《教育教學知識與能力》知識點之鐘擺實驗

https://jiaoshi.huatu.com 2020-08-27 14:37 中國教師資格網 [您的教師考試網]

【實驗者】皮亞杰

【實驗過程】皮亞杰向被試呈現一個類似鐘擺的裝置：不同長度的繩子被固定在—個橫梁上，繩子的末端可拴上不同重量的重物，實驗者向被試演示如何使鐘擺擺動(將栓有重物的擺繩拉緊并提至一定的高度，再放下即可)。被試的任務是，通過檢驗與鐘擺擺動有關的四種因素(重物的重量、擺繩被提起的高度、推動擺繩的力量、擺繩的長度)，來確定哪一種因素決定鐘擺擺動速度。被試有較充分的時間對上述各種因素進行檢驗。

解決此問題的正確途徑是：

第一步，先提出假設(無論其假設是什么，只要它能被檢驗并產生非矛盾的結果就可以)。

第二步，再對所提出的假設進行系統(tǒng)的檢驗。此步驟(檢驗假設)的關鍵點是，在檢驗的過程中、每改變一個特定因素的同時，必須保證其他的因素不變。其中，每個因素只設兩個等級：①擺繩：長、短;②重量：輕、重;③擺高：高、低;④推力：大、小。

【實驗結果】在第一個步驟上，具體運算階段與形式運算階段的兒童的反應沒有什么區(qū)別，都能根據問題的要求提出某種假設。但在第二個步驟上，這兩個階段的兒童的做法卻有很大的區(qū)別。前運算階段的兒童或隨機擺弄，或用力推動鐘擺，而具體運算階段的兒童所易犯的錯誤是，不能在檢驗某一因素的時候，控制住其他的相關因素。例如，當擺繩短，重物重的時候，擺速則快。因此，錯誤地認為擺速是由擺長和所拴重物的重量共同決定的。只有到了形式運算階段，青少年才能像科學家一樣地檢驗假設，最終獲得關于問題的、唯一可能的、具嚴格的邏輯意義的解釋。最終得出正確的答案是，擺繩的長度決定鐘擺擺動的速度，擺繩越短，其擺動的速度越快。

【實驗結論】形式運算階段的兒童能夠運用假設—演繹推理，推論出問題的結論。他們解決問題的思維特點是從假設出發(fā)，提出問題的可能性。其思維過程是，當他面臨問題情境時，首先運用“一般的理論”思考影響結果的各種可能因素，并形成假設，然后通過實驗驗證假設的真?zhèn)?，或者運用系統(tǒng)的科學方法，運用演繹推理檢驗假設，得出結論。而形式運算階段之前的兒童還不能進行假設—演繹推理。

【試題示例】

1.【單選】如果一個學生在回答“A>B，B>C，A和C哪個更大?”時，可以輕松回答出來，表明其思維發(fā)展處于( )水平。

A.前運算階段 B.感知運算階段 C.具體運算階段 D.形式運算階段

1.【答案】D

【解析】本題考查的是皮亞杰的認知發(fā)展階段理論。形式運算階段的兒童的思維最大的特點是已經擺脫了具體可感知事物對思維的束縛，能根據假設進行推理，相信演繹得到的推論，使認識指向未來。主要的思維特征體現之一是思維以命題形式進行，能夠根據邏輯推理、歸納或演繹的方式解決問題。題干中的學生可以輕松回答出來“A>B，B>C，A和C哪個更大?”這種命題，表明其已處于形式運算階段。故本題選D。

2.【單選】中學生曉波通過物理實驗發(fā)現，鐘表的擺動幅度不取決于鐘擺的材料或重量，而是取決于鐘擺的長度。根據皮亞杰的認識發(fā)展階段理論，曉波的認知發(fā)展水平已達到( )。

A.感知運動階段 B.前運算階段 C.具體運算階段 D.形式運算階段

2.【答案】D

【解析】本題考查的是皮亞杰的認知發(fā)展階段理論。形式運算階段的學生具備了假設演繹推理的能力，題干中曉波能夠通過實驗進行推理，說明處于形式運算階段。故本題選D。

3.【單選】某兒童能完成“守恒”實驗，但卻無法解決“鐘擺”實驗，根據皮亞杰理論，該兒童思維發(fā)展處于( )階段。

A.感知運動階段 B.前運算階段 C.具體運算階段 D.形式運算階段

3.【答案】C

【解析】本題考查的是皮亞杰的認知發(fā)展階段理論。形式運算階段的兒童具備了抽象邏輯推理能力，能運用假設演繹推理，推論出問題的結論。而題干中具備了守恒性，但不能單獨完成鐘擺實驗，說明屬于具體運算階段。故本題選C。

責任編輯：郭爽