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第十章 认知发展与个别差异

本章目标
1.能区分认知发展与学习准备之间的异同；
2.能对皮亚杰、信息加工心理学、维果茨基的认知发展理论进行分析比较；
3.能根据儿童认知发展各阶段的特点提出改进教学内容与方法的合理建议；
4.能陈述与学习有关的几种学习风格及其主要特征，并能根据学生的学习风格，提出有针对性的教学意见；
5.能陈述智力的一般含义及其个别差异，并能根据学生的智力差异提出改进教学的合理建议。

学习与教学建议
1.本章的重点是场依存性与场独立性的认知方式以及两种智力的区分。
2.本章的指导思想是与本书的能力的知识观相一致的，侧重反映"认知革命"对认知发展与个别差异的影响。本章除了介绍经典的皮亚杰认知发展理论之外，还较详细介绍了从信息加工和知识的角度研究儿童认知发展的理论。这方面的研究相对较多，本章做了较为概括的介绍，参考资料1对辛格利杠杆平衡实验作了更详细的说明。
3.场依存性与场独立性的认知方式较为抽象，学习和教学时可以结合对这些不同认知方式的测量，在找出具有明显认知方式的同学后，再来介绍其内容。有关场依存性和场独立性的研究可以参阅谢斯骏、张厚粲编：《认知方式——一个人格维度的实验研究》，北京师范大学出版社1988年版。如果没有测量场依存性的镶嵌图形测验，也可以自己编制。参考资料2提供了测量场依存性和场独立性的测验材料（能从图形中找出镶嵌的图形的人，认知方式多为场独立性），学习与教学时可以再构建出类似的测验材料，用作学习的辅助手段。参考资料3是关于测量场依存性的另一种测量方式：棒框测验。参考资料4介绍了场依存性和场独立性的教育含义。
4.本章讲的智力区分为先天的智力与后天的智力。智力的个别差异，主要是先天智力的个别差异。促进智力发展主要是促进后天的智力（本质上是三类知识）的发展，这是本书一个重要观点。参考资料5对这一观点作了佐证。

参考资料
1.辛格利的杠杆平衡实验
杠杆平衡任务对发展心理学研究的优点是其复杂有趣，而且易于进行复杂的任务分析。在该任务中，有两个相关变量：放在杠杆两端的物体的重量以及物体距支点的距离；有三种明确的结果：左端上升、右端上升和平衡；有一个简单的原理（即杠杆平衡原理）可以解决所有的杠杆平衡问题，虽然极少有人能独立发现这一原理。如果重量和距离是仅有的两个相关变量，而且杠杆不是平衡就是升降，这样就会有六种可能的杠杆平衡问题：
平衡问题：两端重量相等，距支点的距离也相等。
重量问题：两端重量不等，距支点的距离相等。
距离问题：两端重量相等，距支点的距离不等。
重量冲突问题：一端较重，另一端距支点距离更远，重量大的一端下沉。
距离冲突问题：一端较重，另一端距支点距离更远，距支点更远的一端下沉。
平衡问题：一端较重，另一端距支点距离更远，杠杆平衡。
辛格利将后三种问题称为"冲突"问题，因为一端较重，另一端距支点较远时，儿童会对于哪个变量起主要作用困惑不解。
这六种可能涵盖了重量、距离影响杠杆反应的所有可能情况。这六种情况对杠杆平衡任务作了完全的描绘。需要注意，六种问题类型对问题解决者有不同要求。对平衡问题或重量问题，儿童只需要考虑重量。对冲突问题，儿童要注意重量、距离及二者相互作用的方式。
辛格利对人们如何解决杠杆平衡问题提出了一些心理学假设。运用对杠杆平衡任务分析得来的信息，他可以通过给被试呈现一些问题并观察他们的表现来对其假设进行检验。辛格利称其假设为"规则"，并将其描绘成四个产生式系统： 

这些规则可以对人们如何及何时使用重量或距离信息解决问题作出不同假设。规则1只考虑重量，规则2只在两边重量相等时考虑距离（P3），规则3则尽力整合重量和距离信息（P4和P5），规则4在一边重量大而距离短时运用力矩定理。
