皮亚杰认知发展阶段理论下的物理教学

吴妍

【摘 要】 皮亚杰认知发展理论作为具有建构主义思想的理论，由认知发展阶段说和影响认知发展的因素这两部分内容构成.在皮亚杰的观点中，他把人的认知发展阶段分为四个阶段，分别是感知运算阶段、前运算阶段、具体运算阶段以及形式运算阶段.并且每一个阶段的发展都受到成熟、物理经验、社会经验以及平衡等因素的影响.本文主要介绍了皮亚杰的认知发展理论，并结合皮亚杰的认知发展理论针对物理教学提出了一些启示，希望能够为学生物理学习和教师物理教学提供一些建议.

【关键词】 认知发展阶段理论;物理教学

让·皮亚杰（Jean Paul Piaget，1896- 1980）于1896年8月9日出生在瑞士纳沙特尔，是著名的儿童心理学家，皮亚杰在生物学、哲学、心理学和逻辑学等领域都有精湛的研究.皮亚杰认为儿童的认知发展过程中不能将儿童智力的成长割裂开来分析，认知的发展基于智力成长.他对儿童认识发展的过程进行深入系统的研究，提出了儿童认知发展理论，这一理论包括认知发展阶段理论以及影响认知发展的因素两部分[1]这一理论的出现也为心理学的发展作出了卓越的贡献，为中西方教育教学的改革起了显著的作用，同时为青少年儿童教育方法与教师教学策略提供了一定思路.本文基于皮亚杰的认知发展阶段理论的研究，研究物理教学中皮亚杰认知发展阶段理论的实际应用，为指导中小学科学物理教师教学提供思路.

1 皮亚杰认知发展阶段理论简要回顾

1.1 认知结构发展理论

皮亚杰的认识发展理论是具有建构主义思想的理论.皮亚杰认为知识既不是客观的东西，也不是主观的东西，知识是个体通过与环境相互作用，进行建构与再建构产生的结果.[2]

建构主义者认为学习是个体在原有的知识经验的基础上与环境相互作用的互动过程.他们更多关注的是学生是如何在原有的经验上，通过心理过程的建构新的知识，他们强调学习者的主动，强调学习的情境建构.在皮亚杰的理论体系中，核心概念之一是图式（schema），图式是指个体认识世界的方式，是学习者认识世界的起点.以皮亚杰的观点来说，图式是认知的起点也是认知的核心，也可以说图式是人类认识事物的基础.因此，图式的形成和变化是认知发展的实质.[3]

皮亚杰认为，学习者的认知发展受到三个基本过程的影响：同化（assimilation）、顺应（accommodation）、平衡（equilibration）.[4]在认知结构发展理论中，个体对输入的信息进行处理或者改变的过程被称作同化，个体在受到外界信息刺激时，会把刺激纳入先前已经存在在头脑里的图式中去，与之前已有的图式合并在一起.顺应则是指个体通过调节自身内部心理结构来适应新的刺激情境的过程，顺应和同化总是同时发生，也就是说当个体遇到不能对新刺激进行同化的过程时，个体就会通过对原有图式加以修饰或者重新建构图式来适应新的刺激，这就是顺应的过程.平衡是指个体在自我调节机制的作用下使认知发展从一个平衡状态转向另一种平衡状态的过程.认知发展过程的实质就是个体在已有图式的基础上对外界刺激进行同化、顺应，并且不断建构与再建构打破平衡状态建立新平衡的过程.

1.2 皮亚杰认知发展阶段理论及影响认知发展的因素

按照皮亚杰的看法 ， 儿童的认知发展可以划分成若干个连续的并且彼此之间具有差异的阶段.每一个阶段出现的顺序是不可以改变的，既不能跨越，也不能颠倒.每个阶段都有其固定的认知图式，这些认知图式决定了个体行动的基本特征，认知图式的发展是一个连续不断的过程，每一个阶段都是上一个阶段的延伸与发展.

