台北市立教育大學幼兒教育系
「科學家到底是什麼人？
是從鑰匙孔窺視、好奇心很強的人；
是窺視自然的鑰匙孔，想知道發生什麼事的人。
Jacques Cousteau；法國海洋學家」
孩子從出生起就已經進行科學性的活動與探索
有些人可能會認為0-3歲的孩子，根本就像一張白紙，什麼都不懂、都不會，怎麼可能有辦法進行跟科學有關的探索活動？其實不是不可能！如果依照知名發展心理學家皮亞傑的理論觀點，兒童從一出生就是科學家，對於周遭的物理世界充滿好奇，經常會主動以各種方式作「實驗」--親身「操弄」物體，「觀察」、「比較」物體的反應或變化情形，藉此「預測」、「推論」物體的特性及如何運作；辜且不論孩子所有探索活動的內容是否都跟科學的原理知識直接相關，至少在探索過程中，就已經充分展現了科學家「發現問題、堅持尋求解決問題」的態度。只因為孩子無法用大人所能理解的語言充分表達所做的和所想的，大人不容易覺察和理解而已。
以剛出生的嬰兒來說，餵奶時，無論吸母奶或吸奶瓶上的塑膠奶嘴，一開始就會嘗試調整吸奶的動作、力道大小甚至頭部的方向，以便更不費力的吸到奶水。4-8個月大時，如果給他照鏡子，他會對著鏡子笑、說話、吹泡泡，觀察鏡子裡的影像變化情形。8-12個月大的嬰兒，開始會為特定目的進行一些探索活動，例如：如果給他紙巾，他會很愛把紙巾弄成一團，或是一直拉圓紙捲上的衛生紙，觀察圓紙捲在地上「跳舞」的情形；喜歡敲打玩具、製造聲響，如果拿到一個鈴鐺，會不斷撥弄鈴鐺中的撞桿，讓它發出聲響。
等到1歲，因為手的抓握動作成熟了，也開始會走路了，孩子會更主動的、有目的地，不斷發明方法、創新動作，進行各種「實驗」。例如：給孩子球玩，他會按它、搖它、摸它、咬它、拍它、擠壓它，也會丟球、滾球、追球、撿球；把積木當球一樣丟在地上，或堆成高塔；給孩子一部能載東西的卡車，他會把玩具裝在車上，或推車、或拉著繩子走、或拖著車爬樓梯；也會在鏡子前面走前走後，觀察鏡子裡影像大小變化情形。2歲之後，由於肢體動作及語言符號能力的開展，孩子的探索活動會更加自由。
像我自己的兩個孩子，從小就都非常喜歡玩水，所以洗澡一直是他們最佳的實驗場域。1歲半左右，孩子洗澡時，我會放一些玩水玩具，例如：舀水勺子、3個不同尺寸的小船、一隻可打開盒蓋的大魚（裡面裝著小魚、小烏龜、小企鵝各一隻）、一些在水裡可吸住浴缸的昆蟲或海洋動物形狀的塑膠墊等。此時，孩子會重覆玩拿放的遊戲，例如：把大魚盒打開，裝入小魚、小烏龜，或把小魚、小烏龜再從大魚盒裡拿出來；或想辦法把吸住浴缸的昆蟲塑膠墊拔起來、再放回去；或追拿漂浮在水上的玩具，等抓到的玩具全都放在舀水勺子裡，會再一次把舀水勺子裡的玩具倒在水裡，重來玩一遍。孩子也會玩潑水的遊戲，例如：用不同力道拍打水面，或是把玩具、手邊可以拿到的毛巾、肥皂盒等也丟到水裡，看水花濺起的情形。
2-3歲洗澡時，除了之前的玩具，浴缸旁放置了更多的玩水玩具，例如：孩子的手可握住的噴水壺、水車、不同大小的裝水容器、針筒玩具等。剛開始是由我隨意放置其中一些玩具在浴缸，後來孩子會主動要求或自己動手拿他想玩的，因為玩水玩具就放置在浴缸，隨手可得。此時期，孩子會重覆玩裝水、倒水的遊戲，觀察不同玩水玩具在裝水倒水時的不同變化，例如：用水車倒水時，輪子會轉動；針筒玩具可以把水吸進管子裡，噴出的水花只有一道；噴水壺倒水時，噴出的水花卻有好多道。孩子也會嘗試以不同方式裝水，例如：把玩具完全浸放到水裏面、用不同開口大小的容器及玩具相互傾倒等。此外，孩子對於一些原先玩的玩具，有新的發現，例如：玩具船裏進了水，就會沉到水裡去，沒進水，可以浮，但很容易傾倒，為了要解決傾倒的問題，會嘗試多種方式--把船裡進的水倒出來、把2或3個船疊在一起或調整自己的肢體動作，讓水不要有太大波動。
