劉雁伶 曾曉青 左 玲 黃樂輝 陳水平 胡竹菁

(1江西科技師范大學教育學院,南昌 330038) (2江西師范大學心理學院,江西省心理與認知科學重點實驗室,南昌 330022)(3江西省八一保育院,南昌 330008)

1 問題提出

科學思維能力包括形成假設、檢驗假設和評估證據(jù)的能力(Klahr,Zimmerman,&Jirout,2011)。在學前階段結(jié)束時,兒童能使用與科學家相似的方法形成和檢驗假設,這些方法包括：分析數(shù)據(jù)中的統(tǒng)計信息、做實驗、從其他科學家的數(shù)據(jù)和觀點中學習(Gopnik,2012)?，F(xiàn)有研究分別探討統(tǒng)計信息(Kushnir &Gopnik,2007;McCormack,Frosch,Patrick,&Lagnado,2015)、實驗結(jié)果(Cook,Goodman,&Schulz,2011;Lucas,Bridgers,Griffiths,&Gopnik,2014)和證人證詞(Jaswal,Croft,Setia,&Cole,2010;Lane,Harris,Gelman,&Wellman,2014)對兒童科學思維能力發(fā)展的影響,但是直到最近,三方面信息如何交互作用,特別是證人證詞如何與兒童自己的行為和觀察共同影響科學思維的問題還遠沒有得到解決(Sobel &Kushnir,2013)。

兒童科學思維能力發(fā)展研究的主線之一是探究兒童如何利用證人證詞。研究發(fā)現(xiàn)：3歲及以下兒童非常相信成人提供的證詞(Jaswal et al.,2010;Krogh-Jespersen &Echols,2012),不管證詞是否與自己的觀察結(jié)果矛盾,也不管證人的身份(Jaswal,2010),這一現(xiàn)象和其他研究中兒童輕信成人所提供信息的現(xiàn)象被統(tǒng)稱為默認偏差。但是如果有機會觀察到與證詞矛盾的確鑿證據(jù),部分 2.5歲兒童就能夠擺脫錯誤證詞的影響(Jaswal,2010,實驗 3透明杯子條件和實驗4);4歲兒童比3歲兒童更多依賴觀察獲得的、與成人證詞矛盾的證據(jù)而非成人證詞推斷物體所處的位置(Ma &Ganea,2010);如果物體的外表(像一塊石頭)與實際功能(是一塊肥皂)相矛盾,在獲得外表和功能可能不一致的信息后,4.5～6歲兒童在推斷物體功能時比3歲兒童表現(xiàn)出更少的默認偏差(Lane et al.,2014);這些研究結(jié)果顯示隨著兒童獲得越來越多核查證人精確度的經(jīng)驗和兒童自身抑制能力的發(fā)展,默認偏差有逐步減少的趨勢(Jaswal,Pérez-Edgar,Kondrad,&Palmquist,2014)?；谙嚓P(guān)的研究成果,Sobel和Kushnir (2013)提出的理性觀點認為：通過自己的探索,兒童能夠觀察到與證詞矛盾的證據(jù)并使用矛盾證據(jù)核實證詞的精確度;該觀點進一步預測：兒童受證詞影響的程度嚴重依賴于兒童觀察到矛盾證據(jù)的機會和矛盾證據(jù)的強度。但這一觀點和預測是否成立有待于實證研究的檢驗。

分析兒童在因果推理任務中的作答表現(xiàn)是兒童科學思維能力發(fā)展研究的經(jīng)典范式之一(Gopnik,2012),Bridgers,Buchsbaum,Seiver,Griffiths和Gopnik(2016)發(fā)現(xiàn)兒童能綜合一名成人的證詞和另一名成人的實驗結(jié)果推斷物理世界的因果結(jié)構(gòu)：在只獲得成人證詞條件下,分別有 100%、68.75%的兒童依據(jù)證人提供的自信證詞、不自信證詞推斷因果結(jié)構(gòu);在觀察另一名成人實驗,得到與證詞相矛盾的概率性實驗結(jié)果(66.7%的實驗結(jié)果與證詞矛盾)后,這一比例分別下降為52.63%、10.53%,其余被試依據(jù)實驗結(jié)果推斷因果結(jié)構(gòu);在觀察到與證詞矛盾的決定性實驗結(jié)果(100%的實驗結(jié)果與證詞矛盾)后,所有兒童都依據(jù)實驗結(jié)果推斷因果結(jié)構(gòu)。該研究證實了理性觀點的一部分預測,發(fā)現(xiàn)矛盾證據(jù)的強度越高,兒童受證詞影響的程度越低：以自信證詞條件為例,未觀察到矛盾證據(jù)時 100%的兒童依據(jù)證詞推斷因果關(guān)系,觀察到概率性矛盾證據(jù)后只有 52.63%的兒童依據(jù)證詞推斷因果關(guān)系,觀察到?jīng)Q定性矛盾證據(jù)后沒有兒童依據(jù)證詞推斷因果關(guān)系。但該研究并未考察成人證詞和兒童科學思維的第三種資源：兒童自主探索所獲證據(jù)對兒童因果推理的交互作用。截至目前,我們對自主探索促進兒童科學思維發(fā)展的心理機制還知之甚少(Legare,2014),自主探索與證人證詞對兒童科學思維結(jié)果的交互作用方式還不清晰,本研究借用 Bridgers等人(2016)的研究范式,以因果推理任務為載體,探究兒童自主探索結(jié)果與證人證詞相互矛盾時兒童的科學思維表現(xiàn),進一步檢驗Sobel和Kushnir (2013)提出的理性觀點及其預測。涉及的變量包括兒童的自主探索和證詞的自信程度。

