在面对着自然界的各种事物时，幼儿不仅有着与生俱来的好奇心和探究热情，有着问不完的问题和疑问，而且，他们是勇于实践的探索者，并最终形成自己“天真幼稚的理论”。
1.强烈的好奇心和探究欲望
幼儿有着与生俱来的好奇心和探究欲望，这一特点与科学家一样，所以我们说幼儿个个都是小小的科学家。
著名的动物行为专家尼可·丁伯根（Niko Tinbergen）曾说：“科学家们，由于他们急切的好奇心，在他人眼中，常常显得很孩子气。”换句话说，科学家们都常葆童心，有着孩子般强烈的好奇心。著名的物理学家理查·费恩曼（Richard Feynman）就是一个永远长不大的充满好奇心的人物。在他的生命中，从来没有一天不对至少一件事好奇，而且到了非要去一探究竟的地步，人们把他称作不折不扣的科学家。他对万事万物都具有好奇心，随时准备敞开心胸接纳新的事物，也愿意尝试任何事物。我们的幼儿有着和科学家一样强烈的好奇心和探究欲望。
好奇心和探究欲望是与生俱来的。也可以说是我们从祖先那里承袭来的。
一个孩子长大的过程，是人类发展过程的复演：从动作的发展来看，最先是爬，手脚并用；而后，双脚摇摇晃晃地走；最后，直立行走。这一过程用了约12个月，可是，在人类的进化中，这个过程却用了几百万年的时间。现在，能直立行走的潜在因素已经包含在人的遗传基因之内。从语言的学习来看，一个孩子用两年时间就可以学会说话，但是，历史上人类经过千万年才学会了说话。同样，人的遗传基因中也有一种能够探索、理解和解释其周围世界的各种现象的潜力。[23]
我们刚出生时，可以说没有任何文化方面的体验。然而，我们也并非全然无知地来到这个世界，其实，我们带了不少知识和能力来到这个环境。例如，我们会看、会听、会消化等。我们也从祖先那里承袭了他们的经验，这些经验是我们的祖先经过了数百万年的进化，在一个充满了掠夺、自然灾害、毒物、危机四伏的世界中生存所累积下来的。人类至今在地球上生存着，便证明了我们的祖先有能力认识和适应周围的环境。人脑是一部精密的仪器，能把相关的事物拼凑起来，以便解决需要应付的问题。我们可以想象，人类的远祖，把一块石头敲击、打磨，终于形成尖锐的工具，甚至可以用来切割一个大型动物的尸体。或许我们也可以想象，远古时代，有一个人，发现打火石互相敲打会产生火花，最后可以生起一堆火。车轮、弓箭、犁等的发明，目的都在于让我们在这个环境下生存，并且传宗接代。这些发明开启了人类的文明史，并开辟了一条途径，引导我们进入现代的科技世界。[24]
我们所承袭的，正是祖先们锲而不舍的发明精神，在孩子身上更不难发现这样的精神。小孩子个个都是天生的科学家，他们好奇、好问、好探索，他们生气勃勃、精力充沛，不知疲倦地探索周围的世界。他们什么都想知道，他们的问题没完没了，他们的探索接连不断。正如杜威所说，儿童有调查和探究的本能，探索是幼儿的本能冲动，好奇、好问、好探究是幼儿与生俱来的特点。
正因为幼儿有着强烈的好奇心和探究欲望，都有一双敏锐的眼睛，所以，没有什么东西能逃脱幼儿的注意力之外，尤其是越不知道或越被禁止触摸的东西，幼儿就越想一探究竟或试试自己的想法。听完了有趣的故事，为了知道收音机里谁在说话，他们会设法打开；下雨之后，越是告诉幼儿别踩水会弄湿鞋和裤子，幼儿偏偏专往水坑里踩……这样的好奇心和探究热情决不亚于科学家。
如果地面上碰巧有个小坑洞，积了一些雨水，又出了点太阳，它就变成了孩子的乐园。倘若成人不加以禁止，并给予积极参与的机会，乐园又会变成节庆的场合。……[25]
2.最初关心的问题都和自然环境有关，是基本的科学问题
好奇好问是幼儿的特点，尤其是从3岁左右开始，幼儿会抓住家长、老师或其他熟悉的成人问个没完。只要留心，我们会发现，幼儿和我们的祖先一样，他们最初关心的问题都和自然环境有关，想要知道很多事情是怎么一回事，以及世界为什么会是现在这个样子。
