התפתחות קוגניטיבית

התפתחות קוגניטיבית היא העלייה ביכולתו של האדם לחשוב, לשקול, להבין ולפתור בעיות עם העלייה בגיל.
שלבי ההתפתחות הקוגניטיבית נקבעים על ידי התורשה ועל ידי הסביבה, אשר כוללת בין היתר את תנאי ההתפתחות והגירויים עד גיל הבגרות, כמו גם את התרבות שבה גדל הילד. 
ההתפתחות הקוגניטיבית היא חלק מההתפתחות הכללית של האדם. היא כוללת בין היתר גם את ההתפתחות הלשונית ותהליכי רכישת שפה, משום שהם חלק בלתי נפרד מתהליכי עיבוד מידע ומההתפתחות השכלית. במקביל אליה מתרחשות גם התפתחות מוסרית והתפתחות חברתית.
בפסיכולוגיה, ההתפתחות הקוגניטיבית משתייכת לפסיכולוגיה התפתחותית ולפסיכולוגיה הקוגניטיבית. הפן הקוגניטיבי של הפסיכולוגיה ההתפתחותית עוסק בהתפתחות האינטליגנציה ובהתפתחותם של תהליכי עיבוד מידע שונים כמו תפיסה, זיכרון, למידה וחשיבה. התפתחות קוגניטיבית ניתנת לביטוי גם בהוראה, שהיא יכולת קוגניטיבית טבעית המאפשרת לנו להיות בני אנוש. באמצעות חקר יסודות ההוראה ניתן למנות מספר נקודות בסיסיות המהוות אבני בניין בהתפתחותה של הקוגניציה האנושית. אך חקר הלמידה המהווה תמונת הראי של ההוראה, נתפסת כאזור קשה ליישום מחקר קוגניטיבי, מתוך הקושי להגדיר למידה, איתורה והבנת התנאים אשר בהם היא מתקיימת. עם זאת יש להכיר כי להוראה יש משקל מהותי בשימור הידע והחדשנות המתרחשת באופן תדיר בחברה האנושית, באמצעות הבנת כלי ההוראה והשפעתו על ההתפתחות הקוגניטיבית, יהיה השפעה מיטבית על דרך הלמידה ואופן יישומה.

התפתחות הזיכרון וקיבולת החשיבה

לזיכרון חשיבות מכרעת כמעט לכל פעילות קוגניטיבית והוא הכרחי ליכולת ההשרדות. 
מסיבה זו לזיכרון השפעה רבה על ההתפתחות הקוגניטיבית.
פעולת החשיבה מתבססת על זיכרון העבודה. הוא מאפשר ביצוע של פעולות מנטליות משום שבו מתבצע תהליך העיבוד בין מידע חדש שנקלט בזיכרון החושי לבין מידע קודם שניתן לשלוף מהזיכרון לטווח ארוך. אך להבדיל מהזיכרון החושי והזיכרון לטווח ארוך, לזיכרון העבודה יש קיבולת מוגבלת המקשה על עיבוד כמות גדולה של פרטי מידע בו זמנית ופתרון של בעיות מורכבות.
עד גיל שלוש קיבולת זיכרון העבודה מאפשרת לפעוט לעבד כשתי יחידות מידע בו זמנית בלבד.
הקושי לחשוב על מספר דברים בו זמנית מסביר את תופעת המירכוז בקרב ילדי גן, אשר נוטים להתרכז בפיסת מידע אחת בלבד בכל פרק זמן משום שהם מתקשים בחשיבה רב ממדית.
עם זאת במהלך הילדות קיבולת החשיבה מתפתחת בהדרגה עם הגיל ומגיעה בבגרות לכשבעה פריטים.
המספר הקסום שבע, פלוס או מינוס שתיים הוא מונח המתאר תופעה זו. 
ההתפתחות של קיבולת החשיבה מסבירה את התמורות ביכולתו של הילד לפתור בעיות.
מחקרים מוכיחים כי אימון יכול לשפר קישורים קוגניטיביים ולכן המוח זקוק לאימון על מנת לשמור על יכולות קוגניטיביות.

שיפור השימוש בזיכרון

כאמור, הקיבולת של זיכרון העבודה אומנם עולה עם הגיל, אך היא נעצרת בשלב מסוים ולא ממשיכה להתפתח. 
לכן, לצורך עיבוד בו זמני של פרטי מידע רבים, עולה הצורך של המערכת הקוגניטיבית להתגבר על מגבלת הקיבולת של זיכרון העבודה. היא עושה זאת על ידי "קיבוץ" של מספר פריטים ליחידת משמעות אחת המכונה "גוש" (chunk).
בעוד שכמות הגושים שניתן להכיל בזיכרון העבודה הוא מוגבל, לא קיימת הגבלה על כמות הפריטים שניתן להכיל בכל גוש וגודלו של הגוש אינו מפחית את קבלות הזיכרון.
כך ניתן לארגן פריטים רבים במספר קטן של יחידות משמעות.
תהליך השינון הופך את מגבלת הזמן של הזיכרון לטווח קצר לגמישה יותר בכך שהוא מאפשר שימור של המידע למשך זמן ארוך יותר על ידי שימור רמת האקטיבציה הגבוהה של הפריטים המשוננים. עם זאת, השינון יכול לעכב את הדעיכה רק במשך החזרה על הפריטים, כך שבתום החזרתיות הזיכרון יתפוגג שוב. עם זאת, ככל שמידע מסוים עובר שינון למשך זמן ארוך יותר, כך גדל הסיכוי שהוא יצליח לעבור לזיכרון לטווח הארוך וכך ישמר ללא צורך בשינון נוסף.
מיומנויות חשיבה שונות מיועדות לאפשר ניצול יעיל כלל הניתן של זיכרון העבודה.
לדוגמה: ניתן לפתור בעיות מורכבות על ידי פרוקן לבעיות משנה, כך שניתן לטפל בכל אחת מהן בנפרד ולצרפן ליצירת הפתרון השלם.

