教小孩科學知識的方法懶人包：利用前運思期的特性，觀察、討論、擬人化、故事化、具體化，也能跟孩子說明科學現象或概念！
學齡前兒童總是愛問「為什麼？」，但如何跟小小孩解釋科學現象或說明科學概念呢？有朋友覺得教小小孩科學好難、不知道怎麼講，孩子才會懂。這篇跟大家分享一些如何教導學齡前兒童科學知識的方法或原則！學齡前兒童的認知發展屬前運思期（preoperational stage），可使用語言的心理表徵（mental representation），也有因果關係（cause-effect）的概念，但受限自我中心（ecocentrism）與尚在發展中的保留概念（conservation），因此基本上還是開啟「媽媽說（掰）故事」的功能，透過觀察來認識科學現象，利用擬人化、故事化、具體化的方式來說明科學概念。叫老公教小孩，老公總是出萬年絕招「去問媽媽！」，媽媽還是有辦法應對：直接出動小老師教老公，小孩順便複習，一舉兩得！
註：胖靈精是正式小名，不正式小名有：胖比、胖比比、胖、胖胖，文中任何提及胖的稱呼都指胖靈精，胖就是他的代名詞！然後一點都不胖。這樣可節省打字～
🌺皮亞傑（Piaget）認知發展理論—前運思期（preoperational stage）
瑞士心理學家Jean Paul Piaget將認知發展分為四階段－感覺動作期（sensorimotor stage）、前運思期（preoperational stage）、具體運思期（concrete operational stage）和形式運思期（formal operational stage）。前運思期已比感覺動作期（sensorimotor stage）進步，大致具有以下特色：
1. 能使用心理表徵（mental representation）如語言，但尚無法做心智運算（mental operation）。
2. 雖可使用語言，但偏向自我中心（ecocentrism），尚無法根據對方的立場或觀點來看待事物、溝通或調整語言。
3. 保留概念（conservation），需具備同一物覺（identity，即同一個東西）、彌補（compensation，一向度往下、另一向度會往上）和可逆（reversibility）才可視為有保留概念。例如：同一杯水倒入底面積不同的杯子中，小孩可能會覺得高度低的水量少、高度高的水量多，因為只能考慮到「高度」一個向度，尚無法同時考慮「高度」和「底面積」兩個向度。保留概念尚在成熟中，但會隨著經驗、練習和知識而慢慢進步，不同的保留概念（如「體積」、「數字」、「物質」、「長度」、「面積」、「重量」等），學到的年紀也不相同。前例水的體積，若叫孩子同時注意高度或底面積，其實孩子也能學會兩杯水體積相同。
4. 已有因果關係（cause-effect）的認知。
換言之，善用語言的心理表徵，也能向孩子觀察和說明科學現象。孩子的自我中心雖會影響到他們的理解與邏輯推論，但是引導後仍可慢慢理解。
🌺解說科學概念的技巧、原則與實例分享
以下提供的技巧原則常常混搭使用。
1. 觀察
學齡前兒童處於前運思期（preoperational stage），眼見為憑。「處處留心皆學問」，看到一個科學現象，佐以簡單解釋，他們就能知道所指為何。
實例一：外出散步，正好看到賣場中的瀑布遇太陽照射，某個角度讓我看到內外兩圈的彩虹，就叫胖靈精（3Y6M）來看「霓虹」！他開始左右兩邊瀑布跑來跑去地看，某個角度才有霓虹、其他角度只有彩虹。看到連賣場的販售人員也對我們在看什麼感到好奇、怎麼對著一堆水和空氣看這麼久，跟她講說有「霓虹」，她也看到了，甚至拿出手機來拍照。因為胖比還小，所以只是簡單說明，兩圈彩虹是很特別的現象，內圈為虹（紅外紫內）、外圈為霓（紅內紫外）！不過那天看到胖比滿意才離開，至少他看得很過癮、印象深刻！
🔎請點我前往了解：中央氣象局數位科普網-光象-虹、霓、暈、華
