儿童空间认知能力发展相关研究概述

儿童空间认知能力发展相关研究概述

摘要：本文主要对幼儿空间认知发展进行研究阐述，重点介绍了以往研究儿童空间认知的实验方法、研究结果等具体从儿童包括对物体形状、大小、远近、方位等特性以及长度、面积、空间表证和推理能力的发展进行概述。

关键词： 儿童 空间认知 能力发展

1 幼儿空间知觉的发展

1.1形状和大小的知觉发展

形状和大小是物体的空间特性。婴幼儿正发展着客体的实物概念(即各类事物具有不同的物理属性，因此能彼此加以区别) ，也发展着对形状和大小的认知。

儿童区分形状和大小的能力任婴儿期就开始发展了。研究者以测量婴儿注视时间的长短为指标，测量婴儿对各种图案的知觉。他们发现，几个月大的婴儿也能对一些视觉图形加以区分。如婴儿注视有图案圆盘的时间要长于对素色圆盘的注视时间，研究人员还进一步发现，婴儿的视觉偏爱发生得更早：在对新生儿进行的一项实验中，新生儿对正常人脸图形的喜爱程度高于对非正常的人脸(眼、耳、口、鼻混乱排列) 的喜爱。

这些研究结果都表明，自婴儿期开始，儿童视觉区分图形形状的能力已开始发展。大约从初生后第五六个月起，随着儿童能手眼协调地抓控物体，儿童就开始积极地知觉物体的外形。2、3岁儿童对其

周围经常见到的熟悉的物体已能辨认，也能认识一些简单的图形，如圆形和正方形。但对于复杂图形的知觉还很困难，还难以辨别两个图形的细微差别。尽管有些2、3岁的幼儿认识正方形，但如果把正方形偏转45°放在桌子上，再令儿童辨认时，由于经验的局限，他们还会感到为难。

大小是幼儿必须懂得的另一种物体属性。儿童在婴儿期就开始认识大小。到2—3岁，儿童学会把小的盒子放在大盒子里面，玩“大套小”的游戏。但有关研究表明(沈家鲜，1987) ，大多数4岁以前的儿童对“大小”一词的理解还有困难，让他们比较两个形状相同、大小不同的物体时，他们不会区分，而只会分别指着两个物体说：“这个大、这个大”或“两个都大”、“两个都不大”等等。对于“有多大”的问题，儿童更不能理解。幼儿对“大小”的意义理解有困难，这是毫不奇怪的，因为大小往往涉及二维或者三维空间。

如何发展儿童的形状大小觉知？幼儿对物体形状和大小的认知发展是以知觉的恒常性为基础的。因而发展幼儿的形状、大小知觉就要鼓励幼儿多看、多摸，多用手去操弄物体，如在学步儿阶段(1岁。2岁) 就可让儿童玩形式板游戏，将各种不同形状的木块放在相同形状的凹槽之中，或玩“七巧板”，将各形状的木块拼成一个正方形或苹果、梨子的形状等，发展他们的触摸觉。婴幼儿的天性是爱动的，喜欢这也模模，那也碰碰，如果成人感到这种行为十分“讨厌”，禁止婴幼儿触模物体，也就剥夺了他们成长所需要的经验。

1.2距离知觉的发展

距离知觉或称深度知觉在婴儿期已开始发展。在幼儿期，视力正常儿童的距离知觉能力发展很快，他们已能根据各种距离线索判断物体离他们的远近。如让3—4岁的幼儿观察一张乡村风景画，画面上小房子遮盖住房后的树木，幼儿懂得房子在树木的前面，它离人们更近些。幼儿虽然发展了距离知觉，但其距离概念还有待于发展。

1.3方位知觉的发展

方位知觉是指对物体的空间关系位置和对个体自身在空间所处的位置的知觉。幼儿对空间方位知觉的发展常感到困难，这是因为：(1)物体的空间方位具有相对性，如“桌子在我的前面，椅子在我的后面”，但当我身子旋转1800后，桌子、椅子跟身子的前后关系就恰巧反过来了。决定同一物体的空间位置取决于它以什么作参照物。

