皮亚杰理论对物理教学的启课件.ppt

1、皮亚杰理论对物理教学的启示皮亚杰理论对物理教学的启示一、造成一、造成“物理难学、难教物理难学、难教”的原因的原因 造成造成“物理难学、难教物理难学、难教”的原因有很多，其中主要原因之的原因有很多，其中主要原因之一可能是学生日常生活中由于自发一可能是学生日常生活中由于自发“内化形成内化形成”了不少前概念了不少前概念，在这些前概念中存在着许多错误观念，而这些错误观念在教，在这些前概念中存在着许多错误观念，而这些错误观念在教学中未得到纠正、清除，使正确认识难于形成和巩固。学生头学中未得到纠正、清除，使正确认识难于形成和巩固。学生头脑，早已不是一张白纸，在上面已经不能随意写字，画画了。脑，早已不是一张

2、白纸，在上面已经不能随意写字，画画了。关于中学生对物体在液体中所受浮力的前概念的调查关于中学生对物体在液体中所受浮力的前概念的调查1.被调查的学生一致认为，一块长木头竖着放入水中比横着放入被调查的学生一致认为，一块长木头竖着放入水中比横着放入水中时受到的浮力小。理由是竖着放时底面积小，而横着放时底水中时受到的浮力小。理由是竖着放时底面积小，而横着放时底面积大，所以浮力大。有的学生还说，遭灭顶之灾的人是因为他面积大，所以浮力大。有的学生还说，遭灭顶之灾的人是因为他们想在水中竖起身子，这样浮力小，漂浮不起来。如果他们横躺们想在水中竖起身子，这样浮力小，漂浮不起来。如果他们横躺在水面上就能漂浮起来，

3、不致淹死了。在水面上就能漂浮起来，不致淹死了。2.他们一致认为，大小一样的实心铁球和空心铁球放在水中时他们一致认为，大小一样的实心铁球和空心铁球放在水中时所受的浮力不同。空心铁球所受的浮力大，因为其中有空气；所受的浮力不同。空心铁球所受的浮力大，因为其中有空气；而实心铁球所受的浮力小（有的学生甚至说没有浮力），因为而实心铁球所受的浮力小（有的学生甚至说没有浮力），因为其中没有空气。其中没有空气。3.一块大的均匀物体沉没于水中，若将它分成大小两部分，这一块大的均匀物体沉没于水中，若将它分成大小两部分，这两部分是否像原来那样沉没于水中？大多数同学认为，大的部两部分是否像原来那样沉没于水中？大多数同

4、学认为，大的部分因为重，所以依然沉没于水中；小的部分因为轻，所以能漂分因为重，所以依然沉没于水中；小的部分因为轻，所以能漂浮起来。浮起来。4.一物体浸没于水中所受的浮力与浸没的深浅有无关系？大多一物体浸没于水中所受的浮力与浸没的深浅有无关系？大多数学生认为，物体浸没越深所受的浮力越大，理由是他们往水数学生认为，物体浸没越深所受的浮力越大，理由是他们往水中按物体时越深越费力。中按物体时越深越费力。5.沉没于盛有水的容器器低的物体受不受到浮力？大多数学沉没于盛有水的容器器低的物体受不受到浮力？大多数学生认为，不受浮力作用，因为漂浮不起来。生认为，不受浮力作用，因为漂浮不起来。6.所有的学生都认为，

5、使同样大小的铁块和木块完全浸没于所有的学生都认为，使同样大小的铁块和木块完全浸没于水中，则木块所受的浮力大，因为一松手它就能漂浮起来。水中，则木块所受的浮力大，因为一松手它就能漂浮起来。7.他们全都认为不用外力，木块不能自行沉没于液体他们全都认为不用外力，木块不能自行沉没于液体(如，水如，水、酒精、油等、酒精、油等)中。他们说：中。他们说：“不会有这种事情！不会有这种事情！”有的学生有的学生特别强调，木块不能沉没于油中，因为油轻，浮力大。特别强调，木块不能沉没于油中，因为油轻，浮力大。8.他们全都认为，不施加外力，铁块不能漂浮于任何液体上，他们全都认为，不施加外力，铁块不能漂浮于任何液体上，因