התפתחות יכולת הסקת המסקנות

היכולת של הסקת מסקנות מתפתחת עם הגיל.
טרנזיטיביות - היסק טרנזיטיבי מאפשר לדעת שא' גדול מג', אם א' גדול מב' וב' גדול מג'. הבנה מסוימת של טרנזיטיביות מופגנת כבר בגיל ארבע שנים, אבל תובענותו הקוגניטיבית של המושג אינה מאפשרת לילד להבינו אל נכון כל עוד משאביו הקוגניטיביים בכלל ומשאבי זיכרון העבודה בפרט, מוגבלים.

התפתחות יכולת המיון והסיווג

יכולת המיון על פי קריטריון אחד מגיעה בשלב מאוחר יחסית, בגיל שלוש או ארבע.
כאשר מתבקשים ילדים לסדר עצמים בערימה לפי גדליהם, אין הם מסדרים אותם אחד אחרי השני, אלא בערבוביה. אם נוצרת ערימה המקיימת את כללי הסדר, הם מרוצים ואם לאו, הם מתחילים בתהליך של תיקונים. מובן שסיכויי הצלחתם נמוכים אם מדובר במספר גדול של עצמים.
היכולת למיין על פי מספר קריטריונים מצריכה בין היתר את השימוש בזיכרון העבודה. עם זאת הקיבולת של זיכרון העבודה מתפתחת לאורך הילדות והיא מצומצמת מאוד בשנים הראשונות.
הדבר בא לידי ביטוי בקושי של ילדים צעירים למיין חפצים על פי שני קריטריונים בעת ובעונה אחת. כמו למשל, להפריד בין מלבנים אדומים, מלבנים צהובים ומשולשים צהובים.
בעוד שילדי גן אינם מסוגלים למיין על פי יותר מממד אחד, הילד המבוגר יותר כבר מסוגל לעשות זאת, אך עד גיל 8 יכולתו עדיין לוקה. הוא ממיין תחילה על פי הממד הראשון ואחר כך עורך תת-מיון על פי הממד השני, זאת בניגוד למיון הכפול המיידי שיירכש בהמשך.
כאשר יציגו לילד קבוצה של ארבעה תפוזים ושני תפוחים, וישאלו אותו האם ישנם יותר תפוזים או יותר פירות ("שאלת הכללה בסוג"), הוא ישיב שישנם יותר פירות רק החל מגיל 7. עד אז הילד מתקשה לתפוס היררכיה בסיווג, המאפשרת לעצם אחד להשתייך לקבוצתו ולקבוצת האב שלו בעת ובעונה אחת. עם זאת, עד גילאים מאוחרים (כיתה ד' - ה') ההבחנה לא תהיה שלמה והילד יתקשה להשתמש בה בצורה מוכללת ומופשטת.

התפתחות יכולת הלמידה

צורת הלמידה הפשוטה ביותר, למידת התרגלות (הביטואציה), שכיחה בתינוקות מגיל צעיר ביותר, ומהווה בסיס למחקרים רבים בפסיכולוגיה ההתפתחותית. למידה מסוג זה מאופיינת בכך שהתינוק (או האורגניזם הצעיר) מתרגל לגירוי לאחר שהוא נמשך זמן מה, ומפסיק להגיב אליו כאל גירוי חדש. 
נראה שלימוד התניה קלאסית אפשרי בגיל שלושה חודשים, ואילו לימוד התניה אופרנטית אפשרי כבר מרגע הלידה. במחקרים הצליחו חוקרים לגרום לתינוקות למצוץ אצבע בעוצמה רבה יותר, כדי לשמוע את קול אימם. יש הרואים את התפתחותו של התינוק כתהליך של עיצוב באמצעות התניות, אולם בעשורים האחרונים השקפות ביהוויוריסטיות כאלו אינן זוכות לתמיכה רבה. 
את הלימוד באמצעות חיקוי מחלקים לכמה שלבים. בתחילה מסוגל הילד לחקות רק פעולה שהוא עצמו ביצע (ילד מחקה מבוגר שחוזר על פעולה של הילד. זהו שלב התגובות הראשוניות בתאוריית ההתפתחות בשלבים). בשלב השני (שבו מתחיל חיקוי ראשוני של מילים) ובעיקר בשלב השלישי יכולת החיקוי משתפרת בהרבה, אך עדיין נדרש מעקב מתמיד אחר הדמות שאותה מחקים ותשומת לב לביצוע החיקוי. בשלב הרביעי יכולת החיקוי מפותחת ממש. חיקוי הבעות פנים אפשרי החל מגיל זה, שכן הילד יכול לחקות מבלי לראות בעצמו את האופן שבו הוא מבצע את החיקוי.
הלמידה קשורה קשר הדוק למושג המוכנות. למידה אפשרית, כאשר יש מוכנות טבעית לקבל אותה.

