認知発達に関する新ピアジェ理論

新ピアジェの認知発達理論は、ジャン・ピアジェの認知発達理論を批判し、それを基に構築されています。

新ピアジェ理論は、ピアジェ理論の以下の弱点の 1 つ以上を修正することを目的としています。

• ピアジェの発達段階理論は、人間は認知発達の様々な段階を経て発達していくと提唱しているが、彼の理論はなぜ段階から段階へと発達していくのかを十分に説明していない。^[1]マンスール・ニアズは、ピアジェの段階は彼の均衡理論を運用するための単なるヒューリスティックであると主張している。^{[2] [3]}
• ピアジェの理論は認知発達における個人差を十分に説明していない。この理論は、ある個人が他の個人よりも早く段階を進むという事実を考慮していない。^[4]
• 認知発達の厳密な普遍的な段階という考え方は誤りです。^[5]研究によると、特定の年齢の人の機能は領域ごとに大きく異なり（社会的、数学的、空間的概念の理解など）、人を単一の段階に当てはめることは不可能です。^[5]

ピアジェ理論のこれらの弱点を修正するために、ネオピアジェ理論家として知られる様々な研究者が、ピアジェ理論の概念と認知心理学や微分心理学の新しい概念を統合した認知発達モデルを生み出した。^{[6] [7] [8] [9]}

当初、新ピアジェ理論家は、情報処理能力が、ある段階から次の段階への発達と発達速度の個人差の両方の原因であると主張して、ピアジェの段階に沿った認知成長を説明しました。フアン・パスクアル・レオーネが最初にこの考え方を推進しました。^[10]

パスクアル＝レオーネは、人間の思考は2つのレベルに分かれていると主張した。これは構成的演算子理論（TCO）に概説されている。^[11]

1. 最初の、より基本的なレベルは、精神力または能力によって定義されます。このレベルには、個人が処理できる情報の量と種類を定義するプロセスが含まれます。作業記憶は精神力の機能的な現れです。作業記憶の容量は通常、特定の瞬間に同時に記憶できる情報のチャンクまたは単位の数を参照して指定されます。
2. 2 番目のレベルには、精神的コンテンツ自体が含まれます。つまり、物理的、生物学的、社会的世界についての概念と体系、およびそれらを指すために使用する単語、数字、精神的イメージなどの記号が含まれます。また、数字の算術演算、精神的イメージの精神的回転など、それらに対して実行できる精神的操作も含まれます。

パスクアル＝レオーネは、同時に表すことができる精神的単位の数が増えると、より複雑な概念を扱えるようになると提唱した。^[要出典]たとえば、ある数が別の数より大きいかどうかを判断するには、2 つの精神的単位を心に留めておく必要がある。それらを加算するには、2 つの数と、加算や減算などの適用する算術演算の 3 つの単位を心に留めておく必要がある。比例性を理解するには、比較する 2 組の数とその関係の 5 つの単位を心に留めておく必要がある。

パスクアル＝レオーネによれば、精神力は2～3歳では1体系、つまり情報単位に等しく、2年ごとに1単位ずつ増加し、15歳で最大値の7単位に達する。彼は8、10、12、14歳の子どもを研究し、次に成人を研究し、短期記憶の発達は容量の成長によるものであることを発見した。^[12]彼は、ピアジェの古典的な7段​​階（前操作期、直観期、初期具体的、後期具体的、具体的から形式的への移行期、初期形式的、後期形式的思考）には、それぞれ7つの精神単位の精神力が必要であると主張した。課題に必要な精神力よりも精神力が劣ると、必要な関係を表現し計算することができないため、その課題を解決できなくなる。このように、年齢とともに精神力が増加するたびに、新しいレベルの能力に対する概念やスキルの構築への道が開かれる。特定の年齢に典型的な精神力に満たない場合、または精神力がそれを超えると、それぞれ発達速度が遅くなったり速くなったりする。^[要出典]

パスクアル＝レオーネに基づいて、他の数人の研究者が能力発達の代替モデルを提唱した。ロビー・ケースは、処理能力の変化はパスクアル＝レオーネの単一の発達ラインに沿った進行として説明できるという考えを否定した。^[13]代わりに、彼は、処理能力の発達は4つの主要な段階を経て循環し、それぞれの段階は異なる種類の精神構造によって特徴付けられると主張した。これらの段階は、ピアジェの感覚運動、前操作、具体的操作、および形式的操作の思考の主要な段階に対応している。これら4つの段階のそれぞれには、表現の媒体とその段階で可能な関係の種類によって定義される 独自の実行制御構造が関与している。

実行制御構造により、個人は以下のことが可能になります。^[14]

1. 問題の状況を表す。
2. 問題解決の目的を特定する。
3. 目標を達成するために必要な戦略を考案する。

判例は、執行統制構造には4つのタイプがあると主張した。^[15]

1. 生後1～18ヶ月までの感覚運動構造（すなわち、見る、つかむなどの知覚と行動）。この構造には3つのサブステージがあります。 ^[15]
   • 4～8 か月 - 子どもは反対運動をしたり、その運動を制御できることに喜びを感じます。
   • 8～12 か月 - このサブステージでは、子どもたちは行動と反応に注意を分散します。
   • 12～18 か月 - このサブステージでは、物体の行動と反応の間の可逆的な関係が導入されます。
2. 18 か月から 5 歳までの相互関係構造 (つまり、言葉や心のイメージなど、環境内の実際のオブジェクトを表す心的表現)。
3. 5 歳から 11 歳までの次元構造 (つまり、すべての数字が他のすべての数字と関連付けられる精神的な数直線など、すべての特定のケースが他のすべてのケースと関連付けられるような一貫した関係によって互いに接続された精神的表現)。
4. 11 歳から 19 歳までのベクトル構造 (つまり、2 つ以上の次元を相互に結び付ける比率や割合など、前の段階の次元間の関係)。

ケースはまた、これら 4 つの主要段階のそれぞれにおける発達は、次の 4 つの複雑さのレベルの同じ順序に沿って進化すると主張しました (したがって、複雑さが増す構造は、4 つのレベルのそれぞれで処理できます)。^{[引用が必要]}

