王明政 王毅杰 李 冕

（1．上海市教委信息中心，上海 200003；2．上海交通大学 密西根学院，上海 200240）

基于心理学的相关知识，结合高等教育中实验课程的相关知识，设计了测试问卷，通过对学生们进行抽样问卷调查，对高校学生的科学认知能力进行调查，通过分析测试的结果数据来判断高等教育实验课程对于学生科学认知力的影响作用。本文的结构如下：在第一章，将介绍科学认知力的重要性；在第二章中，对怪诞理论以及“锚定”效应做出介绍；在第三章中，基于“锚定”效应以及实验课程的相关内容设计了本文实验用的调查问卷；在第四章中，针对经历过高等学校实验训练的人群进行了抽样问卷调查，并针对结果数据进行了分析，希望通过分析结果来判断实验课程是否对科学认知力的提升具有影响作用；在第五章，本文对前几章的内容进行总结，并得出结论。

1 科学认知力的重要性

科学技术已经对我们这个世界越来越重要，它是推动生产力发展的重要因素，对生产力的发展具有指导作用，而生产力的提高会带动经济产量的增加。因此，科学技术也是经济增长的重要因素。回顾人类发展的历史进程，在科学技术较为落后的时期，人们的生产力低下，物质生产全部要凭靠手工人力来完成，而人类的生产能力有限，由于缺乏先进的生产工具，导致了整个人类社会生产效率低下。然而，随着人们对科学知识的发现与利用，经过几次工业革命的发展，人们利用基于科学原理开发的先进工具开始了生产工作。这些工具提高了生产能力与效率，机器代替了传统的、效率低下的手工作业，从而使得产出越来越多，从而促进了经济的发展与社会的进步。因此，对于人类来说，要注重科学技术的学习与探索，要积极地增加对科学知识的认识程度，提高自身对科学知识的认知能力。

科学认知力指的就是人们对科学知识的理解程度。由之前的分析不难看出，对科学知识抱有正确的认识态度，从正确的角度去理解科学知识的内涵对人类的发展是十分重要的。所以，对科学知识保持客观的理解，来培养良好的科学认知能力可以帮助人们更好地了解这个世界，增加人们的工作效率，帮助人们更加科学高效地解决所面对的问题。本文通过以下例子来说明科学认知能力对人类社会的重要性。

根据世界卫生组织的统计，在全球每年1．125亿次献血总量中，超过一半来自总人口占世界人口19%的高收入国家。其中，高收入国家的献血率达4．54%，中等收入国家达1．01%，而对于我国，只有1%的人口提供了血液，而这些血液需要满足全国如此庞大的用血需求，显然是不够的。因此，我国有些地区经常会出现“血荒”的现象。而造成献血率低下的因素，在于大多数人缺乏对献血的科学认知能力，从而对献血产生了许多的误解。比如有的人认为献血会降低人们的寿命、减少人体的元气，有的人则认为献血会造成人体的贫血缺血，甚至会诱发低血压等潜在疾病。

然而，根据血液的科学知识，我们知道血液由血浆与血细胞组成。血浆中大部分是水，其次是蛋白质以及多种电解质。血细胞包括红细胞、白细胞以及血小板。对于一个正常人来讲，这些细胞的寿命分别为红细胞约为120天，白细胞9～13天，血小板8～9天。也就是说，每个人的血液都会随着时间变化吐故纳新，这与是否献血无关。同时，适量捐献血液，会促进血细胞的产生与更新，这些新鲜的血细胞其实对人体的健康更加有益。

从上面这个例子可以明显看出科学认知能力对社会的重要性。人们科学认知力的不足会导致许多不必要的误解产生，降低社会的巡行效率。拥有良好的科学认知能力，会帮助人们更加客观、理智地看待事物，这对整个社会的发展会起到十分积极的作用。正是因为这样，向人们普及科学知识、培养人们的科学素养、提高科学认知能力才会成为当今我国教育事业需要完成的重点目标之一。

2 怪诞理论中的“锚定效应”

在心理学的理论范畴当中，怪诞理论中的“锚定效应”（anchoring effect）是一种极为重要的判断偏差现象，该效应于1974年被Tversky和Kahneman所发现。“锚定效应”是指在不确定情况的判断与决策中，人们的决策结果会受到最先呈现的初始信息所影响，在怪诞理论当中，将最先呈现的初始值定义为该项问题的“锚”（anchor），由于人们对实际情况的不确定，所以做出的结论通常会在“锚”值的附近浮动变化，因此这项心理学效应被称为“锚定效应”。这种通过比较“锚”值，在不确定情况下使得结论向“锚”值的方向偏离，产生估计偏差现象的“比较-判断”方式被称为标准锚定范式（standard anchoring paradigm）。

