兒童的智力是如何產生與發展這一問題是長期以來世界各國不關學者所研究的重大理論課題，
也是教育工作者及兒童保健人員所經常遇到和需要解決的現實問題。
很長一段時期，
心理學家們對兒童智力發展的研究和觀察往往特別重視兒童獲得智慧增長的正確學習過程，
但當代著名學者瑞士心理學家讓皮亞傑（Jean Piaget）卻對孩子是如何犯錯誤的思維過程進行了長期的探索，
皮亞傑發現分析一個兒童對某問題的不正確回答比分析正確回答更具有啟發性。
採用臨床法（ Clinical method）方法，
皮亞傑先是觀察自己的三個孩子，
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皮亞傑理論引發了引發了一場兒童智力觀的革命， 雖然這一理論在很多方面目前也存在爭論， 但正如一些心理學家指出：這是"迄今被創造出來的唯一完整系統的認知發展理論"。
皮亞傑理論提出幾個主要概念：
（一） 智力
什麼是智力？迄今為止心理學家尚未能提出一個為眾人接受的明確定義。 有人認為， 智力主要是抽象思維的能力；亦有心理學家將智力解釋為"適應能力"， "學習能力"， "獲得知識的能力"， "認識活動的綜合能力"。
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皮亞傑在年輕時曾在巴黎比奈智力測試實驗室擔任西蒙（T.Simon， 世界第一個智力測驗的創立者之一）的助手。 正是在比納實驗室工作期間， 皮亞傑認識到"智力"不可能和兒童正確回答的那種測驗題目相等， 因而他從根本上反對根據在一份所謂的智力測驗卷上正確回答的題目數來定義智力。
心理學界一般認為， 皮亞傑並不十分注重回答"智慧的定義是什麼？"這類問題。 儘管如此， 人們認為他對智慧本質的理解是十分深刻的。 在皮亞傑看來：一個智慧行為是一個生物體本身在現存條件下能夠產生的最適合於其生存條件的行為。 換句話說， 智慧就是生物體能最有效地應付環境，
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智慧既然是機體適應環境的一種手段， 那麼由於環境總是在不斷變化著的， 因而智慧也必然在變化著， 兒童的智力也正是個體在與環境的相互作用中， 伴隨著生物性狀的發展與成熟及自身經驗的增長， 在適應中一步一步地發展起來的。
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（二） 圖式（schema）
皮亞傑認為智慧是有結構基礎的， 而圖式就是他用來描述智慧（認知）結構的一個特別重要的概念。 皮亞傑對圖式的定義是"一個有組織的、可重複的行為或思維模式"。 凡在行動可重複和概括的東西我們稱之為圖式"。 簡單地說：圖式就是動作的結構或組織。 圖式是認知結構的一個單元， 一個人的全部圖式組成一個人的認知結構。 初生的嬰兒， 具有吸吮、哭叫及視、聽、抓握等行為， 這些行為是與生俱來的， 是嬰兒能夠生存的基本條件， 這些行為模式或圖式是先天性遺傳圖式， 全部遺傳圖式的綜合構成一個初生嬰兒的智力結構。 遺傳圖式是圖式在人類長期進化的過程中所形成的， 以這些先天性遺傳圖式為基礎，
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可以通過兩個簡單的舉例進一步說明圖式的含義。 一個四個半月的嬰兒， 當看到拔浪鼓時， 伸手去抓， 握住後搖晃拔浪鼓。 這系列的動作包括視、聽、抓握及晃動等， 這樣一個行為模式顯然是有其神經系統生理基礎的， 完成這一行為的神經系統生理基礎即是這一行為模式的心理結構， 也就是圖式。 -一個5歲的孩子， 當被要求回答兩根長短不一的木棍（長棍A、短棍B）那一根長，那一個短，他會毫無困難地指出A棍長於B棍，繼續讓這個孩子比較B棍與更短的C棍，孩子顯然也能得出正確答案。但當要他比較A棍與C棍的長短而不顯示這三根木棍，這個5歲的孩子就回答不了。而當這個孩子長到8歲，他就能夠準確地說出A棍長於C棍。顯然5歲的孩子大腦中存在著正確完成A棍與B棍或B棍與C棍兩兩比較的心理結構，但卻尚沒有形成在三根棍不放在一起時比較A棍與C棍的心理結構。而當他長到8歲，顯然在他大腦中某種東西發展了，因而他得出了A棍長於C棍的正確結論，這個發展的東西就是心理結構即圖式。
