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1、第28卷第1期湘潭师范学院学报(自然科学版)Vol.28No.12006年3月JournalofXiangtanNormalUniversity(NaturalScienceEdition)Mar.2006控制变量能力的研究进展X12向远辉,石 伟(1.湖南工业大学信息与计算科学系,湖南株洲412008;2.湖南科技大学物理学院,湖南湘潭411201)摘 要:从皮亚杰的研究入手,介绍了关于儿童控制变量能力的一些研究,大致包括三个方面:(1)儿童控制变量能力发展的研究;(2)影响儿童控制变量的因素;(3)控制变量能力是否可习得以及训练是否有效。关键词:控制
2、变量能力;儿童;皮亚杰中图分类号:G61 文献标识码:A 文章编号:1671-0231(2006)01-0127-031 问题的提出关于学生解决问题的能力一直是研究者关注的焦点,也是教师关注的焦点,而控制变量策略作为问题解决过程中一种有效的解题策略,也是科学推理中一项重要的学习策略,一直倍受研究者的关注。皮亚杰通过十五个实验的调查研究得知:儿童必须具有形式运算思维才可以进行变量的控制,才完全掌握“所有的其他因素保持不变”这一策略。自此,国内外的研究者重复和改进皮亚杰的实验,并通过研究儿童控制变量能力来考察儿童的科学推理能力。在这些研究中,研究者采
3、用问卷、访谈、测试、训练等方法,对小学、初中和高中各年级的学生进行了研究,通过研究得出了许多有价值的结论,对这些结论进行分析和总结,将有助于我们进一步研究儿童控制变量能力;另一方面,这些结论对于基础课程中教学目标的设置、教学内容的选取和教师的教学实践都有重要的意义。2 研究概述皮亚杰及其后续研究者的研究主要从下面几个方面进行:控制变量能力的发展、影响学生控制变量能力的因素、控制变量能力是否可以教会以及一定的训练能否促使学生的控制变量能力在不同的问题情景之间的迁移等。2.1 控制变量能力的发展关于儿童的控制变量能力发展的研究,先驱者是皮亚杰与英海尔德。皮亚
4、杰在其《从儿童到青少年的逻辑思维发展》一书中总共做了十五个实验,其中很多实验对“所有其他因素保持不变(Allotherthingsbe2ingequal)”这一认知格式都有讨论。皮亚杰通过采用不同的实验工具(如单摆实验、弹性实验等)对不同年龄阶段的被试进行访谈发现:儿童必须具有形式运算思维才可以进行变量的控制,才完全掌握“所有其他[1]因素保持不变”这一策略。皮亚杰之后的许多研究者重复了皮亚杰的实验,验证了皮亚杰逻辑发展的主要阶层,但控制变量策略[2]获得的时间上各人研究结果有所不同,如Case的研究表明,大部分7~8岁的儿童经过4周4个阶段的[3]训练
5、以后能够学会使用控制变量策略;Wollman的调查中观察到小学二年级的学生已经有了控制变量思想的直觉概念;Karplus等研究了7个国家中13和15岁儿童的形式推理能力,给儿童提供了比例问题和控[4]制变量问题,他们发现:大部分13至15岁之间的儿童缺乏比例推理和控制变量能力;Kuhn等人的一项[5]研究表明,稍大一点的学龄期儿童对控制变量思想的基本概念和技能只有一种肤浅的理解和掌握;陈哲X收稿日期:2005-12-07作者简介:向远辉(1977-),女,湖南岳阳人,助教,研究方向:儿童心理研究和学科教学论。127等人的研究中,小学二年级的儿童经过直接明
6、确的训练指导后,在近迁移水平上已经能够获得和使用控制变量的策略;针对这些不同的观点,作者于2002年在湖南科技大学附中对8~12岁的儿童进行了访谈,采用的工具是在皮亚杰的基础上改进的单摆实验和自己设计的蹦球实验,结果表明:当儿童具有一定的背景[6]知识或经验时,具体运算阶段的儿童可以在具体的、可进行实物操作的基础上进行变量的控制。在控制变量策略获得时间上的差异上,主要是由研究者的研究任务、研究方法以及判断学生是否具有控制变量思想的标准的不同所造成的。2.2 控制变量能力的影响因素关于什么因素将影响儿童在控制变量实验中的表现,国内外许多研究者对其做了很多的
7、研究,他们认为变量的个数和熟悉程度、问题的组织形式、有用信息的数量等都可能影响被试能否分离和控制变量。2.2.1 变量的个数和熟悉程度Linn和Levine研究了3个相似的逻辑问题,每一个问题涉及不同的变量,他们发现:学生应用控制变量思想成功解决问题的人数的比例随变量的熟悉程度而变化;Wozny和Cox发现在特定的任务中年龄与变量的个数相互作用,如两个变量的任务(像平衡杆问题等)能被大多数12~13岁的儿童解决,但多变量相互作用的问题(如浮和沉问题)甚至在16~17岁的青少年中都很难解决;Case发现:对于年龄较小的儿童,年龄与变量之间有同样的相似关系。
8、2.2.2 问题的组织形式Linn和Levine发现在一个多项选择的问题形式中,