6、为铁太重！因为铁太重！由调查可以得到以下几个结论由调查可以得到以下几个结论1.学生的前概念中错误观念很多；学生的前概念中错误观念很多；2.所有这些错误观念都是在长期日常生活中形成的，有的（如所有这些错误观念都是在长期日常生活中形成的，有的（如1、2、6、7、8）甚至是根深蒂固的，学生深信不疑，认为有）甚至是根深蒂固的，学生深信不疑，认为有“事实事实”根据，能根据，能“解释解释”现象；现象；3.这些错误观念都是潜移默化形成的，都是潜在的，平时并不表现这些错误观念都是潜移默化形成的，都是潜在的，平时并不表现在外。如果我们不调查研究，就无法知道。在外。如果我们不调查研究，就无法知道。皮亚杰理论对说明

7、错误认识的意义和作用，为纠正和破除皮亚杰理论对说明错误认识的意义和作用，为纠正和破除错误认识提供了正确、坚实的理论基础。皮亚杰理论正确地阐错误认识提供了正确、坚实的理论基础。皮亚杰理论正确地阐明了人类的认识发展的途径。动作产生认识，当然也会产生错明了人类的认识发展的途径。动作产生认识，当然也会产生错误认识。误认识。“当动作可以重复和概括化时，我们就说这动作是具当动作可以重复和概括化时，我们就说这动作是具有一定图式的。有一定图式的。”这就是说重复的动作也可以产生正确的和错这就是说重复的动作也可以产生正确的和错误的图式。图式是指导人的思想和行动的误的图式。图式是指导人的思想和行动的“心理蓝图心理蓝

8、图”，这就，这就是说，错误图式也是指导人的思想和行动的是说，错误图式也是指导人的思想和行动的“心理蓝图心理蓝图”，没，没有例外。因此，只重视正确认识的作用，而轻视错误认识的破有例外。因此，只重视正确认识的作用，而轻视错误认识的破坏作用是极其错误的。坏作用是极其错误的。错误认识既不能忽略，也不能以简单方式处理。例如有时错误认识既不能忽略，也不能以简单方式处理。例如有时教师三言两语指出错误认识，以为这样它们就可以烟消云散了教师三言两语指出错误认识，以为这样它们就可以烟消云散了。因为按照皮亚杰理论，图式不能抛弃，图式既不是图书馆中。因为按照皮亚杰理论，图式不能抛弃，图式既不是图书馆中的书籍，也不是计

9、算机中的子程序，可以不费事地储存好的、的书籍，也不是计算机中的子程序，可以不费事地储存好的、排除坏的。我们只能改造、转换旧图式成为新图式，而不能抛排除坏的。我们只能改造、转换旧图式成为新图式，而不能抛弃旧图式建立新图式。弃旧图式建立新图式。我们也不能置错误认识于不顾，只我们也不能置错误认识于不顾，只“正面正面”传授知识，形传授知识，形成正确认识。有这种教学观点的人自觉不自觉地认为只需要成正确认识。有这种教学观点的人自觉不自觉地认为只需要“正面正面”传授知识，学生就能接受。如果他们仍然不能理解，可传授知识，学生就能接受。如果他们仍然不能理解，可以多讲几遍，就能达到目的。其实这是错误的。因为按照皮

10、亚以多讲几遍，就能达到目的。其实这是错误的。因为按照皮亚杰理论，人们认识什么和如何行动取决于他们所具有的图式，杰理论，人们认识什么和如何行动取决于他们所具有的图式，而不取决于别人所传达的信息。他们按他们所具有的图式吸收而不取决于别人所传达的信息。他们按他们所具有的图式吸收和排斥信息，在有错误认识存在的情形下，会在头脑中形成和和排斥信息，在有错误认识存在的情形下，会在头脑中形成和别人传达的信息极不相同的东西。也就是说，在此情形下，正别人传达的信息极不相同的东西。也就是说，在此情形下，正确理解通常是不可能的。不管确理解通常是不可能的。不管“正面正面”传授多少遍，都不大容传授多少遍，都不大容易增进学

11、生的理解，只能使他们机械地记住一些词句。他们有易增进学生的理解，只能使他们机械地记住一些词句。他们有时看起来是时看起来是“理解理解”了，但只要错误认识不破除，就仍然在某了，但只要错误认识不破除，就仍然在某些预料不到的时间和地点，以人们些预料不到的时间和地点，以人们“莫名其妙莫名其妙”的方式表现出的方式表现出来。来。“正确认识建立了，错误认识也就自然解决了。正确认识建立了，错误认识也就自然解决了。”这种看这种看法也是错误的。对于青少年，他们还没有这样的逻辑推理能力法也是错误的。对于青少年，他们还没有这样的逻辑推理能力，还不能用推理来清除错误认识。他们还受到错误认识这种潜，还不能用推理来清除错误认