知道了被试面临的任务，又对被试解决任务的心理机制作了假设，这就使得辛格利可以对被试的外在行为进行预测。他用4条规则分别用来解决六类问题，从而确定出每条规则会产生出一个明确的正误回答。辛格利给被试呈现一套问题，其中每一问题类型都有若干道题目，从被试回答的结果就可以知道他们使用哪一条规则。
  图10-2（指教材上的10-2——译者注）呈现了辛格利预测的反应模式。需要注意，如果每个问题有三种可能结果-——左端上升，右端上升，平衡——那么，33%的正确率则是猜测的结果，猜测明显不同于在某个问题类型上总是出错。还要注意，有时采用一个更高级的规则会在某个问题类型上作出更差的判断。从规则2过渡到规则3，总体上作业表现有了提高，但在重量冲突问题上，规则3的使用却使正确率由100%降至33%。
如果儿童使用了辛格利的规则，则儿童对包含六类问题的整套问题的反应模式会揭示出儿童使用的是哪一规则。儿童的反应会告诉我们，他们对杠杆平衡问题知道什么，包括他们怎样表征问题。辛格利给40名5、9、13、17岁（每个年龄各10名）的儿童呈现30个问题来对他的假设和预测进行检验。他给儿童呈现一个放有重物的杠杆，然后让儿童预测杠杆接下来会怎样。儿童作出预测后，辛格利就呈现下一个问题，他不让儿童知道他们预测的是否正确，因为他想找出他们最初知道什么。他避免给儿童反馈，这样就保证儿童在实验过程中不是学习如何解决这类问题，他要在评价了儿童最初的理解后再来研究儿童的学习问题。
儿童的表现证实了辛格利的假设。90%的儿童的预测遵循4个规则中的某一个的预测模式。发展的趋向也很明显。5岁儿童常用规则1，9岁用规则2和3，13和17岁用规则3，只有两名儿童（一个9岁，一个17岁）使用规则4。发展趋向与图10-2的预测模式几乎是完美地匹配。发展的趋向包括随儿童成长，在重量冲突问题上正确率降低的现象。大多使用规则1的5岁儿童，在重量冲突问题上的正确率为86%，向规则3过渡的13和17岁儿童，回答该类问题的正确率只有50%……

总之，辛格利的4条规则构成了一个用知识结构和问题表征解释发展的发展理论。5岁时大多数儿童使用规则1，13岁时几乎都用规则3，极少的儿童自发地采用规则4，这代表的是专家的水平。这样，规则就描绘了在该任务上从新手到专家的正常发展过程。——摘自Bruer,J.T.(1993).Schools for thought. London:The MIT Press,pp.35-40. 王小明译。

2.镶嵌图形测验示例（摘自谢斯骏、张厚粲编：《认知方式——一个人格维度的实验研究》，北京师范大学出版社1988年版，第22页。）

3.棒框测验（源自：Lindgren,H.C.(1980).Educational Psychology in the classroom(6th. ed.).New York:Oxford University Press.p.367.）

4.场依存性-场独立性认知方式与教育
近20多年来，关于场依存性-场独立性认知方式的研究已广泛涉及教育问题。以下简介近期国外有关这方面的一些研究结果。
⑴学生的学习
场依存性的人的社会定向特征使他们在学习社会材料时较场独立性的人好，而场独立性的人在学习未经充分组织好的材料时较场依存性的人好。但相对场依存性的人和相对场独立性的人的区别不是在学习能力上，而是在学习的过程上，他们的学习能力或记忆能力并无显著不同。