自从这项心理学效应被发现以来，学者们针对锚定效应的分类以及影响因素等对它进行了研究。

其中，对于锚定效应的分类，基本可以分为以下几类：

（1）传 统 锚 定 效 应 （traditional anchoring effect）：该类锚定效应基于1974年Tversky和Kahneman的标准锚定范式产生。在该类锚定效应的实验中，被测试者会提前被问到一些问题，这些问题当中包含结论的暗示，可以使得被测试者在印象中植入锚值。随后，让被测试者给出他们认为正确的问题答案，在这种情况下，对问题答案不了解的被测试者往往会给出印象中被暗示的锚值附近的答案，这类效应被归类为传统型锚定效应。

（2）基本锚定效应（basic anchoring effect）：该类锚定效应于1996年被Wilson，Houston，Etling和Brekke所发现，这类效应基于数值启动范式（numerical priming paradigm）。被测试者被给予各种无关的信息，然后被要求做出绝对的判断，这种测试方法会在极大程度上影响被测试者的决策结果，从而使得被测试者的判断决策结果偏向于锚值，使得他们出现锚定误差。

（3）自发锚定效应（self-generated anchoring effect）：在锚定效应中，锚定值被分为外部锚和自发锚。外部锚是指由外在的环境所提供的锚定值，一般常见于在被测试者的问题当中，而自发锚则是根据被测试者自己的经验以及目前已经获得的信息情报作为标准所决定的锚定值。因此，自发式锚定效应就是指人们以自发锚作为锚定值，在情况不确定的情况下所表现出来的锚定效应。

通过大量的锚定效应实验，可以发现该效应对人们的影响程度是不同的：对于不同的测试个体，效果不相同；对于同一个测试个体，在不同的时间测试时，结果也不相同。因此，通过大量实验，心理学家们对于锚定效应的影响因素进行了探究，以传统型锚定效应为例，发现锚定效应的影响因素如下：

（1）锚定信息的特征。Tversky和Kahneman提出，在传统型锚定效应测试中所提供的外界诱发条件当中，锚定值本身的特性会影响被测试者决策结果的偏差程度，如锚定值的大小等。较高的锚定值（高锚）会使得决策结果向数值偏大的方向上决策；相对地，较低的锚定值（低锚）会使得决策结果向数值偏小的方向上决策。

（2）个人能力变量。这一因素通常表现在专家知识技能（expertise）这一方面上。当被测试者对正在面对的问题拥有足够知识技能的时候，那么对于这个问题，被测试者的决策结果不会受到锚定值的影响，此时锚值不会导致决策结果出现偏差。

（3）情绪因素。实验表明，当人们的情绪处在积极状态的时候，人们的决策结果更容易依赖经验以及启发式，因而此时人们更容易受到锚定值的影响，从而产生决策误差；相反，当人们的情绪处在消极状态时，人们的思考则会变得更加谨慎严密，从而不容易受到锚定效应的影响。

（4）个体性差异。Mcelroy和Dowd于2007年发现，不是所有的人都会容易地受到锚定效应的影响。不同的人在相同的情况下受到锚定效应的影响都不相同，有时还会出现明显的差异。

从锚定效应的影响因素不难看出，除了先天性因素（个人差异因素），人们受到锚定效应而产生决策偏差的影响是可以通过后天的努力学习、对科学技术知识的掌握理解来缓解的。为了让人们在面对不确定的情况下，尽量摆脱锚定效应带给人们的不良影响，需要人们平时加强对科学知识的学习，并在面对未知的情况时，要保持冷静，判断周围的形势，避免受到锚定偏差的影响。

由以上关于怪诞理论锚定效应的介绍，可以发现人们受到锚定效应的影响程度与他们自身的科学认知能力呈正相关。当人们的科学认知力提高时，他们的决策往往更加理智科学，不容易受到外界的干扰。反之，通过人们对锚定效应的反应程度可以判断他们的科学认知能力。因此，在本文中，我们选择锚定效应作为判断被测试者科学认知力的参考依据。总之，锚定效应对人们在不确定的情况下所做出的决策结果产生了深远的影响，如何减少这种影响，是需要心理学家们进一步研究的重要课题。

3 实验调查问卷的设计

由于要探究我国高等教育的课程设计对学生们科学认知能力的影响作用，我们需要设计实验调查问卷来收集实验用的数据。根据之前对怪诞理论中锚定效应的介绍与影响因素的分析，我们基于高等教育期间所经历的几个中压迫实验课程的相关知识设计了调查问卷，以经过高等教育的学生群体作为测试对象，来调查他们的科学认知力。