12、识。他们还受到错误认识这种潜意识的支配。意识的支配。总之，经验和理论都证明总之，经验和理论都证明:先入之见、成见、误解等错误先入之见、成见、误解等错误观念的产生有必然性，而且它们是潜在的，并不公开表现在外观念的产生有必然性，而且它们是潜在的，并不公开表现在外。这些错误认识又不容忽略或简单处理。一般地讲，不能只经。这些错误认识又不容忽略或简单处理。一般地讲，不能只经过过“正面正面”教学来树立正确认识。即使正确认识建立了，错误教学来树立正确认识。即使正确认识建立了，错误认识一般不能自行消除。因此，有必要深入广泛地了解学生，认识一般不能自行消除。因此，有必要深入广泛地了解学生，并研究正确的教学方法，

13、把一切并研究正确的教学方法，把一切“暗礁暗礁”、“地雷地雷”找出来，找出来，纠正和清除它们。这一工作对于初学物理的学生特别重要。因纠正和清除它们。这一工作对于初学物理的学生特别重要。因为物理学特别难学，这是由其学科本身的性质决定的，而在初为物理学特别难学，这是由其学科本身的性质决定的，而在初学时期，学生对物理错误认识又特别多。因此，为了是初学者学时期，学生对物理错误认识又特别多。因此，为了是初学者能学好物理，我们必须做好这两种工作：找出一切能学好物理，我们必须做好这两种工作：找出一切“暗礁暗礁”、“地雷地雷”并清除它们。并清除它们。事实上，我们成年人，甚至科学家，也不是逻辑推理的机器，事实上，

14、我们成年人，甚至科学家，也不是逻辑推理的机器，我们也受到成见和误解的支配。只有伟大的科学家，才有足够我们也受到成见和误解的支配。只有伟大的科学家，才有足够的逻辑勇气，摆脱成见和误解的支配，清除它们。的逻辑勇气，摆脱成见和误解的支配，清除它们。二、学生运算模式的鉴别二、学生运算模式的鉴别1、皮亚杰诊断法的发展、皮亚杰诊断法的发展 运算模式就是图式，是运算模式就是图式，是“材材”中最重要中最重要的东西。什么是的东西。什么是“材材”？用什么方法来了解？用什么方法来了解和鉴别学生的和鉴别学生的“材材”？对于这样的问题，每？对于这样的问题，每个人，每个不同学科的教师和研究工作者都个人，每个不同学科的教师

15、和研究工作者都可能有不同的理解和回答。可能有不同的理解和回答。通过对皮亚杰智慧观的学习。我们知道，皮通过对皮亚杰智慧观的学习。我们知道，皮亚杰最重视的是学生所能运用的运算阶段和运算亚杰最重视的是学生所能运用的运算阶段和运算阶段的发展，因为运算阶段是指导人们思想和行阶段的发展，因为运算阶段是指导人们思想和行为的为的“心理蓝图心理蓝图”。他认为学生的运算阶段是不。他认为学生的运算阶段是不断发展着的，而且在形式运算阶段达到最高发展断发展着的，而且在形式运算阶段达到最高发展阶段，掌握的运算模式也最为全面。阶段，掌握的运算模式也最为全面。皮亚杰及其学派是如何理解皮亚杰及其学派是如何理解“材材”的呢的呢？

16、1.1在理科教学中皮亚杰诊断法举例在理科教学中皮亚杰诊断法举例 以前我们介绍过，皮亚杰了解儿童所具有以前我们介绍过，皮亚杰了解儿童所具有的运算阶段的方法是的运算阶段的方法是“诊断法诊断法”，这是对被试，这是对被试者个别的面谈、面试方法。这当然是及其有效者个别的面谈、面试方法。这当然是及其有效的重要方法。那么，这种方法在理科教学中具的重要方法。那么，这种方法在理科教学中具体应用呢？体应用呢？我们可以利用美国戴维森影片公司我们可以利用美国戴维森影片公司1976年出版的一部年出版的一部35分钟的教学影片分钟的教学影片形式运算形式运算模式模式来简要说明。来简要说明。影片中出现两位面试主持人。一位接受面