1. 操作的統合（感覚運動段階における行動、関係段階における単語、次元段階における数字など、上記の4つの主要段階のそれぞれに特有の特定の精神単位を熟考し、処理できる場合）
2. 単一焦点調整（2つのそのような単位が相互に関連する場合）
3. 二重焦点調整（3つのそのような単位が相互に関連する場合）
4. 綿密な調整（4 つのユニットが相互に関連している可能性がある場合）。

ケースによれば、短期記憶スペースの容量が拡大するのは、操作効率の向上によるものである。つまり、各実行制御構造を定義する操作のコマンドが向上し、目標や目的を表現するためのスペースが解放される。たとえば、年齢とともに数を数えるのが速くなり、子供はより多くの数字を記憶できるようになる。^[要出典]

しかし、連続する段階は無関係ではありません。つまり、ある段階の最終レベルは、同時に次の段階の最初のレベルでもあります。たとえば、関係段階の最終レベルの詳細な調整で数の概念が確立されると、子供は数を互いに関連しているものとして見ることができるようになります。これは、次の次元段階の操作的統合の最初のレベルに相当します。したがって、ある段階の構造が特定のレベルの複雑さ（詳細な調整のレベルに対応）に達すると、新しい精神構造が作成され、サイクルが最初から開始されます。^{[引用が必要]}

ケースは、各領域で意味がどのように構成されているかの違いにより、異なる領域の組織化と発達に変化が生じる可能性があることを認識しました。特に、ケースは中心となる概念構造があることを認識しました。これらは「非常に広い（しかしシステム全体ではない）適用領域を持ち、その領域での子供の機能の中心となる意味のメモと関係のネットワーク」です。^[16]

ケースと彼の同僚は、量、空間、社会的行動、物語、音楽、運動行動の中心概念構造を特定しました。これらの構造はそれぞれ、さまざまな状況を整理するのに役立つ一連のコアプロセスと原則を含むと考えられています。たとえば、量については「多い」と「少ない」の概念、空間については「隣接関係と包含関係」、社会的行動については「行動と意図」などです。したがって、これらは非常に幅広い構造であり、個人の経験とニーズに応じて、多くの実行制御構造を構築できます。

たとえば、数量を整理する中心概念構造では、算数の問題を解いたり、平均台を操作したり、住所に従って自宅の位置を表したりするための実行制御構造が構築される可能性があります。つまり、中心概念構造はフレームとして機能し、必要に応じて、よりローカルに焦点を絞った概念や行動計画を構築するための基本的な指針と生の概念材料を提供します。

中心概念構造の中核要素を学習することで、幅広い実行制御構造を素早く習得できるようになりますが、これは他の概念構造に一般化されるわけではありません。それは影響を受けた人の中で限定されたままであり、各中心概念構造内で構築できる実行制御構造には、個人内および個人間でのバリエーションがある可能性があることを示しています。これらのバリエーションは、各構造に提供される環境サポートと、個人の特定の好みや関与に依存します。^[15]

グレアム・S・ハルフォードは、ケースのワーキングメモリ容量の定義と認知能力の成長におけるその役割に関して、いくつかの異論を唱えた。主な異論は、人々は同じ問題を抱えているかもしれないが、その表現は異なり、したがって問題の目標と目的を異なる方法で分析する可能性があるというものである。したがって、精神的能力は実行機能に関連して特定することはできない。ハルフォードは、理解と問題解決の最も重要な要素を説明すると思われる、問題の処理要求を分析する別の方法を提案した。これは、特定の概念または問題を最小限かつ完全に定義する関係のネットワークを把握することである。^[17]

ハルフォードによれば、この理解は構造マッピングを通じて構築されます。構造マッピングとは、問題の与えられた条件を、すでに持っている表現またはメンタルモデルに変換することで問題に意味を与えるために人々が使用する類推的推論であり、これにより人々は問題を理解することができます。構築できる構造マッピングは、それらが関与する構造の関係の複雑さに依存します。構造の関係の複雑さは、構造に関与するエンティティの数または次元の数に依存します。タスクの処理負荷は、関係を理解するために同時に表現する必要がある次元の数に対応します。

たとえば、2 つのエンティティ間の比較 (「より大きい」、「より良い」など) を理解するには、2 つのエンティティとそれらの間の 1 つの関係を表現できなければなりません。推移的な関係を理解するには、少なくとも 3 つのエンティティ (オブジェクト A、B、C など) と 2 つの関係 (A は B よりも高い、C は B よりも低いなど) を表現できなければなりません。そうしないと、関係するすべてのエンティティ間の関係を明らかにする正しい順序でエンティティを頭の中で並べることができません。

ハルフォードは次元を4つのレベルに分類した。^[18]

1. 1 つ目は、単項関係または要素マッピングのレベルです。このレベルのマッピングは、単一の属性に基づいて構築されます。たとえば、リンゴのイメージは、リンゴに似ているため、この果物の有効な表現です。
2. 2 番目は、バイナリ関係またはリレーショナル マッピングのレベルです。このレベルでは、「より大きい」タイプの 2 次元概念を構築できます。したがって、特定の関係によって接続された 2 つの要素をこのレベルで考慮できます。
3. 次はシステム マッピングのレベルです。このレベルでは、3 つの要素または 2 つの関係を同時に考慮する必要があります。このレベルでは、3 項関係または 2 項演算を表現できます。このレベルで理解できる推移性の例は、すでに上で説明しました。「3 + ? = 8」や「4 ? 2 = 8」など、1 つの項が欠落している単純な算術問題を解く能力も、システム マッピングに依存します。欠落している要素または演算を指定するには、与えられた 3 つの既知の要因すべてを同時に考慮する必要があるためです。
4. 最終レベルでは、複数システムのマッピングを構築できます。このレベルでは、四元関係または二項演算間の関係を構築できます。たとえば、2 つの未知数の問題 (例: 2 ? 2 ? 4 = 4) や比例の問題を解決できます。つまり、このレベルでは 4 つの次元を一度に考慮できます。

