美国教育概况

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思考与学习的生物学基础

大多数人都在寻找模式。有时，当人们闲逛、玩猜谜游戏或做白日梦时，是在寻找一种游戏模式。而当人们试图得到某些事情的答案，或是事先做计划、解决问题时，就是在寻找一种目的模式。由于人们使用了寻求模式的能力，他们开始学习并了解其周围的事物。 如今，通过科学，我们对世界上的很多事物有了深入的理解。这是很自然的事情，因为大自然使我们能够从所见的和所做的事物中寻求模式，而我们所发现的这些模式又使我们能够应付、理解、鉴别并预测周遭发生的事件。就科学家来说，无论她是一个生物学家、物理学家还是天文学家，都只是一个经过良好训练的模式寻求者。可以这样说，我们所有人生来就是模式寻求者。 已经有人为儿童设计了一些经过测试的并以研究为基础的项目，以使他们能够很好地适应21世纪科技高度发展的复杂社会。这些项目是以当前的一些先进科学知识为基础的，这些科学知识能够对大脑如何运作，人类如何思考和学习，以及知识如何与我们对世界的理解发生联系等问题做出合理解释。 这篇专论为教育工作者总结出了这方面的研究内容：第一，它解释了近十年来关于人脑的一些科学发现，这大大促进了医疗技术的发展。第二，它概括出了我们每一个人所具有的模式寻求能力的七个生理阶段——根据大量研究显示，贯穿从婴幼儿到成年时代。 FOSS计划就是利用这一研究结果来恰当地安排课程和规划学习活动的，这样可以使儿童们更容易掌握新概念。这里提到的每一个发展阶段都是通过列举学习者要做些什么以及他们喜欢学些什么来加以说明的。虽然这七个阶段与学习的关系对所有学科领域来说都是十分重要的，但这里所举的例子大多是涉及科学领域的。 大脑和思考 早期大脑发展 大脑的归档系统 建立“连接” 教育，年龄和大脑 生物特征和思考 生理阶段和思考 探寻模式的发展阶段 第一阶段：偶然表述阶段 第二阶段：类同分类 第三阶段：一致的和广泛的分类 第四阶段：多重分类 第五阶段：包含性分类 第六阶段：同级模式 第七阶段：分级模式 教育的启示

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	大脑和思考
	我们知道，除了我们本身，没有其他生物会思考宇宙的外部边缘或原子的内部运作。没有其他生物能够想象未来或在有限的生命过程之外重建过去。为何独有人类能够获得这样的思考能力？作为教育者，我们就人类如何进行推理都了解些什么呢？另外，当我们面对未来的学校教育时，这种我们必须考虑的推理能力的重复性何在呢？ 大多数人认为思考和大脑是同等意义的。一个优秀的思考者经常被说成是“有头脑的”。当人们提到“头脑胜于肌肉”时，他们明确地将大脑等同于了敏捷的思维。一个“没有头脑”的人就是没有智慧的人。但是如果不考虑这些术语，那么大脑和思考并不是同义的。它们是有明显区别的。 大脑是一种生理器官，在人类出生时大脑中含有大约14亿个细胞，而它的质量也只是最终质量的三分之一。婴儿在出生后两年之内，大脑的体积会加倍，并且在15年之后，许多大脑细胞都会在它们中间以及与其它细胞之间建立60万个以上的连接。在过去的10年间，我们已经了解了许多大脑的生理学知识——例如电传导性，化学知识和解剖学知识等。 然而思考却是机械的灵魂，它不具备生理属性。现在假设眼前有一盘没有下完的棋局，我们可以描述出棋子的摆放位置，但是却不能确定攻防战略的具体位置在何处。同样的，假设我们正在参观一所学校，我们可以指出学生和教师分别在什么地方，但你能指出“教育”在哪里吗？思考对于大脑就相当于时间对于手表一样。手表有指针和数字，但是时间在哪？手表中的时间，游戏中的战略以及教室中的教育都是存在于物理结构中的过程。大脑中的思考也是这样。神经生物学家也许认为在思考过程中有一个或多个因素在细胞中起积极作用，但是我们的大脑中可能有超过1千亿次相互作用，因此应该说思考的过程才是最重要的，而不是生理组成部分。 在过去的十年中，神经生物学家对探索大脑如何处理信息的问题有了重大突破。他们通过使用瞬时定位大脑活动信号的创新技术，发现人类用大脑的不同部分进行不同类别的思考。使用技术的不同，就会对大脑活动过程产生不同的看法。 EEG（脑电图）和MEG（脑磁图）是用于研究大脑作用的最早技术。通过这些技术，科学家们记录下了大脑所产生的电子脉冲。 EEG法可以在计算机屏幕上显示大脑的图像。研究学者将一个满是电极的帽子戴在被研究对象的头上，然后将帽子和计算机用一根电线连接起来。这样，当被研究对象执行某项任务时，计算机就可以记录下大脑的活动情况。 MRI（磁共振成像）的方法可以提供大脑结构的详细图像。 近来，科学家们将EEG法和MEG法与MRI法相结合，利用计算机技术，通过一套二维电磁共振映像获取三维的大脑图像。通过这种方法可以使我们清楚地看到大脑各皮层区域的边界。这种无须将仪器探入人脑的技术被称为功能性磁共振图像技术（fMRI）。 PET（正电子放射X线断层摄影术）是用来扫描大脑，从而测量大脑中的血流量。血流量的增加表明新陈代谢活动的加快。这种扫描被用于确认大脑完成具体任务的部位到底是在哪里。 　　以下的一些内容就是建立在通过这些技术所获得的研究结果的基础上的。

