皮亚杰的图式与学习理论：3个引人入胜的实验
Piaget的图式与学习理论：3个引人入胜的实验
15 Feb 2022 作者：William Smith, Ph.D.
让·皮亚杰的认知发展理论在理解和描述人类认知如何通过发展力量形成方面仍然具有巨大的影响力。
20世纪60年代，在日内瓦大学，皮亚杰运用巧妙的实验技术和敏锐的观察力来分析儿童认知发展的各个组成部分（Scott & Cogburn, 2021）。
作为一名受过生物学训练的研究者，皮亚杰采取了一种实用且机械的方法来理解人类认知高级架构的发展，他超越了对思维复杂性和不可接近性的直观概念，看到了隐藏在其下的简单有序的组织原则（Scott & Cogburn, 2021）。
皮亚杰理论的核心是发展阶段，一系列定义了认知成熟度增加的整体状态，主要通过儿童如何“知道”（即理解）世界来界定（Malik & Marwaha, 2021；Scott & Cogburn, 2021）。
学习既是这些阶段中发生的认知活动，也是在这些阶段之间移动的过程。在每个阶段，孩子们使用不同的认知工具来探索和解释世界，并基于这种解释构建知识。这反过来又解锁了更复杂的认知工具，以进行更复杂的认知活动，如此循环往复。
这个学习过程的最终目标是构建一个在当时可用的最完整和最准确的内部世界模型（Gandhi & Mukherji, 2021；Scott & Cogburn, 2021）。
感知运动期
第一个阶段发生在出生到两岁之间。在这个阶段，孩子们只能通过简单的物理互动来理解他们的世界。例如，世界可能被表示为“可以触摸的东西”和“可以扔的东西”。
在这段时间里，随着运动技能的发展，感知运动期的身体表现变得更加精细和复杂，有许多与不同动作相关的可能方式来表示世界。
前运算期
前运算期发生在两岁到七岁之间。在这个时期，孩子们开始使用基本符号和物理动作来理解世界。
这标志着认知复杂性的发展，但并不构成后期儿童出现的更高级别的心理操作（因此称为“前运算”）。
符号包括词语、手势和简单的图像，并在整个时期内越来越受到逻辑的支配。
具体运算期
在7到11岁之间，孩子们开始执行心理操作：内部化的行动，抽象且可逆。孩子们获得了在他们的世界模型上运行模拟的能力，这些模型可以自由地被操纵。
这些心理操作遵循严格的逻辑框架，这些操作的内容通常只代表具体的（即“真实的”）对象。
形式运算期
在11到15岁之间，孩子们发展了他们执行心理操作的能力，并扩展了这些操作内容的范围，包括抽象的（如数学或社会概念）和具体对象。
此外，他们获得了对心理操作本身进行心理操作的能力，例如评估由心理操作所代表的事物的可能性，并比较一个心理操作与另一个心理操作。
构建主义
皮亚杰理论的一个反复出现的主题是学习是一种构建过程，构建的是孩子对世界的内部模型或更广泛的“现实”。这一基础理论假设被称为“构建主义”（Gandhi & Mukherji, 2021）。
构建主义将学习视为一种制造知识的过程，而不是吸收已经存在于世界中的知识的过程。这是通过使用学习者可用的任何认知工具来解释传入的信息并将其转化为知识来完成的。在解释之前，这些传入的信息缺乏任何客观的知识内容；知识是在事后制造出来的。
这与更传统的学习观念相矛盾，后者认为学习是个体从更有知识的人那里接收知识的过程，比如课堂上的老师。
从构建主义的角度来看，教师不是知识的来源，而是信息的来源。信息是否成为知识还是无意义的噪音取决于学习者的经验。
什么是皮亚杰理论中的图式？4个例子
尽管在各个阶段对世界的理解可能会发生巨大变化，但在每个阶段中都存在一个不变的框架，该框架通过用于解释和学习世界的不同方法进行更新。
这个框架包括称为图式的知识结构，这些图式是组织化的、可推广的知识集合，关于某些概念。它们通常包含有关某个概念的一系列指令或逻辑陈述，以及可以应用于该概念任何实例的知识。
可推广性突显了图式的关键功能：尽可能多的包含世界知识的最新更新集，可用于预测和导航未来的世界。考虑到这一点，学习可以更精确地描述为保持图式更新和发展新图式。
虽然图式是每个认知发展阶段的恒定特征，但它们的内容和复杂性随发展阶段的变化而变化（Scott & Cogburn, 2021）。
在感知运动阶段，图式可能是咀嚼，它编码了关于如何咀嚼以及咀嚼动机（例如，咀嚼感觉满足并刺激饥饿）的一系列指令。在咀嚼图式中，包含了相关类别信息，例如哪些东西可以和不能咀嚼。同样，可以咀嚼的东西可能包含进一步的类别：那些味道好的、特别软的等等。所有与咀嚼相关的重要信息都包含在图式中。
前运算阶段的图式可能涉及交流的基本信息。例如，前运算图式可能包含所有与挥手相关的信息，包括挥手的基本含义、何时挥手以及基本的物理动作。
在具体运算期，图式包含更详细的对象属性表示。例如，具体运算期的花朵图式可能包含所有花朵共同的典型特征，如形状、颜色、位置，以及依赖于心理操作的特征，例如何时摘花合适，以及给朋友送花时期望什么。
最后，形式运算期的图式可能描述任何数量的抽象概念。一个例子可能是包含抽象道德行为指令的图式，这些指令不仅用基本的物理或自我中心术语描述，还涉及宗教理想、非自我中心的想法（如同情），以及更抽象的后果和行为动机。
或者，一个完全抽象的形式运算图式可能是描述数学或逻辑操作规则的图式，这些规则缺乏任何明显的物理描述（Scott & Cogburn, 2021）。
同化、顺应与平衡
皮亚杰理论描述的另一项不变特征是更新图式中新构建知识的实际过程（Scott & Cogburn, 2021）。
总体而言，这些过程被称为适应，即使用最先进的心智工具保持图式更新。适应包括两个互补的子过程：同化和顺应（Scott & Cogburn, 2021）。
同化是通过编辑新知识以确保合适的匹配来将其整合到现有图式中的过程。
