推理的認知發展與認知模式

一、推理的認知發展

人類推理能力的發展可從幾個面向來看：

(一)從身體發展而言：推理能力從嬰兒階段便開始發展，腦神經學家利用正子掃 描和功能磁振造影的最新科技，確定大腦的額葉某些主宰著人類數理、邏輯 解決問題能力的特定區域，大約在嬰兒 3 個大時，已開始發展，且大約 5 個 月大的嬰兒，具有數量與推理能力 (王秀園，2005)。

(二)從人類智能發展的結構而言：心理學家 Guilford (1956)認為人的智能結構 分為運作型態共分五類。包括認知作用、記憶作用、擴散性思考歷程、聚斂 性思考歷程及評鑑性作用。內容共分四類，包括：圖形的、符號的、語意的、

行為的。成果共分六類，包括：單位、類別、關係、系統、轉化與衍生等。

基爾福認為上述運作型態、內容和成果等三項交互作用結果，構成一百二十 種人類心智能力。其中的擴散性思考和聚斂性思考歷程便包括推理能力 (引 自張玉成，1986)。

(三)從人類身心發展的角度而言：發展心理學學者認為，一個人的認知能力和年 齡的成長，及經驗的增進和累績有極大的關係，發展心理學的大師 Piaget 認為人類的認知能力發展是循序漸進、階段分明的，兒童的認知發展歷程

主要分成四個階段，即感覺動作期、前運思期、具體運思期、形式運思期。

每個階段開始的時間雖有個別差異，但各階段的發展的先後順序不會改 變。以下是四個主階段的劃分標準：

1.感覺動作期(sensorimotor stage)：從出生到兩歲左右。在這段時間，

嬰兒用動作和感覺對四周環境的刺激發生反應。在此期的認知對象，僅 限於具體的事物。

2.運思前期(pre-operational stage)：二歲到七歲的兒童，兒童思想的萌 芽期，此期認知發展特徵，包括記憶功能、自我中心觀、集中注意、直 接推理、因果關係及同一性等。

3.具體的運思期(concrete operational stage)：七歲到十一歲的兒童，

已知將邏輯思考的歷程，應用於解決具體的問題。唯此期兒童的邏輯運 思，只限於具體問題，若問題性質稍微抽象，則顯得無能為力。

4.形式運思期(formal operational stage)：十一歲到十五歲的青少年，

此期的運思的方式有二：一為假設推理(hypothetical reasoning)又稱 演 繹 推 理 (deductive reasoning) ； 另 一 為 科 學 推 理 (scientific reasoning)又稱為歸納推理(inductive reasoning)。

發展心理學另一位大師布魯納認為兒童的認知發展，分成三個不同的階段：

1.動作表徵期(enactive representation stage)：是從動作中去認知，以

求了解外界的事物。常用手去摸，腳去觸，口去嚐的方式。

2.形像表徵期(iconic representation)：認知形式，漸由具體的認知，進 入思想動作的認知，兒童可憑記憶說出所見物體的形象。

3.符號表徵期(symbolic representation stage)：此期約自十三歲左右開 始，至青年期。對事物的認知可用語言、文字、數字、圖形等符號以表 他的經驗和知識。此期的認知特徵，即是形像表徵的心像，經過分析與 綜合的反省過程內在化(高廣孚，1989)

綜合以上的論述，可發現人類推理能力是與生俱來的，而且是一種較高層次 的心智能力，再由心理學的認知發展理論可知，人類的推理能力是隨著年齡的增 長，逐漸發展成熟，而 11-15 歲的青少年認知發展已步入形式操作期，他們能有 系統的思考及推理，且他們也能將認知的形像，透過分析與綜合的反省過程來內 化。因此本研究以國中三年級的學生為樣本，欲探究學生進入形式操作期後，其 推理能力的發展情形。

二、推理的認知模式：

《科學學習心理學》(熊召弟、王美芬、段曉林、熊同鑫(譯)，1996）中也 提出，一個學生在推理一個科學現象時，他可以用人類的資訊處理系統的成分來 發展他腦中的個人心智模式，基本上學生要常常面對一個含有疑問、觀察和結論 的問題解決環境，學生要進行一些認知過程並在架構腦中工作記憶區的各種關聯

性，當學生在工作區中進行推理時，他會將適當的事實、 原理和技能儲在長期 記憶區以備未來使用，茲將科學推理的認知模式圖示如下：

學生的長期記憶區 1.科學的事實與原理

2.基本的科學方法和統整科學方法 3.理論和模式

學生的工作記憶區

1.認知過程 2.建構關連 問題解決環境

1.問題 2.觀察 3.結論

圖 2-3-1 科學學習心理學的科學推理認知模式(熊召弟、王美芬、段曉林、熊同 鑫(譯)，1996）