    在施文（Schwen，1970）的研究中，应用了两种教材内容相同，而程序的步子大小不同的教材。在"大步子"教材中，首先呈现该部分的总概括，然后呈现例子和讨论，最后让学习者回答问题，解决问题，在学生解答问题时给予反馈信息；在"小步子"教材中，把"大步子"教材中的每一部分分为若干小部分，每一小部分都有此小部分的概括、例子、讨论及习题，在学生解答问题时同样予以反馈。结果发现，学习者的场依存性-场独立性与他们三个星期后对教材的保持量没有相关，但在大步子程序条件下，场独立性更强的人保持得更多。
在另一研究中，弗利明（Fleming，1968）给被试显示按某种次序排列的词单，词单上的词有由种概念到属概念排列的（如，动物、脊椎动物、人），也有由属概念到种概念排列的（如，人、脊椎动物、动物）。在第一种情况下，词语的系列从开始就有内在的结构，但排列顺序颠倒时，此有助于学习的结构就没有了，需要重新组织结构。研究发现，在回忆由种概念到属概念排列的词单时，场依存性和场独立性的被试没有显著差异，但在回忆由属概念到种概念排列的词单时，场依存性的被试回忆得较少。
场依存性的人比场独立性的人更需要反馈信息。在这方面伦齐（Renzi，1974）利用两个给学习者的反馈量不同的程序教材来作研究。学习者的任务是画一个"精确的"椭圆。在第一种教材中，当学习者依教材的要求画椭圆时，没有给予反馈，而在第二种教材中，提供了一个精确的椭圆的轮廓纸，学习者可随时检查自己画得是否正确。结果场独立性的学生在两种情况下画得同样好，而场依存性的学生在有反馈的情况下显著比无反馈时好。
场依存性的人比场独立性的人更易受负强化(疑误。从下文来看，这里讲的应当是惩罚，可能将负强化等同于惩罚了。——光盘作者注)的影响。康斯坦特和福曼（Konstadt &Forman，1965） 的研究中，发现在划消字母（letter cancellation）任务中，受批评时场依存性被试比场独立性被试的效率显著低，而在受赞扬条件下的作业表现却无差异。
⑵教师的教学
有证据表明，相对场依存性的教师喜欢与学生有相互关系的教育情境，相对场独立性的教师则更喜欢非人际关系的及倾向于教授更富于认知方面的教学情境。威特金（Witkin）等人也提出，场依存性的教师较能建立温暖的富有人情味的学习环境，较喜好讨论方法，认为讨论是良好的及对学生的学习更有利的方法；而场独立性的教师则偏好课堂讲授方法，更倾向于讲授认知方面，较善于作学习的定向及指导。
⑶师生关系
对教师与学生的关系的研究，目前主要集中于教师和学生的认知方式匹配或不匹配时学生学习效果的比较上。曾有研究表明，当学生的认知方式与教师的一致（即匹配）时，学习效果较好。派克和贝恩（Packer & Bain，1978）的一个研究中，对由团体隐蔽图形测验评价出场依存性-场独立性程度，认知方式匹配或不匹配的32对教师-学生配对进行了研究，发现学生的学习可由与教师的认知方式匹配中受益，在不匹配的情况下，场依存性的学生的学习所受的不利影响比场独立性的学生大。但另一方面，对学习某些类型的东西时，师生有对立的认知方式，会使各人的观点和反应不尽相同，可能使课堂更为活跃，可能比师生相同的认知方式更促进学习。在这方面的研究主要给教师提供怎样使他们的教学策略与不同学生的学习需要相匹配的信息。
⑷专业分化
已有大批研究结果证实，在专业分化上，相对场独立性的学生喜欢需要认知改组能力的、与人无关的领域（impersonal domains），他们更倾向于选择自然科学、数学、实验心理、工程、建筑等专业。在兴趣问卷上，他们表示愿意当数学家、物理学家、化学家、生物学家、建筑师、工程师、内科医生、牙医、精神病医生，他们也对生产管理、木匠、森林服务、农业、技工等工作感兴趣，场独立性还与艺术兴趣相联系。