構造マッピングの4つのレベルは、それぞれ1歳、3歳、5歳、10歳で達成可能と考えられており、ピアジェの認知発達理論では、それぞれ感覚運動段階、前操作段階、具体的操作段階、形式操作段階、またはケースの感覚運動段階、相互関係段階、次元段階、ベクトル段階に対応しています。^[要出典]

カート・W・フィッシャーは、ピアジェの認知発達段階の概念と、1960年代の認知心理学で説明された学習理論とスキル構築の概念を統合した理論を提唱した。^[19]

フィッシャーの認知発達段階の概念は、ケースのものと非常に似ています。つまり、彼は4つの主要な段階または層を説明していますが、これはケースの主要な段階とほぼ一致しています。各層での思考は、異なるタイプの表現で機能します。^[20]

1. 最初は反射の層で、これは生後 1 か月の間に構築される基本的な反射を構成します。
   • 単反射 - 3～4週間
   • マッピング - 7～8 週間
   • システム - 10～11週間
2. 次に、知覚と行動に作用する 感覚運動層です。
   • シングルアクション - 3～4か月
   • マッピング - 7～8 か月
   • システム - 11～13か月
3. 3 番目は、現実を記述する表現に基づいて動作する 表現層です。
   • 単独表現 - 2 年間
   • マッピング - 3.5～4.5歳
   • システム - 6～7歳
4. 4 番目は抽象層であり、2 番目の層の表現を統合する抽象化に対して動作します。
   • 単一抽象化 - 10～12 歳
   • マッピング - 14～16歳
   • システム - 18～20歳

ケースと同様に、フィッシャーは、各主要段階における発達は、構造的に同一の 4 つのレベルの同じシーケンスを循環すると主張しています。^{[引用が必要]}

1. 単一セットの最初のレベルでは、個人は、感覚運動セット、表象セット、または抽象セットなど、関係する層の 1 つの要素のみを含むスキルを構築できます。
2. マッピングのレベルでは、互いにマッピングまたは調整された 2 つの要素、つまり感覚運動マッピング、表現マッピング、または抽象マッピングを含むスキルを構築できます。
3. システムレベルでは、前のレベルの 2 つのマッピング、つまり感覚運動システム、表現システム、または抽象システムを統合するスキルを構築できます。
4. システム・オブ・システムのレベルでは、前のレベルの 2 つのシステム、つまり、感覚運動システム・オブ・システム、表現システム・オブ・システム、または抽象システム・オブ・システムを統合するスキルを構築できます。

しかし、フィッシャーの理論は、他の新ピアジェ派の理論とは多くの点で異なっている。その一つは、認知的変化を説明する方法である。フィッシャーは、情報処理の制約が発達に及ぼす影響を否定はしないものの、発達の原因として個人的要因よりも環境的・社会的要因を強調している。発達的変化を説明するために、彼はレフ・ヴィゴツキーの2つの古典的な概念、すなわち内在化と最近接発達領域を借用した。^[21]

内在化とは、子どもが観察や交流の成果を自分のものにする方法で再構築し、吸収できるようにするプロセスを指します。つまり、外的な異質なスキルや概念を、内的な不可欠なものに変換するプロセスです。

近接発達領域とは、どの年齢でも、子供の理解力や問題解決力の潜在能力は実際の理解力や問題解決力と同じではないというヴィゴツキーの考えです。潜在能力は常に実際の能力よりも大きいです。近接発達領域とは、実際の能力と潜在能力の間に存在する可能性の範囲を指します。構造化された相互作用 (足場) と内面化は、潜在能力 (理解力と問題解決力) を徐々に実際の能力 (概念とスキル) にするためのプロセスです。

フィッシャーは、ある領域から別の領域への異なる精神的スキルや機能の発達と機能の差異は、例外ではなく規則である可能性があると主張した。彼の意見では、これらの差異は、個人がさまざまな領域で持つ経験の差異と、さまざまな領域とやりとりする際に受けるサポートの差異に起因するものである。さらに、彼は、すべての領域に対する一種の天井として機能する個人の真のレベルは、その人の潜在能力のレベルであり、最大限の熟知と足場の条件下でのみ決定できると仮定した。^[22]

マイケル・コモンズはピアジェの発達理論を簡略化して強化し、階層的複雑性モデル(MHC)と呼ばれる、発達の普遍的パターンを調べる標準的な方法を提案しました。このモデルは、複数の領域にわたる推論タスクの難易度を単一の尺度で評価します。^{[引用が必要]}

MHC は、個人がタスクを完了する際の発達段階の非精神モデルです。階層的複雑性の 16 の順序と、それに対応する段階を指定します。このモデルでは、年齢による行動の変化を精神構造またはスキーマの発達に帰するのではなく、タスク行動のタスク シーケンスが階層を形成し、それが次第に複雑になるものと想定します。MHC は、タスクとパフォーマンスを切り離します。階層的複雑性の特定の順序のタスクにおける参加者のパフォーマンスが発達段階を表します。階層的にそれほど複雑でないタスクは、より複雑なタスクを習得する前に完了して練習する必要があるため、これは、たとえば、より階層的に複雑なタスクを遂行する個人のパフォーマンスに見られる発達の変化を説明します。

階層的複雑性の順序では、人は足し算をする前に数えなければなりません (サブタスク 1)。これには、前のタスク アクションを 1 つ習得するだけでよいことに注意してください。掛け算をする前に (サブタスク 2) 足し算をしなければなりません (サブタスク 3)。階層的複雑性の具体的な順序では、長い掛け算や分配法則と同様に、2 つの主要な順序である加算と主要な順序である掛け算を調整する必要があります。さらに、以前の段階の理論では、段階を評価する際に、単に反応を採点し、タスクや刺激を無視することで、刺激と反応を混同していました。^{[引用が必要]}

MHC には、高次のタスクが次の低次のタスクを調整するために満たすべき順序に関する 3 つの公理があります。公理とは、MHC がアクションを順序付けて階層を形成する方法を決定するために従うルールです。これらの公理は次のとおりです: ^{[引用が必要]}

