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运用准备性原则，首先要确定学生的准备状态，即了解学生的知识准备和认知发展准备。一般来说，教师的经验，虽然有助于确定学生的准备状态，但其客观性往往受到教师主观判断的影响。最好借助多种多样的科学的测量手段，以便较准确地鉴别和诊断学生原有的准备状态，并促使教学科学化。
运用准备性原则，还意味着根据学生的准备状态进行教学。目前迫切需要进行下述三类研究：第一类研究应能查明，哪种教材或其中的哪些部分在一个年龄阶段不能有效学习，但在另一个年龄阶段却能有效学习；第二类研究应能做到，考虑了一般的和特殊的准备因素，从而提高了学习成绩；第三类研究涉及教学方法与策略的改进，这种研究应显示出，由于改进了教学方法与策略，使通常在较低年龄阶段不能学习的困难学科或其中的某些部分，变得不用花费过多的时间和精力就能进行有效的学习。
认知发展的理论及其教学含义
长期以来，心理学家对认知发展进行了多方面的研究，其中最有影响的当推皮亚杰的研究，他提出的认知发展阶段论至今仍对学校教学产生着广泛的影响。此外，信息加工心理学家和维果茨基的发展理论也日益受到重视。
儿童认知发展的理论
皮亚杰的认知发展阶段论
以皮亚杰为首的日内瓦学派经过长期研究，确定了儿童认知发展一般要经历以下四个阶段：感知运动阶段（0～2岁）、前运算阶段（2～7岁）、具体运算阶段（7～11岁）和形式运算阶段（11～15岁）。它们彼此衔接，依次发生，不能超越，也不能逆转，各阶段发生的时间大致对应于上述的年龄阶段，但也存在较大的个体差异。由于后三个阶段与学校教育关系较密切，下面就简述这三个阶段的主要特征及有关概念。
前运算阶段
“运算”是皮亚杰从逻辑学中借用的一个术语，指借助逻辑推理将事物的一种状态转化成另一种状态。例如，“3＋2＝5”可以说成“5是由3和2转化而来的”。又如，两只同样低而宽的杯子装着同样多的水，其中一只杯子中的水倒进另一只高而窄的杯子内，则两杯水的外表形状变了。但经逻辑转换（运算），即一个维度（高度）的增加被另一维度（宽度）的减少抵消，便知两杯水数量不变。处于前运算阶段的儿童不能进行这样的转换，他们的思维具有单维性、不可逆性、静止性等特征。所谓单维性是指儿童只能从单一维度进行思维；不可逆性是指儿童无法改变思维的方向，使之回到起点；静止性则是指他们的认知被静止的知觉状态支配，不能同时考虑导致这个状态的转化过程。前运算阶段儿童的思维仍受具体知觉表象的束缚。
在语言方面，这个阶段的儿童已经掌握口头语言，头脑中有了事物的表象，而且能用词代表头脑中的表象。他们能进行初级的抽象，能理解和使用从具体经验中习得的概念以及其间的关系。
具体运算阶段
这一阶段出现的标志是“守恒”概念的形成，即指儿童认识到客体尽管在外形上发生了变化，但其特有的属性不变。该阶段的儿童已经能进行逻辑思维，相对于前运算阶段儿童，其思维具有多维性、可逆性和动态性。在语言方面，尽管这一阶段儿童已经能通过下定义的方式获得概念，但在获得和使用此类概念时，需要实际经验或借助具体形象的支持。
形式运算阶段
“形式运算”是指对抽象的假设或命题进行逻辑转换。这一阶段儿童或青少年已完全具备进行以下思维的能力：（1）假设—演绎思维，即不仅在逻辑上考虑现实的情境，而且根据可能的情境（假设的情境）进行思维；（2）抽象思维，即能运用符号进行思维；（3）系统思维，即在解决问题时，能够在心理上控制若干变量，同时还能考虑到其他几个变量。在此阶段，认知趋于成熟的儿童逐渐摆脱对具体实际经验的依赖，能够理解并使用相互关联的抽象概念。
大量研究表明，皮亚杰揭示的认知发展的阶段性是普遍存在的。思维、语言等的发展由低一级水平向高一级水平过渡，这种顺序是不可改变的。
认知发展的信息加工理论
自20世纪五六十年代认知革命爆发以来，信息加工心理学家主要是从信息加工的角度来研究成人的认知过程。自20世纪七八十年代起，一部分发展心理学家开始从信息加工的角度来研究儿童的认知发展。他们认为，儿童在成长过程中，接受、思考、记忆以及在心理上加工信息的方式不断发生变化。有些信息加工理论家甚至认为，这种变化是以稳步、渐进的方式进行的，而不是皮亚杰所讲的按阶段发展的。随着这方面研究的深入，有信息加工偏向的发展心理学家又逐渐认识到，特定内容领域的知识是发展的一个重要维度。凯瑞（S．Carey）提出的如下论断集中代表了这部分心理学家的认识：儿童与成人相比，是完全不同的思维者与学习者；儿童与成人的差别只在于知识的积累。从知识的角度来刻画认知发展过程，被威纳特（F．E．Weinert）称为是一次革命性的变革。接下来，我们结合发展心理学家的相关研究，对这一观点作进一步论述。
注意的发展
注意的发展主要表现在注意的分散性降低，对注意的意识和控制能力增强上。年幼儿童很容易受无关物体和事件的吸引而导致注意经常而又迅速的转移。随着他们的发展，儿童能更有意识地将注意集中并维持在具体的任务上，不会为无关事件所分心。对注意的意识和控制在心理学中称为元注意。如，学生关上收音机，是因为它干扰了学习，或者学生开始记笔记以防止听讲时走神，都是元注意的表现。有关元注意的研究发现，年长儿童与年幼儿童在如下三方面存在差异：他们更能意识到注意在学习中的作用；他们更善于忽视无关或干扰刺激；他们更善于将注意集中于重要的信息上。