圖式作為智力的心理結構，是一種生物結構，它以神經系統的生理基礎為條件，如上例4個半月嬰兒的視覺抓握反射的協調，顯然是錐體束中一定的新神經通路的髓鞘形成的結果。然而限於目前的科學水準，還只能對少數較低級的圖式（例如運算圖式）來說，目前的研究還無法指出這些圖式的生理性質和化學性質。相反，這些圖式在人的頭腦中的存在是根據可以觀察到的行為推測的。事實上，皮亞傑是根據大量的，通過臨床法所觀察到的現象，結合生物學、心理學、哲學等學科的理論，運用邏輯學以及數學概念（如群、群集、格等）來分析描述智力結構的。由於這種智力結構符合邏輯學和認識論原理，因此圖式不僅是生物結構，更重要的是一種邏輯結構（主要指運算圖式）。 儘管諸如前述視覺抓握動作的神經生理基礎是新神經通路髓鞘形成，而髓鞘形成似乎是遺傳程式的產物。包含著遺傳因素的自然成熟也確實在使兒童智慧發展遵循不變的連續階段的次序方面起著不可缺少的作用，但在從嬰兒到成人的圖式發展中，成熟並不起決定作用。智慧演變為一種機能性的結構，是在諸多因素共同作用下的結果，兒童成長過程中智力結構的完整發展不是由遺傳程式所決定。遺傳因素主要為發展提供了可能性，或是說對結構提供了門徑，在這些可能性未被提供之前，結構是不可能演化的。但是在可能性與現實性之間，還必須有一些其它因素，例如練習，經驗和社會的相互作用。
還必須指出，皮亞傑所提出的智力結構具有三要素，整體性、轉換性和自動調節性，結構的整體性指結構具有內部融貫性，各成分在結構中的安排是有機的聯繫，而不是獨立成分的混合，整體和部分都由一個內在規律所決定。一個圖式有一個圖式的規律，由全部圖式所構成的兒童的智力結構並非各個圖式的簡單相加。結構的轉換性指結構並不是靜止的。而是有一些內在的規律控制著結構的發展，兒童的智力結構，在同化、順應、平衡化作用下，不斷發展，體現了這種轉換性。結構的自調性是指結構由於其本身的規律而自行調節，結構內的某一成分的改變必將引起其結構內部其它成分的變化。只有作為一個自動調節的轉換系統的整體，才可被稱為結構。
（三） 同化（Assimilation）、順應（Accomodation,又稱調節）
同化與順應是皮亞傑用於解釋兒童圖式的發展或智力發展的兩個基本過程。皮亞傑認 為"同化就是外界因素整合于一個正在形成或已形成的結構"，也就是把環境因素納入機體已有的圖式或結構之中，以加強和豐富主體的動作。也可以說，同化是通過已有的認知結構獲得知識（本質上是舊的觀點處理新的情況）。例如，學會抓握的嬰兒當看見床上的玩具，會反復用抓握的動作去獲得玩具。當他獨自一個人，玩具又較遠嬰兒手夠不著（看得見）時，他仍然用抓握的動作試圖得到玩具，這一動作過程就是同化，嬰兒用以前的經驗來對待新的情境（遠處的玩具）。從以上解釋可以看出，同化的概念不僅適用於有機體的生活，也適用于行為。順應是指"同化性的格式或結構受到它所同化的元素的影響而發生的改變。"也就是改變主體動作以適應客觀變化。也可以說改變認知結構以處理新的資訊（本質上即改變舊觀點以適應新情況）。例如上面提到那個嬰兒為了得到遠處的玩具，反復抓握，偶然地，他抓到床單一拉，玩具從遠處來到了近處，這一動作過程就是順應。