1. 階層的複雑性のタスクアクションの次の下位にあるタスクの観点から定義されます。
2. 2 つ以上のそれほど複雑ではないアクションを編成する高次のタスク アクションとして定義されます。つまり、より複雑なアクションによって、それほど複雑ではないアクションを組み合わせる方法が指定されます。
3. 下位タスクアクションとして定義され、恣意的に実行する必要はありません。

これらの公理により、モデルの適用が、経験的および分析的要件を含む現実世界の要件を満たすことが可能になります。ピアジェ理論では、階層的な定義構造にもかかわらず、低次の複雑性アクションの任意の編成が可能であるため、異なる複雑性定式化のタスクの相互関係の機能的相関関係が明確に定義されません。さらに、このモデルは、他の新ピアジェ認知発達理論と一致しています。これらの理論によると、認知発達のより高い段階またはレベルへの進行は、処理効率と作業記憶容量の増加によって引き起こされます。つまり、高次の段階では、これらの情報処理機能に対する要求がますます高くなり、それらの出現順序は、次の年齢での情報処理の可能性を反映します。^{[引用が必要]}

ピアジェとコモンズの段階の概念には共通点がいくつかありますが、相違点も数多くあります。どちらにも次のような点が見られます。

1. 高次のアクションは低次のアクションに基づいて定義されます。これにより、関係の階層的性質が強制され、高次のタスクに低次のタスクが含まれるようになり、低次のアクションが高次のタスクの相対的な定義内に階層的に含まれることが要求されます。
2. より複雑性の高いアクションは、より低次のアクションを整理します。これにより、より強力になります。低次のアクションは、より複雑性の高いアクション、つまりより複雑なタスクによって整理されます。

コモンズらが追加したのは以下の通りである: ^{[23] [24] [25]}

1. より複雑な高次のアクションは、それらのより低次のアクションを恣意的でない方法で編成します。
2. タスクとパフォーマンスは分離されています。
3. すべてのタスクには階層的な複雑さの順序があります。
4. 階層的複雑さの順序のシーケンスは 1 つだけです。
5. したがって、理想的なタスクアクションには全体の構造があります。
6. 階層的複雑さの順序の間にはギャップがあります。
7. ステージは、階層的に最も複雑なタスクを解決します。
8. Raschスケールのパフォーマンス段階にはギャップがあります。
9. パフォーマンスステージはタスク領域ごとに異なります。
10. パフォーマンスのための全体の構造、つまり水平方向のデカールはありません。
11. それは発達段階における思考の矛盾ではありません。
12. デカラージュは通常の様相の状態です。
13. 初期の前操作と前操作の間には、ビッグスとビッグスに基づいてフィッシャーが提案した「文段階」が追加されました。^[要出典]

MHC の最も高い 5 つの段階は、ピアジェのモデルには表されていません。これらは、体系的、メタ体系的、パラダイム的、クロスパラダイム的、メタクロスパラダイム的段階です。支援なしで体系的段階 11 でパフォーマンスを発揮できる人は、わずか 20% 程度です。体系的段階より上の段階でパフォーマンスを発揮できる人は、さらに少なく (1.5%) なります。形式的段階を超えた段階では、より複雑な行動が多重システム モデルの特徴となります。^{[引用が必要]}

成人の中には、形式的な段階的行動に対する代替手段や見解を発達させる者もいると言われている。彼らは「より高次の」行動体系の中で形式的な行動を使用し、形式的な段階的行動の限界を超越する。いずれにせよ、これらはすべて、ピアジェのモデルが終結した形式的思考よりも複雑な推論形式を一部の成人が使用していることを主張し、収束する証拠を提示する理論である。しかし、これらの新しい革新は、正確にはポスト形式的思考と分類することはできない。^[要出典]

上記のモデルは、領域間の違い、発達における自己認識の役割、処理速度や認知制御などの処理効率の他の側面の役割について体系的に詳しく説明していません。アンドレアス・デメトリウが同僚とともに提唱した理論では、これらすべての要因が体系的に研究されています。^[要出典]

デメトリウの理論によれば、人間の心は3つの機能レベルに分かれている。1つ目は処理能力のレベルであり、情報に注意を向け、選択し、表現し、操作する能力の基礎となる情報処理メカニズムを伴う。他の2つのレベルは認識プロセスを伴うもので、1つは環境に向けられ、もう1つは自己に向けられている。^{[7] [29] [30]}このモデルは図1に図示されている。

精神機能は、どの瞬間においても、特定の年齢で利用可能な処理能力の制約の下で発生します。処理能力は、処理速度、処理の制御、および表現能力という 3 つの次元で指定されます。

処理速度とは、特定の精神行為を効率的に実行できる最大速度を指します。これは、物体を認識するのに必要な時間など、非常に単純なタスクに対する反応時間を基準として測定されます。

処理制御には、目標に集中し続けること、無関係な刺激に注意が奪われないようにすること、必要に応じて他の関連情報に焦点を適時に移すこと、無関係または時期尚早な反応を抑制することなどを可能にする実行機能が関係しており、これにより戦略的な行動計画を立てて維持することができます。2 つ以上の選択肢から選択しなければならない状況に対する反応時間は、処理制御の 1 つの尺度です。ストループ効果タスクは、処理制御の優れた尺度です。

表象能力とは、上で述べた精神力や作業記憶のさまざまな側面を指します。^[29]

環境指向レベルには、環境のさまざまな領域から得られる情報の表現と処理に特化した表現および理解のプロセスと機能が含まれます。このような環境指向システムは 6 つあります。^[要出典]