如希金斯和特纳（A．T．Higgins & J．E．Turnure，1984）让不同年级的儿童完成一件困难的学习任务。一些儿童在安静的房间里完成，另一些在有少许背景噪声的房间里学习，还有一些在有大量背景噪声的房间里学习。学前和二年级儿童在安静的条件下学得最快，在有很大噪声的条件下学得最慢。但六年级儿童在有噪声的和安静的条件下都能轻松地学习。显然，年长的儿童能忽视噪声，而年幼的儿童则不能。
又如雷尼和皮尔逊（D．Lane & D．Pearson，1982）给不同年龄的儿童呈现卡片：一些卡片上画的是圆，另一些画的是三角。然后要求儿童将卡片分成两堆，实验者在旁边计算他们完成分类任务的时间。为研究儿童抗干扰的能力，研究者又将不同数量的无关刺激，如星形或其他形状添加到有圆和三角的卡片上。年长的儿童和成人在分出无关信息上几乎没遇到什么困难。年幼的儿童（6～9岁）花了近10倍多的时间来对卡片进行分类。他们还未形成识别干扰、集中注意于任务的主要方面的能力。
记忆的发展
（1）随着年龄增长，儿童更善于运用策略来帮助记忆。许多研究证实，年长儿童比年幼儿童更有可能生成和使用记忆策略。如弗拉维尔（J．Flavell）等人发现，要求不同年龄的儿童按呈现顺序记住一系列物体时，托儿所儿童没有使用复述策略，四年级学生不仅出声复述，而且在下一个项目呈现之前还通过对项目的命名来进行预期。伯克（L．Berk，1994）发现，学前儿童不会运用分类组织策略进行记忆，四年级学生能对记忆系列进行分组和重组；幼儿园儿童不会有效地使用想象策略，四年级儿童却能运用。随着儿童的成长，使用的策略还逐渐变得更为复杂。例如，年幼儿童在复述时，只局限于在每个项目呈现时对其进行命名；年长儿童在每次复述时，更有可能重复系列的更大的组块（如奶牛，奶牛—树，奶牛—树—香蕉等等）。
（2）元记忆能力逐渐得到发展。元记忆是指儿童对自己记忆过程的意识和控制。研究发现，到5岁或6岁时，大多数儿童意识到，熟悉的项目要比不熟悉的项目容易记住，短的系列要比长的系列更容易记住，再认比回忆容易，随着时间的延长，遗忘更有可能增加。弗拉维尔等人还发现，年幼儿童对自己能记住多少内容过分乐观。随着他们的成长，才开始认识到他们的记忆是不完善的，他们不能记住自己接触的所有事物，换句话说，儿童逐渐意识到自己记忆的限制。弗拉维尔等人选择了四个年龄组的儿童（从学前到四年级），然后给他们看印有10个不同物体的图片，要求他们预测短时间内他们能记住几个物体。每个年龄组的预测数和实际记住的数目见表101。
表101 不同年龄组的预测数和实际记住数
年龄组
预测数
实际记住数
学前儿童
7。2
3。5
幼儿园
8。0
3。6
二年级
6。0
4。4
四年级
6。1
5。5
从表中可见，四组的预测数都比实际记住的数目要多，但年长儿童要比年幼儿童更能明确意识到其记忆的限制。
还有研究发现，年长儿童更善于有意识有目的地进行记忆。如给1—7年级学生一项记忆任务，要求记住呈现给他们的卡片的颜色，而呈现的卡片上又画有不同物体，即在不同颜色背景中有不同物体的图画。年长儿童要比年幼儿童更准确地记住背景色，但在记忆卡片上的物体时，年长儿童并不优于年幼儿童。这说明年长儿童在记忆时，能有意识地按照要求和目的进行记忆而不会去记忆与要求无关的信息。
（3）随着年龄的增长，记忆变得更富有建构性。这主要表现在儿童更有可能超越给定的信息而做出推论。帕瑞斯和林道尔（S．G．Paris & B．K．Lindauer， 1976）让7岁、9岁和11岁儿童阅读如下句子：他／她妈妈烤了一个面包；他／她的朋友打扫了厨房的地板。随后要求儿童回忆句子。给一半儿童提供回忆线索，线索是句子暗含的工具的名称：烘箱（第一句）和扫帚（第二句）等等。给线索的11岁儿童要比没有得到这种帮助的儿童回忆得更多，但7岁和9岁儿童并不像11岁儿童那样，能从线索中受到那样多的帮助。显然，年幼儿童并没有自发地进行推论（如从“烤面包”中推断出“烘箱”来）。
（4）工作记忆的发展。加拿大心理学家凯斯（R．Case）将皮亚杰的理论与信息加工理论紧密结合在一起，集中研究了工作记忆的发展。他认为，工作记忆能力包括两方面，即操作空间和短时贮存空间。前者用来对信息进行加工，后者用来贮存加工所需的信息。凯斯认为，认知发展的变化并非起因于工作记忆能力的整体变化，而是由于操作空间效率的提高。而操作空间效率的提高主要有两方面的原因：一方面，随着儿童不断成熟，他们的神经结构越来越高效；另一方面，随着儿童经验的增长，他们将现有的图式整合成更高层次的新图式。
规则的发展
辛格利（R．Siegler）认为，儿童认知发展的某些重要方面可以用规则的建构来刻画，即用更为具体的规则代替皮亚杰的运算来解释认知的发展。他利用皮亚杰研究过的杠杆平衡问题证实了这一点。给儿童呈现一个简单的杠杆，在离支点不同距离处，