皮亞傑以同化和順應一釋明主體認知結構與環境刺激之間關係，同化時主體把刺激整合於自己的認知結構內，一定的環境刺激只有被個體同化（吸收）於他的認知結構（圖式）之中，主體才能對之作出反應。或者說，主體之所以能對刺激作出反應，也就是因為主體已具有使這個刺激被同化（吸收）的結構，這個結構正具有對之作出反應的能力。認知結構由於受到被同化刺激的影響而發生改變，就是順應，不作出這種改變（順應），同化就無法運行。簡言之刺激輸入的過濾或改變叫做同化，而內部結構的改變以適應現實就叫做順應。同化與順應之間的平衡過程，就是認識的適應，也即是人的智慧行為的實質所在。
同化不能改變或更新圖式，順應則能起得這種作用。但皮亞傑認為，對智力結構的形成主要有功的機能是同化。順應使結構得到改變，但卻是同化過程中主體動作反復重複和概括導致了結構的形成，從中可以看出一旦結構已經改變，反復訓練委重要了。
（四） 運算（Operation）
運算是皮亞傑理論的主要概念之一。在這裡運算指的是心理運算。
什麼是運算？運算是動作，是內化了的、可逆的、有守恆前提、有邏輯結構的動作。 從這個定義中可看出，運算或心理運算不四個重要特徵：
1、 心理運算是一種在心理上進行的，內化了的動作。
例如，把熱水瓶裡的水倒進杯子 裡去，倘若我們實際進行這一倒水的動作，就可以見到在這一動作中有一系列外顯的，直接訴諸感官的特徵。然而對於成人和一定年齡的兒童來說，可以用不著實際去做這個動作，而在頭腦裡想像完成這一動作並預見它的結果。這種心理上的倒水過程，就是所謂"內化的動作"，是動作能被稱之為運算的條件之一。可以看出，運算其實就是一種由外在動作內化而成的思維，或是說在思維指導下的動作。新生嬰兒也有動作，哭叫、吸吮、抓握等，這些動作都是一些沒有思維的反射動作，所以，不能算做運算。事實上由於運算還有其它一些條件，兒童要到一定的年齡才能出現有稱之為運算的動作。
2、 心理運算是一種可逆的內化動作。
這裡又引出可逆的概念。可以繼續用上面倒水過 程的例子加以解釋，在頭腦中我們可以將水從熱水瓶倒入杯中，事實上我們也能夠在頭腦中讓水從杯中回到熱水瓶去，這就是可逆性（reversibility）,是動作成為運算的又一個條件。一個兒童如果在思維中具有了可逆性，可以認為其智慧動作達到了運算水準。
3、 運算是有守恆性前提的動作。
當一個動作已具備思維的意義，這個動作除了是內化 的可逆的動作，它同時還必定具有守恆性前提。所謂守恆性（conservaion）是指認識到數目、長度、面積、體積、重量、品質等等儘管以不同的方式或不同的形式呈現，但保持不變。裝在大杯中的100毫升水倒進小杯中仍是100毫升，一個完整的蘋果切成4小塊後其重量並不發生改變。自然界能量守恆、動量守恆、電荷守恆都是具體的例子。當兒童的智力發展到了能認識到守恆性，則兒童的智力達到運算水準。 守恆性與可逆性是內在聯繫著的，是同一過程的兩種表現形式。可逆性是指過程的轉 變方向可以為正或為逆，而守恆性表示過程中量的關係不變。兒童思維如果具備可逆性（或守恆性），則差不多可以說他們的思維也具備守恆性（或可逆性）。否則兩者都不具備。
4、 運算是有邏輯結構的動作。
前面介紹過，智力是有結構基礎的，即圖式。兒童的智力發展到運算水準，即動作已具備內化、可逆性和守恆性特徵時，智力結構演變成運算圖式。運算圖式或者說運算不是孤立存在的，而是存在於一個有組織的運算系統之中。一個單獨的內化動作並非運算而只是一種簡單的直覺表像。而事實上動作不是單獨，孤立的，而是互相協調的，有結構的。例如一般地人們為了達到某種目的而採取動作，這時需要動作與目的有機配合，而在達到目的的過程中形成動作結構。在介紹圖式時，已說過運算圖式是一種邏輯結構，這不僅因為運算的生物學生理基礎目前尚不清楚而由人們推測而來，更重要的是因為這種結構的觀點是符合邏輯學和認識論原理的，因為是一種邏輯結構。故心理運算又是有邏輯結構的動作。
