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中小学生该学一些什么
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小学生年纪大约7到13岁，处于皮亚杰认知发展理论所界定的具体运算阶段。该阶段的特点在于小学生能够借助符号来进行思维。而中学生年纪大约13岁至19岁，处于皮亚杰认知发展理论的形式运算阶段[1]。这一阶段的特点在于儿童能够进行抽象思维，思维的灵活性更大了。
当然皮亚杰只是针对一般智力水平的儿童进行的阶段划分。通俗地说，就是智商在100左右的学生群体具备这样的一个统计规律。如果是智力超常的儿童，则会明显表现出超前的状况。另外也有学者的研究指出，在特殊的教育环境中，也有可能会对皮亚杰的理论有所突破[2]。
随着对这一课题的不断深入探讨，人们发现实际的情况也许比这更加复杂一些。例如在亚洲属于儒家文化圈的国家中，家长对子女中小学教育的一种近乎偏执的重视情况来看，反映出大多数人觉得在这一阶段基础知识学习以及良好成长环境的重要性。这种重视基础知识学习而忽视学生能力培养的现状，又一直受到广泛的批评。目前还不清楚这种学生成长的方式是否会导致学生的生理成长受到伤害，但中国学生的近视率高也是一个事实。
至于这种教育教学的方式是否会影响到杰出人才的成长，也似乎没有足够的数据。例如东亚地区确实没有出现伽利略、牛顿、爱因斯坦、达尔文等杰出人才。但是从最近几年，日本的科学家以及英美的华裔科学家频繁获得诺贝尔奖的情况来看，似乎又能够说明儒家文化氛围中的这种教育教学方式对于促进杰出人才的成长还是很有效的。
这种重视基础知识传授的方式也开始引起了一些政界人士的注意。比如美国奥巴马总统在上任之初，就提出美国基础教育的改革应该向东亚的一些国家学习。
这就给我们提出了一个问题，我们的中小学生究竟应该学些什么才是比较合适的？
从神经网络的层次来对皮亚杰的儿童认知发展阶段进行解释和分析[3]，可以让我们对这一问题有更清楚的认识。
图1 生理生长阶段认知发展的特点
从图1中看出，对应小学生认知发展的时期为具体运算期。其具备的特点在于大脑神经元数量和认知模式在迅速增长。认知模式的增加，意味着儿童对外部世界的认知开始不断丰富起来。说明小学阶段的学习任务主要还是促进学生认知模式的增加方面，适当记忆一些材料是有助于促进认知模式增长的。在小学阶段比较适合于学习诸各种知识性的内容，如语言、地理知识、各种自然现象知识等。这一时期应尽量避免学习一些需要很强的抽象思维能力的内容。
这一阶段神经网络的学习复杂性在迅速增加，这意味着儿童具备了在某些方面发展的潜力。但是从图中可以看到这一阶段小学生的认知深度增加的速度就要缓慢多了。造成这一现象的原因在于能量供应的不足，导致儿童的进一步思考能力还不强。比如让小学生脱离实际的事物和符号，思维的逻辑性就差一些了。但小学生还是可以借助符号来描述外界的事物、进行逻辑推理并解决很多数学问题的。
当然知识的积累也可以在一定程度上增加认知深度，但效果应该不太明显。因此在小学阶段的主要任务还是尽可能地促进小学生神经网络系统的发展，提供更加丰富的信息刺激，满足神经元系统的顺利成长。值得注意的是，从图中还可以看出，由于这一时期，神经网络的计算复杂性快速增长，儿童的认知深度发展还是有潜力的。通过合理的教育方式，应该可以为儿童今后的认知发展打下一定良好的基础。
进入中学以后，中学生在生理上逐渐趋于成熟，反映认知水平的很多参数都开始达到一个最大值。比如大脑中的神经元数量、认知模式等。
认知模式逐渐达到最大值，意味着在这一时期，中学生的发展方向是多样化的，中学阶段也是一个确定今后人生发展方向的重要阶段。但是这一时期认知模式增长速度减慢直至停止，也意味着，中学生的学习应该逐渐避免那些需要大量记忆的内容。
这一时期大脑神经网络学习复杂性迅速增加，并达到最大值，意味着中学生的可塑性最强，具有最大的发展潜力。这时候可以给中学生提供很多需要空间和抽象思维能力的问题，尤其是数学和物理等方面的内容。同时提供中学生进行科学研究的机会。
不过我们也应该看到，在这一时期，虽然中学生的认知深度开始迅速增加，但是相对于后面的各个时期，这一认知深度还是不够的。这说明中学生虽然具备了抽象思维的能力，但是思维的深度还不够。
因此中学生的主要任务还是学习，增长知识。如果中学生的知识积累越充分，对其以后的认知深度成长会越有帮助。
当然知识总是承前启后的。比如中学时候学习的微积分等知识可以为今后学习更深入的数学知识打下基础。而相信文学方面知识的积累对于今后解决更复杂的数学问题帮助就不会那么明显。因此，同小学生相比，在尽可能接触所有人类文明成果的同时，中学生的知识积累还是应该逐渐朝着某些特定的方向发展。
表1 中小学各阶段的认知特点以及适合于学习的内容
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阶段 |
特点 |
适合学习内容 |
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小学 |
具体运算期。大脑神经元数量和认知模式迅速增长。神经网络的学习复杂性迅速增加，小学生的认知深度增加速度缓慢，但认知深度发展有潜力 |
适当记忆一些材料。适合于学习各种知识性的内容，如语言、地理知识、各种自然现象知识等。尽量避免学习需要很强的抽象思维能力的内容。可以进行逻辑推理并解决很多数学问题。提供更加丰富的信息刺激，满足神经元系统的顺利成长。通过合理的教育方式，为儿童今后的认知发展打下一定良好的基础。 |
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中学 |
生理上逐渐趋于成熟，反映认知水平的很多参数都开始达到一个最大值。认知模式增长速度减慢直至停止， 大脑神经网络学习复杂性迅速增加，并达到最大值， 中学生的认知深度开始迅速增加，但是认知深度还不够。 |
确定今后人生发展方向。逐渐避免学习那些需要大量记忆的内容。解决数学和物理等需要空间和抽象思维能力的问题。提供进行科学研究的机会。 主要任务还是学习，增长知识。中学生的知识积累逐渐朝着某些特定的方向发展。 |
[1] PIAGET J. Piaget's theory [J]. Carmichael's manual of child psychology, 1970, 1:703-32.
[2] 何克抗. 时代网络呼唤教育理论创新 (上)——对皮亚杰 (J· Piaget)“儿童认知发展阶段论”的质疑 [J]. 电化教育研究, 2002, 010): 7-15.
[3] 程智. 基于神经网络理论的认知发展模型的构建及其在教师专业发展中的应用 [M]. 中国科技论文在线,http://www.paper.edu.cn/index.php/default/releasepaper/downPaper/201006-43/1. 2010,6.
https://blog.sciencenet.cn/blog-361477-356457.html
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