對發(fā)展兒童的科學思維能力而言,系統(tǒng)的自主探索似乎比有意的教學更有效(Gopnik,2012)。兒童在自主探索過程中可以自發(fā)地(不像成年科學家那樣自主和精確)開展實驗(Schulz,Gopnik,&Glymour,2007),經(jīng)歷形成假設、檢驗假設和評估證據(jù)的全過程(Klahr et al.,2011;Legare,2014)。Schulz和 Bonawitz(2007)探究了兒童自主探索的時長和探索方式特征,發(fā)現(xiàn)4～5歲兒童花費更多時間探索模糊的因果結(jié)構(gòu)(相較于清晰的因果結(jié)構(gòu)),75%的兒童逐個水平探索決定因果關(guān)系的變量,從中獲得區(qū)分因果結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵證據(jù)。Bonawitz,Schijndel,Friel和Schulz (2012)探究了自主探索對兒童平衡概念(物體的平衡點是在物理長度上的中點或者是物體質(zhì)量上的重心)的影響,實驗結(jié)果顯示在探索獲得與自己的平衡觀點相矛盾的現(xiàn)象后,超過一半的4～5歲兒童能發(fā)現(xiàn)并使用外部因素(磁鐵)解釋觀察到的平衡現(xiàn)象,說明兒童能夠使用依據(jù)探索結(jié)果修正自己的先驗觀點。這些研究結(jié)果顯示4～5歲兒童能通過探索獲得證據(jù)并基于這些證據(jù)修正自己的觀點。綜合默認偏差和自主探索領(lǐng)域的研究成果,我們可以預期：如果兒童探索獲得與證詞矛盾的證據(jù),他們能使用這些矛盾證據(jù)降低對證詞的依賴,因此本研究引入自主探索變量并形成研究假設 1：5歲兒童能綜合成人證詞和自主探索結(jié)果推斷因果關(guān)系。

相較于那些不可信的證詞,學前兒童更可能相信可信的證詞(Tenney,Small,Kondrad,Jaswal,&Spellman,2011;Brosseau-Liard,Cassels,&Birch,2014),即使該證詞不可能完全準確(如：黃石國家公園里的樹葉數(shù)量,Kominsky,Langthorne,&Keil,2016)。Bridgers等人(2016)也發(fā)現(xiàn)在觀察他人實驗獲得與證詞矛盾的概率性證據(jù)后,兒童更傾向于推翻證人提供的不自信證詞而非自信證詞,因此本研究引入證詞的自信程度變量并形成研究假設2：與自信證詞條件相比,學前兒童更傾向于在不自信證詞條件下依據(jù)自主探索結(jié)果推斷因果關(guān)系。

2 實驗1：證詞自信度和9次自主探索對兒童因果推理的影響

2.1 實驗設計

2×2完全隨機實驗設計,自變量包括證詞的自信度(兩個水平：自信、不自信)和兒童自主探索數(shù)量(兩個水平：無探索、9次探索),設置9次探索的原因是為保證兒童獲得與證詞矛盾的概率性證據(jù),兒童至少需要經(jīng)歷9次探索(見2.4實驗流程)。因變量是兒童選擇某個備選原因的頻數(shù)。

2.2 被試

84名5歲兒童參與實驗1,年齡跨度從61個月到 66個月,平均年齡 63.7個月;其中16(男 11)人接受自信證詞+無探索實驗處理,16人(男8)人接受不自信證詞+無探索實驗處理,27(男 17)人接受自信證詞+9次探索實驗處理,25人(男14)人接受不自信證詞+9次探索實驗處理。選擇5歲兒童的原因是研究發(fā)現(xiàn) 3～4歲是兒童因果推理的快速發(fā)展期(李紅,2015),到4.5歲以后大部分兒童才具備因果推理能力(李紅,鄭持軍,高雪梅,2004);同時只有4～5歲以上的兒童才具備從證人證言中抽取證人可信度的能力(Koenig &Harris,2005)。

2.3 實驗材料

實驗材料包括4塊積木、8個證人證詞視頻和1個音樂盒。

為控制兒童可能的形狀和顏色偏好對實驗結(jié)果的影響,采用兩組小積木作為備選原因,一組是紅色圓形和藍色正方形、另一組是黃色三角形和綠色橢圓形(圖 1),每個小積木在顏色和形狀上都存在差異,以便于兒童區(qū)分備選原因。

