一、在鐘擺實驗開始后,實驗者首先向被試兒童呈現(xiàn)一個類似鐘擺的裝置。這個裝置由不同長度的繩子構(gòu)成,繩子的一端被固定在橫梁上,繩子的末端被拴上不同重量的物體。然后,實驗者開始向兒童演示,如何使鐘擺進(jìn)行擺動,也就是把拴著重物的繩子拉緊并提升到一定高度,然后再放下,這樣繩子就會像鐘擺一樣,擺來擺去。最后,實驗者告訴兒童他們參加這次實驗的具體任務(wù):兒童需要通過檢驗與鐘擺擺動有關(guān)的四個因素(重物的重量、繩子被拉起的高度、推動繩子擺動的力量、繩子的長度),進(jìn)而來確定哪一種因素決定鐘擺的擺動速度。其中,與鐘擺有關(guān)的四個因素中又有不同級別的劃分,例如繩子的長度有三個級別,重物的重量有四個級別等。
二、實驗者給了兒童充分的時間去檢驗和考慮上述問題。想要解決這個問題必須經(jīng)過兩個正確的步驟:
第一步,先提出假設(shè)。
第二步,對所提出的假設(shè)進(jìn)行具體且系統(tǒng)的驗證。
實驗發(fā)現(xiàn),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)沒有什么大的區(qū)別,都能根據(jù)問題的要求給出自己的假設(shè)。
但是在第二個步驟上,具體運算階段與形式運算階段的兒童出現(xiàn)了很大的區(qū)別。在第二個步驟上,也就是檢驗假設(shè)的過程中,兒童需要注意,每當(dāng)改變一個特定因素時,必須保證其他因素不變。例如改變繩子的長度時,必須保證重物的重量、繩子被拉起的高度以及推動繩子擺動的力量不變。而且,兒童還需要注意每個因素的等級,比如:繩子的長和短;重物的輕和重;繩子被拉起的高度;推動繩子擺動的力量,即推力的大和小。
在第二個步驟中,具體運算階段兒童最容易出現(xiàn)的錯誤是,不能在檢驗?zāi)骋粋€因素的同時,保證其他因素不變。例如,當(dāng)這個階段的兒童遇到繩子短、重物重、鐘擺擺動速度快的時候,就會錯誤地認(rèn)為鐘擺擺動的速度是由繩子的長度和所拴重物的重量共同決定的。
二、皮亞杰通過這個實驗結(jié)果認(rèn)為,只有當(dāng)兒童到了形式運算階段時,才能像科學(xué)家一樣進(jìn)行假設(shè)檢驗,最終獲得關(guān)于所提問題唯一可能且具有嚴(yán)格邏輯的答案。此外,這個實驗問題的正確答案是,繩子的長度決定鐘擺的速度,繩子越短,鐘擺擺動的速度就會越快。
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