認知能力的相關研究

一、認知能力的發展

不論國內外著作研究結果，有關認知發展的研究，大多偏重於皮亞傑( Piaget, 1896~1980)的認知理論，並以其為出發點。近幾十年來在國內學者陳李綢博士等人研究 下，憑藉布魯納（Bruner）認知發展理論，說明認知發展與教育的關係，並進一步敘述 於學生認知能力相關配合下，可以加快其學習效率的可行性。故本研究中的認知發展理 論只採用皮亞傑與布魯納兩位學者所發表的理論，為主要探討研究的依據。

（一）皮亞傑認知發展研究

認知發展理論代表人物首推瑞士心理學家皮亞傑，他提出兒童認知發展的階段性理 論，從直覺推理發展至邏輯、抽象推理的過程來了解兒童，將兒童從出生到青年初期之 認知發展歷程分成四個階段，分別為「感覺動作階段」、「前運思階段」、「具體運思階段」、

「形式運思階段」，以下研究者將皮亞傑認知發展的四個階段簡略說明：

1.感覺動作階段(sensory-motor stage)

此階段為從出生到兩歲左右的帅兒，主要是說明語言出現前的階段，這個時期帅兒 的特徵是缺乏思考活動而只有動作活動，他們依賴身體表現之動作以及動作所獲得之感 受，對周遭環境之刺激產生反應，對於眼睛看不見的事物會認為不存在。帅兒務必習得 去整理他們的感官，諸如聽覺、觸覺、視覺等，讓其能呈現單一的行為或動作。直到這 個階段的後期，帅兒才剛具有簡單的語言表達，動作初始備有一定的思考特徵。此階段 的兒童偏向於用其行為動作來感受外在環境，此時期呈現的主要概念是「物體恆存性」

（object permanence）。

2.前運思階段(pre-operational stage)

此階段為大約兩歲到七歲之間的兒童，這個階段的兒童能簡單的表達語言，開始使 用圖形、數字、文字等較為抽象的符號來進行他們的思考活動。這個時期兒童表達呈現

強烈的自我中心，皮亞傑稱此現象為「自我中心主義」。此時雖已有保留物質概念，但 仍沒有保留質量、容積等概念，而且不知曉可逆性的邏輯，雖已能開始思考，但無法進 行推理和邏輯思考。

3.具體運思階段(concrete operational stage)

此階段為七歲到十二歲的兒童，在此階段兒童的特點是能在和具體事物相互聯繫之 下，進行簡單的邏輯推理及邏輯運算，能排列事物的次序，能依不同的事物特性進行分 類、比較以明瞭其間的關係。同時已有可逆性的概念，並具有容積、質量等保留概念，

能用多方面向，運作心智來處理真實、具體的問題，皮亞傑稱此現象為「保留」。但這 個階段兒童的思考活動只能藉由當時的實際境況，對具體物體進行理解，還不能運用純 文字、抽象之邏輯來理解。

4.形式運思階段(formal operational stage)

這階段為十二歲到十五歲的青少年，已開始有邏輯性的逆向思考，並具有抽象思考 能力，可謂認知發展的巔峰期。和具體運算階段相較而言，這個階段的青少年有漸趨成 熟的思考能力，能夠對抽象的問題採用邏輯的、系統的、概念的方式進行推理，及備有 依據假設實行推理演繹的能力，對問題的解析能產生具體論證，並同時深記眾多變量，

進行控制變因的實驗。

皮亞傑主張每一階段的發展都有一項基礎的、獨特的認知結構。發展階層的次序先 後固定不變，既不可顛倒，也不可跨越，皮亞傑稱它作「不變的發展序」 （invariant developmental sequence）。他認為每一階段皆是造成後面階段所必備的根本。正常兒 童皆頇依據這種發展的次序。個體在發展歷程中，這四種階段各有其行為上的特徵，每 個階段形成固定的次序，順序不可顛倒，且階段不可省略(張春興，1977)。年齡的各階 段界限只是一項大略估算的帄均年齡，差異的個人家庭教育、經歷及社會環境會延遲、

加速，甚至阻擋一個階段的出現，但儘管文化的因素可能延遲、停止或加速他的發展，

進而使個體之間呈現出固定的差別性，但它們並不能改變其順序。每個認知階段乃為一 種不間斷的過程，後一階段是前一階段的發展，前一階段是後一階段的準備 (孫名符，

1996）。皮亞傑主張影響認知成長速度快慢的原因有四：「生理成熟(maturation)、物理 經 驗 (physical experience) 、 社 會 交 流 (social transmission) 和 自 我 協 調 (self-regulation)」，他以為決定學習能力之必備條件即是認知成長，而適切的學習能 力，雖然能夠幫助培育兒童的認知成長，但學習的獨立性，並不能立即變更兒童原有的 認知結構。他也主張「成長是一種多方面影響的整體結果」，因此兒童生活的文化背景

和社會條件是重要的決定成因(黃湘武等，1985)。

在皮亞傑理論中，他認為兒童之認知發展乃具備主動性，他強調環境和認知個體間 交互作用下的結果便是知識，亦即是在整體交互作用中持續地建構、持續地再發展。皮 亞傑主張在嬰兒期便萌芽發展，且在兒童期顯露的便是個人之認知。依據皮亞傑理論的 基礎進展出來的教育方法是「積極的教育法」。其主張教師之主要任務不只是教授知識，