圖1 本研究使用的積木

為控制證人方面的差異對實驗結(jié)果的影響,本研究使用同一名證人提供所有的證詞,并提前錄制證人提供證詞的視頻,兒童通過觀看視頻獲得證人證詞。證人證詞分為自信證詞和不自信證詞兩類,以紅色圓形和藍色正方形積木組合為例(如無特殊說明,下文均以此組合為例),自信證詞如下：

親愛的小朋友,我們今天來玩一個特別的音樂盒。你知道嗎,當把小積木放在音樂盒上時,有些積木能讓音樂盒亮燈并且唱歌,有些積木不能讓音樂盒亮燈并且唱歌。我有一個紅色圓形積木和一個藍色正方形積木,我玩過這兩個積木很多次,我知道紅色圓形積木幾乎總是讓音樂盒亮燈并且唱歌,藍色正方形積木幾乎從不讓音樂盒亮燈并且唱歌,所以我知道紅色圓形積木更能讓音樂盒亮燈并且唱歌。

不自信證詞如下：

親愛的小朋友,我們今天來玩一個特別的音樂盒。你知道嗎,當把小積木放在音樂盒上時,有些積木能讓音樂盒亮燈并且唱歌,有些積木不能讓音樂盒亮燈并且唱歌。我有一個紅色圓形積木和一個藍色正方形積木,我從來沒有玩過這兩個積木,我不知道哪個積木更能讓音樂盒亮燈并且唱歌,即使我不知道,我猜紅色圓形積木幾乎總是讓音樂盒亮燈并且唱歌,我猜藍色正方形積木幾乎從不讓音樂盒亮燈并且唱歌,所以我猜紅色圓形積木更能讓音樂盒亮燈并且唱歌。

為平衡實驗材料對實驗結(jié)果的影響,本研究共錄制了 8個視頻,自信證詞和不自信證詞視頻各 4個,自信(不自信)證詞的 4個視頻中有兩個視頻使用紅色圓形和藍色正方形積木,另外兩個視頻使用黃色三角形和綠色橢圓形積木。證人在使用紅色圓形和藍色正方形積木的兩個視頻中分別指認紅色圓形積木、綠色正方形積木更能讓音樂盒亮燈并且唱歌(以下行文中用“激活”指代“亮燈并且唱歌”),在使用黃色三角形和綠色橢圓形積木的視頻里使用相同的方法平衡實驗材料的影響。自信證詞視頻時間長度在44～46 s之間,不自信證詞視頻時間長度在49～52 s之間。

2.4 實驗程序

在無探索水平,兒童觀看證人提供證詞的視頻,然后回答實驗員一個測驗問題和一個記憶問題。測驗問題是：“你認為哪個積木更能讓音樂盒亮燈并且唱歌？”記憶問題是：“視頻里的人認為哪個積木更能讓音樂盒亮燈并且唱歌？”如果兒童表示不能回答,實驗員將問題局限于證詞提及的兩塊積木,測驗問題是：“你認為是紅色圓形積木還是藍色正方形積木更能讓音樂盒亮燈并且唱歌？”記憶問題是：“視頻里的人認為是紅色圓形積木還是藍色正方形積木更能讓音樂盒亮燈并且唱歌？”如果兒童仍然不能回答,實驗員再次播放視頻,兒童觀看后再次回答實驗員的兩個問題。在兒童回答問題時實驗員提供兩塊證詞提及的積木并請兒童用手指觸摸自己指認的積木。

9次探索水平包括矛盾階段和概括階段,設置矛盾階段的目的是探討自主探索與證人證詞如何交互影響兒童的因果推理。兒童在矛盾階段先觀看證詞視頻,然后經(jīng)歷9次自主探索獲得與證詞矛盾的證據(jù),最后回答實驗員的測驗問題和記憶問題。為確保兒童獲得證詞,在兒童觀看視頻之后和自主探索之前要求兒童回答記憶問題,如果兒童表示不能回答,實驗員采取和無探索條件相同的步驟幫助兒童回答問題。在9次自主探索機會中兒童探索證詞指認更能讓音樂盒亮燈并且唱歌的積木6次,其中積木激活音樂盒兩次,激活概率為 33.3%;兒童探索證詞指認不能讓音樂盒亮燈并且唱歌的積木3次;其中積木激活音樂盒2次,激活概率為66.7%;由此兒童獲得與證人證詞矛盾的探索結(jié)果。音樂盒是否被激活由實驗員用遙控器控制,積木激活音樂盒的兩次機會在兒童自主探索的 6次(3次)序列中隨機出現(xiàn)。為保證所有兒童獲得相同的自主探索次數(shù),實驗員口語指揮兒童完成探索：“第一次、第二次……”。