因此幼儿要做出物体方位知觉判断，首先要决定以什么作参照物。幼儿判断自身对面物体的左右关系尤为困难，因为这需要幼儿在思想上作“心理旋转”，才能理解对面事物与自身的逆反方向关系。同时幼儿要理解掌握标志空间方位关系的词。通过方位词与具体事物的结合，儿童就容易记住了。

我国心理学家很早就研究了我国幼儿空间方位知觉的发展(方芜秋，1958) 。研究发现其一般的发展趋势是：3岁儿童仅能辨别上下方位；4岁儿童开始能辨别前后方位；5岁儿童开始能以自身为中心辨别左右方位；6岁儿童还只能达到完全正确地辨别上下前后四个方位的水平，以自身为中心的左右辨别尚未发展完善。皮亚杰和埃尔凯德(E比nd) 曾先后研究了儿童左右概念的发展，得出的实验结果大致

相同。我国有人重复了这一研究(朱智贤等，1964) ，所得结果证实了我国儿童也大致存在着同一发展趋势。

1.4长度知觉的发展

长度是一维空间的体现。幼儿究竟是如何认知长度的呢? 皮亚杰在他著名的长度守恒实验中表明幼儿的思维缺乏可逆性，不能返回到原来的起点去考虑问题。

我国心理学家曾重复了皮亚杰这一实验(陆士杰、李洪元，1987) ，他们用的实验材料是三根等长的保险丝，其中的两根保险丝分别作弯一下、弯两下的变形。实验结果表明，5。6岁儿童基本上不具备稳定的长度概念：他们认为直的保险丝最长，弯一下的短，弯了两下的最短。这些儿童的眼睛总是盯在实物上，实物形状的变化把他们弄糊涂了，当要求他们动手把弄弯的保险丝重新拉直再比较时，他们才能确认这些保险丝是一样长。也就是说他们的思维处于感知动作水平。

1.5幼儿对面积的认知

面积是两维空间的体现，幼儿是如何建构两个维度(表现为横坐标和纵坐标) 的空间概念的呢? 幼儿是否形成了稳定的面积极念呢? 皮亚杰曾做过研究。

皮亚杰曾通过对客体空间定位的实验，探查幼儿对二维空间的建构。依据儿童的作业表现，他将儿童的发展划分为三阶段，阶段1：最年幼的儿童不会使用任何工具做定位测量；阶段2：属过渡阶段，儿童懂得利用工具(如尺子) 对红点的位置做上下方向或左右方向的测量；阶段3：儿童能建构垂直和水平座标轴，并用数值加以表示。

皮亚杰还设计了著名的“农场母牛吃草”的实验探查儿童面积守恒概念的发展。实验结果发现儿童通常7岁半左右才能摆脱直接知觉印象的干扰，实现判断正确。也就是达到了面积守恒的理解。

皮亚杰学派曾探查过儿童容积概念的发展。实验结果表明，儿童约11、12岁才能解决这一容积守恒问题，它的发展迟于长度守恒(约6-8岁) 和面积守恒(约8-10岁) 。也就是说，在形成科学概念的水平上，跟儿童对间概念的朴素认知次序相逆转，儿童是先认识一维空间，然后认识二维空间，后是三维空间。我国心理学家对我国儿童容积守恒的发展也做了类似的研究，得出与皮亚杰类似的研究结果(王文忠、方富熏等) 。

2、空间表征能力的发展

2.1二维和三维空间表征能力的发展

在我国进行的向4—6岁幼儿提供实物、照片和语言指示三种条件，要求儿童进行计数、操作和比较活动，探查幼儿空间表征能力的发展(方格、S ．blad 等，1982) 实验。结果表明：(1)随数目的增多，通过的人数百分比相应减少。 (2)比较两种计数活动，无论4岁组还是5岁组都是实物计数优于按照片计数，这是由于在按照片计数中，儿童要仔细审视照片中的积木，实现二维空间向三维空间的转换，特别是房子的重叠隐蔽部分，幼儿需要凭借房子形体的轮廓线索，运用空间表象能力才能实现这种转换。