以運算為標誌，兒童智力的發展階段可以分為前運算時期和運算時期；繼之又可將前者分為感知運動階段和表像階段；後者區分為具體運算階段和形式運算階段。 當被要求回答兩根長短不一的木棍（長棍A、短棍B）那一根長，那一個短，他會毫無困難地指出A棍長於B棍，繼續讓這個孩子比較B棍與更短的C棍，孩子顯然也能得出正確答案。但當要他比較A棍與C棍的長短而不顯示這三根木棍，這個5歲的孩子就回答不了。而當這個孩子長到8歲，他就能夠準確地說出A棍長於C棍。顯然5歲的孩子大腦中存在著正確完成A棍與B棍或B棍與C棍兩兩比較的心理結構，但卻尚沒有形成在三根棍不放在一起時比較A棍與C棍的心理結構。而當他長到8歲，顯然在他大腦中某種東西發展了，因而他得出了A棍長於C棍的正確結論，這個發展的東西就是心理結構即圖式。
圖式作為智力的心理結構，是一種生物結構，它以神經系統的生理基礎為條件，如上例4個半月嬰兒的視覺抓握反射的協調，顯然是錐體束中一定的新神經通路的髓鞘形成的結果。然而限於目前的科學水準，還只能對少數較低級的圖式（例如運算圖式）來說，目前的研究還無法指出這些圖式的生理性質和化學性質。相反，這些圖式在人的頭腦中的存在是根據可以觀察到的行為推測的。事實上，皮亞傑是根據大量的，通過臨床法所觀察到的現象，結合生物學、心理學、哲學等學科的理論，運用邏輯學以及數學概念（如群、群集、格等）來分析描述智力結構的。由於這種智力結構符合邏輯學和認識論原理，因此圖式不僅是生物結構，更重要的是一種邏輯結構（主要指運算圖式）。 儘管諸如前述視覺抓握動作的神經生理基礎是新神經通路髓鞘形成，而髓鞘形成似乎是遺傳程式的產物。包含著遺傳因素的自然成熟也確實在使兒童智慧發展遵循不變的連續階段的次序方面起著不可缺少的作用，但在從嬰兒到成人的圖式發展中，成熟並不起決定作用。智慧演變為一種機能性的結構，是在諸多因素共同作用下的結果，兒童成長過程中智力結構的完整發展不是由遺傳程式所決定。遺傳因素主要為發展提供了可能性，或是說對結構提供了門徑，在這些可能性未被提供之前，結構是不可能演化的。但是在可能性與現實性之間，還必須有一些其它因素，例如練習，經驗和社會的相互作用。
還必須指出，皮亞傑所提出的智力結構具有三要素，整體性、轉換性和自動調節性，結構的整體性指結構具有內部融貫性，各成分在結構中的安排是有機的聯繫，而不是獨立成分的混合，整體和部分都由一個內在規律所決定。一個圖式有一個圖式的規律，由全部圖式所構成的兒童的智力結構並非各個圖式的簡單相加。結構的轉換性指結構並不是靜止的。而是有一些內在的規律控制著結構的發展，兒童的智力結構，在同化、順應、平衡化作用下，不斷發展，體現了這種轉換性。結構的自調性是指結構由於其本身的規律而自行調節，結構內的某一成分的改變必將引起其結構內部其它成分的變化。只有作為一個自動調節的轉換系統的整體，才可被稱為結構。
（三） 同化（Assimilation）、順應（Accomodation,又稱調節）
同化與順應是皮亞傑用於解釋兒童圖式的發展或智力發展的兩個基本過程。皮亞傑認 為"同化就是外界因素整合于一個正在形成或已形成的結構"，也就是把環境因素納入機體已有的圖式或結構之中，以加強和豐富主體的動作。也可以說，同化是通過已有的認知結構獲得知識（本質上是舊的觀點處理新的情況）。例如，學會抓握的嬰兒當看見床上的玩具，會反復用抓握的動作去獲得玩具。當他獨自一個人，玩具又較遠嬰兒手夠不著（看得見）時，他仍然用抓握的動作試圖得到玩具，這一動作過程就是同化，嬰兒用以前的經驗來對待新的情境（遠處的玩具）。從以上解釋可以看出，同化的概念不僅適用於有機體的生活，也適用于行為。順應是指"同化性的格式或結構受到它所同化的元素的影響而發生的改變。"也就是改變主體動作以適應客觀變化。也可以說改變認知結構以處理新的資訊（本質上即改變舊觀點以適應新情況）。例如上面提到那個嬰兒為了得到遠處的玩具，反復抓握，偶然地，他抓到床單一拉，玩具從遠處來到了近處，這一動作過程就是順應。