設置概括階段的目的是檢驗兒童能否基于矛盾階段的證詞和與證詞矛盾的探索結(jié)果判斷并使用證人的可信度,為此在概括階段使用與矛盾階段相同的證人提供關(guān)于另一組積木的自信證詞(如果在矛盾階段播放了使用紅色圓形和藍色正方形積木的視頻,在概括階段就播放使用黃色三角形和綠色橢圓形積木的視頻,反之亦然。),兒童觀看證詞視頻后回答測驗問題和記憶問題。設置概括階段的理論邏輯是如果一個人自稱熟知某領(lǐng)域知識但卻在該領(lǐng)域犯錯,我們就會懷疑他在其他自稱熟知的領(lǐng)域所做的判斷;如果一個人坦誠自己不了解某領(lǐng)域的知識,那么即使他在該領(lǐng)域犯錯,我們也不會懷疑他在自稱熟知的領(lǐng)域所做的判斷(Tenney et al.,2011;Bridgers et al.,2016)。在矛盾階段,自信證詞強調(diào)證人“玩過這兩塊積木很多次,……我知道”某一塊積木更能激活音樂盒(自稱熟知),但探索結(jié)果與證詞矛盾,顯示證人犯錯,如果兒童能基于證詞和探索結(jié)果判斷證人的可信度,那他們在概括階段不應該相信該證人的自信證詞(自稱熟知哪塊積木更能激活音樂盒),轉(zhuǎn)而選擇證詞未指認更能激活音樂盒的積木回答測驗問題;不自信證詞強調(diào)證人“從來沒玩過這兩塊積木,……我猜”某一塊積木更能激活音樂盒(坦誠不了解),即使探索結(jié)果與證詞矛盾,兒童也不會懷疑證人在自稱熟知領(lǐng)域所做的判斷,因此在概括階段相信證人的自信證詞,選擇證詞指認更能激活音樂盒的積木回答測驗問題。

圖2 無探索水平實驗流程

使用筆記本電腦播放視頻,同一自信度水平的4個視頻以不同的隨機順序播放給不同被試;使用便攜式攝像機記錄實驗過程;無探索水平實驗流程見圖2,9次探索水平實驗流程見圖3,無探索水平、9 次探索水平的實驗時間分別為 2～4 min、6～8 min。

圖3 九次探索水平實驗流程

2.5 實驗結(jié)果

剔除4類兒童的數(shù)據(jù)：(1)在無探索水平兩次觀看同一視頻后還不能回答實驗員問題的兒童;(2)在9次探索水平的矛盾階段觀看同一視頻兩次后還不能回答實驗員問題的兒童;(3)在9次探索水平錯誤回答介于觀看證詞視頻1后和自主探索前記憶問題的兒童;(4)受外界刺激影響無法堅持實驗的兒童。在自信證詞+無自主探索實驗處理有 1名男童受外界刺激的影響無法堅持實驗,在不自信證詞+無自主探索實驗處理有1名男童在觀看兩次視頻后還是不能回答實驗員的問題,剔除兩位兒童的數(shù)據(jù)后兩個處理下各有15名兒童的數(shù)據(jù)納入統(tǒng)計;分別有2名、1名兒童在自信證詞+9次探索、不自信證詞+9次探索實驗處理中錯誤回答介于看視頻1后和自主探索前的回憶問題,剔除數(shù)據(jù)后對應處理的被試人數(shù)分別為 25、24。Bridgers等人(2016)將兒童在觀察成人實驗后回憶問題上的正確與否作為剔除數(shù)據(jù)的標準,但剔除前后的數(shù)據(jù)分析結(jié)果沒有差別。本研究統(tǒng)計并報告錯誤回憶的兒童人數(shù),分別在保留和剔除錯誤回憶兒童數(shù)據(jù)條件下進行統(tǒng)計分析,發(fā)現(xiàn)兩個條件下的分析結(jié)果沒有差別,因此參照他們的方法保留自主探索后錯誤回答記憶問題兒童的實驗數(shù)據(jù)。在無探索和9次探索條件下選擇各個積木激活音樂盒的被試人數(shù)見表1和表2。

表1 選擇不同積木回答測驗問題的兒童人數(shù)(無探索條件)

表2 選擇不同積木回答測驗問題的兒童人數(shù)(9次探索條件)

為檢驗研究假設 1,首先對無探索條件下兒童選擇備選原因的頻率做二項分布檢驗,結(jié)果顯示兒童在獲得證詞后選擇證詞認可的積木激活音樂盒的概率顯著高于隨機水平,不管證詞是自信的(雙尾二項分布檢驗結(jié)果p <0.001)還是不自信的(雙尾二項分布檢驗結(jié)果p=0.001)。其次比較兒童在無探索條件和9次探索條件下的作答表現(xiàn),做兒童對積木(兩個水平：證詞認可的積木、證詞不認可的積木)的選擇是否受自主探索(兩個水平：無探索、9次探索)影響的卡方檢驗,結(jié)果顯示在自信證詞水平,選擇證詞認可/不認可的積木激活音樂盒的兒童人數(shù)分別為15/0 (無探索)和18/7 (9次探索),連續(xù)矯正卡方檢驗結(jié)果顯示差異不顯著;在不自信證詞水平,選擇證詞認可/不認可的積木激活音樂盒的兒童人數(shù)分別為14/1和16/8,連續(xù)矯正卡方檢驗也未發(fā)現(xiàn)顯著性差異,大部分兒童指基于證人證詞推斷因果關(guān)系,實驗結(jié)果不支持研究假設1。