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	早期大脑发展
	大脑细胞在成形之后开始以一种惊人的速度分裂并再分裂。开始时只是在胚胎的尖端有一些细胞，到第20个星期时，每分钟就可以复制250，000个细胞，并且到婴儿出生时就已经形成了24亿个细胞了。 大脑细胞的数量超过了任何一个个体所需要的数量。这种过度生长是一种大自然赋予我们的能力，用于确保有足够的细胞应付生存所需的复杂技能发展的需要。在出生前，大脑细胞的任务主要是熟悉在其四周发育的身体各部分。细胞通过发送连接器来完成这项工作的——即神经的轴突及树枝状结晶——它们会出现分支并与其它脑细胞建立联系。在人类出生前会有大约一半这样的细胞死去——大多数是因为它们无法与尚在发育中的躯体的某些部分建立联系，而其它一些则是由于一种剪除过程删去了有缺陷的神经系统联系。 在怀孕期间，特别是在第20周左右的时候，一些危险因素会妨碍正常的神经系统发育或对神经细胞及其联系造成伤害，例如缺少维生素，抽烟，酗酒，摄入某些化学药品或者过于炎热等。 在人出生后其大脑细胞还会继续繁殖，但是该过程会在婴儿一周岁时停止。在一岁以后，人们再也不会增加脑细胞了。所有他们需要的和将会需要的脑细胞都已就位。然而，此时大脑的质量只是成年人大脑的三分之一。大脑在出生后会越长越大，这是因为脑细胞会越长越大，而且细胞内部以及细胞与细胞之间的网状联系也在不断扩大。随着阅历的增加，人脑中建立的新联系的数量也在不断增加。