實例二：在家中，每月定期用小蘇打粉加檸檬酸來清洗排水孔，我也會叫胖靈精在旁觀察兩者化學反應產生的氣體煙霧，即二氧化碳（Carbon Dioxide）。二氧化碳的煙無傷害性，也會請他摸摸看，並告訴他「這就是二氧化碳，你吸進去氧氣，呼出來的就是二氧化碳」。其實就是小小孩可以做的火山爆發實驗。
2. 口訣
編押韻短句教簡單的自然法則或原理，例如植物長大需要陽光、空氣和水；光的三原色－紅綠藍；彩虹有七色－紅橙黃綠藍靛紫。像口訣一樣，朗朗上口又好記！回娘家時，台南阿公教他台語「螞蟻八千斤（指螞蟻爬樹的氣根，聽起來像螞蟻有八千斤重）」，胖教台南阿公「植物長大需要陽光、空氣和水」，也是教學相長。
實例三：因為家中透明水瓶正好像三稜鏡一樣使光折射，產生彩虹七色的色散，我發現後就叫胖比來看，順便能教導或複習彩虹七色－紅橙黃綠藍靛紫。之後他在家或外出時發現折射出彩虹，也會叫媽媽來看。
實例四：帶胖靈精外出時，看到花草樹木等植物，就會「洗腦」：「植物長大需要陽光、空氣和水！」。後來轉秋，看到綠色葉子和黃色枯葉（配合第一點：觀察），就會教：「綠色葉子是因為裡面有葉綠色、chrolophyll，是一種色素、pigments。葉子變黃色是因為葉綠素變少或沒有了，剩下葉黃素或胡蘿蔔素、carotenoids。」
3. 直接教科學名稱並說明
遇到抽象的概念，如地心引力（gravity）、能量（energy）、電子（electron）等，可直接指稱科學名稱，並利用它的特性或後果來說明。
實例五：胖靈精（3Y～4Y）問我「為什麼東西會往下掉？」
我答：「這就是地心引力，gravity。地球上的東西都會往下掉，因為地球有地心引力，把東西往地心方向吸。」
然後找出掉了不會破的東西，例如球、書等物品，讓他實際看到物體都會往下掉，這樣他就懂了！
他長大一點（4Y～5Y）有再問我：「那有沒有地方，東西不會往下掉？」
我當時只想到「太空，因為太空裡是真空，就是沒有空氣，所以東西都不會動。但是不會往下掉的，媽媽要再想一下或一起去找答案。」
其實不會，就直接回答不知道，但是可以邀請他一起去找答案。
4. 知識相互聯結
胖靈精（2Y～3Y）愛看翻翻書，我買了一套Usborne Flap Book，看了才發現概念有點難，但胖還是想看，所以親子共讀還是一起看。
後來發現有中文版：（這套書蠻推薦的，不論中文或英文）
雖然每一頁都解釋超久的，但我很喜歡這樣的親子共讀與學習。胖挑的第一本是「See inside Energy」（能量），畢竟有形能量如光電，還比較好解釋，但像核能就難解釋了。儘量解釋，能理解就能理解，不能理解的可以晚點再教或再想其他方法來說明。
胖很喜歡聽我解釋，也會問問題，當然就儘可能回答。講解完之後會幫他做總結：能量轉移都從高往低，例如水由高往低處流；高溫把能量傳給低溫，最終達平衡（equilibrium），達到一樣的溫度；東西由高往低掉，高位能往低位能移動，就是地心引力！
5. 擬人化、故事化
實例五：親子共讀看人體構造的書，有畫出紅色帶氧血、藍色缺氧血（編口訣，也容易記起來），所以就順便教胖靈精（3Y～4Y）什麼是紅血球、血小板和白血球。
先教紅血球：胖靈精沒流血，我剛好當時有傷口流血、結痂中。
我問：「還記不記得媽媽有流血？」
胖：「有記得。」
我邊解釋邊投入演出：「那就是紅血球，一顆一顆、很小顆很小顆地流出來了，他們看到皮膚有傷口，就大喊「衝啊～衝啊～」，全部往傷口方向跑，所以就流血了，流紅色的血。為什麼是紅色？因為它有鐵，鐵是紅色的。」（本來還想順便教一個紅血球會帶八個氧，即四個氧分子，但還要說明氧分子……這部分就先保留不說了。）
接下來教血小板：
媽媽換演血小板：「血小板看到紅血球往傷口方向跑出去了，血小板就拿著它的板子跑到傷口那邊檔著紅血球說「不能出去、不能出去」，然後用他的板子把傷口「釘、釘、釘」，全部封起來，這樣紅血球就跑不出去了。」
