兒童智力發展第四階段——形式運算階段

瑞士心理學家皮亞傑認為， 兒童成長到12歲左右， 其智力發展進入形式運算階段。 下面來介紹一下形式運算階段。
兒童智力發展第四階段——形式運算階段（12~15歲）
上面曾經談到， 具體運算階段， 兒童只能利用具體的事物、物體或過程來進行思維或運算， 不能利用語言、文字陳述的事物和過程為基礎來運算。 例如愛迪絲、蘇珊和莉莉頭髮誰黑的問題， 具體運算階段不能根據文字敘述來進行判斷。 而當兒童智力進入形式運算階段， 思維不必從具體事物和過程開始， 可以利用語言文字， 在頭腦中想像和思維， 重建事物和過程來解決問題。 故兒童可以不很困難地答出蘇珊的頭發黑而不必借助于娃娃的具體形象。 這種擺脫了具體事物束縛， 利用語言文字在頭腦中重建事物和過程來解決問題的運算就叫做形式運算。
除了利用語言文字外， 形式運算階段的兒童甚至可以根據概念、假設等為前提， 進行假設演繹推理， 得出結論。 因此， 形式運算也往往稱為假設演繹運算。 由於假設演澤思維是一切形式運算的基礎， 包括邏輯學、數學、自然科學和社會科學在內。 因此兒童是否具有假設演繹運算能力是判斷他智力高低的極其重要的尺度。
當然， 處於形式運算階段的兒童， 不僅能進行假設演繹思維， 皮亞傑認為他們還能夠進行一切科學技術所需要的一些最基本運算。 這些基本運算， 除具體運算階段的那些運算外， 還包括這樣的一些基本運算：考慮一切可能性；分離和控制變數， 排除一切無關因素；觀察變數之間的函數關係， 將有關原理組織成有機整體等。
為了解釋此階段兒童運算邏輯模式， 同時也用於瞭解和確定形式運算階段及此階段的平均年齡範圍， 皮亞傑及其學派成員設計了一系列實驗或測試題（皮亞傑作業）， 下面舉幾個例子加以說明。
1、 辨別液體實驗
此實驗用以觀察形式運算階段兒童是否能夠考慮一切可能性的組合在被試面前放置5瓶不同的無色透明液體， 分別標誌1、2、3、4、5（如下圖所示） 從一瓶或幾瓶中取出少量液體， 與從5中取出的少量液體相混合。 這5瓶中液體分別是稀硫酸（瓶1）；水（瓶2）；過氧化氫溶液（瓶3）；硫代硫酸鈉（瓶4）；瓶5是碘化鈉溶液。 主試向兒童顯示化學演示， 讓被試兒童觀看混合後的顏色反應。 但不要讓兒童知道混合了哪幾瓶中的液體。 演示後讓兒童自己做試驗， 判斷那一瓶或哪幾瓶中的液體與瓶5中液體混合能產生特定的顏色（棕色）， 那一瓶或哪幾瓶中的液體與5瓶中溶體混合不能產生棕色。  
正確的答案是瓶1和瓶3的溶液加上5中的溶液形成棕色（生成碘）， 瓶2的水沒有什麼用處， 只是為增加組合的複雜性而增加， 瓶4中的液體妨礙棕色形成， 或者如果已經形成棕色 ， 它可以還原碘來消除棕色。
這一實驗並不測驗化學知識， 只是測驗兒童組合思維的能力。 可以發現在兒童做此項試驗， 有的亂撞瞎碰， 而有的卻在找其中的規律性， 大約14、15歲或以上形式運算階段的青少年能按五瓶溶液的順序①②③④⑤進行配合：①+②， ①+③， ①+④， ①+⑤， 接著②+③， ②+④， ②+⑤……去概括， 揭示其中的規律， 得出正確答案。
2、 看不見的磁力
試驗的材料是帶著8個扇形的一塊大的園木板， 相對的扇形在顏色相配。 在相配的扇形上是數對盒子， 其中一對閃著光亮的盒中裝有隱藏在蠟中的磁鐵。 被試不知道隱藏中的磁鐵， 讓被試解答問題：為什麼中央的金屬條每時每刻總指向同一對盒子而不是指向放置在園面周圍的其餘盒子。 為了歸納出金屬條是被磁力所吸引的結論， 被試必須做出假設演繹並證實演繹的正確性。 假設演繹能力正是形式運算階段兒童的思維的最基本特徵。
3、 顏色的組合
實驗出示6堆10個一組的木片， 每一堆的顏色不同， 要求被試找出顏色沒有重複的任何一對， 並窮盡全部可能的組合。 指示被試設計一個完整的組合系統。 完整地組成15對。 算是成功地完成了這個試題。 此實驗是研究兒童的推理水準。
4、 比例問題
實驗材料包括兩個人物模型， （一個高， 一個矮）、園形鈕扣及迴紋針。 讓兒童先用鈕扣分別測高個子和矮個子的身高， 例如測得高個子身高是6個鈕扣， 矮個身高是4個鈕扣。 然後再讓兒童用迴紋針測量矮個的身高為61迴紋針， 但卻不許用迴紋針測高個的身高， 而要求兒童根據已有的條件算出高個的身高來。
其他還有很多各種試驗題， 分別檢測兒童形式運算思維所應具備的各種能力。實驗中特別重視兒童得出某一答案的理由而拘泥於答案的精確性。這些試驗題與話結合即皮亞傑所創造的臨床法。
形式運算思維是兒童智力發展的最高階段。
在此有兩個問題應加以說明：
（1）並非兒童成長到12歲以後就都具備形式運算思維水準，近些年在美國的研究發現，在美國大學生中（一般18-22歲），有約半數或更多的學生，其智力水準或仍處於具體運算階段，或者處於具體運算和形式運算兩個階段之間的過渡埋藏。
（2）15歲以後人的智力還將繼續發展，但總的來說屬於形式運算水準，可以認為，形式運算階段還可分出若干個階段，有待進一步研究。皮亞傑認為智力的發展是受若干因素影響的，與年齡沒有必然的聯繫。所以達到某一具體階段的年齡即使有很大的差異並不構成皮亞傑理論的重大問題。 分別檢測兒童形式運算思維所應具備的各種能力。實驗中特別重視兒童得出某一答案的理由而拘泥於答案的精確性。這些試驗題與話結合即皮亞傑所創造的臨床法。
形式運算思維是兒童智力發展的最高階段。
在此有兩個問題應加以說明：
（1）並非兒童成長到12歲以後就都具備形式運算思維水準，近些年在美國的研究發現，在美國大學生中（一般18-22歲），有約半數或更多的學生，其智力水準或仍處於具體運算階段，或者處於具體運算和形式運算兩個階段之間的過渡埋藏。
（2）15歲以後人的智力還將繼續發展，但總的來說屬於形式運算水準，可以認為，形式運算階段還可分出若干個階段，有待進一步研究。皮亞傑認為智力的發展是受若干因素影響的，與年齡沒有必然的聯繫。所以達到某一具體階段的年齡即使有很大的差異並不構成皮亞傑理論的重大問題。