首頁 學前兒童科學教育(第2版)

三、材料的結構

結構一詞指的是相互關聯的方式。

在建築上,結構指的是一座建築物的各個部件同牆、地板等受到的應力和張力之間的關係,以及同該建築物的功用之間的關係。

科學教育中的材料的結構,是指材料在被使用時能揭示自然現象間的某種關係。這種關係的形式即是現象的概念。[5]例如,磁鐵、鐵塊、鎳塊和銅塊這幾種材料集合到一起,就有了一種結構。磁鐵和鐵、鎳能相互作用有關係,因為鐵和鎳與磁鐵能發生相互作用;但磁鐵和銅之間卻不能發生相互作用。這樣,我們就有了一種關係形式:磁鐵和某些金屬能發生相互作用,和另一些金屬則不發生相互作用。人們在支配和操作這些材料時發現的這一現象的概念,便是磁鐵的特性。這些材料的結構有著某種內在的關係,所以這種形式是屬於全體的。可是,材料也還有外在的,或武斷地強加上去的關係。假如我們麵前擺放著這些材料:一片葉子、一支口紅、一枚硬幣、一把錐子、一個瓶蓋、一塊餅幹、一條皮帶。這些東西不能發生什麽相互作用去揭示任何自然現象,它們相互之間的關係也沒有什麽形式。但是,我們也可以給它們強加上一個關係。比如,我們可以用許多不同的方法把它們分類,從而給它們強加上一種關係——把它們分為天然的和人造的物體,或者按動物、植物或礦物來分類,或者考慮到它們都是固體。把物體這樣分成大類和小類,我們就有了一個分類——一個便於尋找、有用的安排。一旦為一組東西建立起一個分類,結果就有了一種關係的形式。因此,分類也可以被看做是一種結構的形式。

可見,結構可以指一種內在的關係的形式(屬於全體),也可以是一種外在的關係(強加給一組東西的),科學教育中的材料結構的概念,是指內在的關係——一種和自然界的現象相關聯的形式。