重。”老师吃惊地把这一陈述写下来，但是她还是要孩子们解释一下，他们为什么这样看问题。“船是铁做的，它们很重，但却会浮。”“我的乒乓球灌满水很轻，可是却会沉”据我们看来，对这种陈述表示异议应通过更多的实验，而不是从口头上来解释。老师写完刚才提到的那节课的记录后，把班上的孩子们分成两组。一组设法使各种会沉的肥皂浮起来。他们把肥皂削成薄片放入水里，用打蛋器搅拌，使之混入空气，然后把肥皂泡水放到暖气片上的加热，得到的东西就象剃须膏。另一组则设法使一个雪球沉下去这是对常见暴风雪的一种很好的随机利用。孩子们戴着手套使劲把雪压紧，可是他们发现雪还是沉不下去。他们又累又失望。雪总是在“沉下去”以前就化成了水。这一节课之后的讨论再没有人提到“重就会浮”的理论。教师也不必要去“纠正”错误的符号性的表述。用新的超过原来的材料引入新的激励思考的论据，会促使产生出更确切的陈述。同样，支持先前的陈述的那些论据一再突出的是早期的那种概念的形成。下一个阶段是浮力概念的形成。这个阶段也许会达到大多数非科学家成人所能达到的水平层次。现在轮到你了你也许会想要参加某一个经历，写下你自己通过观察探求到的意义。当然，你也得准备一些材料！用几点食物染色剂把制冰的容器染上色，等你制成有色的冰块之后，在杯子里装上半杯水，再倒上一英寸的食物油，然后把彩色冰块放进去。观察会发生什么？为什么？漂浮现象有广泛的表现：气体可以彼此相浮，液体也如此；甚至有些固体也可以说是浮在另外一些固体上的。热空气浮在冷空气之上，热水浮在冷水之上，冰浮在某些油之上。比重小的物质浮在比重大的物质之上。因为比重的定义（物体的重量与体积之比值）有两个相关的变量（重量和体积），如果我们使一个变量成为常数，问题就会简单得多。设想一下取一立方英寸的各种材料，它们的重量彼此有什么关系呢？如果你把一立方英寸的下列物质的重量比较一下，你也许可以把它们按比重大小排列起来，这就是一个什么物质会浮在什么物质之上的次序表。试试看：木头、冷水、二氧化碳、铝、油、热空气、热水、冰、冷空气、铁、