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	大脑的归档系统
	到出生时为止，大脑就已经形成了40多个不同的功能区，用来控制看、听、说和肌肉运动。 大脑通过功能区处理所接收的感官数据。这一过程是在感官数据——所有我们所看到的、听到的、感觉到的、闻到的和尝到的——通过五种官能的引入而完成的。这五种官能是大脑获得外界信息的唯一渠道。大脑通过使用传输机制来增强获取信息的能力，包括从简单、自发的反射到深入的思考、探索。 当观察者身边的某件事情使他感到惊讶时，例如这件事是他以前从来都没有见过的，或是发生的这件事情不太容易解释清楚，那么他就会抬起眉毛、睁大眼睛。无论谁在惊讶的时候都会做出这种简单的、自发的面部动作。抬起眉毛是大脑“打开窗户”以便让更多光线进入眼中并扩大视野的方式。睁大眼睛可以让更多的视觉信息进入大脑。 当有某些东西吸引大脑注意力的时候，大脑也许会命令胳膊和手上的肌肉伸出去抓住这件东西，转动它，感觉它，并以其它方式测试它。这些有思想性的、经过思考的探索性行为将被大脑的映射系统接收并处理。 当知觉感官数据进入大脑时，这些数据将根据区域记录的数据的一般类型分解并发送到各功能区域中去。例如，对世界的非语言、感官的感知就可以被分到许多不同的地方去：形状被储存在一个地方，颜色在另一个地方；运动、次序和感情状态也都被分别储存起来。 　　记录下大脑与事件之间相互作用的神经系统过程，是由一系列对微观感觉输入和与之几乎同时发生的微观物理行为输出组成的。这些输入、输出发生于大脑不同功能区域，它们都是由另外的更小的部分组成。例如视觉输入，就被分隔在接近脑后的视觉映射区域之内而自成许多小系统，专门反映颜色、形状和运动。这些子系统也可以再细分。神经生物学家发现，在分子状态下，一组脑细胞辨识垂直相交线，另一组则辨识呈一点钟角度的线，还有一组辨识呈两点种角度的线，依次类推。 作为一个数据储存系统，大脑接收了无数的映像，将它们分解成不同的部分，并将这些部分分别储存在专门的脑细胞中。这种策略的好处是一个细胞可以多次用于确认一个类似的元素，例如，无论这个元素是出现在是水平放置还是垂直放置的物体中，它都可以被确认出来。这个脑细胞能够认出不同物体中的垂直线，例如，它可以在一个建筑物、一本书或一支铅笔中。每一个脑细胞都有能力储存许多记忆的片段。这些关于自然界的记忆或特征就会被分解成许多最基本的部分，如光线的光子，气味的分子和声波的振动等存储起来——当一个特别的连接网络被即或时，这些记忆即被唤醒。 在存储非语言的信息时，语言的各部分也被存入大脑的不同部分。听力、说话的能力、阅读能力和写作能力会被分别储存。自然界各事物的名称，例如植物和动物的名字，被记录在大脑的一个部分；物体、机器和其它人类制造的东西的名称记录在另一部分。名词与动词分开存放，音素与单词分开存放。 当大脑将感官信息提取出来的时候，在储存区域中的细胞之间还是会建立联系。这种联系将不同的储存区域组织起来，并作为系统和子系统被击活：例如物体区域，包括它的个体的特征；事件区域，包括时间和空间运动的次序；学习者的行为区域，就是对一事物做了什么、并产生什么结果。一个被击活的系统就是一种概念、原理或其他想法的架构。 从神经生物学家的研究中我们可以了解到，有证据表明在大脑的任何区域都没有储存图片。大脑不是一种象照相机一样的装置，不能储存所有看到的图像细节。这里没有图像记忆。大脑也不是一种录音机，不能记录并回放我们所听到的东西。在大脑中只有连接模式，它们数量众多并且是可以变化的。当已建立的连接被触发时，它们就会将各部分按照一定模式重新组合形成记忆（一个概念、事件等）。重组的质量高低由先前信息输入的质量水平所决定。

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	建立“连接”
	从总体上来说，复杂的环境会增加大脑中的连接数量。当一个人对某件事物感到好奇并可以对其进行自由探索时，就可以建立大脑中的连接。这时，脑细胞就会萌生出成千个新的连接器。任何一个细胞在其生命期内都可以产生成百上千个连接器。大脑使这些新的连接器可以用于处理感官数据，并将这些数据整合入先前的知识体系中去。 复杂的环境、不同的经历以及对一个中心课题的兴趣都会激发连接器的产生，以便有更多的存储选择使他适应不同的经历。对于一个学习者来说，甚至只是一点轻微的变化，如在教室里换了座位，都会使大脑产生新的枝状分支，整合新观点及所体验到的在教室中的人和事之间的关系。大脑为了应付其周遭环境的变化而不断调试自己。 新的连接器没必要是永久不变的。当它们一再地被访问时——重复这个活动（实践）、演练这一有些走样的活动（详述）或通过讨论提到这一活动——它就会逐渐变得持久。如果这些连接器不被重复访问，那么它们也许会分解并永远消失。有一条谚语说“不使用它就会失去它”，即从总体上体现出了大脑中连接器的建立与维续情况。 在大脑系统中，连接器的质量和它的广泛性可以体现出一件事物被理解的如何或一个人做事情的好坏。有证据表明一个人拥有越多的连接器，那么他就可以更好地解决问题、思维也更清晰并且能够更透彻地理解事物。大脑中所建立的连接器数量的多少取决于这个人参加这一活动的兴趣大小。 促进枝状神经元（脑细胞）的生长线状扩展是很重要的。当枝状物生长时，神经元会与其他神经元建立更多的联系。当枝状系统中的信息通过实践或演练而有所增强时，连接就会逐渐变得稳定、持久，可以使用了。 在脑神经元中增加适当的连接就会增强脑功能。这些连接会通过基因中遗传的生长模式部分地决定了一个人的特质。它们也会在环境的刺激下而有所发展，这些刺激被大脑编码为神经脉冲。这里对教育者的启示是很明显的。大脑在人的经历日益丰富时就会促进枝状生长，并且这种生长通过实践和演练而逐渐稳定，学校环境就能够而且应该提供这样的经历。如果能做到这些的话就会帮助学生们记住他们所学的东西，并可以提高他们将所学到的东西灵活运用的可能性。