换句话说，同化涉及更新图式而不改变图式的结构。这是一个常见的过程；到一定程度，我们所有的认知都受到一些基本普遍规则和原则的限制，这些规则和原则创造了基本不变的认知结构，使用这些规则使知识扭曲以符合是很有用的。
有些图式由于个人意义或仅仅因为修改新知识比重新组织现有的心理组织更容易而难以改变。
相比之下，顺应是在响应新知识时调整图式认知结构的过程。当现有结构无法解释新信息时，就会发生这种情况，导致无法同化。
作为简单示例，一个孩子可能有一个包含所有翅膀和无翅膀生物的鸟类图式和一个包含所有无翅膀生物的哺乳动物图式。当他看到蝙蝠时，他面临着这一组织的根本矛盾，必须重新排列他的认知结构以容纳并理解这一共享特征。
这两个子过程在一个循环中发生，因为顺应创建并重塑图式的认知结构，这有助于同化新知识，直到再次需要顺应，如此循环。
这一循环的目标是保持尽可能多的平衡状态，即新知识与现有知识之间没有冲突。这种平衡状态永远不可能完美，但学习就是试图使其越来越稳定。
视频
皮亚杰的图式 - Sprouts
皮亚杰的理论与维果茨基的理论
皮亚杰的工作经常与另一位有影响力的教育理论家列夫·维果茨基进行比较，后者在同一时期也在进行研究。
他们的理论方法都主要关注知识是如何构建的，并且都拒绝传统观念，即知识是从一个人传递到另一个人的。
然而，虽然皮亚杰强调知识是由个体构建的，并且受其现有的认知结构（图式）塑造，这些认知结构组织了个体的经验，维果茨基认为知识是在个体的即时社会环境中构建的，并通过个体的语言使用进行塑造和解释。
在维果茨基的理论中，语言取代了皮亚杰的认知工具和行动。根据维果茨基的说法，人们通过语言了解世界，他们对世界的了解程度受到他们能够使用语言的程度的调节（Stewin & Martin, 1974; Lourenço, 2012）。
重要的是，考虑到语言本质上是社会性的，其他人在某人的即时社会环境中的影响也同样是重要的，即个体如何了解世界。
因此，皮亚杰描述了内部发展阶段，而维果茨基描述了外部发展区：社会环境，个体可以在其中使用语言来构建知识和发展，扩展范围以包括更广泛的社会发展背景。
皮亚杰和维果茨基的方法并不是完全互斥的，皮亚杰主义者必须承认情境在构建知识中的影响，正如维果茨基主义者必须承认个体经验在构建知识中的影响。
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3个引人入胜的实验探索皮亚杰的理论
皮亚杰理论中最引人入胜的一个暗示是，我们的世界感知会随着认知发展而变化，因为不同学习方法解锁了不同的世界表示方式。
同样，这也反过来工作，这意味着认知发展可以通过观察个体如何明显地感知世界来显现。
一项奠定皮亚杰理论基础的实验考察了对数量守恒的理解差异。7岁以下的儿童被展示了数量相同的正方形和圆形。他们正确地识别出正方形和圆形的数量相同。
然而，当实验者将正方形拉得更远，使其长度更长时，儿童现在回答说正方形更多。
由于他们缺乏在具体运算阶段发展起来的可逆心理操作能力，正方形占据的空间更大就足以使儿童得出结论正方形更多（Kubli, 1979, 1983）。
其他实验同样显示了对守恒的理解如何随着认知发展的变化而变化。例如，另一个实验向儿童展示了一对长度相同的杆子，放置在一起以证明它们的等长。然后，一根杆子被移位，使其位置更近，看起来更长。
六岁以下的儿童能够在杆子并排放置时正确识别它们长度相等，但当它们被移位时，他们认为一根杆子变长了。一些稍大一点的儿童建议如果移位的杆子回到原来的位置，它们可能再次变得相等，这表明他们对可逆性的初步发展。
最后，年龄最大的儿童得出结论，长度是一个不变的属性，无论杆子如何移位都会被保存，这表明他们对可逆性和守恒都有自信的理解（Kubli, 1979, 1983）。
另一个实验清楚地说明了伴随皮亚杰理论中各阶段过渡而来的图式的发展和细化。孩子们被展示了一幅包含五朵紫罗兰和两朵郁金香的花束。然后他们被问及花束中有更多的紫罗兰还是更多的花。
八岁以下的儿童通常回答有更多的紫罗兰，这表明这些儿童尚未发展出全面分类世界的能力，因此没有认识到花应该是一个包括紫罗兰在内的类别（Politzer, 2016）。
教育中的启示
由于皮亚杰的理论主要关注儿童认知发展的映射，以及儿童如何创造关于世界的知识，因此它直接关系到教育。
以下是一些特别重要的考虑事项（Kubli, 1979）。
理解不变性和可逆性的发展定义了皮亚杰阶段的大部分内容。这些概念反映了儿童对贯穿整个世界的规则的理解，提供了现实的基本基础，并且是基于这些规则推理所需的思维能力的发展。
因此，教师应采取一种密切跟随学生寻找不变规则和尝试可逆性的方法。教师不应采取严厉的方式，让学生按照这些规则进行学习，也不应过于脱离学生的发育而假设某些类型的知识是学生尚未发现的。
相反，教学过程应是一个由学生发现和构建新知识的旅程。
在应用教育环境中，教师还应小心不要过分专注于建构主义的理论假设。虽然建构主义强调学习者作为个体的角色，但学习往往在班级等社交环境中发生。
因此，尽管学习者在建构自己的知识，但他们不可避免地会尝试将自己的知识模型化为他人接受和理解的模式。因此，教师应意识到自己作为教育者的假设和态度在建构主义框架下仍然高度重要。
3本最佳书籍
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1. 《儿童的心理》 – 让·皮亚杰和巴贝尔·因赫尔德
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《儿童的心理》 提供了研究皮亚杰有影响力的理论最易读的途径。
虽然当代作家可能更好地将皮亚杰理论置于背景中，但要理解和参与理论本身，没有比直接阅读心理学家本人的话更好的方法了。
