The mechanical transmission of motion, which is observable in gears’ turning direction (TD) and turning speed (TS) can be understood as part of the core concept “force and motion”. Previous studies have suggested that most children before the age of nine have naïve concepts of gears’ TD and TS. However, these studies relied on children's explanation data and might have therefore underestimated young children's potential. Moreover, these studies did not examine whether preschoolers can overcome their naïve concepts through teaching. Recently, educators have proposed guided play as an educational approach that combines children's play with teacher guidance in a purposefully designed environment. We conducted two subsequent studies. In Study 1, we investigated the children's (naïve) concepts of gears’ TD and TS with a cross‐sectional approach using a nonverbal test procedure. This study comprised 248 children aged 5–10 years and 73 adults. The results showed that the proportion of children with adequate concepts increased with age. More specifically, 7‐ to 8‐year‐olds differed significantly from 5‐ to 6‐year‐olds, indicating a developmental shift around this age. However, naïve concepts of TS were more persistent with age than naïve concepts of TD. Altogether, the results indicated the potential to foster 5‐ to 6‐year‐olds’ concepts of both TD and TS in an intervention. Thus, in Study 2, we developed and tested a guided play intervention to foster 5‐ to 6‐year‐old children's concepts of TD and TS. We conducted a prepost‐intervention design with a guided play group (n = 19) and a free play group (n = 21). The results suggested stronger learning gains in the guided play group (d_TD = 0.337, d_TS = 0.758) than in the free play group (d_TD = 0.224, d_TS = 0.158).

中文翻译：

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儿童的齿轮概念及其在游戏中的提升

在齿轮的转动方向（TD）和转动速度（TS）上可以观察到的机械运动传递可以理解为核心概念“力与运动”的一部分。先前的研究表明，大多数九岁以下的孩子对齿轮的TD和TS幼稚。但是，这些研究依赖于儿童的解释数据，因此可能低估了幼儿的潜力。而且，这些研究没有检验学龄前儿童是否可以通过教学克服天真的观念。最近，教育者提出了引导性游戏的一种教育方法，该方法将儿童的游戏性与教师的指导结合在一个有针对性的设计环境中。我们随后进行了两项研究。在研究1中，我们调查了儿童的 使用非语言测试程序采用横截面方法的齿轮TD和TS的简单概念。这项研究包括248名5-10岁的儿童和73名成人。结果表明，具有适当观念的儿童比例随年龄增长而增加。更具体地说，7到8岁的孩子与5到6岁的孩子有很大的不同，这表明该年龄段出现了发展变化。然而，与TD的朴素概念相比，TS的朴素概念随着年龄的增长更加持久。总体而言，结果表明在干预措施中有可能树立5至6岁儿童的TD和TS概念。因此，在研究2中，我们开发并测试了引导性游戏干预，以培养5至6岁儿童的TD和TS概念。我们与一个有指导的游戏小组进行了干预前的设计（这项研究包括248名5-10岁的儿童和73名成人。结果表明，具有适当观念的儿童比例随年龄增长而增加。更具体地说，7到8岁的孩子与5到6岁的孩子有很大的不同，这表明该年龄段出现了发展变化。然而，与TD的朴素概念相比，TS的朴素概念随着年龄的增长更加持久。总体而言，结果表明在干预措施中有可能树立5至6岁儿童的TD和TS概念。因此，在研究2中，我们开发并测试了引导性游戏干预，以培养5至6岁儿童的TD和TS概念。我们与一个有指导的游戏小组进行了干预前的设计（这项研究包括248名5-10岁的儿童和73名成人。结果表明，具有适当观念的儿童比例随年龄增长而增加。更具体地说，7到8岁的孩子与5到6岁的孩子有很大的不同，这表明该年龄段出现了发展变化。然而，与TD的朴素概念相比，TS的朴素概念随着年龄的增长更加持久。总体而言，结果表明在干预措施中有可能树立5至6岁儿童的TD和TS概念。因此，在研究2中，我们开发并测试了引导性游戏干预，以培养5至6岁儿童的TD和TS概念。我们与一个有指导的游戏小组进行了干预前的设计（更具体地说，7至8岁儿童与5至6岁儿童有显着差异，表明该年龄段出现了发展变化。然而，与TD的朴素概念相比，TS的朴素概念随着年龄的增长更加持久。总体而言，结果表明在干预措施中有可能树立5至6岁儿童的TD和TS概念。因此，在研究2中，我们开发并测试了引导性游戏干预，以培养5至6岁儿童的TD和TS概念。我们与一个有指导的游戏小组进行了干预前的设计（更具体地说，7至8岁儿童与5至6岁儿童有显着差异，表明该年龄段出现了发展变化。然而，与TD的朴素概念相比，TS的朴素概念随着年龄的增长更加持久。总体而言，结果表明在干预措施中有可能树立5至6岁儿童的TD和TS概念。因此，在研究2中，我们开发并测试了引导性游戏干预，以培养5至6岁儿童的TD和TS概念。我们与一个有指导的游戏小组进行了干预前的设计（结果表明，有可能在干预措施中培养5至6岁儿童的TD和TS概念。因此，在研究2中，我们开发并测试了引导性游戏干预，以培养5至6岁儿童的TD和TS概念。我们与一个有指导的游戏小组进行了干预前的设计（结果表明，有可能在干预措施中培养5至6岁儿童的TD和TS概念。因此，在研究2中，我们开发并测试了引导性游戏干预，以培养5至6岁儿童的TD和TS概念。我们与一个有指导的游戏小组进行了干预前的设计（n = 19）和一个免费比赛组（n = 21）。结果表明，引导游戏组（d _TD = 0.337，d _TS = 0.758）比自由游戏组（d _TD = 0.224，d _TS = 0.158）具有更大的学习收益。