天空为什么会是蓝的？
小草为什么会是绿的？
风是什么？
为什么会下雨？
为什么冬天冷、夏天热？
为什么月亮会住在天上？
太阳为什么不会掉下来？
鸟儿为什么在天上飞？
……
幼儿所关心的这些现象，恰恰是最基本的科学问题。可以说，幼儿的疑问和所问的问题在本质上与科学家的问题并无太大差异，只是科学家们在以专业的方式从事小孩子自然而然在做着的事，寻找着幼儿最关心的问题的答案。
3.通过直接经验来认识事物
幼儿除了好奇、好问、好探索，关心许多“科学问题”外，还是一个勇于行动的大胆实践者，一个通过直接经验来认识事物的人。
所有的人，如果有机会观察到孩子（甚至很小的孩子）理解现实的方式，都应该知道他们对一切都感到好奇，渴望实践，甚至去尝试。当他们发现一个真实的新鲜的东西时，会高兴得手舞足蹈。所以，一点都不奇怪幼儿园为什么那么重视用感官教育孩子捕捉世界、重视直接的实践活动。只要能真正引起幼儿的兴趣，哪怕花时间不断重复同一个实验也在所不惜。[26]
皮亚杰的发生认识论告诉我们：人的认识既不来源于客体，也不来源于主体，而是来源于主客体的相互作用。心理学的研究一再表明：幼儿的年龄特点就注定了他们对物质世界的认识还是感性的、具体形象的，思维还常常需要动作的帮助。他们对物质世界的认识还必须以具体的事物和材料为中介和桥梁，在很大程度上借助于对物体的直接操作。幼儿必须变换物体的状态——丢、敲、混合、掷、推拉、拆、移动、捏，并观察物体的转换所引起的改变，才能获得知识。简言之，要了解一种东西必须去操作它，并转换它。幼儿在操作事物的过程中产生了物理知识和逻辑数学知识。
例如，面对一摊烂泥时，幼儿可能会想知道：如果我一脚踩下去，会发生什么事？泥巴踩起来会怎么样？会不会从我的脚趾缝里挤上来？紧接着，他们一脚踩上去，以证实他们的所有想法。又如我们前面提到过的，下雨之后，我们越是不让幼儿去踩水坑，告诫幼儿水会溅到身上，打湿鞋子，幼儿却偏偏避开干地往水坑里走，一试高低！
幼儿将脚和鞋子一起踏入雨水坑中，将手插入滑腻的污泥中，用碎石激起水花，假装费力地涉水过“河”，难以言喻的兴奋之情表露无遗。当他们在水坑中发现光与影的变化，发现水的透明性，发现水能产生自己和周围世界的倒影时，这种兴奋之情更化作震惊和喧哗……[27]
皮亚杰把人生的第一阶段称为“感知动作阶段”，这是人的认识发展的第一阶段。孩子自出生之时起，从把各种东西放入嘴里就开始了运用各种感觉器官与肢体对周围环境的探索。
4.探究方法具有试误性
科学家运用科学方法来探究解决问题。这些科学方法包括：观察、推论、实验、沟通等。只要仔细观察，我们会发现其实幼儿和科学家一样，也使用科学探究方法，只是不自觉而已。
例1 1岁半的孩子寻找地毯潮湿的原因
1岁半的嘟嘟坐在地毯上堆积木，堆高了后就推倒，笑得很开心。
当他一面玩时，一面不时地接过妈妈递给他的奶瓶。他玩得太兴奋了，不自觉地将奶瓶推倒在地毯上，果汁溅了出来。
无意间嘟嘟把手放在地毯上的那块湿了的地方，他觉得很奇怪。
他看看自己的手，看看地毯，再一次去摸湿的地毯。（观察）
他站起来再去拿奶瓶，喝了一口，看看奶瓶，放到地毯上，又摸了摸地毯上湿的地方。（推论）
然后，他故意把果汁溅在地毯上，并用手去摸新弄的潮湿处。（实验——测试他的想法）
他又重复了一次上述步骤，于是他笑了，喝了两口果汁后，就把奶瓶对着地毯挤弄，地毯上的湿处扩散越大，他越开心，直到妈妈制止。（下结论）
这一事例中，嘟嘟寻找地毯潮湿的原因，使用了观察、推论、实验等科学方法。
例2 5岁半的孩子寻找欢乐球爆炸的原因
宏宏听说芦柑皮的水喷到欢乐球上会使球爆炸，就拿出芦柑和欢乐球试，球果然爆炸了。（实验、观察）
于是，他想配出使欢乐球爆炸的“魔水”。（提出了问题）
