兒童的認(rèn)識(shí)發(fā)展，在皮亞杰看來(lái)，并不是數(shù)量的簡(jiǎn)單累加過(guò)程，而是認(rèn)知結(jié)構(gòu)的發(fā)展由量變到質(zhì)變的過(guò)程，不同性質(zhì)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)成了認(rèn)知發(fā)展的不同水平。皮亞杰根據(jù)兒童從出生到青年時(shí)期“運(yùn)算”的特點(diǎn)，將兒童認(rèn)知發(fā)展劃分為四個(gè)階段：
（一）感知運(yùn)動(dòng)階段（從出生到2歲左右）
這一階段認(rèn)知活動(dòng)以感知和運(yùn)動(dòng)反射為主要形式，且依賴于眼前的事物，不能應(yīng)用心理表象從事智力活動(dòng)。雖然這一階段的認(rèn)知“是以知覺和運(yùn)動(dòng)為其惟一的工具，它既不能進(jìn)行再現(xiàn)，也不能從事思維”，但是“它已構(gòu)成了行為的圖式，用作以后建立運(yùn)算結(jié)構(gòu)與概念結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)”。這個(gè)階段的末期，兒童已開始具有應(yīng)用心理表象的能力，盡管這種能力還不十分完備。
（二）前運(yùn)算階段（大約從2歲到7歲）
這一階段盡管兒童的思維有了質(zhì)的飛躍，他們不像前一階段依靠實(shí)際動(dòng)作對(duì)當(dāng)前感知的事物進(jìn)行思維，而是隨著符號(hào)功能的建立，“能夠通過(guò)符號(hào)或分化符號(hào)的媒介來(lái)引起當(dāng)時(shí)感知不到的對(duì)象功事物，從而使它們?cè)佻F(xiàn)出來(lái)”。即憑借心理符號(hào)替代外界事物而進(jìn)行表象性思維，進(jìn)行各種象征性活動(dòng)或游戲。不過(guò)，這些表象都具有自我中心性質(zhì)，符號(hào)表征還未達(dá)到系統(tǒng)和邏輯的水平，還不能從事物的變化中把握事物概念的守恒性和可逆性。故這一階段的認(rèn)知仍屬前運(yùn)算性質(zhì)。
（三）具體運(yùn)算階段（大約從7歲到12歲）
這一階段，兒童已經(jīng)能夠在頭腦中從一個(gè)概念的具體變化中抓住實(shí)質(zhì)性的東西，動(dòng)作不僅是內(nèi)在的同時(shí)也是可逆的，達(dá)到了守恒的水平。兒童已可以進(jìn)行初步的邏輯思維即通過(guò)逆反性和互反性兩種可逆性使運(yùn)算圖式達(dá)到守恒。由于運(yùn)算守恒的出現(xiàn)，兒童已具備初步的邏輯思維能力，正確地把握邏輯概念的內(nèi)涵和外延，但還離不進(jìn)具體事物的支持，否則就難以順利解決問(wèn)題。此外，這一階段的運(yùn)算一般比較零散，還不能較好地構(gòu)成一個(gè)整體。
（四）形式運(yùn)算階段（大約從12歲到15歲）
“這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)，一般來(lái)講，是掌握一種新的推理方式，這種推理的方式已經(jīng)不再完全限制于處理具對(duì)象或可以直接再現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)”，而是可以進(jìn)行命題運(yùn)算并運(yùn)用命題推論進(jìn)行邏輯推演的思維水平與成人接近，即達(dá)到了形式思維水平。
在認(rèn)知發(fā)展四階段的關(guān)系方面，皮亞杰指出，首先，階段出現(xiàn)的先后順序是固定不變的，不能逾越，也不能顛倒。階段具有普遍性，任何兒童都必須遵循這種不變的發(fā)展順序。其次，每一階段的兒童都有該階段的獨(dú)特的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，這種相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)決定著兒童行動(dòng)的一般特點(diǎn)，一旦具備這種認(rèn)知結(jié)構(gòu)，就能從事該結(jié)構(gòu)所允許的水平相當(dāng)?shù)母鞣N活動(dòng)。第三，認(rèn)知結(jié)構(gòu)的發(fā)展是一個(gè)連續(xù)建構(gòu)的過(guò)程，每一階段都是前一階段的延伸，前一附件 結(jié)構(gòu)是后一階段結(jié)構(gòu)的先決條件，并為者所代替。
認(rèn)知發(fā)展階段說(shuō)揭示了不同年齡階段的兒童認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)展的質(zhì)的區(qū)別，皮亞杰反復(fù)強(qiáng)調(diào)各處階段的順序性和不可逾越性，但他的這一主張并未被叛國(guó)50年代末結(jié)構(gòu)主義課程改革運(yùn)動(dòng)所重視。
對(duì)于兒童年認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)展的動(dòng)力問(wèn)題，皮亞杰既反對(duì)從外在環(huán)境尋找起因的經(jīng)驗(yàn)論，也反對(duì)返回先天尋找根源的預(yù)成論，他認(rèn)為兒童認(rèn)知發(fā)生、發(fā)展的源泉在于主體的動(dòng)作或活動(dòng)。皮亞杰指出，影響認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)展的因素有四個(gè)：一是成熟，包括機(jī)體神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的成熟，它們可在一定程度上促進(jìn)或阻礙認(rèn)知的發(fā)展，但它們只是心要條件，而不是充分條件。二是物理經(jīng)驗(yàn)和邏輯數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)。物理經(jīng)驗(yàn)是主體作用于客體過(guò)程中，通過(guò)抽象而發(fā)現(xiàn)的客體的性質(zhì)，如物體的顏色、重量、比例、速度等；邏輯數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)則不同，它不是對(duì)客體本身性質(zhì)的抽象，而是主體從自身的動(dòng)作中抽取出的經(jīng)驗(yàn)。三是社會(huì)環(huán)境，包括社會(huì)生活、文化教育、語(yǔ)言信息等。它們與社會(huì)生活息息相關(guān)，其經(jīng)驗(yàn)只能在社會(huì)互動(dòng)中才能獲得。但這仍是必要條件，只能促進(jìn)或延緩而不能決定兒童的認(rèn)知發(fā)展。四是平衡因素。前文已述皮亞杰認(rèn)為認(rèn)知結(jié)構(gòu)的發(fā)展是在圖式從不平衡到平衡，再到新的不平衡的矛盾運(yùn)動(dòng)中實(shí)現(xiàn)的，而這一矛盾運(yùn)動(dòng)過(guò)程，在皮亞杰看來(lái)，是圖式的自我調(diào)節(jié)過(guò)程。“自我調(diào)節(jié)是生命最普遍的特性之一，也是機(jī)體反應(yīng)與認(rèn)知性反應(yīng)所共有的最一般的機(jī)制。”自我調(diào)節(jié)被皮亞杰理解為認(rèn)知結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換和發(fā)展的內(nèi)源因素和真正動(dòng)因，正是它使不斷成熟的主體內(nèi)部組織與外部環(huán)境相互作用，推動(dòng)認(rèn)知結(jié)構(gòu)在平衡與不平衡中不斷動(dòng)態(tài)發(fā)展。