חשיבות הסקרנות

הסקרנות היא היבט חשוב של ההתפתחות הקוגניטיבית של ילדים.
הסקרנות מתחילה כמצב תודעתי של רעב לידע המעורר את הצורך לחקור ומתגבשת בהדרגה לבגרות אינטלקטואלית.
בגיל הרך הפעוטות חוקרים את סביבתם הפיזית והאנושית מכוח הסקרנות ומיצר הפעילות הטבועים בהם. ככל שההתנהגות הזאת מביאה להם סיפוק רב יותר כך גוברת נכונותם להתנסות בניסיונות נוספים. במובן הזה ההתנהגות החקרנית מחזקת את עצמה.

חשיבות המשחק

למשחק תרומה חשובה ביותר להתפתחותו הקוגניטיבית של הילד. 
באופן כללי המשחק יכול להציב אתגרים מחשבתיים עבור הילד. ההתמודדות מול האתגרים הללו מעודדת אותו לשפר את יכולתו הקוגניטיבית ולהפעיל יצירתיות בפתרון הבעיות שהם מעלים.
ההתפתחות האינטלקטואלית של הילד עלולה להתעכב או להיעצר בהיעדר הזדמנויות לעסוק בשעשוע ומשחק, משום שפעילויות אלו מסייעות לילד לתרגל את תהליכי החשיבה שלו.
משחק חשיבה הוא משחק שבו יכולתו האינטלקטואלית של השחקן היא אשר מכריעה את הכף. משחק אסטרטגיה מעודד יצירה של תוכנית פעולה.

התפתחות בגיל הגן

קושי נוסף העומד בפניהם הוא הבחנה בין מציאות לבין מראית עין. ילד בגיל 3 - 4 לא יבין, למשל, שבעל חיים שהוצמדה לפניו מסכה נותר אותו בעל חיים.
ילדים מתקשים להבין שנקודת מבטו של האחר שונה משלהם, בעיקר אם מדובר בהקשר מורכב. גם אין הם מסוגלים לתת סיבות של ממש לתופעות. ילד צפוי לחשוב שהירח נצפה בכל מקום משום שהוא גורם לו לזוז על ידי הליכתו שלו.
בשלבים יותר מאוחרים משתפרת היכולת להבנת סיבה. בתחילה ינמק הילד התרחשויות בטבע בקיומם של כוחות על טבעיים ואחר כך בשל סיבות בטבע עצמו.
עם זאת, במערכות פשוטות מסוגלים גם ילדי גן להבין ולנמק סיבתיות היטב.

תאוריות התפתחותיות

בתיאור ההתפתחות בשלב הינקות מקובלת תאוריית ההתפתחות הקוגניטיבית של ז'אן פיאז'ה, אף שיש החולקים על תאוריה זו. רוב הביקורת היא על שהתהליכים המתוארים בתאוריה מתרחשים בגיל מוקדם יותר מזה שבו טען פיאז'ה שהם מתרחשים. חקר ההתפתחות הקוגניטיבית בגילאי הינקות גם עוסק ברכישת שפה. 
פיגום הוא מושג המתאר סיוע המושט כדי לקדם ילד קוגניטיבית ובהתאם לרמתו. מתברר ש"פיגום" יכול להינתן גם על ידי ילדים אחרים, בעיקר אם הם בעלי מיומנויות קוגניטיביות גבוהות יותר. עם זאת, ייתכן שילדים המשמשים כמורים לחבריהם ישגו כאשר ישימו דגש רב מדי על התוצאה ופחות על הדרכים להגעה אליה. 
ז'אן פיאז'ה ולב ויגוצקי השתמשו שניהם במושג ה"פיגום", אך פיאז'ה הדגיש יותר את משמעותו בלמידה הנעזרת בקבוצת השווים עצמה.

הערכת התפתחות

משחק מעניין שיכול לאמוד את התקדמותו הקוגניטיבית של הילד הוא משחק שבו עליו לנחש באמצעות מספר מוגבל של שאלות (שייענו בחיוב או בשלילה) מהו האובייקט שעליו חושב המבוגר. ילד קטן יבזבז את כל שאלותיו על שאלות ישירות: "האם זה חתול?", "האם זה שולחן?". ככל שהילד ייגדל שאלותיו יהפכו למופשטות יותר, מבוססות על עקרונות סיווג, ויאפשרו לו להשיג באמצעותן יותר מידע ("האם זה בעל חיים?", "האם זה בצבע אדום?").