相对场依存性的学生喜欢无须强调认知改组能力的人际间领域（interpersonal domains），他们最可能选择社会学、人文科学、语言、社会工作、社会服务（宗教）、教育、临床心理学、写作、护理等专业。他们表达的兴趣是在福利-援助的博爱领域，他们想成为社会工作者、恢复的咨询者、见习官员、社会科学教师、小学教师及商业管理等，他们对"劝诱性的活动"领域（如，人事指导、公共娱乐管理、城市学校主管及商会指导等）也感兴趣。
对已就职的人的研究表明，工程师、建筑师、空军机长、数学-自然科学教师及飞机驾驶员往往具有场独立性，而社会学科教师、社会工作者及作家倾向于场依存性。被认为优秀的外科护士相对场独立性，被认为优秀的精神病护士相对场依存性。麦金农（Mackinnon，1962）还发现被同行认为具有杰出创造力的实习建筑师场独立性相当强，被同行认为具有杰出创造力的作家则具有非常强的场依存性。
关于认知方式在专业分化上的作用的规模最大的研究是威特金等人于1967年起进行的对1500多名学生追踪十年的纵向研究，由学生大学入学起追踪到研究生院或专门学院结业。此研究的结果大体上符合场依存性理论，专业选择与学生的认知方式相关。场独立性的学生喜欢需要认知改组能力的非人领域（如自然学科），场依存性的学生喜欢无需强调这些能力的人际间领域（例如初等教育）。初入大学时的选科与自己的认知方式相符的学生能继续留在此专业，若所学专业与自己的认知方式不符，则倾向于在大学阶段转向更适合他们的认知方式的领域。研究亦发现，学生在适合他们的认知方式的领域有学习得更好一些的倾向，也发现场依存性-场独立性与大学总的学年平均等级没有相关。但研究者并不排除教育和训练影响场独立性发展的可能。——摘自谢斯骏、张厚粲编：《认知方式——一个人格维度的实验研究》，北京师范大学出版社1988年版，第134-138页。

5.人的智力能否遗传
⑴被曲解了的"优学生"
人的智慧是由先天还是后天决定的？这个论题自高尔顿首次提出后，一个多世纪来，对立双方一直争论不休。其主要原因是，新兴的行为遗传学植根于古老的优生观念，其理性根源要追溯到柏拉图。他认为有一定缺陷的孩子不应受到父母的抚养和照料，他甚至鼓吹，应该让高层次的男人和女人之间有短暂的结合，以保证能给社会产下高层次的婴儿。高尔顿由于研究智力的遗传而成名，优生学（eugenics）一词最早由他在1883年命名，他坚信人类形形色色的肉体、精神和道德特征都是遗传的。优生学由希腊语派生而来，开始时是一场科学运动，但它逐渐演变成从社会和政治上控制人类社会的变化，优生观念逐渐蜕变为完美主义，结果二战时期成千上万人遭到了纳粹屠杀。
19世纪末，当时德国的"种族纯正"观广为流行。到了1929年，阿道夫·希特勒毫无遮掩地开始向公众宣布要灭杀那些有缺陷的德国儿童。1933年纳粹党执政，更为激进地传播种族纯正的思想，那些身体虚弱而被实行强制绝育的人有四十万之多。优生学和种族纯正思想不久就成为"大屠杀"的理论依据，而为了增进日耳曼民族的纯正，约有一百万人被杀，其中主要是犹太人。优生主义的幽灵也蔓延到美国，许多州曾颁布过禁止白人和其他种族人通婚的法令，因为他们错误地认为白人和黑人结合所生的孩子是低等的。
二战结束后，环境主义成为时尚，智力在人们眼里，开始与优生学分离，同时也脱离了人类遗传学。一些科学杂志将"优生学"一词删除，关于优生学的文章更是难以发表。许多科学家甚至认为人类的全部行为都是后天习得的，认为我们能够登月球，最终也能够战胜我们自身的基因。直到许多年后，现代优生学的大门才重新敞开，胎儿诊断实验的普及，使得那些被人们认为的被动优生选择变为可能。现代的堕胎法则允许妇女对带有人们所不希冀性状的胎儿实行堕胎。
