《教育教學(xué)知識與能力》知識點之鐘擺實驗

http://www.nongnao.cn 2020-08-27 14:37 中國教師資格網(wǎng) [您的教師考試網(wǎng)]

【實驗者】皮亞杰

【實驗過程】皮亞杰向被試呈現(xiàn)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(wù)是，通過檢驗與鐘擺擺動有關(guān)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(shè)(無論其假設(shè)是什么，只要它能被檢驗并產(chǎn)生非矛盾的結(jié)果就可以)。

第二步，再對所提出的假設(shè)進行系統(tǒng)的檢驗。此步驟(檢驗假設(shè))的關(guān)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(shè)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(jié)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(yīng)沒有什么區(qū)別，都能根據(jù)問題的要求提出某種假設(shè)。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?zāi)骋灰蛩氐臅r候，控制住其他的相關(guān)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(xué)家一樣地檢驗假設(shè)，最終獲得關(guān)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(jié)論】形式運算階段的兒童能夠運用假設(shè)—演繹推理，推論出問題的結(jié)論。他們解決問題的思維特點是從假設(shè)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(jié)果的各種可能因素，并形成假設(shè)，然后通過實驗驗證假設(shè)的真?zhèn)?，或者運用系統(tǒng)的科學(xué)方法，運用演繹推理檢驗假設(shè)，得出結(jié)論。而形式運算階段之前的兒童還不能進行假設(shè)—演繹推理。

【試題示例】

1.【單選】如果一個學(xué)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(jīng)擺脫了具體可感知事物對思維的束縛，能根據(jù)假設(shè)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(xiàn)之一是思維以命題形式進行，能夠根據(jù)邏輯推理、歸納或演繹的方式解決問題。題干中的學(xué)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(xué)生曉波通過物理實驗發(fā)現(xiàn)，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(jù)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(xué)生具備了假設(shè)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(jù)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(shè)演繹推理，推論出問題的結(jié)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