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	教育，年龄和大脑
	研究学者发现当人们在攀登教育的阶梯时，在脑细胞（枝状物质）之间及其内部的分支连接器就在急剧增多。对大脑的解剖研究中发现没上学的小孩比学龄儿童的连接器要少。持续进行脑力劳动的大学毕业生的枝状物质比高中辍学生要多40%。而脑力劳动较为懈怠的大学毕业生比一直从事脑力劳动的毕业生的连接器要少（Kotulak，1996，p.18）。 一些研究显示，在生命过程中，无论何时大脑被激发，脑细胞都会产生新的枝状物。如果一个人是健康的，他或她就能够在任何年龄段学习新东西、建立新的连接器并将它们整合入先前的结构中去。一位70岁的老人如果对做一项新工作感兴趣的话，他就能够学会如何去做。学习的能力可能贯穿我们的一生。 令人惊喜的是，不断学习的活跃大脑可能对抵制一些疾病更有效。科学家发现受过教育的大脑——就是那些有更多连接器的大脑——可以更好地抵抗Alzheimer疾病的破坏性攻击。 人们错误地认为大脑的能力会随着年龄的增长而衰退。大脑的衰退并不是由于年龄导致的。图像扫描显示：大脑皮层——就是大脑用来控制记忆的思维部分——在20岁至70岁之间只缩减了10%。脑细胞的损失也不严重，只出现在大脑的某些部分而不是全部。当我们的年龄逐渐增大时，反应速度也许会减慢，但是这并不明显。也许我们需要花费更多时间去记住一些事情或解决一些复杂问题，但是思考的能力是一样的。 然而，对大脑的扫描显示老人比年轻人拥有更多解决不同问题的策略。老人更多使用前额皮层。前额皮层可以使一个人在同一时间考虑复杂问题的不同方面，因此就提高了找到一个令人满意的解决问题方法的可能性。它也可以使人们制定出一个长期的计划和策略来达到目标，并可以调整计划使之能够应付一些突发事件。这些能力是“年轻的”大脑较之“老的”大脑所不具备的。 通过从人类学家、生物学家、神经生物学家、心理学家和精神生物学家处获得的信息综合起来研究，我们可以知道学习是在对我们本身物理特征的使用基础之上完成的：我们的手通过操作物体从而探明它们到底是什么；我们的脑袋通过倾斜、转动以使我们的眼睛和耳朵接收信息；而我们的身体则是通过空间移动来完成学习过程的。 我们并不是生来就完全具备思考能力的；思考能力是经过时间推移并通过我们与周围事物之间的互动发展起来的。所有人类的思考能力都具备生物基础。