    值得注意的是，目前在生物学家中又有这么一种新的曲解，认为遗传学能解释人类的全部变异，一切社会问题都有其遗传根源。DNA结构发现者之一，诺贝尔桂冠获得者詹姆斯·沃森讲述到："我们过去认为我们的命运是由我们的星象决定的，现在我们知道，在很大程度上，我们的命运决定于我们的基因。"而另外一些科学家也称DNA为"人类生命的蓝图"，基因决定我们的将来。这都是值得我们注意的。
⑵环境对智商的影响
大多数科学家都认为，"先天和后天"的说法现在已经非常过时了。高尔顿所定义的先天，在现代用语中相当于基因，基因是DNA分子中决定特定蛋白质组成的成分。但是后天的本质到底是什么呢？后天，一般指的是围绕人们从出生到独立成人的社会环境，凡在遗传之外的都可定义为环境，因而环境也是包罗万象的。早期的环境包括与父母和兄弟姐妹的相互联系，及偶发的与远亲及其他周围人群的联系。后期的环境扩大为包括老师和朋友在内的环境。随着时间的流逝，社会环境的这一部分对个体的作用越来越重要。最后永久的朋友和爱情关系几乎裁决了一个人的后半生。
环境因素还包括物理环境因素，也囊括了那些环境与基因相互作用的复杂因素。实际上，即使在个体出生之前，环境也会对个体产生深远的影响。环境毒素和药物能够经过母体以各种方式直接对腹中的胎儿起作用。人们已经知道，胎儿酒精综合症与轻度的智力发育不全有关。胎儿在母体子宫内所经历的激素环境对胎儿起到了潜在的关键作用，因为母体激素能调节或改变胎儿基因组。另外，母亲的营养状态对胎儿发育的影响也不容忽视。
出生后，新生儿极易受到环境的伤害，满足他们生理需要是保证他们存活的一个必须条件。但仅仅保证存活，并不能发挥儿童的潜能。儿童的发育同样也需要父亲或其他家庭成员的关爱，家庭单元形成了一类环境集合体。家庭以外的社会环境也可以产生积极的或负面的影响，那些出生在华沙恐怖时代和波斯尼亚内战时代的儿童，恐怕从来没有发挥过他们的基因潜能。除了环境对孩子的直接影响之外，尚存在基因还会与环境产生复杂的相互作用，有特殊行为的孩子能够唤起并加强环境对他的影响，例如有语文能力天赋的孩子可能花费更多的时间阅读，聪颖的孩子更有可能经常对环境进行探索，以引导出周围人们或事物的一些令人感兴趣的反应。
环境也能够限制儿童遗传潜能的发挥，其最典型的例子恐怕是"铅污染"能够影响基因性状，对人类智力造成极大的影响。高铅水平的儿童往往与低智商、语文能力下降以及不易长时间集中注意力有关。铅接触在穷人中比较普遍，他们往往住在用铅作为涂料的旧建筑物内。许多市中心的住房受到碎屑和废弃物中铅的严重污染。在城市中，土壤也是重要的铅污染源，可能是由于含铅汽油燃烧的结果。那些高铅的儿童往往伴有异食癖病史，患有这种疾病的儿童常食用一些不应吃的东西。同样也有证据表明，环境剥夺可以对成人造成损害，缺乏环境因素的刺激能导致严重的精神痛苦。
这里有一些惊人的提示：首先，如果孩子面临的大部分环境在功能上是等同的，那么尽力充实环境可能是徒劳的，父母亲在创造"超群儿童"中的作用几乎微乎其微。对这子宫内的胎儿阅读，在婴儿小床边弹奏贝多芬交响曲，教5岁的孩子下象棋这些并不可能对他们的发育产生持续性的效应。孩子构建他们自身环境的另一层含义是，介入仅在儿童的环境并不"充足"的情况下才有效。换句话说，完美的营养、膳食不一定能造就运动员，良好的学校教育并不一定能造就学者。
⑶智力如何遗传
智力的遗传，可能是当前最有争议的问题。1923年波林曾宣称："智力是智力测试的结果。"我们不能准确地定义智力的特征，但我们能以其他的方式来认识它，并且用最为简单的方法进行测定。智力显然并不像身高那样，只有一维性质而容易测定。所有研究智力的科学家最终承认，智力包容了短时记忆和长时记忆之间的信息交流。在计算机术语上，这有点近乎于内存和硬盘之间的互换。更为简单的说法，是设想为桌面与抽屉之间的互换，你所要用的信息放在桌面上，而那些备用的信息常常是藏在抽屉里。当然所有的信息都因为环境的新刺激而不断更新，从而使得在经历中学习成为可能。现代的智力测试利用几个不同的小测验来检测这种交流，包括语言文字知识、短时记忆、逻辑推理、觉察和处理隐含几何图形的能力。智商（IQ）一词现在每个人都熟悉，它实际上是智力测试中各个测试得分的加权值，再根据受试人的年龄进行的标准化。