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2. 《儿童的思维》 – 罗伯特·西格尔
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《儿童的思维》 是多种理论方法的坚实学术参考，包括皮亚杰理论。
很少有用单一路径的方法来心理学，你的理解和应用皮亚杰理论将通过学习其他儿童认知和发展理论得到极大改进，这些理论通过差异或相似之处帮助界定皮亚杰的想法。
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3. 《建构主义：理论、视角与实践》 – 凯瑟琳·福斯诺特
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凯瑟琳·福斯诺特的这本书是一本全面且实用的文本，分析了建构主义认识论的基本假设及其应用。
研究心理学理论背后的认识论假设似乎是一项苦差事，但它对于参与你的知识并发展一种自信和灵活的应用皮亚杰理论的方法至关重要。
幸运的是，福斯诺特的深刻分析和评论读起来一点也不枯燥。
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一个总结信息
皮亚杰的认知发展理论为我们提供了一个全面且有用的理论框架，深入思考信息如何转化为发展中的大脑中的知识。
这对教育尤其重要，因为有一个清晰的理论框架来理解儿童如何学习可以帮助使教学成为一种既结构化又高效的活动，同时对教师和学生都有益。
更广泛地说，皮亚杰的思想还强调了考虑不同个体如何了解世界的重要性，这取决于他们的发展阶段和学习方法。
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参考文献
- Fosnot, C. T. (2005). Constructivism: Theory, perspectives, and practice (2nd ed.). Teachers College Press.
- Gandhi, M. H., & Mukherji, P. (2021). Learning theories. StatPearls. Retrieved November 5, 2021, from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK562189/
- Kubli, F. (1979). Piaget’s cognitive psychology and its consequences for the teaching of science. European Journal of Science Education, 1(1), 5–20. https://doi.org/10.1080/0140528790010103
- Kubli, F. (1983). Piaget’s clinical experiments: A critical analysis and study of their implications for science teaching. European Journal of Science Education, 5(2), 123–139. https://doi.org/10.1080/0140528830050201
- Lourenço, O. (2012). Piaget and Vygotsky: Many resemblances, and a crucial difference. New Ideas in Psychology, 30(3), 281–295. https://doi.org/10.1016/j.newideapsych.2011.12.006
- Malik, F., & Marwaha, R. (2021). Cognitive development. StatPearls. Retrieved November 5, 2021, from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK537095/
- Piaget, J., & Inhelder, B. (1969). The psychology of the child. Basic Books.
- Politzer, G. (2016). The class inclusion question: A case study in applying pragmatics to the experimental study of cognition. SpringerPlus, 5(1), 1133. https://doi.org/10.1186/s40064-016-2467-z
- Scott, H. K., & Cogburn, M. (2021). Piaget. StatPearls. Retrieved November 5, 2021, from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK448206/
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- Stewin, L. L., & Martin, J. (1974). The developmental stages of L. S. Vygotsky and J. Piaget: A comparison. Alberta Journal of Educational Research, 20(4), 348–362.