他想到芦柑皮有酸味，拿来醋滴在欢乐球上，欢乐球毫无反应。（第一次推论与假设）
想到芦柑皮有甜味，又拿来糖制成糖水，滴在欢乐球上，球以极慢的、不易被觉察的速度缩小了些。（第二次推论与假设）
将醋和糖水混在一起，结果与糖水类似。（第三次推论与假设）
又想到喷的速度要快，于是，拿来奶奶浇花用的小喷壶。（第四次推论与假设）
把醋糖水倒入壶中，对着欢乐球喷，结果与糖水类似。
又使劲闻了闻芦柑皮，觉得有点酒味，又拿来红葡萄酒，结果球没有反应。（第五次推论与假设）
实验进行了两个多小时，已近晚11点了，在妈妈的劝说下，睡觉了。
第二天早晨，奶奶问：“实验成功了吗？”孩子回答说：“不能算成功，也不能算失败。我发现欢乐球爆炸肯定与糖有关系。”（初步的结论）
可见，在日常解决问题的许多时候，幼儿都在使用着科学探究的方法。
然而，由于经验水平和思维特点所限，幼儿探究解决问题的过程和方法具有很大的试误性。他们对事物特点的认识和对事物间关系的发现需要多次尝试，不断排除无关因素；需要很多次、很长时间的探索，才能接近答案。
实例1 认识橡皮泥的黏性
一个3岁半的幼儿在用橡皮泥做糖球。他把橡皮泥一小块一小块地揪下来，再用几小块橡皮泥合在一起做一个糖球。老师发现他每从大橡皮泥上揪掉一块都在脸上蹭一下。老师好奇地问：“你这（做往脸上蹭的动作）是什么意思？”幼儿认真地说：“我试试橡皮泥黏不黏。”
幼儿一直一丝不苟地试着，偶尔有一次忘了往脸上蹭，还马上拿回来再补试一次……三十几次以后，幼儿不试了，终于相信了橡皮泥的黏性。
实例2 粘蝴蝶须
一个中班幼儿剪了一只纸蝴蝶，可是须子太细了，刚走到室外，还没等飞须子就掉了。幼儿马上回去“用水粘蝴蝶须”。粘好后还没走到院子里又掉了，又跑回去沾更多的水。4～5次的反复后，教师建议他想想、试试有没有更好的办法……
实例3 让橡皮泥浮起来
幼儿在尝试着让手里的一块橡皮泥浮起来。
他把橡皮泥团成球放进水里，沉下去了。
他把橡皮泥压成薄薄的饼状，又沉下去了。
他把橡皮泥搓成细长条，还是沉下去了。
他停下来开始思考……
这次，他把橡皮泥扯成一粒一粒的，结果还是沉下去了。
他开始环顾四周，看见了浮在水面上的小船。
他把橡皮泥做成中空的船，橡皮泥终于浮在了水面上。
实例4 找合适的锅盖
一个小班的孩子在娃娃家的厨房里正忙着做汤。没有锅盖，他想找一个合适的锅盖。他随手拿了一个盖上，没想到盖子掉进了锅里！他又拿了一个大一点的，又掉进了锅里！孩子怔了一会儿，找了一个更大一些的，盖上了，只是不合适，稍大了一点。他又换了一个小一点的，终于合适了。孩子很得意，还把小盖子拿起来在锅上转了一圈。
5.所获得的知识经验具有“非科学性”
幼儿对周围事物的认识和解释以及所获得的知识经验受其原有经验和思维水平的直接影响，从而形成幼儿期所独有的“天真幼稚的理论”和“非科学性”的知识经验。突出表现在：
（1）用原有经验解释事物
幼儿对事物的认识直接受到其原有经验的影响。幼儿在探索和认识事物过程中所表现出的不合乎成人逻辑的想法和做法，在幼儿已有经验和认知结构上却是极其合理的，合乎他“自身逻辑”的。
幼儿认识事物的这一特点是由于他们思维的具体形象性所派生出来的。
例证1 原有经验：种子泡在水里能发芽、长大
新的解释：小花瓣泡在水里能长大
例证2 原有经验：小朋友喝开水长得好
新的认识：给**浇开水
例证3 原有经验：种子种在土里几天后向上出小芽、长大
新的认识：看到花生往下长了芽，把它正了过来，让根向上长
例证4 教师让幼儿说**对人的好处
孩子原有的经验是：树能产生氧气
新的解释：**能产生氧气
（2）表面性和片面性
幼儿对事物的认识不能抓住本质特征，对事物及其关系的认识和解释只是根据具体接触到的表面现象来进行。