17、试的中学影片中出现两位面试主持人。一位接受面试的中学生（有几个接受面试的中学生，但一次只允许一个学生生（有几个接受面试的中学生，但一次只允许一个学生出席）和一个皮亚杰作业（那次面试共有四个皮亚杰作出席）和一个皮亚杰作业（那次面试共有四个皮亚杰作业，但一次只提出一个作业）。两位面试主持人是丽塔业，但一次只提出一个作业）。两位面试主持人是丽塔彼得森博士和罗伯特彼得森博士和罗伯特卡普勒斯博士。他们用皮亚杰的探卡普勒斯博士。他们用皮亚杰的探测诊断法，设法使学生表达他们的思想，但不教他如何测诊断法，设法使学生表达他们的思想，但不教他如何完成这些作业。在几个中学生是加利福尼亚大学（伯克完成这些作业。在几个

18、中学生是加利福尼亚大学（伯克利）附中的学生。这些学生按照伯克利高潜力中学生教利）附中的学生。这些学生按照伯克利高潜力中学生教学计划学习。他们在某一领域（不仅仅是学业成绩）上学计划学习。他们在某一领域（不仅仅是学业成绩）上智力超常。这是学生的表现在拍电影前没有预演，他们智力超常。这是学生的表现在拍电影前没有预演，他们事前完全不知道，因而谁也没有为面试做准备。尽管这事前完全不知道，因而谁也没有为面试做准备。尽管这些学习不是中学生随机抽样的代表，但电影表明形形色些学习不是中学生随机抽样的代表，但电影表明形形色色的这样的中学生集体都可以表现出所有两种类型（具色的这样的中学生集体都可以表现出所有两种类型

19、（具体型和形式型）运算阶段。体型和形式型）运算阶段。四个题目和简要的进行方法如下：四个题目和简要的进行方法如下：题目题目1：比例思维：比例思维 比例问题由伊丽莎白比例问题由伊丽莎白卡普勒斯、罗伯特卡普勒斯、罗伯特卡普勒斯卡普勒斯和沃伦和沃伦沃尔曼于沃尔曼于1974年首先提出。年首先提出。让学生看两位先生（高先生和矮先生）的画像，并用让学生看两位先生（高先生和矮先生）的画像，并用大号回形针做成的链条量两位先生的身高。然后给学生小大号回形针做成的链条量两位先生的身高。然后给学生小号回形针做成的链条，但只让他量矮先生的身高，不允许号回形针做成的链条，但只让他量矮先生的身高，不允许他量高先生的身高。要

20、求他用计算的方法，求高先生的身他量高先生的身高。要求他用计算的方法，求高先生的身高为几个单位小号回形针。高为几个单位小号回形针。由影片可以看出这几个学生的面试结果。有的学生由影片可以看出这几个学生的面试结果。有的学生运用了形式运算模式，用比例来计算高先生的身高；有运用了形式运算模式，用比例来计算高先生的身高；有是则只会用具体运算模式，认为两位先生身高之差的小是则只会用具体运算模式，认为两位先生身高之差的小回形针书和大回形针数相等，这当然是错误的。回形针书和大回形针数相等，这当然是错误的。题目题目2：分离和控制变量：分离和控制变量弹性棍，由巴伯尔弹性棍，由巴伯尔英海尔德和皮亚杰与英海尔德和皮亚杰

21、与1958年首先提出。年首先提出。在这一影片中所映出的作业是利用由五根水平夹紧在这一影片中所映出的作业是利用由五根水平夹紧的棍组成的装置。主持人让被试者在给棍上加重量（利的棍组成的装置。主持人让被试者在给棍上加重量（利用砝码和钩码），这是棍会产生弯曲。然后主持人问被用砝码和钩码），这是棍会产生弯曲。然后主持人问被试者：试者：“棍的弯曲程度棍的弯曲程度 与哪些变量有关？与哪些变量有关？”这一装置可以分离并控制四个变量：棍的长度、粗细、这一装置可以分离并控制四个变量：棍的长度、粗细、材料和所加砝码是重量。材料和所加砝码是重量。面试结果表明，在分离变量和控制变量两方面完全正确面试结果表明，在分离变量