1. カテゴリシステムでは、類似点と相違点に基づいてオブジェクトや人物を分類できます。クラスの関係について相互に関連する概念の階層を形成することは、このシステムのドメインの一例です。たとえば、植物の一般的なクラスには果物と野菜のクラスが含まれ、果物と野菜のクラスにはリンゴやレタスなどのクラスが含まれます。
2. 定量的システムは、環境における定量的な変化と関係を扱います。数学的概念と演算は、このシステムのドメインの例です。
3. 因果システムは因果関係を扱います。試行錯誤や変数戦略の分離などの操作により、物や人の間の因果関係や、その結果生じる因果概念や帰属を解読できるのは、このシステムに属します。
4. 空間システムは、空間の方向と環境の想像上の表現を扱います。私たちの街の心の中の地図や、身近な人や物の心の中のイメージ、そして心の回転などの操作は、このシステムに属します。
5. 命題システムは、環境に関するステートメントまたは表現の真偽および有効性/無効性を扱います。含意(if ... then) や接続詞 (and ... and) などのさまざまな種類の論理関係がこのシステムに属します。
6. 社会システムは、社会的な関係や相互作用の理解を扱います。非言語コミュニケーションを監視するメカニズムや、社会的相互作用を操作するスキルは、このシステムに属します。このシステムには、人間関係において何が許容され、何が許容されないかを指定する一般的な道徳原則の理解も含まれます。

これらのシステムのドメイン特異性は、システムごとに精神プロセスが異なることを意味している。たとえば、量的システムにおける算術演算と空間システムにおける心の回転を比較してみよう。前者は思考者に数量を関連付けることを要求するが、後者は空間における物体の向きの変換を要求する。さらに、異なるシステムでは、その物体を表現したり操作したりするために異なる種類の記号が必要となる。これらの違いにより、上記のモデルが想定しているように、さまざまなシステムの概念と操作を、表現能力に課す精神的負荷において同一視することが困難になる。ケースはまた、概念と実行制御構造が、それらが関与する意味ネットワークのドメイン間で異なることを認識していた。 ^[15]ケースとデメトリウは、ドメインの分析を統一するために協力した。彼らは、デメトリウのドメインはケースの中心概念構造によって特定できると示唆した。^[31]

3 番目のレベルには、環境指向システムの監視、表現、および調整を目的とした機能とプロセスが含まれます。このレベルへの入力は、処理ポテンシャルと環境指向システムの機能から生じる情報、たとえば精神活動によって引き起こされる感覚、感情、概念です。このレベルを指し、それが心の他の 2 つのレベルに及ぼす影響を示すために、ハイパーコグニションという用語が使用されました。ハイパーコグニションには、作業ハイパーコグニションと長期ハイパーコグニションという 2 つの中心的な機能が含まれます。^{[引用が必要]}

機能的超認知は、精神的および行動的目標を設定し、達成されるまで追求する責任を負う強力な指令実行機能である。この機能には、人が次のことを可能にするプロセスが含まれる。(1)精神的および行動的目標を設定する。(2)その達成を計画する。(3)利用可能な潜在能力、知識、スキル、戦略と比較して各ステップの処理要求を評価する。(4)目標と比較して計画された活動を監視する。(5)達成された結果を評価する。これらのプロセスは、システムが最終目的からどれだけ離れているかをオンラインで評価して、目標とサブ目標が更新されるように再帰的に動作する。これらの調節機能は、現在の処理潜在能力を定義する心の現在の構造的制約の下で動作する。^{[30] [32]}最近の研究では、これらのプロセスは、処理潜在能力や、上記の専門化された思考領域で使用される一般的な推論プロセスとともに、一般的な知能に関与していることが示唆されている。^[33]

意識は超認知システムの不可欠な部分です。精神的な目標を設定し、その達成を計画し、目標と計画の両方に対する行動を監視し、実際の行動または精神的な行動を規制するプロセス自体には、記憶し、見直し、したがってそれ自体を認識することができるシステムが必要です。したがって、意識的な認識と、自己概念 (つまり、自分の精神的特性、機能、および精神状態に対する認識) や心の理論(つまり、他人の精神的機能と状態に対する認識) などのすべての結果的な機能は、システムの構築そのものの一部です。

実際、長期にわたるハイパーコグニションは、継続的に更新される精神機能のマップまたはモデルを徐々に構築します。これらのマップは、一般的に、上記の領域における認知プロセスの実際の組織を正確に表現したものです。^{[30] [33] [34]}必要に応じて、将来の問題解決と理解を導くために使用できます。いつでも最適なパフォーマンスを発揮できるかどうかは、領域に固有の実際の問題解決プロセスと、それらの表現との相互作用によって決まります。2つのレベルの心の相互作用により、行動の柔軟性が確保されます。自己志向のレベルでは、環境志向の代替表現と行動を表現する可能性が提供され、計画の可能性が提供されるためです。^{[30] [33]}

上記のプロセスはすべて、加齢とともに体系的に発達します。

処理速度は幼少期から中年期にかけて徐々に増加し、その後再び低下し始めます。たとえば、非常に単純な物体を認識するのに 6 歳で約 750 ミリ秒かかりますが、成人初期には約 450 ミリ秒しかかかりません。^{[引用が必要]}

処理制御と実行制御もより効率的になり、より複雑な情報に集中したり、より長い時間注意を向けたり、無関係な情報を除外しながら刺激と反応のスタックを交互に切り替えたりすることが可能になります。たとえば、矛盾する情報の中から特定の刺激を認識するのに、6歳では約2000ミリ秒かかりますが、成人初期では約750ミリ秒しかかかりません。^[35]

ワーキングメモリのすべての構成要素（実行機能、数値、音韻、視空間記憶など）は、年齢とともに増加する。^{[29] [35]}しかし、ワーキングメモリの正確な容量は、情報の性質によって大きく異なる。例えば、空間領域では、6歳での3単位から12歳での5単位まで変化する可能性がある。数学的思考の領域では、同じ年齢の期間で約2単位から約4単位まで変化する可能性がある。実行操作が必要な場合、容量は大幅に制限され、6歳での約1単位から12歳での約3単位まで変化する。Demetriouは、これらのデータを説明するために機能シフトモデルを提案した。^[34]