3-4歲時，孩子已經比較熟悉玩水玩具的性質，雖然玩的遊戲差不多，但會出現更多元、更細緻的玩法，例如：為了想要針筒玩具的管子裡可以一次就吸滿水，孩子嘗試調整力道大小、方向、針頭與水面接觸的面積；由於水車本身裝水的容量很有限，只能讓輪子轉動一下就停止了，為了製造讓水車輪轉動較久的效果，孩子嘗試利用不同大小的容器裝滿水，倒在水車輪上，後來甚至嘗試同時利用水車及另一個較大又好拿的容器，一起倒在水車輪上，觀察水車輪轉動的情形；為了讓小船能順利前進，孩子會嘗試徒手或用玩具，用不同力道、從不同方向推動水流；玩裝水遊戲時，為了要製造更多的氣泡產生，會嘗試把不同形狀、開口大小的容器或玩具，整個放進水裏試試看。此時期，孩子對洗泡泡澡很有興趣，會研究怎樣才能讓澡缸裡的水產生更多的泡泡，例如：沐浴精加多少、用手攪動水面，或用嘴巴吹泡泡。
4-5歲時，會問更多「什麼？」、「哪裡？」、「怎麼弄？」和「為什麼？」之類的問題，也會主動把寶特瓶或一些浴室用完的洗手乳、沐浴乳、洗髮精等空瓶加入玩水活動，且玩法更細緻了！例如：玩裝水遊戲時，為了要快速而有效的把瓶子裝滿水，孩子會實驗哪些玩水玩具較適合作為舀水及倒水工具（因為洗髮精之類的瓶子瓶身高而瓶口小，水不容易倒進去），卻意外發現寶特瓶的材質硬度比沐浴乳瓶低，可以擠壓，在水裏擠壓之後，瓶子進水速度更快；為了要知道「不同形狀的容器，究竟哪一種容量最大？」，孩子還想到要用同一個舀水容器作測量單位；為了要研究「哪些東西會浮會沉？影響浮沉的可能因素？」，孩子從物體大小、重量的假設，最後修正為東西形狀的假設，把所有生活中經常見到或使用的物品都丟到水裏試試看，甚至因此發現筷子放進水裏會有折射現象。
小小孩自發進行科學探索活動，可以培養求真求知的態度與能力
科學教育的目的不外乎是科學態度的養成、科學方法的訓練和科學知識的理解與建構，雖然學前階段科學教育最重要的目標，並不是要讓孩子知道很多知識或了解很多原理，也不是要訓練孩子用怎樣嚴謹、先進的科學方法尋求答案，而是培養良好的科學態度，但是從以上玩水活動的實例中，可以發現孩子自發性的探索過程，非常符合科學教育的三個目標。
首先，孩子在玩水活動中，展現了良好的科學態度，包括：對身邊的事物抱持強烈的好奇心、喜歡親身操作、不喜歡假手大人；會針對自己想要解決的問題，想出多種實驗方式，且勤於改進實驗方式；樂於重覆操作、實驗，直到找到確定結果（證據）為止。
科學方法包括四步驟：「觀察」到一個現象之後，會下一個「推論」或「假設」，然後作「預測」，為了測試這個預測，必須作「實驗」，看推論是否得到證實（鄧文華，民84）。孩子的探索活動歷程比較屬於隨機、隨興、直覺式的思考，雖未必像真正科學家的思考那麼周嚴、有系統，步驟的進行那麼樣按部就班，但是確實會運用「觀察」、「推論」、「預測」、「實驗」的方法，從發現問題、探索問題、尋求解答過程中親身體驗到探索過程的必要與樂趣。