3.1 问题设计

这里，为了方便被测试者完成测试，选择利用最直观的传统型锚定效应原理来制作问卷问题，设计了5组实验问题（问题1～10），每组实验包含一个含有锚定值的选择问题以及需要被测试者以问答形式回答的问题。针对问卷问题设计的三个实验，即335m L罐装可乐内部压力和外界温度关系的实验、测量直流电机转速与占空比关系的实验、风洞实验，利用问题11～13，根据被测试者对这三个问题的答案来判定被测试人群是否在本科期间做过这些实验。问卷设计的问题见表1。

表1 测试问卷问题

3.2 问题分析

根据上述问卷的设计方案，问卷中涉及被测试者在校期间所做过的实验课程，这里选择335ml罐装可乐内部压力和外界温度关系的实验、测量直流电机转速与占空比关系的实验、风洞实验为测试案例，针对这三个实验提出问题，来判定被测试人员是否熟悉这些实践课程的相关知识。对于被测试者的科学认知能力，基于传统型锚定效应，分别设计了5组问题，每组问题包括外部所施加的包含锚定值的问题以及关于三个实验的需要给出具体答案的问题。对于问卷中的每一个需要给出具体答案的问题，统计出回答每个选项的人数所占被测试人数的百分比，来分析被测试者对每个问题的看法。在统计完测试数据之后，利用贝叶斯统计的理论，就被测试者是否熟悉这三个实验作为先验知识，计算回答每个问题的人数占被测试人数的百分比，从而判断在校期间的课程教育是否对这些需要给出具体答案的问题的回答有影响作用。最后综合所有的结果来判断在校期间的教育对学生们的科学认知能力是否有影响。

4 实验结果及分析

首先对调查问卷的结果进行汇总，将被测试者在校期间是否对选取的三个实验有印象作为研究自变量。其中，根据问卷中问题11～13的回答判断被测试者是否熟悉。依据统计学的方法探索被测试者在问题11～13上的回答的分布情况，其分布见图1。

图1 对于三个实验回答的分布情况统计

从图中不难看出，对于实验一（335ml罐装可乐内部压力和外界温度关系的实验），34．50%的被测试者了解实验的相关知识内容；对于实验二（测量直流电机转速与占空比关系的实验），18．75%的被测试者了解实验的相关知识内容；对于实验三（风洞实验），31．25%的被测试者了解实验的相关知识内容。

为了进一步探究学生们的科学认知力是否经过高等教育课程而得到了提升，将被测试者对于这三个实验问题的回答情况分布作为先验知识，对于每个需要给出具体答案的问题，分别计算出熟悉实验的被测试者与不熟悉实验的被测试者是否受到锚定值影响的比例。因此，针对问卷中的问题2、问题4、问题6、问题8、问题10，对于熟悉实验的被测试者来说，他们对问题的回答受到锚定效应影响的比例数据如图2所示：

图2 熟悉实验者受到锚定效应影响统计

而对于不熟悉实验的被测试者来说，他们对问题的回答受到锚定效应影响的比例数据如图3所示：

图3 不熟悉实验者受到锚定效应影响统计

从图2的数据不难看出，那些对实验内容熟悉的被测试者，他们的回答受到锚定效应影响的比例较低；从图3的数据可以看出，对实验内容不熟悉的被测试者，他们的回答受到锚定效应影响的比例较高。

因此，综合以上实验结果可以看出，高等教育的课程可以帮助学生们增加科学认知力。根据锚定效应的影响因素，由于高等教育课程会提高学生们的个人能力、增加他们对科学知识的认识与理解，所以才会使得锚定效应对这些学生的影响降低。通过本实验，我们认为高等教育对科学认知力的提升具有积极作用。

5 结论

通过以上相关理论的介绍以及分析，本文得到的结论是高等教育的实验课程对于增强学生们的科学认知力具有积极作用。本文首先介绍了科学认知力，并分析了科学认知力对社会发展的重要性。其次，本文介绍了怪诞理论中的锚定效应，介绍了锚定效应的分类，并针对传统型锚定效应分析了该效应的影响因素。然后，基于锚定效应，本文设计了实验用的调查问卷，来了解被测试者实验课程的熟悉程度以及他们的科学认知力。在收集数据之后，我们将被测试者是否熟悉实验课程作为先验知识，利用贝叶斯分析等统计方法同数据进行统计与分析，发现对实验熟悉的被测试者，他们的回答不容易受到锚定效应的影响。也就是说，他们的科学认知力得到了提高。通过以上的实验与分析，本文得到了高等教育的实验确实对提升学生们的科学认知力具有积极作用的结论。如何更好地开展高等教育实验课程，如何安排实验课程来更好地增强学生们的科学认知力是下一步需要研究的重要课题。