然後才教白血球：
再換演白血球：「白血球如果看到細菌或病毒跑進來，就會攻擊它！只要發現細菌或病毒，拿著它的刀劍武器「杜蕊，杜蕊……還沒死，擱杜蕊」（台語，並作勢搔胖靈精），然後細菌和病毒就死了！有些白血球會直接吃掉細菌或病毒，但是吃太多也會撐死（就是吞噬細胞）。」
這樣胖靈精就能了解：紅血球流血、血小板止血和白血球殺細菌的功能和簡單概念。後來胖靈精生病、在流鼻涕，順便複習紅血球、血小板和白血球。
胖靈精說：「鼻涕像起士「牽絲」（台語）」。
我：「你看你鼻涕「牽絲」，因為你的白血球殺死很多細菌或病毒，鼻涕裡面都是細菌病毒的屍體，有些白血球殺太多細菌病毒，也累死了。有沒有覺得你的白血球很厲害啊？」
胖靈精：「有啊！！！」
我：「對啊，所以趕快吃蛋和魚肉，補充蛋白質，才能長出新的白血球！！肉或波菜也有鐵質，也能幫助製造紅血球哦！」
複習（見第九點）：若遇到流血，再教導處置傷口、安撫患者（我都會裝可憐，要胖靈精幫我「呼呼」），又可以順便複習！
實例六：肥皂或清潔用品成分有兩端，一邊親水（hydrophilic）、另一邊厭水（hydrophobic ）。親水端（hydrophilic）：超喜歡水，看到水就要抱抱、親親，hydro就是「水」，philic就是「喜歡、喜愛」；親油端（hydrophobic，或稱疏水端）：討厭水，看到水就說「你走開」，可是很喜歡跟油親親，phobic就是「討厭、害怕、不喜歡」。胖靈精（3Y～4Y）用彩色筆畫畫，畫到自己的手，這很正常，洗掉就好了。我就順便教他「為什麼肥皂可以洗掉彩色筆」。
我問：「你吃貢丸時，是不是用筷子插貢丸吃，很方便？」
胖靈精：「嗯，對啊！」
我分段說明：「肥皂裡面就有很多這樣形狀的東西，就像一顆貢丸插在筷子上，然後超多根的，可是他們排得很整齊，都很乖、守規矩！」
「親水端，就是貢丸這邊，喜歡跟水親親，全部排在一邊；親油端，就是筷子那邊，喜歡跟油親親，所以排在另外一邊。你用肥皂搓搓搓，親油端看到你身上髒髒的油或是彩色筆的顏色油油的，就馬上衝過來，像吸盤一樣把油吸、吸、吸，黏住、抱抱、親親，就把油都包起來了，所以才有這麼多泡沫。」
「接下來你開水龍頭沖水，親水端本來很閒、沒事做，「都沒有人跟我玩，好無聊哦～」，一看到他喜歡的水來了，「哦耶～～可以玩水了～～衝啊～～」，怎麼跟你一樣喜歡玩水呢？？……換親水端就衝過去抱抱、親親水。」
「可是親油端和親水端像雙胞胎（用連體嬰解釋更好，但當時不了解連體嬰，暫用雙胞胎代替），連在一起，親水端衝過去找水抱抱親親的時候，吸了油污的親油端就被跟著拉過去，邊喊「救命啊，救命啊～你不要拉我啦～我沒有要玩水啦～～～」，結果因為連在一起，所以就一起被水沖掉了～～你的手就洗乾淨了，這樣懂了嗎？」
複習：因為用筷子插貢丸比喻，所以下次遇到筷子插丸子，我會故意裝不知道問「這形狀好像什麼東西哦？」，如果他還沒記起來，就給提示「是洗手的肥皂還是橡皮擦？」（故意出會混淆的選擇題🤣）。那陣子洗澡或洗碗也都可以複習，因為清潔用品大致上原理相同（省略界面活性劑，已經比較簡化了）。
6. 具體化
實例七：使用顯微鏡（🔎請參考：5歲玩什麼？【日本Raymay】攜帶式隨身顯微鏡：100～250倍率，輕巧玲瓏、方便攜帶，搖身一變成為小小科學家！手機觀測/拍照夾方便觀察記錄，還能放大影像，看得更清晰！）觀察樹葉背面，看到了樹葉的氣孔（stomata）。但如何跟胖靈精（5Y7M）解釋樹葉的氣孔呢？我是這樣說的，供大家參考！
我解釋：「氣孔（stomata）只長在樹葉的背面。一個氣孔有左右兩扇（用手比形狀，如下圖），就像窗子一樣，可以打開，也可以關起來。如果樹葉要呼吸時，窗戶就是它的氣孔，就會咚、咚、咚打開，而且可以散熱，所以水氣也是從背面氣孔送出去哦！如果樹葉覺得好冷或是太乾燥，表示要關窗啦，那氣孔就會咻~關起來～。（用兩手模擬氣孔開關）」