22、和控制变量两方面完全正确者极少。这样的学生表现出具有分离和控制变量的形式运算者极少。这样的学生表现出具有分离和控制变量的形式运算模式。完全不能分离和控制变量的学生一个也没有，但有的模式。完全不能分离和控制变量的学生一个也没有，但有的只能分离最简单的变量，如长度或重量。这只能算是具体运只能分离最简单的变量，如长度或重量。这只能算是具体运算模式。算模式。分离和控制变量这种形式运算模式对于理解许多科学实分离和控制变量这种形式运算模式对于理解许多科学实验和教材是关键性的，因为大多数自然现象都取决于几个变验和教材是关键性的，因为大多数自然现象都取决于几个变量。时常看到有的教师认为学生当然具有这种运算能力

23、，所量。时常看到有的教师认为学生当然具有这种运算能力，所以对尚不能应用这种运算模式的学生提供训练和讲解是不合以对尚不能应用这种运算模式的学生提供训练和讲解是不合适的。适的。题目题目3：组合思维：组合思维化学变化，由巴伯尔化学变化，由巴伯尔英海尔德和皮亚杰于英海尔德和皮亚杰于1958年首先提出。年首先提出。影片中映出的题目是给液体染色。有五个玻璃瓶，其中盛影片中映出的题目是给液体染色。有五个玻璃瓶，其中盛有不同的无色透明液体。瓶上的标号分别是有不同的无色透明液体。瓶上的标号分别是1、2、3、4、G。从一瓶或几瓶中取出少量液体，与从从一瓶或几瓶中取出少量液体，与从G瓶中取出的少量液体相瓶中取出的少

24、量液体相混合，可能产生化学作用，形成棕色液体。让学生看看这种颜混合，可能产生化学作用，形成棕色液体。让学生看看这种颜色，并要求学生自己做实验，判断哪一瓶或哪几瓶中的液体和色，并要求学生自己做实验，判断哪一瓶或哪几瓶中的液体和G瓶中的液体混合，能发生化学作用，形成棕色液体，哪一瓶瓶中的液体混合，能发生化学作用，形成棕色液体，哪一瓶或哪几瓶中的液体与或哪几瓶中的液体与G瓶中的液体混合，不能形成棕色液体。瓶中的液体混合，不能形成棕色液体。面试结果表明，有的学生运用了形式运算模式，能面试结果表明，有的学生运用了形式运算模式，能考虑到一切可能性，有的学生则不能系统完整地试验所考虑到一切可能性，有的学生则

25、不能系统完整地试验所有液体组合，只是偶然地组合几种液体。有液体组合，只是偶然地组合几种液体。题目题目4：比例思维和分离变量：比例思维和分离变量等臂杠杆，由巴伯尔等臂杠杆，由巴伯尔英海尔德和皮亚杰于英海尔德和皮亚杰于1958年首先提出。年首先提出。影片上的最后一个作业影片上的最后一个作业杠杆平衡，要求学生应用杠杆平衡，要求学生应用比例思维，同时也能分离重量和距离这两个变量。杠杆支比例思维，同时也能分离重量和距离这两个变量。杠杆支点的两边分别有点的两边分别有20个挂砝码的槽口，在第个挂砝码的槽口，在第10个槽口上有一个槽口上有一记号，但未标明数字。另备一些砝码和钩码，足够应用。记号，但未标明数字。

26、另备一些砝码和钩码，足够应用。在面试开始时，让学生看到杠杆平衡状态：在每臂在面试开始时，让学生看到杠杆平衡状态：在每臂上第上第10个槽口距离处分别挂上一个个槽口距离处分别挂上一个10单位的砝码。单位的砝码。然后提出下面四个要求：然后提出下面四个要求：用一个用一个7单位砝码和一个单位砝码和一个3单位砝码，平衡一个放在离单位砝码，平衡一个放在离支点支点10单位出的单位出的10单位砝码；单位砝码；用一个用一个5单位砝码平衡一个离支点单位砝码平衡一个离支点10单位距离处的单位距离处的10单单位砝码；位砝码；用一个用一个7单位砝码平衡一个离支点单位砝码平衡一个离支点14单位距离处的单位距离处的10单单位