而是啟發學生，更成為研究者及創新者，其目標是讓兒童皆有完善的人格，並獲得全面 性自然的發展。

從皮亞傑的認知發展之階段性理論來看，本研究所受測的學生為國中資優生和一般 生，皆已進入形式運思階段。因此所有受測學生皆能依據題目的假設，進行非形式的推 理，據實回答本研究的測驗題目。

（二）布魯納認知發展研究

美國哈佛大學教授布魯納曾經親赴瑞士，於皮亞傑所主持下的「國際發展認識論中 心」(International Center for Genetic Epistemology)探索一年。因而他的認知發 展理論備受皮亞傑之認知發展理論的影響。布魯納主張人類的認知發展是由內、外兩種 歷程所引發的，人類的思考、技巧、推理、知覺是一種內向之心理歷程；教育過程乃在 轉化學識內容，更是一種外向的歷程，指引個人改變。但介於內、外在歷程間存有一種

「內在模型」(internal model)及「表徵系統」(systems of representation)，「表徵 系統」係指個體面對外界事物變化時，所使用的一套法則（陳李綢，1985；Bruner，1973）。 布魯納由認知發展心理學領域中，探索人類的認知發展歷程，他認為兒童心智的發展係 經由「動作表徵」、「影像表徵」及「符號表徵」三種表徵的思考方式，並且循序漸進發 展，所以此理論又被稱為「表徵系統理論」(systems of representation theory)。以 下將布魯納認知發展研究三個階段簡略說明：

1.動作表徵階段(enactive representation)：

此為年帅孩童最常使用這表徵的階段。三歲以下帅兒是靠「動作反應」(如看、爬、

走、嚐、嗅、觸等)及「實物操作」（如：使用雙手去觸摸抓取、用眼睛瀏覽或直視物體、

用口去嚐舔啃咬）來認知理解周圍世界與獲得知識經驗。藉由運動性與感覺性的探尋活 動來取得知識，此時在其世界中，對外在和內在事物間乃沒有明顯區分，經常運用直覺 性的見解。並將此段經驗歷程儲備貣來，作為往後動作之技能。「動作表徵」指求取知 識之基礎；此階段雖然於帅兒期最早顯現，但卻可持續運用到一輩子。

2.影像表徵階段(iconic representation)：

此為二歲至六歲的兒童最常運用該表徵的階段。此時兒童透過內在的「心像」

(Image)，例如：高、矮、長、短等影像，便可以憑藉在感官內所留下的影像來認識周 圍的世界，並當成思考的輔助。兒童藉由對物體知覺仍留在「記憶中的心像」(Mental Image)，或憑藉圖形、照片等，便可探索知識。這階段孩子的學習是藉由視覺影像方式 的認知，可透過心像、圖案來替代闡述未在眼前呈現的事物，也尌是說不用透過動作或 感官的操作，便能用「影像表徵」的方式來顯現對事物或物體之認知。

3.符號表徵階段(symbolic representation)：

此為六歲以上的兒童最常運用該表徵的階段。此時兒童運用文字、語言等抽象符號 的方法明瞭外在世界，再藉由語言符號、語言或文字來闡述，進而和世界產生交流。當 兒童運用「符號表徵」時，表達他已經可擺脫具體事物之束縛，並進而運用符號、語言 等掌握未來和過去，解決假設或可能性，不用再依賴行動。此階段兒童思考發展漸趨成 熟，具抽象推理和邏輯思考能力，這亦是認知發展的最高層次。

布魯納的「認知表徵理論」重點有二個：一是人類由知覺活動而將外在世界與環 境中的事件或事物，轉變成內在心理事件之歷程，叫做「認知表徵」或「知識表徵」。

二是格外重視學生探索時之主動性，以為從事物意象變化中所發現之原則原理，這才是 建構學習的主要條件。他在《教育過程》（Bruner, 1960）書中，闡明各種學科知識皆 可以某種適切的法則，對每位兒童於發展過程的任何階段裡，施行最有效的教學成果。

他可說是一位對教育理論之孕育，抑或具備重要啟迪和貢獻的教育思想家，他對於人類 動機、學習、思考、認知發展階段，抑或知識系統之探索、現代化之教學和課程都有長 遠的影響（吳裕益，1996）。布魯納認為認知發展能力和教育有密切深遠之關係；並且 他強調教學和教育必頇藉由教材結構及課程組織來發揮功能。此外他更強調必頇靠教育 才能協助個人智能充分發展；而且必頇重視課程組織，教育才能發揮成效。因此他再三 說明所有課程之內容，必依據「認知發展理論」、「教材結構」及「教學方法」而設計（陳 李綢，1985）。

布魯納認為學習是學習者根據過去與現有知識為基礎，從而構建新知及概念的主動 歷程，學習者乃根據認知結構(如：基模或心智模式)而抉擇、變更知識內容，和構建其 形成和假設決策，並經由經驗歷程給予組織及意義，且應允個人超越知識所給予的內

布魯納認為學習是學習者根據過去與現有知識為基礎，從而構建新知及概念的主動 歷程，學習者乃根據認知結構(如：基模或心智模式)而抉擇、變更知識內容，和構建其 形成和假設決策，並經由經驗歷程給予組織及意義，且應允個人超越知識所給予的內