為檢驗研究假設 2,做兒童對積木的選擇是否受證詞自信度(兩個水平：自信、不自信)影響的卡方檢驗,結(jié)果顯示在無探索條件下選擇證詞認可/不認可的積木激活音樂盒的兒童人數(shù)分別為 15/0人(自信證詞)和14/1人(不自信證詞),差異不顯著;在 9次探索條件下選擇證詞認可/不認可的積木激活音樂盒的兒童人數(shù)分別為 18/7人(自信證詞)和16/8人(不自信證詞),差異不顯著;檢驗結(jié)果暗示兒童對備選原因的選擇不受證詞自信水平的影響,實驗結(jié)果不支持研究假設2。

檢驗兒童能否使用證人的可信度信息。做兒童在9次探索后的概括階段對積木的選擇是否隨證詞自信度變化而變化的卡方檢驗,在概括階段選擇證詞認可/不認可積木激活音樂盒的人數(shù)分別為 22/3(自信證詞)和 23/1 (不自信證詞),差異不顯著,說明5歲兒童尚不能使用證人的可信度信息,實驗結(jié)果與Bridgers等人(2016)的結(jié)果相同。

做兒童在矛盾階段與概括階段對積木的選擇是否存在差異的卡方檢驗。在自信證詞條件下,選擇證詞認可/不認可的積木激活音樂盒的兒童人數(shù)分別為 18/7(矛盾階段)和 22/3(概括階段),差異不顯著;在不自信證詞條件下,選擇證詞認可/不認可的積木激活音樂盒的兒童人數(shù)分別為 16/8和 23/1,差異顯著：連續(xù)校正χ(1)=4.32,p=0.038,Φ=0.29,n =48;自信和不自信水平的檢驗結(jié)果不一致。由于證詞的自信度變化不影響兒童對備選原因的選擇(矛盾階段對證詞自信度影響力的檢驗結(jié)果見對研究假設 2的檢驗,概括階段只出現(xiàn)在 9次探索水平,選擇證詞認可/不認可的積木激活音樂盒的兒童人數(shù)分別為22/3人(自信證詞)和23/1人(不自信證詞),差異不顯著),合并自信和不自信證詞條件的數(shù)據(jù),使用證詞認可/不認可的積木激活音樂盒的兒童人數(shù)分別為 34/15(矛盾階段)和45/4(概括階段),差異顯著,χ(1)=7.9,p=0.001,Φ=0.28,n=98;兒童在矛盾階段比在概括階段更傾向于使用自主探索結(jié)果推斷因果關(guān)系,顯示兒童并未將矛盾階段獲得的證據(jù)應用到概括階段。

實驗 1顯示在獲得與證詞矛盾的探索結(jié)果后,確實有兒童選擇證詞不認可的積木激活音樂盒,但這類兒童的人數(shù)與無探索條件下選擇證詞不認可積木的兒童人數(shù)并無顯著差異,這可能是由于矛盾證據(jù)的絕對次數(shù)太少所致。研究發(fā)現(xiàn)在觀察成人實驗的過程中,兒童獲得越多的矛盾證據(jù),就越不愿意盲從成人提供的證詞(Jaswal,2010,實驗 4的獲得相關(guān)經(jīng)驗條件),Sobel和Kushnir (2013)的理性觀點也預測兒童觀察到矛盾證據(jù)的機會將影響兒童對證詞的依賴程度。在實驗1中兒童只探索證詞不認可的積木3次,雖然有2次激活音樂盒,但激活的次數(shù)太少,兒童可能認為這塊積木只是“偶然”激活了音樂盒兩次,并不代表它更能讓音樂盒亮燈并且唱歌。我們假設增加矛盾證據(jù)的絕對數(shù)量可以幫助兒童消除“偶然”想法,明確激活概率更大的積木更能讓音樂盒亮燈并且唱歌,因此形成研究假設3：增加矛盾證據(jù)的絕對數(shù)量可以提高兒童選擇證詞不認可積木的概率。為檢驗這一假設,實驗2將自主探索的次數(shù)增加到 18次但不改變積木激活音樂盒的相對概率,探究更多的矛盾證據(jù)是否影響兒童的因果推理表現(xiàn)。

3 實驗2：證詞自信度和18次自主探索對兒童因果推理的影響

3.1 實驗設計

單因素完全隨機實驗設計,自變量是證詞的自信程度(兩個水平：自信、不自信),因變量是兒童選擇某個備選原因的頻數(shù)。

3.2 被試

54名5歲兒童,年齡跨度從61個月到69個月,平均年齡 63.9個月;27(男 17)人接受自信證詞+18次自主探索實驗處理,27(男 11)人接受不自信證詞+18次自主探索實驗處理。