27、砝码。位砝码。用一个用一个7单位砝码平衡一个离支点单位砝码平衡一个离支点7单位距离处的单位距离处的5单位单位砝码。砝码。能用比例思维处理以上各项要求的学生是具有形式运能用比例思维处理以上各项要求的学生是具有形式运算模式的学生。在影片中可以看出这样的学生很少。使用算模式的学生。在影片中可以看出这样的学生很少。使用具体运算模式的学生有一种普遍的认识：在一臂上增加的具体运算模式的学生有一种普遍的认识：在一臂上增加的距离补偿在另一臂上增加的重量，反之亦然。除了最简单距离补偿在另一臂上增加的重量，反之亦然。除了最简单的的2:1情况外，他们在其他一切情况下不会有比和比例，情况外，他们在其他一切情况下不会有

28、比和比例，只能定性思维或用重量差和距离差。只能定性思维或用重量差和距离差。1.2了解学生运算模式的集体测验法了解学生运算模式的集体测验法 皮亚杰诊断法在学校教学中有时不能应用。例如新学年开皮亚杰诊断法在学校教学中有时不能应用。例如新学年开始，大批学生到校；同时老生升级，也有可能换一批教师任教始，大批学生到校；同时老生升级，也有可能换一批教师任教；或者一位新教师到校任教。在这个时候，教师需要在很短的；或者一位新教师到校任教。在这个时候，教师需要在很短的时间内了解到每个学生的预算阶段，以便时间内了解到每个学生的预算阶段，以便“因材施教因材施教”。很显。很显然，在这个时候使用个别面谈诊断法是不行的。

29、因为使用个别然，在这个时候使用个别面谈诊断法是不行的。因为使用个别面谈法要用很长的时间才能对全班学生做到全面了解，这使教面谈法要用很长的时间才能对全班学生做到全面了解，这使教学质量受到损失，而且使用这样的方法，教师的负担是很重的学质量受到损失，而且使用这样的方法，教师的负担是很重的。此外，诊断法需要有经验的主持人（教师），不然谈话结果会因此外，诊断法需要有经验的主持人（教师），不然谈话结果会因人（包括主持人和接受谈话的面试者）而异。不仅如此，在大量人（包括主持人和接受谈话的面试者）而异。不仅如此，在大量被试者等候面试时，不可避免地要被试者等候面试时，不可避免地要“打听打听”测验题目和正确答案测

30、验题目和正确答案，互相，互相“交流经验交流经验”，这样测验结果的可靠性会产生相当大的问，这样测验结果的可靠性会产生相当大的问题。因此，快速而可靠地了解学生的运算模式是一个急需解决的题。因此，快速而可靠地了解学生的运算模式是一个急需解决的重要问题重要问题。1965年开始出现了用集体笔试学生运算模式的方法。这种方年开始出现了用集体笔试学生运算模式的方法。这种方法在形式上和通常的集体笔试方法完全相同，知识测验要求的不法在形式上和通常的集体笔试方法完全相同，知识测验要求的不是测验知识，而是测验学生的运算模式，因此测验的目的和内容是测验知识，而是测验学生的运算模式，因此测验的目的和内容不同。这种方法不用

31、实验设备，所需时间段，这是它的优点。但不同。这种方法不用实验设备，所需时间段，这是它的优点。但是许多理科教育家认为这种方法与皮亚杰个别面试诊断法相去太是许多理科教育家认为这种方法与皮亚杰个别面试诊断法相去太远，两种方法得出的结果很不一致。这种方法要求被试者有较强远，两种方法得出的结果很不一致。这种方法要求被试者有较强的读写能力。在没有实验时，学生理解题意也有困难，更不用说的读写能力。在没有实验时，学生理解题意也有困难，更不用说正确答题了。这就是相当多的被试者测验成绩不好，而这些被试正确答题了。这就是相当多的被试者测验成绩不好，而这些被试者在有实验操作、生动语言和宽松的个别面谈情况下极有可能成者

32、在有实验操作、生动语言和宽松的个别面谈情况下极有可能成功。功。1975年，罗厄尔和霍夫曼提出了另一种集体测验形式。年，罗厄尔和霍夫曼提出了另一种集体测验形式。对以上方法有了改进。给每个被试者准备一份测试小册子和一对以上方法有了改进。给每个被试者准备一份测试小册子和一套有关的实验仪器设备。测试小册子中除测试题外还有实验指套有关的实验仪器设备。测试小册子中除测试题外还有实验指导说明。这一测验形式在具有实验方面是个改进，但需要大量导说明。这一测验形式在具有实验方面是个改进，但需要大量的仪器设备，教师准备很费时间；学生对实验说明的理解有困的仪器设备，教师准备很费时间；学生对实验说明的理解有困难，有不按