智力测试中不同的试题能够体现三个基本的技能：关于词汇应用和段落理解的语言文字技能，与处理视觉模式有关的视觉技能，与推理、解决问题以及从一系列相关客体中发现和构造规律有关的抽象能力。上述三种技能是明显互补的。或许生命可以看作是由无休止的系列问题组成，智力最好定义为快速而有效地解决问题的能力。但是，这些智力是明显不足的，人类的智力通常不能战胜疾病、懒惰、蹩脚的交际能力和迟钝的直觉。因此，智力还必须同坚毅不拔、自信和充沛的精力结合在一起，共同作战。
破译智力的遗传相当困难，因为智力普遍存在，它不仅规定我们的世界观，而且构建我们的社会。智力的遗传更是相当复杂，它并非只是一个遗传单元，因此可能会从父母那里继承智力的方方面面。许多基因的共同参与决定了智力，因此单个基因对智力的特定贡献显得非常渺小。实际上，没有人能够解释众多的基因是如何共同编码了一个人的智力的。但是有理由猜想，比起高智商的人，中等智商的人只具相对较少的适宜基因。虽然每一基因对智力产生细小的影响，但是IQ产生的累积效应却是巨大的。智力的表达随着人体内环境的不同而各异。所以完全存在这种可能，即智力下降经常有环境作用的参与，而不是仅由基因决定。同时不同的基因也在我们无法意料的方式下共同作用。一个基因主宰另一个基因，或者决定一系列的其他基因，而一些基因可能微妙地调节其他基因的表达，其中包括了显性基因在内。
作为智力遗传复杂性的例子，有证据表明数学能力至少在一定程度上是连锁性的。这个结果来自对于9927个有智力天赋的初中学生的研究，这些学生都接受了SAT测试（这一测试通常为大学入学前的学生所准备）。结果发现，虽然经历的是相同的正规数学训练，男孩数学部分的平均成绩却要比女孩高40分。可靠的资料表明，分开抚养的单卵孪生子的智力水平非常相似，虽然他们各自享有截然不同的环境。有更为充足的理由表明遗传率根据年龄而变化。科罗拉多收养计划始于1975年，他们对孩子亲生父母、养父母进行智力测试；孩子们分别在1、2、3、4和7岁时也分别进行了测试，同时将他们与亲生父母和养父母进行相关性分析。从孩子和他们的亲生父母的相关性计算结果知道，智力遗传在1岁时仅为9%；当基因有充足的时间来发挥作用时，遗传率开始随着年龄的增加而剧增，到4岁时，遗传率达到了20%；到了7岁，遗传率增至36%。对年龄更大的对象的研究表明，到了青少年后期，他们的遗传率达到了45%至51%；到了晚年激增为80%。这个研究表明，孩子在十来岁时，基因和环境在决定其智力上都非常重要，而随着年龄的增长，基因却可以对智力产生更多的作用。
而且，智力的遗传率会随智力水平的不同而变化。一项对同卵孪生子和双卵孪生子的研究表明，高IQ的智力遗传率高，似乎聪明比愚蠢更容易遗传。但另一项研究结果却刚好与之相反，即低IQ的遗传率也高。这个结果暗示着低智商更容易遗传。由于这些不确定性，需要有一个估计智力遗传的较好的数学模型，研究者为制作这种数学模型尽了很大的努力。目前的数学模型估计智力的遗传率为60%。这意味着40%（或者大于三分之一）的平均智力水平归功于环境差异。环境在决定智力中至关重要，在赤贫的环境下，一个深具潜力的孩子可能会丧失其全部的辉煌未来；而对于一个普通孩子来说，缺乏足够的教育将使他的能力低于平均水平。摘自[美]格兰特·斯蒂恩著，李恭楚等译，《DNA和命运》，上海科学技术出版社2001年版。