3.3 實驗材料和程序

實驗2所用材料與實驗1完全相同。

實驗2的程序與實驗1的9次探索水平實驗程序完全相同,只是在探索次數(shù)上存在差異：兒童探索證詞指認更能激活音樂盒的積木 12次,其中積木激活音樂盒 4次,激活概率為 33.3%;兒童探索證詞指認不能激活音樂盒的積木6次,積木激活音樂盒4次,激活概率為66.7%。每名被試的實驗時間在8～11 min之間。

3.4 實驗結(jié)果

采用與實驗 1相同的標準剔除無效數(shù)據(jù),有 3名兒童在不自信證詞+18次探索實驗處理錯誤回答介于看視頻1后和自主探索前的回憶問題,剔除數(shù)據(jù)后該處理的被試人數(shù)為24。被試對備選原因的選擇頻率見表3。

表3 選擇不同積木回答測驗問題的兒童人數(shù)(18次探索條件)

從兩個方面檢驗研究假設3：一個是比較兒童在無探索條件和 18次探索條件下對積木的選擇是否存在差異,這其實就是本研究的研究假設 1;另一個是比較兒童在9次探索條件和18次探索條件下對積木的選擇是否存在差異。在此之前采用與實驗1相同的方法檢驗研究假設 2,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在矛盾階段選擇證詞認可/不認可的積木激活音樂盒的兒童人數(shù)分別為12/15人(自信證詞)和10/14人(不自信證詞),差異不顯著,實驗結(jié)果與實驗1一樣,不支持研究假設 2,暗示兒童在矛盾階段對積木的選擇不受證詞自信度的影響。采用與實驗1相同的方法檢驗兒童能否使用證人的可信度信息,在概括階段選擇證詞認可/不認可的積木激活音樂盒的兒童人數(shù)分別為24/3人(自信證詞)和22/2人(不自信證詞),差異不顯著,實驗結(jié)果與實驗 1相同,暗示 5歲兒童尚不能使用證人的可信度信息。

為檢驗研究假設3,首先檢驗研究假設1：綜合兒童在無探索條件和 18次探索條件下的作答表現(xiàn)做兒童對積木的選擇是否受自主探索影響的卡方檢驗,發(fā)現(xiàn)在自信證詞水平,選擇證詞認可/不認可積木激活音樂盒的人數(shù)分別為 15/0 (無探索)和12/15 (18次探索),差異顯著：χ(1)=12.96,p <0.001,Φ=0.56,n=42;在不自信證詞水平：選擇證詞認可/不認可積木激活音樂盒的人數(shù)分別為 14/1和 10/14,差異顯著：χ(1)=10.41,p=0.001,Φ =0.52,n=39;結(jié)果顯示幾乎所有兒童在無探索水平選擇證詞認可的積木激活音樂盒,但有超過一半的兒童在探索獲得與證詞矛盾的證據(jù)后選擇證詞不認可的積木激活音樂盒。實驗結(jié)果證實研究假設1,暗示兒童能綜合證人證詞和自主探索結(jié)果推斷因果關(guān)系。

其次綜合兒童在9次探索條件和18次探索條件下的作答表現(xiàn)做兒童對積木的選擇是否受矛盾證據(jù)絕對數(shù)量影響的卡方檢驗,發(fā)現(xiàn)在自信證詞水平,選擇證詞認可/不認可積木激活音樂盒的人數(shù)分別為18/7 (9次探索)和12/15 (18次探索),差異顯著：χ(1)=4.04,p=0.044,Φ=0.28,n=52;在不自信證詞水平,選擇證詞認可/不認可積木激活音樂盒的人數(shù)分別為16/8 (9次探索)和10/14 (18次探索),差異不顯著。由于實驗1和實驗2對證詞自信度影響力的檢驗結(jié)果均發(fā)現(xiàn)兒童對積木的選擇不受證詞自信度的影響(見兩個實驗對研究假設 2的檢驗),所以綜合自信和不自信水平實驗數(shù)據(jù),9次探索和18次探索條件下選擇證詞認可/不認可積木的人數(shù)分別為 34/15和 22/29,差異顯著：χ(1) =6.99,p=0.008,Φ=0.26,n=100;顯示增加矛盾證據(jù)的絕對數(shù)量可以提高兒童選擇證詞不認可積木的概率,實驗結(jié)果證實研究假設3。

與實驗1一樣,做兒童在矛盾階段與概括階段對積木的選擇是否存在差異的卡方檢驗。在自信證詞水平,使用證詞認可/不認可積木激活音樂盒的兒童人數(shù)比例分別為 12/15(矛盾階段)和 24/3(概括階段),差異顯著：χ(1)=12,p=0.001,Φ=0.47,n =54;在不自信證詞條件,使用證詞認可/不認可的積木激活音樂盒的兒童人數(shù)比例分別為 10/14和22/2,差異顯著：χ(1)=13.5,p <0.001,Φ=0.53,n =48;顯示兒童在矛盾階段比在概括階段更傾向于使用自主探索結(jié)果推斷因果關(guān)系,他們并未將矛盾階段獲得的探索結(jié)果應用到概括階段。