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	生物特征和思考
	人的身体可以四处移动并能够探索未知的领域，人的脑袋可以旋转、倾斜，而人的眼睛可以感受到颜色和深度。直立的姿态使我们的前肢和具有灵巧拇指的双手解放出来，从而可以操控周围的环境。这些生物特征使我们能够探索周围的环境，记录下所发生的事情，然后根据我们所观察到的现象来加深我们对事物的理解。两足、手的操控性、感官的信息输入和大脑的发展之间是密不可分的。它们之间的相互依赖性对于我们的整个生命周期都是十分重要的。 成年人用远程探测器研究火星表面的物体，而儿童们以同样的方式通过看、摸、听、尝、闻和投掷来观察他们身边的事物。一个电视眼可以“看到”它能看到的东西。一只机械手可以触摸到物体表面并可以“感觉”这个表面。天线可以“听”。传感器可以“闻到”大气。通过这些行动——年轻人的亲身感官体验和成年人对感官的创造性拓展——人类可以搜集到有关宇宙的各种知识。 教育学者长期以来一直对使用实践手段的教学赞不绝口。但是除了赞扬，他们通过许多教学观摩，揭示出一种不同的学习环境。书籍很早就替代了实践经验并且几乎是教育四年级到十二年级学生的唯一方式。当儿童不做作业时，就会花点时间听老师讲课或回答老师的问题。教室是使用符号并使之替代实践经验的最基本的环境。 书籍是很重要的。我们可以从中学到很多东西。但是只有当我们的经验比较丰富时书籍才能起到这种作用。如果想学习几何学，那么我们必须会看几何图形并比较它们的异同点。如果想学电学，那么，我们必须研究电池、电线和灯泡之间的关系。如果想读纸上的一个词，那么我们必须首先在我们心中对这个词有一个概念。 有时可以使人类发出声音、听到声音和识别出声音，这种特别的生物适应力对生存来说是很重要的。人类要花费很长时间去发明一种方法，使用符号传递信息。人类并不是由于阅读、写作或进行艺术和音乐创造等目的而被创造出来的。阅读和写作只是为其它目的而发展出来的生物特征的有益拓展（Pinker，1994）。 专家教师从来不会忘记只有使用感官，学生们才能了解他们周围的世界。

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	生理阶段和思考
	与其他活的有机体相比，人类在进入这个世界时大脑中是一片空白的。许多不同类别的鸟、鱼和其它动物在出生时，大脑已经事先编入了一些信息，以使它们能够生存、取食和繁衍后代。例如，一些迁移的鸟类可以飞到它们以前从没有到过的地方，这些地方可以提高它们的生存机率。其它动物也有独立学习的本能。但是人类婴儿却是十分无能的。他必须为自己架构关于这个世界的知识体系。 从生物学角度来说，不具备任何知识出生最好。这样就加强了一个种群生存的能力。人类可以在任何现实环境下复制他们的种群，并且其后代可以通过观察和与环境的互动来学习周围的环境。我们在出生时并没有预先“准备”知识，而是被赋予了一种强大的基因天赋——一种间断出现的思考能力，这种能力被很好地分隔开来，以便于现有能力可以有时间完善自己。这些能力可以使我们学会如何在实际环境中生存下来。 这些能力就象一系列透明的地图，一个叠加到另一个上，来描述越来越复杂的地表、街道、城市、地形和大陆。但是这些地图是没有内容的：没有名称、术语和性质。个人与环境之间的互动会逐渐地丰富其内容——先是一幅地图，进而是其它地图。 思考能力的本质和出现的顺序已经从两方面确定了。一是生物基础，这方面强调随时间推移大脑各方面都有所增长时，思考能力才会出现。大脑各方面的增长表现在：大脑的体积（Epstein，1974），大脑重量（Epstein，1974），脑细胞生长（Winick and Ross，1969），大脑中有关电的功能（Monnier，1960），脑袋的周长（Eichorn and Bayley，1962），大脑的正常发育（Restak，1980；Scientific American，September 1992），和在约两年的周期里有大脑重组的迹象（Wright，1997）。 二是心理基础，这个基础是通过3岁到17岁的青少年有能力独立处理自己相互孤立的想法，并在以两三年为周期的时间内不断提高自己综合处理这些想法的能力而建立起来的（Pascual-Leone，1970；Case，1974）。心理基础也是通过一个人具有表现出与两、三年范围内的同龄人类似行为的趋势，并且当他们长大时用一种更成熟的看法替代原有看法而建立的（Piaget，1969）。虽然研究者们已经提供了对思考现象的各种各样的描述（Bruner，1966；Erikson，1950；Gagne，1970；Vygotsky，1974），这篇专论仍旧要根据课堂教学的有效性来进行描述。