在问幼儿“月亮为什么不会落下来”时，幼儿会回答：“月亮因为明亮，所以不会掉下来。”幼儿只注意到表面现象，以表面现象解释事物的本质。
实例 幼儿眼里的新方法
一名幼儿认为自己有多种接亮小电珠的方法：
①用一节电池
②用两节电池竖起来
③用两节电池再加一节没有电的电池
④用两节电池横着放
（3）主观性和泛灵论
幼儿不能客观地解释自然事物和现象，往往从主观意愿出发，或赋予万物以灵性（即泛灵论）。幼儿总是用“儿童独特的眼光”来看待事物及其关系。
例1 某中班幼儿探索一个指南针的装置
指南针的装置实际上是一枚可以自由转动的缝被子的针（已被磁化），教师在它的底座的四个方向分别贴上四个小动物图片，以引起幼儿的兴趣。这个幼儿在开始的时候就为自己设定了一个游戏规则：我抓到谁，就假装谁。
当他第一次轻轻转动这个针，发现针尖停止在猫那时，对自己说：“我抓到小猫咪，我就装小猫。”然后扮了一个猫脸，模仿猫的动作。当他一次次重复转，看它还能指到哪里时，发现针尖总是指向小猫，便自言自语地说：“怎么搞的，又是小猫！”
有一次，他试图让指针指向别的小动物，就用手按住指针想让它停，可是当他放开手后，针尖仍然指向小猫。于是他开始寻找原因，一会儿轻轻转，一会儿重重转，一会儿把指针取下来，将指尖对着桌子刮，一会儿又翻开底座看看下面有什么东西，却没有找到答案。
事后，老师问他有什么发现，他说：“我发现它转不到好多东西，只能转到小猫，它喜欢小猫。”
例2 幼儿对自然现象的认识
教师：“太阳会不会掉下来？”
幼儿：“太阳不会掉下来，因为如果它掉下来，我们就会死了。”
教师：“为什么有春夏秋冬？”
幼儿：“这是为了让咱们换个天气，因为太冷了，就把人给冻死了，太热了就把农村的地干死了。”
教师：“为什么有白天和黑夜？”
幼儿：“白天得起来上幼儿园、上班，晚上得睡觉。”“因为只有一个太阳，一个月亮。它不能光照一个地方，还得去照别的地方。”
例3 小班幼儿猜想小兔子吃什么
教师：“小兔子喜欢吃什么呢？”
幼儿：“喜欢吃萝卜、白菜。”
教师：“还喜欢吃什么呢？”
幼儿1：“喜欢吃饼干。”
幼儿2：“喜欢吃肉。”
幼儿对事物及其关系的解释具有“人为的”和“万物有灵论”的色彩。这个时期的孩子相信每件东西都是由人所创造的；他们还相信自然界的事物像他一样，是有生命、意识、意图和情感的。最初，只要对人有用的物体，幼儿都认为是有生命的；接着是仅限于会移动的物体（如浮云、汽车），大树常常被幼儿认为是没有生命的，因为它们不会移动；再后来是对自发性移动的物体；最后，才是动物、植物。
从一个雨水坑萌发的活动，幼儿使用严谨的科学精神及精密的想象力来表现文字、思想及图像三者之间密不可分的关系。[28]
总之，幼儿还不能客观地解释自然事物和现象及其关系，往往从主观的意愿出发，或赋予万物以灵性。幼儿在认知发展上的这种局限性决定了他们无法获得完全客观的认识。也就是说，幼儿能理解的科学知识具有一定程度的“非科学”性，学前阶段的幼儿是在用天真幼稚的理论解释他们所看到的事物，解释周围世界。幼儿认识事物的特点决定了幼儿不能像中小学生那样学习真正的科学概念，只能获得一些有关周围物质世界的经验，学习一些浅显的科学知识。
阅读材料：学前儿童科学概念的发展[29]
根据皮亚杰的理论，儿童早期还不能很好地区分主体和客体，因此他们的认识常表现出“泛灵论”的特点，将主体的思想和意愿附着于客体身上，从而导致“万物有灵”的思想。
以“生命”概念为例，皮亚杰用临床法对儿童的“生命”概念进行了研究。他向不同年龄的儿童询问“什么是活的”，得到了各种有趣的回答。皮亚杰据此发现了儿童“生命”概念发展的若干阶段：
第一阶段：凡是活动着的物体都是有生命的，6岁以下儿童处于这个阶段。