实验的第二部分是令幼儿按照片进行实物操作，即要求幼儿按照呈现给他的照片，用积木搭一所房子，以及按语言指示进行实物操作。

实验结果表明，5岁组儿童“按照片”比“按语言”的正确率高得多，分别75．8％和24．1％，

实验的最后一部分，结果表明，这一能力随年龄而增长，幼儿三维空间向二维空间转换的能力也随之增长。

2.2对客体空间定位表征能力的发展

对客观事物(也包括作为客体的自我) 的空间定位是幼儿必须具有的一种空间认知能力，这涉及到对客体空间位置的表征能力的发展。我国进行过的一项研究是以一个真实的房间为中等范围的实验空间(4x 4．5米) ，分别从运动、照片和“地图”方面对4、6岁幼儿的心理旋转及参照信息的使用等空间表征的发展做了考察(徐凡，1989) 。

实验结果表明，不同的实验方式中儿童的作业成绩并不相同。在“运动”部分，对客体定位不论不旋转还是旋转，儿童已基本上对客体做出正确的定位。在“地图”部分，不旋转时各种行为指标的正确率与运动部分接近，但旋转后，4—5岁的正确率都比运动部分显著地低，造成这种差异的原因可能在于“地图”部分要涉及二维和三维的转换，大小空间的转换，这种转换在旋转后，直接影响儿童的判断。照片部分在该实验中显得最难，这可能是因为它涉及二维、三维之间、大小范围之间的转换，但它又不具有整体结构的信息，被试必须通过想象，利用表象来扩充照片，然后再同现实空间比较。

研究结果还发现，儿童空间定位的自我中心性反应是相对的，并不一律取决于儿童的年龄；当存在有鲜明而接近的客观标记时，儿童

更倾向于使用这种客观标记进行空间定位。

2.3空间传递性推理能力的发展

传递性推理是指对元素排列次序关系的一种推理。比如A ，B ，B ＞C ，由此推出A ＞C 。据认为它是儿童逻辑推理能力的核心。

皮亚杰学派曾对传递性推理做过研究。发现，前运算阶段即学前儿童传递性推理是不能做到的，具体运算阶段儿童(7。11岁、12岁) 才具有这种认知能力。但随后有人指出，学前儿童在传递性推理中的困难大部分是由于在短时记忆中保持前提信息有困难而造成的。也就是说，儿童不能很好地完成传递性推理任务，不是其推理有问题，而是在记忆上存在困难。

近年来，我国有人对学前儿童有关长度关系的传递性推理能力进行了研究。研究发现即使3岁幼儿己萌发了解决三项系列问题的传递性推理能力，而5岁儿童已基本上具备了这种能力(李红，1997) ，而另一研究发现，3。6岁儿童能解决五项系列的传递性推理问题(魏华忠、宋世龙，1994) 。

在空间方位传递性方面，研究发现，4岁组被试已开始萌发了空间方位传递性推理的能力，无论是在前后或上下方位推理任务中，其作业成绩有随年龄而增长的趋势；随着任务难度的提高(从“一致”到“模糊”，到“冲突”) ，3个年龄组幼儿的推理成绩都有所下降，4岁组下降得尤为明显，这表明4—6岁幼儿还不能排除干扰因素的影响，不能摆脱感知觉的限制达到稳定水平；幼儿对上下和前后两种不同空间方位的传递性推理能力发展又是不同步的，前者优于后者。

总之，幼儿对空间认知的发展受一般的认知发展水平和作业任务的特点的制约。幼儿抽象逻辑思维能力较差，具体形象思维占优势，因此幼儿往往凭借自身的感性直接经验去理解空间事物，并受事物的知觉属性所制约。幼儿关于空间关系的认知一般属于前科学的知识，各种维量的空间概念正在形成中，因此很不稳定。空间是由一维、二维、三维空间构成的，但幼儿直接生活的空间和他们直接接触的众多物体，绝大多数属于二维空间和三维空间。因此，从认知发展来说，儿童是认识一个笼统的三维空间、整体，再分析认识其中的二准、一维空间，或者部分；在已获得了有关概念时，再理解在构成上由部分到整体，由一维到二维、三维的关系。后者是前者在高一级认知水平上的逆转(刘范、张增杰，1987) 。由此看来，儿童对空间的认知发展是沿着整体到局部，再由局部到整体的螺旋式上升运动构成的。

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