4 討論

本研究探討了證人證詞和兒童的自主探索對5歲兒童因果推理表現(xiàn)的交互影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)兒童能綜合證人證詞和自主探索結(jié)果推斷因果關(guān)系;與自主探索獲得2次與證詞矛盾的證據(jù)相比,更多兒童在探索獲得4次與證詞矛盾的證據(jù)后依據(jù)探索結(jié)果推斷因果關(guān)系;但是證詞的自信度差異并不影響兒童的因果推理表現(xiàn),5歲兒童還不能使用證人的可信度信息。

心理學家和教育學家都認可自主探索會在兒童科學思維發(fā)展中起到重要作用(Klahr et al.,2011;Gelman,Brenneman,Macdonald,&Roman,2010),但具體作用機制卻還很不明朗(Legare,2014)。在證人證詞、觀察實驗和自主探索如何交互作用層面,大多數(shù)研究關(guān)注兒童獲得證人證詞和兒童觀察成人實驗兩種證據(jù)的交互作用方式(Jaswal,2010;Ma&Ganea,2010;Jaswal et al.,2014;Lane et al.,2014),對自主探索的研究還較少,主要涉及自主探索對修正兒童先驗觀念的作用(Bonawitz et al.,2012)、兒童的科學解釋與自主探索的協(xié)同方式(Legare,2012)、不同推理任務中兒童自主探索的時長和方式(Schulz&Bonawitz,2007)等,證人證詞如何與兒童自己的行為共同影響科學思維的問題還遠沒有得到解決(Sobel &Kushnir,2013)。本研究借用Bridgers等人(2016)的研究范式直接探究成人證詞和兒童的自主探索對兒童科學思維結(jié)果的交互作用方式,結(jié)果顯示如果只獲得證詞,絕大部分兒童依據(jù)證詞推斷因果關(guān)系;在自主探索獲得2次和4次與證詞矛盾的證據(jù)后,分別有超過30%和接近60%的兒童依據(jù)探索結(jié)果推斷因果關(guān)系。研究結(jié)果從兩個方面支持Sobel和 Kushnir (2013)提出的理性觀點：第一,5歲兒童能在自主探索過程中發(fā)現(xiàn)矛盾證據(jù),并綜合使用成人證詞和自主探索獲得的證據(jù)推斷因果關(guān)系;第二,兒童對證詞的依賴程度隨矛盾證據(jù)絕對數(shù)量的增加而減小。這一結(jié)果和Bridgers等人(2016)的研究結(jié)果具有邏輯上的一致性,與之共同證實了理性觀點的預測：兒童受證詞影響的程度嚴重依賴于兒童觀察到矛盾證據(jù)的機會(本研究)和矛盾證據(jù)的強度?；趦蓚€實驗的結(jié)果,本研究發(fā)現(xiàn)了證人證詞與自主探索交互作用的一種方式：自主探索有助于削弱兒童對成人證詞的默認偏差。

本研究并未考慮決定性證據(jù)對兒童因果推理的影響,這主要是因為人類遇到的絕大多數(shù)因果之間都只有概率性聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn)5歲兒童不僅對證據(jù)的相對差異敏感：證詞認可/不認可的積木激活音樂盒的概率分別是33%/67%,在實驗2有接近60%的兒童使用證詞不認可的積木激活音樂盒;也對證據(jù)的絕對差異敏感：與探索獲得2次與證詞矛盾的證據(jù)相比,探索獲得4次與證詞矛盾的證據(jù)導致顯著更多的兒童選擇證詞不認可的積木激活音樂盒(見圖4)。但我們應該謹慎看待這一實驗結(jié)果,不能將其無限推廣,認為兒童獲得的概率性矛盾證據(jù)越多,他們就越有可能選擇證詞不認可的備選原因。更合理的假設似乎是矛盾證據(jù)達到一定數(shù)量后,兒童對證詞不認可原因的選擇比例會穩(wěn)定在一定程度上,出現(xiàn)天花板效應。這一方面是因為概率性證據(jù)自身容易導致概率匹配現(xiàn)象：如果原因A有33%的概率激活音樂盒,原因B有67%的概率激活音樂盒,概率匹配現(xiàn)象指會有33%的兒童在觀察后選擇原因A,67%的兒童選擇原因B激活音樂盒(Vulkan,2000;Denison,Bonawitz,Gopnik,&Griffiths,2013),另一方面是兒童的認知經(jīng)常會出現(xiàn)偏差,如默認偏差和負性信息偏差等(Sobel &kushnir,2013,Pasquini,Corriveau,Koenig,&Harris,2007),默認偏差指部分兒童無條件地相信成年證人的證詞,負性信息偏差指兒童賦予負性證據(jù)比正性證據(jù)更大的權(quán)重：以9次探索為例,兒童自主探索證詞不認可的積木 3次,獲得的概率性證據(jù)中包含了正性(2次激活音樂盒)和負性(1次不激活音樂盒)證據(jù),部分兒童會因為負性證據(jù)的存在而忽視證詞不認可的積木,轉(zhuǎn)而選擇證詞認可的積木。默認偏差和負性信息偏差都可能導致兒童選擇證詞認可的原因,所以概率性證據(jù)數(shù)量與兒童選擇證詞不認可原因之間的關(guān)系不能簡單地用線性關(guān)系來描述。