33、要求实验和操作情形；测试时课堂秩序很乱，管理难，有不按要求实验和操作情形；测试时课堂秩序很乱，管理困难。效果很不好。困难。效果很不好。同年，英国伦敦大学的谢尔和华里提出了一种集体测验同年，英国伦敦大学的谢尔和华里提出了一种集体测验形式。他们给学生发测验小册子（上有测验题），给学生口形式。他们给学生发测验小册子（上有测验题），给学生口头念测验题并演示必要的有关现象，不给学生准备仪器设备头念测验题并演示必要的有关现象，不给学生准备仪器设备。学生听教师提的问题，同时观看演示实验，把他们的回答。学生听教师提的问题，同时观看演示实验，把他们的回答记录在个人的测验小册子中。美国理科教育家们对这种形式记录在

34、个人的测验小册子中。美国理科教育家们对这种形式比较满意，认为这种形式比较接近个别面谈诊断法，一次测比较满意，认为这种形式比较接近个别面谈诊断法，一次测试的人数多，时间短，不需要很多的仪器设备，只需要少量试的人数多，时间短，不需要很多的仪器设备，只需要少量的读和写。但认为他们的测试题目种类较少，不足以测试出的读和写。但认为他们的测试题目种类较少，不足以测试出形式运算阶段的各种运算模式。形式运算阶段的各种运算模式。1978年，美国著名理科教育家安东年，美国著名理科教育家安东劳森基本上采用了谢劳森基本上采用了谢尔和华里的方法，稍有改进，选择了一套较完整的、能测试尔和华里的方法，稍有改进，选择了一套较

35、完整的、能测试各种基本运算模式的测试题。特别有意义的是，在他的主持各种基本运算模式的测试题。特别有意义的是，在他的主持下作了规模较大的对比试验，检验集体测验所的结果与个别下作了规模较大的对比试验，检验集体测验所的结果与个别面试诊断所得结果是否一致。他的对比实验的被试者是八、面试诊断所得结果是否一致。他的对比实验的被试者是八、九、十三个年级的各种能力的中学生，其中一部分学生（九、十三个年级的各种能力的中学生，其中一部分学生（72名）有训练有素的皮亚杰个别面试诊断法专家来个别面试，名）有训练有素的皮亚杰个别面试诊断法专家来个别面试，更多的被试者（更多的被试者（513名）参加集体测验。两部分被测试者

36、所名）参加集体测验。两部分被测试者所用的部分测验题完全相同，所做的演示实验、所用的仪器设用的部分测验题完全相同，所做的演示实验、所用的仪器设备完全相同。两部分被试者测试所得结果经过教育测量，评备完全相同。两部分被试者测试所得结果经过教育测量，评价和统计方法处理，大体上完全一样。由此证实，这样的集价和统计方法处理，大体上完全一样。由此证实，这样的集体测验方法可以有效地、快速地、简便地测试出大量学生的体测验方法可以有效地、快速地、简便地测试出大量学生的运算模式，效果与个别面试诊断相同。这也实现了皮亚杰希运算模式，效果与个别面试诊断相同。这也实现了皮亚杰希望实现而未能实现的愿望，使用统计法处理测验结

37、果。但应望实现而未能实现的愿望，使用统计法处理测验结果。但应该指出，在深入了解个别被试者，在研究新问题等时，皮亚该指出，在深入了解个别被试者，在研究新问题等时，皮亚杰个别面试诊断法仍然是不可取代的。杰个别面试诊断法仍然是不可取代的。2、运算模式分类、运算模式分类具体运算模式的类型具体运算模式的类型C1.分类分类根据观察到的事物的性质来分类和概括根据观察到的事物的性质来分类和概括。例如，按照石蕊试纸的颜色无错误地区别酸和碱；。例如，按照石蕊试纸的颜色无错误地区别酸和碱；知道所有的狗都是动物，但不是所有的动物都是狗。知道所有的狗都是动物，但不是所有的动物都是狗。C2.守恒守恒知道一个量如果没有增加