デメトリウのモデルは、あるレベルの精神単位が最大限の複雑さに達すると、心はこれらの単位をより高いレベルの表現または統合で再編成し、より扱いやすくする傾向があると仮定している。^[要出典]新しい精神単位を作成すると、その機能的利点のため、心は以前の単位よりもこの単位を使用することを好む。言語領域の例としては、単語から文への移行、量的領域の例としては、自然数から数値関係の代数的表現への移行が挙げられる。機能的シフトモデルは、ケース^[13]とハルフォード^{[17]によって説明された方法で、新しい単位がどのように作成され、段階の変化につながるかを説明する。}

専門領域は、一般的な傾向と各領域の典型的な特徴の両方の観点から、生涯を通じて発達します。誕生から中期青年期までの年齢範囲では、すべての領域で変化が速くなります。発達に伴い、各領域の思考はますます多くの表現を処理できるようになります。表現はますます相互に関連し、具体的なオブジェクトとの関係だけでなく、相互関係から意味を獲得します。その結果、各領域の概念は、よりローカルな概念を橋渡しし、より広く抽象的な新しい概念を作成するルールと一般原則を参照してますます定義されるようになります。各領域での理解と問題解決は、グローバルで統合度の低いものから、差別化されているがより統合された精神的な操作へと進化します。その結果、代替案からの計画と操作は、ますます人の機能の一部になり、問題解決プロセスを効率的に監視する能力も高まります。これにより、専門領域の全範囲にわたって認知機能と問題解決に柔軟性がもたらされます。^{[引用が必要]}

超認知システムでは、自己認識と自己制御、つまり自分の認知活動を制御する能力が、年齢とともに体系的に発達します。認知プロセスの自己認識はより正確になり、問題の外部的かつ表面的な特徴 (例: これは数字に関するもので、これは絵に関するもの) から、関連する認知プロセス (例: 1 つは加算が必要で、もう 1 つは心の回転が必要) に移行します。さらに、自己表現の発達により、

1. より多くの次元が関与し、ますます複雑な構造にうまく統合される。
2. 具体的なもの（例：私は速くて強い）から抽象的なもの（例：私はできる）へと連続的に移行し、次第に抽象的かつ柔軟になっていきます。
3. それらが指す実際の特性や能力に関してより正確になる（つまり、人は自分の認知的にどこが強く、どこが弱いかを知っている）。^[要出典]

各段階で得られる知識によって、達成できる自己制御の種類が決まります。したがって、自己制御はますます焦点が絞られ、洗練され、効率的で、戦略的なものになります。実際には、これは私たちの情報処理能力が、長期的な超認知マップと自己定義の先験的制御下に置かれることを意味します。^[32]中年期に入ると、知的発達は、環境の処理に指向されたシステム（空間推論や命題推論など）の優位性から、社会的支援や自己理解と管理（社会的理解）を必要とするシステムへと徐々に移行します。したがって、成熟した成人期への移行により、人は知的に強くなり、自分の強みをより自覚するようになります。^[36]

さまざまなプロセスの間には強い発達的関係があり、心の組織のどのレベルの変化も他のレベルの変化への道を開きます。具体的には、処理速度の変化は、処理のさまざまな制御形式の変化への道を開きます。これらは、今度はワーキングメモリ容量の向上への道を開き、それが続いて推論プロセスの発達への道を開き、領域固有のスキル、戦略、知識の再編成と新しいスキル、戦略、知識の獲得を通じてさまざまな専門領域の発達への道を開きます。^[35]

トップダウン効果もあります。つまり、含意（…ならば推論）や選言（…または推論）などの一般的な推論パターンは、メタ表現という超認知プロセスを通じてドメイン固有の推論パターンを相互にマッピングすることによって構築されます。メタ表現は、認知変化の主要なトップダウンメカニズムであり、精神的経験（過去または現在）間の類似点を探し、コード化し、類型化することで、理解と問題解決の効率を高めます。論理的には、メタ表現は、環境刺激の表現ではなく、精神的経験や操作に適用される類推推論です。たとえば、…ならばという文は、日常会話で何度も聞かれます。「あなたが良い子なら、おもちゃをあげます」「雨が降って外にいないと、あなたは濡れてしまいます」「ガラスが床に落ちたら、粉々に砕けます」などです。など。言語における「 if ... then」接続詞の順序は、ifで指定された出来事や物が常に最初に来て、それがthenで指定された出来事や物につながる状況と関連していることに子供が気付いたとき、その子供は実際に含意の推論スキーマを形成している。発達するにつれて、スキーマは実際の出来事やそれに関する会話を予測したり解釈したりするための推論フレームになる。^[7]

最近、すべてのシステムの発達は 4 つの再概念化サイクルで調整されていると示唆されています。これらは、エピソード表現 (生後 2 歳まで)、表現 (2～6 歳)、ルール ベースの概念 (6～11 歳)、および原則ベースの概念 (11～16 歳) のサイクルです。各サイクルは 2 つのフェーズで進化します。前半は新しいメンタル ユニットの生成フェーズ、後半はそれらの調整フェーズです。このシーケンスは、重複するサイクルでの処理速度と作業記憶の変化に関係しており、すべてのサイクルで、生成フェーズでは速度との関係が高く、調整フェーズでは WM との関係が高くなります。サイクルのメンタル表現とメンタル プロセスに関する抽象化、調整、自己認識によって、包括性と解像度が高まる表現で表現される新しいメンタル コンテンツが継続的に生成されるため、再概念化は自己推進的です。各サイクルは、サイクルの表現と基礎となる推論プロセスに関する洞察に至り、それが柔軟性が高まる実行プログラムに表現されます。この洞察に焦点を当てた学習は、再概念化の過程を加速させます。知的成長における個人差は、精神プロセスについての洞察を得る能力と、異なる専門領域（例えば、カテゴリ、量、空間認知など）との相互作用の両方に関連しています。^[37]

脳の研究によると、髄鞘形成、可塑性、ニューロンの結合性などの脳の一般的な側面は、処理速度や学習効率などの一般的な知能のいくつかの側面に関連していることがわかっています。 ^{[要出典]さらに、}実行制御や作業記憶など、すべての認知処理の中心となる機能を補助する脳領域があり、主に前頭葉と頭頂葉にあります。また、言語情報（脳の側頭葉）、空間情報（脳の頭頂葉）または量的情報（脳の頭頂葉）など、さまざまな種類の情報の表現に特化したニューラルネットワークも多数あります。^[7]