胖靈精問：「那為什麼它的氣孔這麼小？」
我：「對啊，它氣孔很小，可是它有好多好多個氣孔可以讓它呼吸和進行光合作用（photosynthesis），才能製造很多氧氣給你呼吸。可是你只有兩個鼻孔，那你輸它耶～」
胖靈精：「哪有！」
可是你明明兩個，輸好多顆啊～兩人又相視而笑😄😄😄～這樣胖靈精就了解氣孔的樣子和功能了！複習時（見第九點），胖靈精也會用手勢跟爸爸解釋什麼是氣孔。
7. 不懂沒關係，引導推論或反問，讓他自己再去觀察注意和思考
實例八：慣性（inertia），這概念涉及相對運動和力學，對胖靈精來說的確太過抽象，比較難理解。但我沒有要求胖靈精（4Y9M～4Y10M）一定要懂，而是對他拋出一個問題或指出一個現象，讓他再次好好觀察日常生活、思考現象，等哪天他有他的邏輯推論出現時，可以跟媽媽討論（又是媽媽的智力測驗）。
胖靈精太期待台南阿公的生日，一直追問我：「台南阿公生日到了沒？」
終於等到台南阿公生日了，我提醒胖靈精：「可是你還沒買蛋糕啊？」
胖靈精：「就在樓下（麵包店有）買一個蛋糕，然後爸爸開車載我們回台南！」
我：「可是你在台北買蛋糕，要怎麼帶回台南？」
胖靈精一副「交給我、就搞定」表情說：「我把蛋糕夾在腿中間，爸爸開車回台南啊！」
我繼續考他：「可是這樣蛋糕會搖壞啊！」
胖靈精不以為然地說：「不會～我把它夾住，它就不會搖！」
我「老神在在」回：「會啊，因為有「慣性」、inertia！因為爸爸車子開走，你跟著搖，蛋糕也跟著你搖啊！」（做往前動的姿勢）
胖靈精堅持己見說：「不會～～～我跟蛋糕都沒有動！！！」
媽媽氣定神閒回：「所以，爸爸車子開走，你跟蛋糕都沒有動……那爸爸車子開車，你跟蛋糕就留在台北，我跟爸爸就回台南囉！這樣對齁？！？！🤣🤣🤣」
胖靈精說不出話來，滿腦和滿臉寫滿「❓❓❗❗」。我知道胖靈精還不懂，應該是卡在「他沒有動、但他又有動」的矛盾中（⬅️媽媽私心覺得這表情超可愛～），我的心態是「我知道你還不懂，但媽媽會等你～」。至少拋出一個現象讓他之後可以去觀察、注意和做聯結，例如捷運或公車要起動或停下來時，我們身體也會跟著移動的現象。
8. 自問自答，尋找多種可能性
我雖然喜歡胖靈精問問題，但有時候一時之間不知道怎麼回答，或是他之前已經問過類似的問題，或有時我在忙、沒時間想出完整的回答，我就會請他自己先想想看「有哪些可能性」，再一起討論哪些可能性比較有可能發生、合理或確定為真。透過一來一往的問答討論，訓練邏輯能力。
9. 複習
每次學了什麼新概念，有時我會考老公，例如「老公，你知道怎麼跟胖靈精解釋氣孔嗎？」，承上實例七，老公的無敵絕招：「去問媽媽！」（你家老公也這樣嗎？），立刻白眼老公，然後請胖胖小老師出場，「胖比，爸爸不知道什麼是氣孔耶，你教爸爸～」。這樣一搭一唱，配合得正好，老公知新、胖比溫故。其實有時大人最好裝不懂一下（老公是真的不懂氣孔，真巧～），讓孩子有機會複習，並練習說明給別人聽，如果他能講到別人聽得懂，表示他懂了！
有時媽媽真的不得不佩服胖比的創意類比，有次他利用家中的東西做了一個設計，並問「媽媽，你猜這是什麼？」（Instagram）。
「不知道耶……燈塔？」
「是地震儀！」
媽媽秒懂，因為他用了候風地動儀的概念（🔎請參考：小螢火蟲 中國歷史地圖：作者洋洋兔手繪中國歷史書，可愛逗趣的插畫，佐以簡潔文字說明，介紹各朝代人文歷史知識，還有歷史事件時間表，一目瞭然！推薦一起親子共讀哦！），講解時我說球球掉進哪隻青蛙的嘴巴，表示哪個方向有地震。他截取到「球球掉下來=地震」的概念，從此我們家有了家用型地震儀了～🤣🤣🤣只是非常敏感，任何風吹草動或人經過都算地震，非常不準🤣🤣🤣！
學齡前兒童總是愛問「為什麼」，分享上述方法、技巧原則與實例來教小孩科學概念與知識，供大家參考！
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