皮亞傑以同化和順應一釋明主體認知結構與環境刺激之間關係，同化時主體把刺激整合於自己的認知結構內，一定的環境刺激只有被個體同化（吸收）於他的認知結構（圖式）之中，主體才能對之作出反應。或者說，主體之所以能對刺激作出反應，也就是因為主體已具有使這個刺激被同化（吸收）的結構，這個結構正具有對之作出反應的能力。認知結構由於受到被同化刺激的影響而發生改變，就是順應，不作出這種改變（順應），同化就無法運行。簡言之刺激輸入的過濾或改變叫做同化，而內部結構的改變以適應現實就叫做順應。同化與順應之間的平衡過程，就是認識的適應，也即是人的智慧行為的實質所在。
同化不能改變或更新圖式，順應則能起得這種作用。但皮亞傑認為，對智力結構的形成主要有功的機能是同化。順應使結構得到改變，但卻是同化過程中主體動作反復重複和概括導致了結構的形成，從中可以看出一旦結構已經改變，反復訓練委重要了。
（四） 運算（Operation）
運算是皮亞傑理論的主要概念之一。在這裡運算指的是心理運算。
什麼是運算？運算是動作，是內化了的、可逆的、有守恆前提、有邏輯結構的動作。 從這個定義中可看出，運算或心理運算不四個重要特徵：
1、 心理運算是一種在心理上進行的，內化了的動作。
例如，把熱水瓶裡的水倒進杯子 裡去，倘若我們實際進行這一倒水的動作，就可以見到在這一動作中有一系列外顯的，直接訴諸感官的特徵。然而對於成人和一定年齡的兒童來說，可以用不著實際去做這個動作，而在頭腦裡想像完成這一動作並預見它的結果。這種心理上的倒水過程，就是所謂"內化的動作"，是動作能被稱之為運算的條件之一。可以看出，運算其實就是一種由外在動作內化而成的思維，或是說在思維指導下的動作。新生嬰兒也有動作，哭叫、吸吮、抓握等，這些動作都是一些沒有思維的反射動作，所以，不能算做運算。事實上由於運算還有其它一些條件，兒童要到一定的年齡才能出現有稱之為運算的動作。
2、 心理運算是一種可逆的內化動作。
這裡又引出可逆的概念。可以繼續用上面倒水過 程的例子加以解釋，在頭腦中我們可以將水從熱水瓶倒入杯中，事實上我們也能夠在頭腦中讓水從杯中回到熱水瓶去，這就是可逆性（reversibility）,是動作成為運算的又一個條件。一個兒童如果在思維中具有了可逆性，可以認為其智慧動作達到了運算水準。
3、 運算是有守恆性前提的動作。
當一個動作已具備思維的意義，這個動作除了是內化 的可逆的動作，它同時還必定具有守恆性前提。所謂守恆性（conservaion）是指認識到數目、長度、面積、體積、重量、品質等等儘管以不同的方式或不同的形式呈現，但保持不變。裝在大杯中的100毫升水倒進小杯中仍是100毫升，一個完整的蘋果切成4小塊後其重量並不發生改變。自然界能量守恆、動量守恆、電荷守恆都是具體的例子。當兒童的智力發展到了能認識到守恆性，則兒童的智力達到運算水準。 守恆性與可逆性是內在聯繫著的，是同一過程的兩種表現形式。可逆性是指過程的轉 變方向可以為正或為逆，而守恆性表示過程中量的關係不變。兒童思維如果具備可逆性（或守恆性），則差不多可以說他們的思維也具備守恆性（或可逆性）。否則兩者都不具備。
4、 運算是有邏輯結構的動作。
前面介紹過，智力是有結構基礎的，即圖式。兒童的智力發展到運算水準，即動作已具備內化、可逆性和守恆性特徵時，智力結構演變成運算圖式。運算圖式或者說運算不是孤立存在的，而是存在於一個有組織的運算系統之中。一個單獨的內化動作並非運算而只是一種簡單的直覺表像。而事實上動作不是單獨，孤立的，而是互相協調的，有結構的。例如一般地人們為了達到某種目的而採取動作，這時需要動作與目的有機配合，而在達到目的的過程中形成動作結構。在介紹圖式時，已說過運算圖式是一種邏輯結構，這不僅因為運算的生物學生理基礎目前尚不清楚而由人們推測而來，更重要的是因為這種結構的觀點是符合邏輯學和認識論原理的，因為是一種邏輯結構。故心理運算又是有邏輯結構的動作。
以運算為標誌，兒童智力的發展階段可以分為前運算時期和運算時期；繼之又可將前者分為感知運動階段和表像階段；後者區分為具體運算階段和形式運算階段。