最後，孩子從玩水活動中究竟建構了哪些跟科學有關的知識、概念？玩水讓孩子親身感受了水流的感覺，發現水的特性：無色、無臭、無味；可流動、多變化、無一定形狀、會隨著容器的不同改變形狀、會由高處往低處流、無論容器平放、斜放，容器裡的水平面都會維持跟地平線平行；也觀察到水本身的變化，例如：洗熱水澡時，鏡子和玻璃窗上會有霧氣，水冷了，不會冒煙；還探索了浮力、壓力、容量等相關的問題；也許這些在洗澡、泡澡、邊玩、邊實驗的結果，還是未必能讓孩子理解真正的科學理論，但是這些經驗對孩子來說，非常深刻，成為他們未來探究科學理論的重要基礎。
父母親如何幫助小小孩開啟科學大門？
除了要記得「科學教育的目的不是直接把知識教給孩子，而是讓孩子親身經歷發現與解決問題的歷程」之外，還有三個原則需要注意：
原則一：提供適當的材料、工具或活動
所謂「適當」，依據美國建構論學者卡密（陳燕珍，民88）的觀點，需要具備的條件是要讓孩子有辦法直接操弄，讓東西可以動或變化，且操弄之後，孩子有辦法立刻觀察到物體的反應，如此孩子比較容易把操弄方式和物體反應之間的關聯性建立起來。這些物理知識性的活動，可分成三類：第一類是與物體運動（力學）有關的活動，像包括：丟（球）、拉（車）、推（車）、滾（保齡球）、踢、跳、吹（球、泡泡）、吸、拋、扭、搖擺（鬆手讓鐘擺擺動）、平衡（用積木堆成高塔）等等能讓東西動的活動；第二類是一些與物體變化有關的活動，包括：水的三態、混合色彩、烹飪等等物體本身會有明確變化的活動；第三類是介於以上兩類之間的活動，物體雖有明顯變化、但是變化並非來自孩子的操弄，而是由於物體本身性質所造成，例如：不會溶解的東西有浮有沉、篩選大大小小不同的東西、鏡子遊戲（折射）、影子遊戲、用磁鐵吸東西、拿放大鏡看東西、製造回聲。
原則二：所提供的材料或工具要注意安全性
3歲以下的孩子在保護自己方面的能力畢竟有限，因此所提供的材料或工具要特別注意安全性，例如：玩水用具中，各種大小容器、勺子、盤子、碗、湯匙、漏斗、吸管、滴管、水管、海棉、手帕、毛巾、水槍、水車、球等，都需要使用塑膠或不鏽鋼製品、避免尖角；容器、漏斗、吸管、滴管、水管最好是透明的，才可以讓孩子隨時觀察到水的變化情形；另外，也要避免提供塑膠袋、彈珠、紙張類的東西讓孩子在戲水時使用；跟孩子玩打泡泡遊戲時，所使用的清潔劑必須是無傷害性的。
原則三：只要安全無虞，不要輕易打斷孩子的主動探索過程
有些大人很喜歡利用此一機會，教育孩子認識與該項東西有關的知識，例如：在玩水活動中，大人想教孩子認識漏斗名稱，便主動問孩子：「這（指漏斗）叫什麼？」，孩子搖搖頭表示不知道，大人還會叫孩子跟著念2遍，這顯然是不當的介入，打斷了孩子正在進行中的探索活動。選擇介入或不介入的時機及方式需要非常敏銳的判斷，如果大人不知如何進一步引導孩子，乾脆不要介入，只需要注意孩子的安全，並在一開始跟孩子說：「這些可以怎麼玩？」就夠了，好奇心強的孩子會立刻嘗試用各種方式去玩。除非孩子一直重複同一種玩的方式，或對活動漸漸失去興趣，大人可以行動示範新玩法，學前孩子通常對物體行動的興趣比語言濃厚的多，大人用行動會比用說話效果好多了。
參考書目：
陳燕珍譯（民88）。幼兒物理知識活動--皮亞傑理論在幼兒園中的應用。台北：光佑出版社。
鄧文華譯（民84）。孩子的第一本科學書。台北：及幼文化出版社。
林佩蓉 副教授