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	探寻模式的发展阶段
	探寻模式的发展过程是人类学习的核心，并且正是这一点才把人与大多数灵长类动物和其他动物区分开来。当科学家们定义一些科学概念或发展分类学时就会使用这种过程。当我们每一个人说到、听到、读到、写到每一个字，或是想指明一组或一类事物或想法时，也会经常用到这种过程。人类在试图理解世界的过程中，会变得对这些过程十分精通，使它们成为我们制造、组织有关我们世界信息的最有力的工具。 在探寻模式的行为形式上，是通过我们认识到“什么事情是在一起的”从而了解环境这种方式作为例证。在探寻模式的认知形式上，是通过我们的头脑来组织来自我们周围环境的感官信息输入的方法。许多心理学家相信行为形式和认识形式是紧密地交织在一起的，因为早期的组织能力，例如分类和分组，就需要在有效的概念化出现之前形成。 众所周知，在儿童的早期发展阶段，他们是有知觉导向的，并且他们看上去能够根据某种特征而不是其他什么将事物分类。例如，在我们的文化中，儿童根据颜色对事物进行分类的能力是最早出现的。到7岁时，根据形状进行分类的能力就居于主导地位了（Goldman，1963）。接着是按模式和尺寸进行分类（Johnson，1969）。最后发展的是按照事物的构成物质或其他抽象特征——例如分子结构——进行分类。 另外，大家都知道，儿童在最开始时是根据简单的事物特征进行分组。同时使用两种或两种以上的特征进行分组的能力是更高水平的过程，而大多数儿童直到四年级时才能具备这样的能力。因此这种依据简单的知觉特征进行分组的能力是在早期发展的，然后这种能力在儿童的全部组织能力发展中的地位就不那么重要了。同时根据一种以上的特征分组或根据抽象特征分组的能力相对独立于个人的经历，是在后期发展的。然而，应该指出的是虽然早期的能力隐退了，但它们不会完全消失。它们整合于更高水平上并与之融合在一起了。当更有效的组织形式出现时，一些既有的形式就变得不是十分有效了。但是这些形式是不会消失的，一个人有时也会为了适应新形势转而使用一些基础的组织能力。 人们对于具体的、经过确认的能力在探寻模式能力发展进程中的作用还存在不同看法。以下看法表示只有经过确认的能力，它在各自独立的研究者的发现中获得广泛的共鸣（Piaget，1964；Kofsky，1966；Allen，1967；Hooper and Sipple，1974；Kroes，1974；Lowery，1981a）。

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	第一阶段：偶然表述阶段
	认知发展第一阶段的思考构成方式是通过研究儿童在做些什么揭示出来的。当一个儿童玩一些东西时，由于受到这些东西知觉特征的吸引，他会一次研究一样东西。而当这个儿童研究完一样东西时，这样东西就会被丢弃。 这个阶段的思考能力是高度感知的，并且依次只对事物做一种动作：看着该事物并感觉其颜色、大小和形状；碰触它并感觉其质地和硬度；推、拉或扔它以及观察它对于这些动作的回应；品尝它，感觉其味道、软硬和质地。这些经验会提供给未来发展阶段一些基础的技能。 从生物学角度来说，我们有三年时间在所居住的环境中发展基本技能。另外，在出生之初，大脑很容易将词汇储存到记忆中去。在两岁到五岁之间，儿童平均每天要储存10个新词。（Jackendoff，1994）。非常小的儿童会很主动、很有精力地去创造概念并将那些概念与词汇联系在一起。甚至在早期阶段，儿童也能实施有准备的调查过程，形成儿童自己的个人技能。 从出生起到三岁，一个儿童就可以胡乱地毫无系统性地研究事物了，这种系统性是指有组织的理性的计划，虽然儿童对事物的最终组织安排也许是一种设计或者碰巧表现出了什么东西，例如一张脸或一列火车。由于这个原因，研究者将该阶段描述为“偶然表述阶段”。这个阶段的儿童经常会产生如表1中所列的类似的组织安排并伴随类似的话语。 由于儿童对事物的一种组织安排也许向成人表明了依据一些特性进行分类的能力（例如两个黄色的物体也许被相邻放置），因此，必须让儿童叙述出这样分类的理由，这样才能确定他是否使用了分类能力（也就是说，这两个黄色物体也许是被偶然放在一起了）。 　　这个阶段的儿童并不是为了表现什么东西而组织事物。然而，如果在组织安排事物过程中，儿童开始熟悉这种安排，那么他就会对这种安排命名或加以解释。因此，这一水平与其他水平是不同的，在这一水平上儿童不会想到要对事物的模式加以影响。