皮亚杰根据各个阶段图式特征的差异，主要将儿童的认知发展分为四个阶段：1）感知运动阶段，即儿童从出生到两岁左右.这一阶段的儿童主要依靠感觉来认识世界，只能通过看得见摸得着的事物来进行学习，学习的知识主要是图形知识.图形知识的学习依赖于对刺激形状的再次辨认，是最为简单的一种学习.2）前运算阶段，即儿童2岁到7岁左右.这个时期的儿童开始可以通过符号来学习，比如他们通过语言来表示事物，但是这一阶段的儿童在判断时还是会受到直觉思维的控制，不能深入思考.3）具体运算阶段，即儿童7岁到12岁左右.这一阶段的儿童以及具有初步运算的能力，能够进行简单的运算.他们的思维经过发展具有可逆性和守恒性，但是他们的思维依然离不开具体事物的支撑.4）形式运算阶段，兒童12岁左右.处在这一阶段的儿童可以离开具体事物进行运算，并且能够对抽象性的和表征性的事物进行运算与分析.[5]

皮亚杰认为影响儿童认知发展的因素主要有四种：1）成熟，即个体的成长，包括身体机能的成长以及神经系统和内分泌系统的成熟.2）物理环境，即个体在动作与练习中获得的经验，皮亚杰把这种物理经验分为物理的经验和逻辑-数理的经验.3）社会环境，它包括语言和教育的作用，即人际交往关系与社会中的经历等.4）平衡过程，即具有自我调节功能的平衡过程，平衡过程主要调节个体（成熟）与环境（包括物理环境和社会环境）之间的作用，从而调节认知图式的再建构.

2 皮亚杰认知发展理论在物理教学中的应用

皮亚杰关于儿童认知发展的理论为制定适合于学生思维发展的新课程提供了一定的理论基础.目前，世界上已经有许多国家在编制教材和制定课程的时候都会借鉴皮亚杰的认知发展理论.在我国，皮亚杰认知发展阶段理论也收到极度的重视，我国的教育学家和心理学家对皮亚杰认知发展阶段理论进行了深入的研究并努力尝试将其应用于物理教学当中.针对皮亚杰认知发展阶段理论在物理教学中的应用，笔者提出了以下观点：

2.1 强调适时适度教育

皮亚杰把学生的认知发展划分为感知运动阶段、前运算阶段、具体运算阶段以及形式运算阶段.他强调，儿童的认知发展按照这样四个阶段依次序进行，不可跨越也不能颠倒.因此中学物理教学中要强调教育要适时适度，不能拔苗助长，反对超前超量的教育.

以往传统的物理教学强调在中学阶段进行讲授的学习，但是随着现代化的进展，小学的科学教育课程也在进一步推行.在这种普及科学教育的趋势下，能够适时适度的对学生进行合理的教育就成了教育界的难题.此外，由于教育的普及，大多数家长对青少年赋予了超过他们发展阶段的期望，超年龄的跨度教学，超负载的过度教学使青少年的心理和生理都受到一定程度的影响.皮亚杰强调，儿童的智力发展情况和认知发展水平与成人的不一样，因此教育需要适应儿童的需要，适应儿童的发展阶段，对不同的学生给予合适的教学.

在学前儿童阶段的科学教育中，大多数孩子还处在感觉运动阶段，他们主要是靠感觉和动作来认识周围的世界.在这个阶段，父母在儿童的教育中充当十分重要的角色.在家庭教育的过程中，父母对于学前儿童的教育具有至关重要的作用，父母在注重培养儿童的爱好兴趣，注重孩子的天性释放.在日常生活中关心孩子，充分发掘并发扬孩子的潜能，但是在这个过程中要注意适度，在孩子能够接受的程度上给予引导.

在小学阶段的科学教育中，由于大多数孩子处在前运算阶段和具体运算阶段中，在呈现学习内容时，应尽可能的做到具体形象，能够用图片、实物或视频呈现.同时由于处在具体运算阶段的儿童已经初步具有运算的知识，能够在一定程度上做出推论，所以在教学时还需要注意引导学生进行思考，发散学生的思维.

在中学阶段的物理教学中，大多数青少年的智力和思维已经发展到形式运算阶段，具备一定的推理运算能力，开始可以对抽象的材料进行逻辑推理.在物理教学的过程中，发挥重要作用的是教师，教师在学生这个阶段时应当充分注重培养学生的思维能力，引导学生独立思维.