这个阶段的儿童根据“活动”来界定生命的概念，更为有趣的是儿童始终把活动是否对人类有作用作为判断的依据。下面是皮亚杰与威尔的对话：
“太阳是活着的吗？”
“是的。”
“为什么？”
“因为它会发光。”
“蜡烛是不是活的？”
“不是。”
“为什么呢？”
“噢，是的。因为它会发光。它发光的时候就活着，不发光的时候就死了。”
“自行车是活的吗？”
“不是。它骑的时候是活的，不骑的时候就死掉了。”
“山是不是活的呢？”
“不是。”
“为什么？”
“因为它什么也没做！”
“树是不是活的？”
“不是，它结果子的时候是活的，树上什么也没有时就死了。”
“手表是活的吗？”
“是的。”
“为什么？”
“因为它在走。”
“板凳呢？”
“不是。”
“为什么？”
“它只是给人坐的。”
“炉子是活的吗？”
“是的。它会烧茶、做饭。”
“铃是活的吗？”
“是，它会响。”
威尔甚至说毒药也是活的，因为它能够杀死我们。
由此可见，“活的”对于儿童而言意味着会做某件事或会移动。
第二阶段：“凡是运动的物体都是有生命的”，6～8岁的儿童属于这一阶段。
下面是皮亚杰与赛斯的对话：
“马是活着的吗？”
“是的。”
“那么桌子呢？”
“不是。”
“为什么？”
“因为桌子是做出来的。”
“月亮是活的吗？”
“不是，因为它总是待在一个地方。”
“它从来没有动过吗？”
“有时候会动的。”
“什么时候？”
“当你走路的时候。”
“那它是不是活着的呢？”
“是活着的。”
“为什么？”
“因为它会走路。”
“云是不是活着的？”
“是的。”
“为什么？”
“因为它会轻轻地飘，也会很快地飘动。”
运动的确是反映生命存在的一种形式，儿童能认识到这一点是一大进步。首先，在儿童眼中，生命与运动有着天然的联系，他们以此质疑并界定着生命的概念。当一个6岁半的孩子被问及“树叶是否死去”时，他先回答“是的”，但又说“树叶会随着风飘走”。皮亚杰指出，儿童在对自然界的理解中，混淆了机械运动和生物运动。
第三阶段：“生命是一种发生在动物和植物身上的自发性的运动”，达到这一水平儿童的平均年龄是8～9岁至11～12岁。
随着年龄的增长，儿童已经能够对不同形式的运动加以辨认，能真正区分毫无理由的运动和自发的运动，并能把自发的运动和生命的存在相联系。对生命概念的理解也达到了全新的水平。
下面是皮亚杰和桑特的对话：
“你知道活着是什么意思吗？”
“知道。”
“昆虫是不是活着的？”
“是的。”
“如果它不是活的话它就不能飞了。”
“自行车呢？”
“不是。”
“为什么不是？”
“是我们让它行走的。”
“马是活的吗？”
“是。”
“为什么？”
“它能帮助人类。”
“云是不是活的？”
“是的。”
“为什么？”
“噢，不是。”
“为什么呢？”
“云不是活的，如果它们是活的，那么就能爱上哪儿就上哪儿了。”
“那么风是活的吗？”
“是的。”
“为什么？”
“它是活的，因为风会让云飘啊。”
“小溪是活的吗？”
“是的。因为水一直在流动。”
“汽车是活的吗？”
“不，是发动机让它动的。”
“那发动机是不是活的呢？”
“不是，发动机是人造出来的。”
“太阳是活的吗？”
“是的，太阳在白天能发光。”
“湖是不是活的？”
“不是，因为湖老是待在那儿，从来不动。”
皮亚杰总结了儿童“泛灵论”思想的三个发展阶段：
第一个阶段延续到4～5岁为止，儿童认为任何事物的活动都是有目的、有意识的。在这个阶段中，主体和客体完全混淆，相互渗透。现实常常被想象为魔幻般的活动。
第二阶段从4～6岁后开始到8～9岁。主客体开始区分，但是主观意向仍附着于客体之上。儿童认为主体可以采取某些方式渗透于客体之中（如语言、形象、姿势等）。魔幻和泛灵论依然是构成该阶段的基本成分。
第三阶段从8～9岁到11～12岁。主客体开始分离，儿童开始认识到主体不必追随于客体。魔幻和泛灵论的成分逐渐消失。