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:兒童需要通過檢驗與鐘擺擺動有關的四個因素(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過兩個正確的步驟:
第一步,先提出假設。
第二步,對所提出的假設進行具體且系統(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沒有什么大的區(qū)別,都能根據問題的要求給出自己的假設。
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,也就是檢驗假設的過程中,兒童需要注意,每當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,不能在檢驗某一個因素的同時,保證其他因素不變。例如,當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果認為,只有當兒童到了形式運算階段時,才能像科學家一樣進行假設檢驗,最終獲得關于所提問題唯一可能且具有嚴格邏輯的答案。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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