38、或减少，即使知道一个量如果没有增加或减少，即使物体外形变了，该量也保持不变。例如，如果一烧杯物体外形变了，该量也保持不变。例如，如果一烧杯中的水完全倒进一空的、有刻度的量筒中，最后量筒中的水完全倒进一空的、有刻度的量筒中，最后量筒中的水量等于原来烧杯中的水量。中的水量等于原来烧杯中的水量。C3.顺序排列顺序排列按照一种可观察的性质排列一组物体，按照一种可观察的性质排列一组物体，在比较复杂的情况下，能在两组可观察的性质建立可能的在比较复杂的情况下，能在两组可观察的性质建立可能的一一对应关系。例如，小动物的心跳快，而大动物的心跳一一对应关系。例如，小动物的心跳快，而大动物的心跳慢。这是一种二重分类

39、的顺序排列。当然还有多重分类的慢。这是一种二重分类的顺序排列。当然还有多重分类的顺序排列。但那不属于具体运算模式。顺序排列。但那不属于具体运算模式。C4.可逆性可逆性能在心理上反转一系列步骤，从某一步骤的能在心理上反转一系列步骤，从某一步骤的末状态返回到初状态。例如，在指出了从家到学校的道路之末状态返回到初状态。例如，在指出了从家到学校的道路之后，可以不用帮助找到回家的道路。后，可以不用帮助找到回家的道路。具体运算模式思维局限性的几种方式具体运算模式思维局限性的几种方式1.能鉴别影响一个现象的一些变量，但不能系统鉴别；能鉴别影响一个现象的一些变量，但不能系统鉴别；2.能进行观察并可观察进行推论

40、，但不能考虑实验条件的一切能进行观察并可观察进行推论，但不能考虑实验条件的一切组合，也考虑不到可能需要更多的数据来证明结论的有效性的组合，也考虑不到可能需要更多的数据来证明结论的有效性的情形；情形；3.对困难问题可以应用形式上有关的，但不一定是正确的对困难问题可以应用形式上有关的，但不一定是正确的算法，而且也不能说明选择这一方法的理由；算法，而且也不能说明选择这一方法的理由；4.不能自觉地观察自己的思维，不能用其他已知数据来检不能自觉地观察自己的思维，不能用其他已知数据来检验结论，不会寻求可以很容易地用来验证理论结论的极端验结论，不会寻求可以很容易地用来验证理论结论的极端条件。条件。形式运算模

41、式的种类形式运算模式的种类F1.理论思维理论思维能应用多重分类、守恒逻辑、顺序排列能应用多重分类、守恒逻辑、顺序排列和其他运算模式、理论或理想模型于不能直接观察到的关和其他运算模式、理论或理想模型于不能直接观察到的关系和性质。例如，区别氧化和还原反应，使用能量守恒原系和性质。例如，区别氧化和还原反应，使用能量守恒原理，按进化顺序排列低等和高等植物，根据地壳由坚硬板理，按进化顺序排列低等和高等植物，根据地壳由坚硬板块构成的理论作出推论。能用命题逻辑来思维，即为了论块构成的理论作出推论。能用命题逻辑来思维，即为了论证而提出假说；用演绎得出结论，然后用实验证明。证而提出假说；用演绎得出结论，然后用实

42、验证明。F2.组合思维组合思维能考虑一切可以想象的具体的或抽象的项能考虑一切可以想象的具体的或抽象的项目的组合。目的组合。F3.函数观念和比例思维函数观念和比例思维能用数学形式叙述和解释函数能用数学形式叙述和解释函数关系。关系。F4.分离和控制变量分离和控制变量认清实验设计除了一个被研究的变认清实验设计除了一个被研究的变量之外，控制一切其他变量是必要的。量之外，控制一切其他变量是必要的。F5.概率和相关思维概率和相关思维能理解概率的本质，能解释一些能理解概率的本质，能解释一些不可预言的、不确定的观察事实，并能识别变量之间的关不可预言的、不确定的观察事实，并能识别变量之间的关系，尽管有掩盖这些关系的随机起伏。系，尽管有掩盖这些关系的随机起伏。另外一个在思维中和形式思维有紧密关系的表现是反省另外一个在思维中和形式思维有紧密关系的表现是反省自己的思维。通过反省，个体寻找出结论中的矛盾性，比较自己的思维。通过反省，个体寻找出结论中的矛盾性，比较解题的各种方法的优劣，检查特定理论、模型或近似方法的解题的各种方法的优劣，检查特定理论、模型或近似方法的适当性。适当性。谢谢！谢谢！