2.2 强调理解的学习

皮亚杰的观点认为，儿童的学习不是得到外界信息的过程，而是学习如何学习到知识的这一过程，也就是建立新的认知图式的过程.通俗地说，皮亚杰认为学习更多关注的是学习的过程，即学生新知识时头脑中所进行的程序.刺激-反应学习理论所强调的学习属于机械学习，他们不强调学习者在学习时头脑中发生变化的过程，只研究学习者学习的结果.而皮亚杰更加关注学生学习的过程，他着重研究学习者的认知在学习过程中的转变.所以，在皮亚杰看来，通过反复的重复训练虽然可以使学习者学会知识，但这种知识如果停止训练就会很快被忘记，只有儿童能够充分理解它，换句话说就是能够将新的知识同化进已有的认知图式中，才算真正的学习到了这种知识，他强调知识获得的过程.

理解地学习对于物理科目的学习来说尤为重要，物理学习相对于其他学科的学习来说更加注重学生逻辑思维以及推理能力的培养.在物理学习过程中，概念理解以及逻辑推理在知识和活动学习中具有十分重要的地位，最新的高中物理课程标准中也对物理概念、科学思维等进行了强调.教师在中学阶段进行物理教学时更要充分注重情境的创设以及物理实验的设计，从生活引入物理，将物理引入生活，让学生能够通过学习真正的理解知识，通过锻炼思维培养并发展逻辑推理能力.

2.3 强调因材施教

皮亚杰在他的认知发展阶段理论中强调，虽然各个发展阶段出现的先后顺序是固定的，不可以跨越也不能够颠倒，但是个体的各个阶段出现时的年龄会因为个人智慧发展速度以及所处社会环境的不同而存在一定的差异.首先学习者由于先天条件的不同，不同儿童的智慧发展速度可能有一定的差别，因此各个阶段出现的年龄可能不完全一致.其次学习者的社会经验可能会加速或是阻碍其认知图式的发展，比如教育发达地区的儿童由于教育方面更先进，其在认知发展上可能会略超过山区教育手段落后的同龄儿童.同样，在同一个班级中可能会因为各种因素如智慧程度和社会环境差异而出现学生的认知发展并不完全一致的情况.这就需要教师充分掌握因材施教的教学策略，因材施教就是教师需要针对学生在年龄、能力以及认知风格等方面表现出老的差异而采取的有针对性的教学策略，针对不同的学生给予不同的教育方法即手段，以保证教学目标的实现.教师应该围绕学生为中心展开教学，充分关注学生的成长，针对不同的学生采取不同的教学策略与教学方法，争取做到使每一个学生都能得到充分而全面的发展.

3 结语

皮亚杰的认知发展理論作为具有建构主义思想的理论，对于个体心理认知发展阶段进行了概括，总结了影响认知发展的因素，对于分析儿童认知发展特点提供了理论基础.皮亚杰的认知发展理论不仅为心理学和教育学做出了极大的贡献，对于教育教学方面也有一定的帮助.从皮亚杰关于儿童认知发展阶段的描述中，他强调建构主义的观点在儿童认知发展中的作用，不仅仅关注学习的结果，更多关注儿童在学习时对于知识的建构过程.

皮亚杰认知发展理论对于我国物理新课程改革于发展有许多可以借鉴的地方，比如注重知识建构的观点应用于课堂强调情境的创设，注重儿童认知发展成阶段性发展强调适时适度教育，儿童认知发展的不平衡强调因材施教.因此，通过学习和认识皮亚杰认知发展理论，有助于教师对于学生认知发展阶段的把握，合理安排课程;有助于学生充分发挥能动性，全方面发展潜力.

总之，皮亚杰的认知发展阶段理论不管是对于教师进行物理教学还是学生进行物理学习来说，都具有一定的指导意义.充分把握并应用皮亚杰认知发展理论，在一定程度上能够提高物理和科学教育的效率，对教学产生促进的效果.

参考文献：

[1]施良方. 学习论[M]. 北京：人民教育出版社，2001.

[2]皮亚杰，王宪钿译.发生认识论原理[M] .北京：商务印书馆，1981 ：16-32.

[3]张大均. 教育心理学[M].北京：人民教育出版社，2015（7）.