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	第二阶段：类同分类
	认知发展的第二阶段在大约三岁时开始。现在，当一个儿童思考物体并摆弄它时，她就会根据其大小、形状、颜色或其他特性进行配对。她的配对原理来自于从以往经历中获得的技能。从这一行为中，她可以建立额外的关于世界以及事物与之如何联系的智力结构。她的所有思考都是通过根据两物体的共同特征进行匹配的能力，或根据一种关系将两事件联系在一起的能力表现出其特征的。一直到六岁为止，这都是她思考和解决问题的主要方式（Kofsky，1966；Allen，1967；Lowery，1981a）。 　　这一阶段儿童的能力特点是比较两种行为或根据物体的颜色、形状和大小等特点进行配对。这种思考是在配对之前就产生的。 即使没有事先指导，这个阶段的儿童也能一对一地将物体进行配对，因为这些物体互相之间有相似之处。对物体的配对可以是成组、成堆或成链状的，这样儿童就可以对单一的物质特性进行基本比较了。 当一个学生放置一组中两个以上的物体，这种放置方法通常是有逻辑性的，即包括一系列的连续配对。对此，他们通常解释说：“我把这两个圆的放在一起。然后我再把这个圆的与这组圆的放在一起。” 为了完成第二个步骤，儿童要考虑将前两个构成一个单一的概念，然后将另外一个加进去，好像是在做一对一的配对一样。这种量的减少（例如两个黄色的物体在配对后变成了一组）是很重要的，因为以后这可以使儿童处理大量的物体。将大量的物体缩减到一个相对较小的数字可以使人类的大脑处理其周遭环境中更多的事物。 虽然儿童能将所有匹配的物体放在一起，但他们并不是在移动这些物体之前就先形成了一个概念。与之相反，他们是经过实验并不时发生一些错误，来移动这些物体的，然后也许会形成一种概念。 这个阶段的儿童不会无顺序地将所有同类物体放到一起。虽然他们能够认识到很多不同的特性，但是他们还不会同时将这些特性综合起来使用（也就是说，多重特性）。 在这个阶段，儿童喜欢玩并且会玩赢的纸牌游戏是Slap Jack，Concentration和传统Old Maid卡片游戏的新变种等。

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	第三阶段：一致的和广泛的分类
	认知发展的下一个阶段开始于六岁左右，对大多数儿童来说是八岁（Lovell and others，1962；Semdslund，1964；Bruner and Kennney，1966）。 一个儿童会组织一组物体中的所有物体。当他将物体分组时，他会制定一项规则，就是合逻辑地适用于该组中的所有物体（一致性）。例如，如果这个儿童将所有物体中的蓝色物体放在一起，那么他就会继续将黄色的、红色的和其它颜色的物体分组，并且说：“我已经将这些物体根据它们的颜色分组了。” 这一阶段的分类能力特点是，儿童可以将一组物体中的所有物体根据一种共同特性进行分组。 如果早期经验比较丰富，那么这个阶段的儿童就可以获得更多分辨物体特性的技能。他们能够运用这些技能对物体进行分类。然而儿童的每一次分类都是根据一种特性，因为他们还不能同时将一种以上的特性组合起来使用。有证据表明该阶段的儿童具备有创造性的写作能力，他们在一个句子中使用一个形容词描述某些东西（例如，“那是一所旧房子。那是一所棕色的房子。那是一所空房子。”）或是用连接词将多个形容词连起来使用（例如，“那是一所旧的、棕色的和空的房子。”）。儿童在从前一个阶段转变到现阶段时，经常会在做如下分组时混淆其逻辑性。 　　在这个阶段，有一种儿童很容易学也很容易玩赢的纸牌游戏就是“钓鱼”，这个游戏就是要把四张一样的纸牌收集起来（如四张A，四张7等等）。这个阶段的儿童在与前一水平的儿童玩只收集两张纸牌的游戏时会觉得很无趣。