圖4 兒童選擇證詞不認可原因的頻數(shù)條形圖

本研究發(fā)現(xiàn)了兩個與前人研究不一致的結(jié)果：一個是證詞的自信度差異并不影響兒童的因果推理表現(xiàn),另一個是兒童并不將矛盾階段觀察獲得的證據(jù)應用到概括階段。Brosseau-Liard等(2014)和Bridgers等(2016)均發(fā)現(xiàn)在獲得與證詞矛盾的證據(jù)后,5～6歲兒童傾向于推翻不自信證詞而非自信證詞,本研究的被試年齡也在 5～6歲之間,但他們在自信和不自信證詞條件下的因果推理表現(xiàn)不存在差異。這可能是由于與歐美裔兒童相比,亞裔兒童有更強的默認偏差(Corriveau &Harris,2010;Corriveau,Kim,Song,&Harris,2013),這一更強的默認偏差可能來源于亞裔兒童在成長過程中與父母(或教師)討論兒童自己的知覺、信念和感受的機會較少(Doan&Wang,2010;Wellman,2012)：受傳統(tǒng)教育價值觀和父母對兒童學業(yè)期望的影響,我國很多幼兒園課堂都沒有真正貫徹“兒童中心”理念,兒童被鼓勵快速、準確地習得知識,而不是交流和分享自己的觀點(Li,2006)。同時,研究發(fā)現(xiàn)兒童成長過程中通過自主探索核查證人精確度的經(jīng)驗有助于兒童克服默認偏差(Jaswal et al.,2014),但在我國的教育情境中,成年人扮演權(quán)威的角色,兒童傾向于服從成年人(Li,Yamamoto,Luo,Batchelor,&Bresnahan,2010)并且很少獲得驗證成年證人精確度的機會。這些因素都可能導致我國5歲兒童不能克服默認偏差：不管成年證人是知道(自信)還是猜測(不自信)紅色圓形積木更能讓音樂盒唱歌,兒童都可能對成年證人的證詞深信不疑。本研究的第二個意外結(jié)果是兒童并不將矛盾階段獲得的矛盾證據(jù)應用到概括階段,暗示兒童并未對證人的可信度產(chǎn)生懷疑,這與 Bridgers等人(2016)實驗 1的結(jié)果不一致,在他們的研究中有部分兒童懷疑成年證人的可信度,在概括階段選擇證詞不認可的備選原因。這一差異可能來源于提供矛盾證據(jù)的主體差異：他們的研究里兒童觀察成年實驗員的實驗獲得矛盾證據(jù),本研究里兒童自主探索獲得矛盾證據(jù)。由于要推翻一名成年證人的證詞,兒童可能賦予另一名成年實驗員提供的矛盾證據(jù)而非自主探索獲得的矛盾證據(jù)更高的權(quán)重,進而在觀察成年實驗員的矛盾證據(jù)后更可能懷疑成年證人的可信度,在概括階段選擇與證詞矛盾的備選原因,但這一觀點需要得到實證研究的檢驗。

本研究只探討了證人證詞和自主探索兩者的交互作用,后續(xù)研究可以進一步探討證人證詞、成人實驗結(jié)果和自主探索結(jié)果三種證據(jù)如何交互影響兒童的推理表現(xiàn),三種證據(jù)的出現(xiàn)順序、推理任務的熟悉性、證人身份等因素都是有價值的自變量。除了這些外部因素,兒童認知能力(如記憶力,精確感知、評價概率性證據(jù)的能力)、兒童評估成人可信度的意識、文化差異等個體內(nèi)部因素如何影響科學思維結(jié)果也應該受到更多研究的關(guān)注。另外,先驗知識與眼前證據(jù)可以影響高中學生的因果推理(胡清芬,陳英和,林崇德,2005),那么先驗知識如何與三類證據(jù)共同影響學前兒童因果推理的問題也值得研究。

5 研究結(jié)論

(1) 5歲兒童能綜合證人證詞和自主探索所獲證據(jù)推斷因果關(guān)系,他們受證詞影響的程度隨著探索獲得與證詞相矛盾證據(jù)數(shù)量的增加而降低;

(2) 5歲兒童能理解和使用證詞內(nèi)容推斷因果關(guān)系,但還不能使用證詞中的社會性暗示(證詞自信度、證人可信度)。

致謝：

感謝江西科技師范大學通信與電子學院楊凡博士在論文撰寫過程中提供的幫助,感謝江西科技師范大學教育學院研究生呂文華,王淑一在資料編碼過程中提供的幫助。

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