神経発達のいくつかの側面は認知発達に関連しています。例えば、神経軸索の髄鞘形成の増加は、軸索に沿った電気信号の伝達を漏洩から保護しますが、これは一般的な処理効率の変化に関連しています。これは今度はワーキングメモリの容量を高め、それによって認知発達の段階間の移行を促進します。^[31]

認知発達の段階内での変化は脳領域内の神経接続の改善と関連しているのに対し、段階間の移行は脳領域間の接続の改善と関連している。^{[38]小児期から青年期にかけての} 脳波の一貫性パターンは、上記の発達サイクルの時間枠とほぼ同じ成長期に発達する。^[要出典]

脳が情報を表現し、精神機能を脳ネットワークに割り当てる効率の変化（代謝活動や皮質の特殊化や刈り込みなど）は、主に各サイクルの初期段階で発生し、速度と知能の関係の増大と関連している（2～3歳、6～7歳、11～13歳）。概念を相互にマッピングし、それらを新しい概念にメタ表現することに関連する可能性のある接続性の変化は、各サイクルの第2段階で発生し、作業記憶と知能の関係の増大と関連している。^[39]

近年、複数の相互作用と変化のプロセスに潜む規則性を捉え、モデル化する可​​能性を秘めた理論や手法への関心が高まっています。動的システム理論もその1つです。Case ^[16]、Demetriou ^[29]、Fischer ^[26]を含む多くの理論家が、発達中の認知プロセス間の動的な関係を調査および研究するために動的システムモデリングを使用しました。

複数のプロセスが複雑に相互作用する場合、その動作は非体系的かつ予測不可能であるように見えることがよくあります。しかし、実際には、プロセスは体系的に相互接続されており、あるプロセスのある時点tの状態(たとえば、処理速度) が、次の時点t + 1 の別のプロセス (たとえば、作業記憶) の状態に影響し、それらが一緒になって、時点t + 2 の 3 番目のプロセス (たとえば、思考) の状態を決定し、それが時点t + 3 の他の 2 つのプロセスの状態に影響します。動的システム理論は、さまざまなプロセス間の動的関係を明らかにしてモデル化し、プロセス間のさまざまなタイプの相互作用から生じる開発の形態を特定できます。その目的は、表面上の無秩序または「カオス」の表面下に存在する秩序と体系性を説明することです。

ポール・ファン・ヘールトは、動的システム理論が認知発達の理解に有望であることを初めて示した人物である。^[40]ファン・ヘールトは、基本的な成長モデルはいわゆる「ロジスティック成長モデル」であると仮定した。これは、精神プロセスの発達がS字型の変化パターンに従うことを示唆している。つまり、最初は変化が非常に遅く、ほとんど気づかないが、ある時点を過ぎると変化が非常に急速に起こり、プロセスまたは能力が比較的短期間ではるかに高いレベルに急上昇する。最後に、このプロセスが最終状態に近づくと、変化は安定するまで減速する。

ポール・ファン・ヘールトによれば、ロジスティック成長は、現在のレベル、変化率、および検討中のプロセスの機能に利用可能なリソースに応じて到達可能なレベルの制限という 3 つのパラメータの関数です。^{[引用が必要]}

1. 最初のパラメータ (現在のレベル) は、プロセスがさらに発展する可能性を示します。当然、プロセスが最終状態から遠ざかるほど、変化の可能性は高くなります。
2. 2 番目のパラメータ (変化率) は、現在のレベルに適用される増加または乗算係数です。これは、環境からの変化の圧力、または改善に対する内部の動機や動機から生じる可能性があります。これは、引き出しのない貯蓄口座に適用される金利のように機能します。つまり、これは、能力が最終状態に近づくために変化する速度を示す係数です。
3. 3 番目のパラメータ (制限) は、開発に使用できるリソースを指します。たとえば、使用可能な作業メモリは、任意のドメインに属する可能性のある認知プロセスの開発のためのリソースです。

教育心理学者は、この分野を学生の発達の研究にも広げてきました。この分野の重要な理論家には、アーサー・W・チッケリングやウィリアム・G・ペリーなどがいます。

アーサー・W・チッケリングは、学生が学びたいのは将来の仕事や人生で成功するためだと教えた。認知能力と批判的思考力を養うことは、学生の成功を準備する上で重要である。自信と能力をもたらす方法は、彼らが行うすべての行動に目的を持ち、何が彼らの動機となるかを考えることである。^[41]

パスクアル=レオーネ、ケース、ハルフォードは、ピアジェの段階とサブステージの順序に沿って発達を説明しようと試みた。パスクアル=レオーネは、この順序を、1 から 7 の精神単位に至る精神力の発達の単一の線に並べた。ケースは、4 つの主要段階のそれぞれに異なる種類の精神構造が関係していると示唆し、各主要段階内の複雑さの連続レベルまたはサブステージの精神負荷を指定した。ケースは、実行制御構造の各レベル内に、関係する概念と意味関係に関して互いに異なる、異なる中心概念構造がある可能性があると述べた。ハルフォードは、各主要段階に典型的な精神構造の認知負荷を指定しようとした。フィッシャーは、段階的な構成を構築する際のスキル構築プロセスの重要性を強調し、スキル構築における環境と社会的支援の役割を強調した。コモンズは、各領域に固有の概念と操作の特殊性に明示的に言及しながら、認知発達の連続レベルの説明を提供した。デメトリウは、処理速度と処理制御という概念を理論に統合し、機能シフト モデルを策定しました。これは、能力開発の根底にある共通次元というパスクアル レオーネの考えと、この次元に沿って発達が進むにつれて精神構造が質的に変化するという考え方を統合したものです。動的システム理論は、発達階層が構築されるときに、さまざまなプロセスが動的にどのように相互作用するかをモデル化できます。