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	第四阶段：多重分类
	当儿童展现出的思考能力可以同时将一种以上的想法综合起来的时候，说明他们已经进入了认识发展的第四阶段。对大多数儿童来说，这发生在八岁左右，并且直到十一岁，这都会是儿童的主要思考方式。 在这一阶段，学生们能够将一种物体同时分到一种以上的类别中去，或者根据物体同时存在的两种以上的特性将它分到一类中去。 这一阶段的学生们能够认识到物体内在同时具备的各种特性，也就是说，他们可以认识到一个物体既是棕色的同时又是方形的，而不是先是棕色的然后才是方形的。这一阶段的儿童对物体和想法如何进行安排的思考是比较复杂的。 虽然前几个阶段的儿童可能会表现出一些这个阶段的典型特征，但他们是通过不同方式表现出来的。例如，儿童也许第一次是根据颜色分类，然后根据形状分类的。而大一点的儿童就会在分类之前根据两种特性选择“正确”的物体。 　　在这个阶段，学生们玩得好的纸牌游戏是Gin Rummy，这种游戏的规则是可以同时收集起四张一样的牌（如所有的3，所有的J，等）或收集一组牌（如按顺序在一组中收集三或四张牌）。这个阶段的学生会一直赢过前一阶段的学生，因为前一阶段的学生在同一时间内只能收集一种牌——不是四张一样的就是一组按顺序排列的牌，不能两种同时收集。

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	第五阶段：包含性分类
	如果儿童具备对一组中各物体之间关系的思考能力以及对它们有一种更高层次的概念，那么就说明他们已经进入了第五发展阶段。这一阶段在十一岁左右。这种思考可以让儿童认识到如果一些物体包括在另一些之中，那么相对较小数量组的物体就是相对较大数量组的一部分。相反的，更大类的一部分包含所有小类。人们有这样一种认识，整体等于各部分的总和，仅一个样本并不能代表整体。 这一阶段的思考特点是出现了推理，推理使学生们对普通和特殊之间进行逻辑性推论。如： 所有的女人都是人类。 所有的女王都是女人。 因此，所有的女王都是人类。 　　如有机会，学生们可以学会如何认识到大类别和小类别之间的逻辑性关系。 在这一阶段，学生们探寻模式能力的特点是，可以认识到在更高一级类别事物中包含一类或更多类的事物。学生们认识到整体（大类别）等于其各部分（子类别）的总和，并且在大类别和小类别之间具有逻辑性关系。例如，他们可以认识到所有的鲸鱼都是哺乳动物，但是并不是所有的哺乳动物都是鲸鱼。 在这个阶段，学生们能够同时充分地了解他们所居住的城市和州，而且这二者中一个是另一个的上级类别。

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	第六阶段：同级模式
	第六阶段约开始于十四岁（Lawson and Renner，1975；Lowery，1981b），在这个阶段学生们的思考变得越来越灵活。这个阶段的学生可以根据一种或多种特性将物体分类，然后再根据多种不同的方式对它们进行再分类，同时，学生们认识到每一种方法都是可行的，并且安排方式的选择依个人目的的不同而不同。 例如，如果给一个人一些书，这些书具备大小（页面数量）、形状、颜色和内容等特点，这个人就可以认识到这些书可以依据以下条件进行组织安排： 1. 大小；形状；颜色；内容； 2. 大小和形状；大小和颜色；大小和内容；形状和颜色；形状和内容；颜色和内容； 3. 大小，形状和颜色；大小，形状和内容；形状，颜色和内容；以及 4. 大小，形状，颜色和内容。 　　为了达到定位信息的目的，只能选择内容作为组织安排的依据，因为若要达到这个目标，其他特征就是不合用的。如果要达到其他目标，例如要确定少于100页的书与多于100页书之间的比例时，就要依据不同的特征对书进行再分类。