计数原则的习得
格尔曼教授继续与她同在罗格斯大学的丈夫兰迪·盖利斯特尔(Randy Gallistel)教授合作,分析儿童通过数量守恒实验所必需的能力。他们提出了一些关键性的问题:儿童对数字了解多少?他们何时开始了解数字?经过大量研究,他们得出了计数的五个原则。这些原则是儿童通过玩一些物体和与人谈论数字自己摸索出来的。在没有大人在旁指导的情况下,孩子仅仅通过玩弄手边的物体就学会了这些知识。换言之,孩子通过我们称为玩耍的神奇活动学习这些原则。
一一对应原则:一件物品对应一个数字“标签”
让我们一起想想,计算一组物体的数量时会涉及什么?如果我们数了某样东西不止一次,很可能会得到错误的答案。幼儿何时理解这个道理呢?这就是一一对应原则。格尔曼教授发现,2岁半的孩子会给一个物品贴上一个数字“标签”,即使他们那时还不能正确地计数。如果给他们看一组4件物品,要求他们计数,他们可能会说“1、2、4、6”,他们给每件物品分配一个数字(即使是错误的数字)。这真是令人印象深刻,他们竟然已经明白,每件物品只能数一次。
固定顺序原则:数字有自己的固定位置
不论孩子的数字表正确与否,他们似乎理解,自己熟悉的数字是以固定顺序出现的。换言之,在数一组事物时,你不能这次说“1、2、3”,下次又说“2、1、3”。如果你让一个2岁的孩子数一组事物,你会惊讶于他的表现。他当然知道要使用数字计数——也就是说,他不会这样回答你:“蓝色、红色、绿色……”然而,他或许不会以你期望的顺序说出这些数字。他可能会说:“1、2、3、4、7。”如果你让他数两组不同的事物,他可能会以相同的顺序来数(即用他自己的数字表)。这是一件很神奇的事,因为没有人耳提面命地教授孩子这个原则,他们观察别人计数,然后在自己计数的实践中学会这一原则。
发现孩子的能力
一一对应原则和固定顺序原则
适合年龄:2~4岁
你的孩子开始使用一一对应原则和固定顺序原则了吗?收集一些物品,排成三组,每组放三四个物品。让你的孩子对其中一组事物进行计数,观察他是否给每个物品都分配了一个不重复的数字编号,据此可以判断他是否用到了一一对应原则。如果他没有使用该原则,那么请几个月后再次尝试上述做法。在不同年龄的孩子身上做以上尝试也十分有趣,你可以看看孩子在一两年的时间里会出现多大的变化。同时,孩子数物品的时候,听听他是否每次都用自己的数字表(很可能是独一无二的),按照相同的顺序去计数,据此可以判断他是否用到了固定顺序原则。
基数原则:一组事物的个数等于最后一个数字的编号
一旦孩子掌握了固定顺序原则,他们就准备好接受重要的基数原则——计数的最后一个数字代表了一组物品的总数。这意味着什么?比如我数了3个杯子,那么我数的最后一个数字3就代表了杯子的数量。从这个角度观察孩子是件乐趣无穷的事,因为他们数到最后,常常抬起头,郑重其事地把嗓门抬高,并且一脸骄傲地说:“6!”也许他们使用了自己独一无二的数字表,但这无关紧要。当他们告诉你,自己数到的最后一个数字等于那组物品的总数时,你便知道他们明白了这个原则。
抽象原则:我可以数出各种东西
《芝麻街》中“伯爵”这个角色向我们解释了下一个原则,即抽象原则。任何事物都能被计数——我们可以数鞋子有几双、从窗前飞驰而过的汽车有几辆,甚至是午饭后接到的推销电话有几次。数字是世界通用的,适用于任何地方、任何事物。幸运的是,尽管不同语言中数字的表达方式不同,计数的原则却是世界通用的。
顺序无关原则:从哪里开始计数并不重要
皮亚杰讲过一个故事,说他的一位数学家朋友对自己小时候的一个顿悟时刻记忆犹新。他当时在玩一些石头,把它们排成了一个圈。他从其中一块石头开始计数,最后得到的结果是“6”。然后,他挑选了另一块石头作为数字“1”,同样得到了“6”这个答案。神奇!不论从哪块石头开始计数,结果都不会改变,他总能得到相同的答案。皮亚杰的朋友完全靠自己发现了顺序无关原则,而其他孩子也是如此。该原则告诉我们,我们不仅能够计数想要计数的东西,还能以任意顺序、从任意起点开始计数。
发现孩子的能力
基数原则、抽象原则和顺序无关原则
适合年龄:2~4岁
给孩子几组物品,你就能分辨他是否使用了这些计数原则。例如,若要检验孩子是否使用了基数原则,你可以问问他“有多少只小狗、小鸟、玩具……”,看看他是否知道,答案是他数到的最后一个数字。看看他是否会对任何事物都进行计数,表现出他理解抽象原则。让孩子数一组有形的物体,然后数一数天空上云朵的数量或是你上周打电话给外婆的次数。他会拒绝吗?还是愿意听你的话,去数你所要求的一切事物,即使那些事物远在天边,遥不可及?
最后,观察孩子是否懂得运用顺序无关原则。以5个物体为一组,指向其中一个物体,要求孩子以其为起点数一数物体的个数。然后指向另一个物体,并让孩子将其作为新起点再数一遍。孩子两次得出的答案一致吗?他愿意照你的指示做吗?你可以询问孩子为什么结果总是一样的。不要期望他能说出有意义的道理,听听他们给出的理由,这本身就妙趣横生。
到了3岁,绝大多数孩子似乎都能运用这5个原则。这些原则在正常的发展历程中会自然显现出来,目前也被早教数学课程和评估所应用。我们是否应当跑出家门购买教学材料,来教我们的孩子这些计数原则?大可不必。首先,即使我们想要教一个2岁的孩童计数原则(我们不明白为什么会有人想要这么做),我们也做不到。你该如何向一个2岁的孩子解释,对一组事物计数的顺序与结果无关?孩子会在适当的时候自己理解这个原则。这些原则过于抽象,孩子是无法通过听大人的讲解就理解的。这就是为什么他们需要亲身体验周围的事物,从而自己去发现、领悟。
你可以利用玩具汽车、茶杯以及家里的其他日常用品来和孩子玩“数学”游戏,无须购买什么特别的东西。抽象原则告诉我们,无论孩子看向哪里,他们都能找到那些隐蔽的数字。如果我们和他们一起观察,便能从数小虫、蛞蝓和炸薯条中找到乐趣(但愿炸薯条没有和前两者放在同一组)。至于学习加减法,除了数字之外还牵涉别的因素。这就引出了学习抽象等式的下一步——数轴(number line)。