流動性知能、つまり学習、問題解決、新奇性の扱いの基礎となる一般的なメカニズムは、これらの発達過程に依存していると示唆されています。 ^{[42] [43]これらのメカニズムの変化は、年齢を重ねるにつれて理解力や}問題解決の質が変化するのを、かなりの程度まで説明できるようです。

知能の包括的な定義は次のようになります。精神的に効率的であるほど（つまり、目標に向かってより速く、より集中して取り組むほど）、有能であるほど（つまり、特定の瞬間により多くの情報を心に留めておくことができるほど）、先見の明があるほど（つまり、目標を明確に指定し、それを達成するための計画を立てることができるほど）、柔軟性があるほど（つまり、すでに持っている概念や精神活動により多くのバリエーションを導入できるほど）、その人はより知能が高いと言えます（他の個人との比較においても、一般的な発達階層に関しても）。^{[出典が必要]}

個人間のIQや発達速度の違いは、新ピアジェ理論でモデル化されているすべてのプロセスの違いから加法的に生じます。したがって、新ピアジェ理論は、人間の心の専門領域の重要性を認識している点で、アーサー・ジェンセン[ ^{43]の一般知能理論とは異なりますが、ジェンセンの理論では、この重要性は過小評価されています。 [要出典]}一方、一般プロセスの役割を認識し、専門能力がそれによってどのように制約されるかを示す点で、新ピアジェ理論は、共通プロセスの働きを過小評価しているハワード・ガードナーの多重知能理論^{[44]とは異なります。 [要出典]}

教育と認知発達心理学は、いくつかの重要な仮定に収束します。まず、認知発達心理学は、発達の連続的な段階における人間の認知能力を定義します。つまり、異なる年齢で世界のどのような側面を理解できるか、どのような概念を構築できるか、どのような種類の問題を解決できるかを指定します。教育の目的は、生徒が異なる年齢での理解力と問題解決能力と互換性のある知識を習得し、スキルを身に付けるのを支援することです。したがって、発達の順序における生徒のレベルを知ることは、生徒が吸収できる知識の種類とレベルに関する情報を提供し、次に、異なる学年で教える科目を整理するための枠組みとして使用できます。これが、ピアジェの認知発達理論が教育、特に数学と科学教育に大きな影響を与えた理由です。^{[引用が必要]}

60 年代と 70 年代には、ピアジェの考えを教室で実践するように学校のカリキュラムが設計されました。たとえば、数学では、数学的理解の段階的な順序に基づいて指導する必要があります。したがって、幼稚園と小学校低学年では、概念がまだ不安定で調整されていないため、数の概念の構築に重点を置いた指導が必要です。小学校高学年では、具体的な操作的思考がこれに対する精神的背景を提供するため、数の演算を習得する必要があります。思春期には、数と代数の関係を教えることができます。正式な操作的思考により、抽象的で多次元の概念を概念化および操作できるためです。科学の指導では、小学校低学年では、自然界の特性について子供たちに理解させ、小学校高学年では、子供たちに探究を実践させ、空間、面積、時間、重量、体積などの基本概念を習得させ、思春期には、仮説検定、制御された実験、エネルギー、慣性などの抽象的な概念を教えることができます。^[45]

認知発達に関する新ピアジェ理論は、上記の懸念に加えて、概念とスキルの指導順序付けは、年齢段階を特徴付ける処理能力と作業記憶能力を考慮しなければならないと示唆している。言い換えれば、どの分野においても、時間経過に伴うカリキュラムの全体構造は、上記で要約したすべての理論によって規定される生徒の発達的処理能力と表現能力を反映しなければならない。これは、特定の年齢で教えられる概念の理解に利用可能な能力以上のものが必要な場合、生徒は必要な関係を解明できないため、必要である。^[46]実際、デメトリウは、処理速度と作業記憶が学業成績の優れた予測因子であることを示した。^[47]

効果的な教授法は、生徒が理解の低いレベルから高いレベルへ移行したり、効率の悪いスキルを捨てて効率の良いスキルを習得できるようにする必要があります。したがって、変化のメカニズムに関する知識は、教科と年齢の両方に適した指導介入を設計するための基礎として使用できます。過去と現在の知識の比較、問題の代替解決策に対する実際の行動または精神的な行動の反映、新しい概念または解決策をシンボルにタグ付けして、それらを思い出して精神的に操作できるようにするなど、認知発達のメカニズムを使用して学習を促進する方法のほんの一例です。^[13]たとえば、メタ表現をサポートし、ドメイン固有の処理から一般的な推論パターンが出現するようにするには、特定のドメイン固有の学習から抽象化できるものについて、生徒の意識を継続的に高める指導が必要です。生徒は、内容の違いを超える根本的な関係と、それらを処理するために使用される精神的プロセスそのものに気づくように導かれる必要があります（たとえば、暗示などの特定の推論スキーマが異なるドメインでどのように機能するかについて詳しく説明します）。^{[47] [48]}

認知発達の心理学は、認知プロセスと能力の構成、その変化率、変化のメカニズムにおける個人差に関係しています。個人内および個人間の差異の根底にある原理は、同じ生徒が異なる領域で同じように優れた学習者ではない理由や、同じ教室の異なる生徒が同じ教材に対して異なる反応を示す理由を明らかにするため、教育上有用です。

認知発達のさまざまな側面に関する個人差を特定することは、才能のある生徒に焦点を当てたり、補習的な性質を持つ個別指導プログラムを開発するための基礎となる可能性があります。^{[47] [49]}

• 学生の発達理論
• アネット・カーミロフ・スミス
• エスター・セレン
• ジョン・H・フラベル
• レス・グリーンバーグ
• ルーベン・フォイアシュタイン
• ヴィットリオ・グイダーノ

• マスコロ、マイケル F. (2015)。「認知発達に関する新ピアジェ理論」。国際社会行動科学百科事典(第 2 版)。アムステルダム、ボストン:エルゼビア。pp . 501–510。doi :10.1016/ B978-0-08-097086-8.23097-3。ISBN 9780080970868. OCLC  892581061.