1、数据搜集

数据是形成概念与观点的原材料。萨其曼指出，人们常通过感官无意识地记下周围的现象或事件，从而获得一定信息。但由于这类感知活动极大地受到事物外部明显特征的影响，缺乏自主性与可控性，往往不能搜集到所需数据，因而不是探究中有效的数据搜集活动。他强调探究中有效的数据搜集活动应该是探究者有计划、有目的、自主地获取数据的过程。其目的是把所需要的最有价值的、能促使概念形成的资料信息，在特定的时间，以特定的顺序获取。数据搜集体现了探究者认知的主动性与积极进取性，它不仅能丰富探究者的信息库，为探究者提供形成新观点时所需的信息源，还能使探究者对所获取的数据进行一定的组织，使之系统化，以备概念形成过程中对信息的随时之需。

在萨其曼看来，有效的数据搜集活动应具备以下三个特点：

一是主动性与灵活性。也就是说，在数据搜集活动中，探究者不应拘泥于某种活动，要不断地转移自己的注意力，努力使自己接触到足够广泛的数据源。萨其曼曾说：“不断地转换注意力是我们定义数据搜集这一概念最为基本的东西。”。因为注意所涉及的范围越广，获得的数据的机会才会越多，发现的可能性就会越大。比如探究者面前放着一个报纸夹，如果他对报纸夹毫不留意，而是等着该物体出现在他的视野之内，那么他将会收获甚微。如果他具备数据搜集的主动性与灵活性，他就会迅速地四处观看，主动地发现报纸夹，并记住它的颜色、大小、形状和位置，进而触摸它，感受它的重量、质地、温度等。此时，探究者根据自己原有的经验，就能够从刚才所获的数据中对报纸夹的特征与构造作出一个简单的推测。

二是可操纵性。即指探究者可在一定程度上控制环境中的条件，并且能改变事件的条件，然后观察条件改变后的结果，这样可使探究者在同一数据源中获取更多的数据。就拿对报纸夹的探究而言，探究者可根据其颜色与质地推测出它是由金属制成的。而金属在人们的经验中往往是可锻的，探究者可据此假设该报纸夹能弯曲而不易折断。为了证明这个假设，探究者须观察报纸夹因承受足够压力而变弯的情况，此时操纵是实现这一目的的最好途径。探究者只须创造理想的条件，并仔细观察其结果，便会有新的数据出现。

三是有一个可引导探究者的选择过程、可使探究者根据自己的搜集目的来辨别与评价数据的认知图式（set）。认知图式包括感性与理性两种水平，它能引导人们的选择过程。任何动物都能使其感觉器官与神经系统有选择地注意某些刺激，而忽略其它的刺激。换言之，它们能把感知到的变量减少到那些它们在数据加工中能运用自如的数量。于低等动物而言，诸如此类的选择主要取决于感觉器官本身所固有的特性。但是于人类而言，调整这种选择的可能性却是无限的，是后天习得的。当然，对刺激的选择性注意并不是认知图式的全部。它还能提醒人们注意抽象概念，而它对抽象概念的快速反应能力能使数据搜集过程变得更为灵活。而且，如果能不断地调整与改变认知图式，对同一个数据就可以进行反复地加工，新的数据就有可能会出现。另外，认知图式的丰富性与多样性也能大大提高数据搜集的成效。如果只需寻找单一的数据，所需的认知图式则是非常明显与单一。如在一个大的停车场寻找一辆停放的车子，驾照上的号码就足以解决问题。但是如果要找出一支球队输球的原因，那么则需要获得许多的数据。并且这些数据需要根据不同的假设进行反复地检验。显然在这种情况下，多样的认知图式与丰富的数据同样重要。

萨其曼指出，以上三点是数据搜集的必要条件，但不是充分条件。在他看来，一个可供搜集的范围，以及在此范围内有自由活动的权利，和一个指导搜集活动的完整计划都是数据搜集必不可少的。他进一步指出，整个数据搜集活动要根据检验假设的需要而作不断的调整。因为，数据搜集不仅是搜集到多少数据以及以多少种方式来看这些数据的问题，而且是要看能否在需要时获得所需数据。

2、数据加工

萨其曼认为数据搜集活动虽然能为随后的发现提供原始材料，但是这些还不足以最大可能地引发发现。在他看来，若想利用已有的概念图式最大限度地来同化数据、引发发现，更大程度上有赖于对数据的整理与组织。也就是说，探究者必须对数据进行加工。它的主要目的是使数据更为简化、系统化，使数据间的联系清晰可辩，它是探究者进行探究活动的一个十分关键的环节。萨其曼把数据加工活动分为四种：分析、比较、分离变量以及重复。

分析是把复杂的数据分解成组成成分，通过普遍的和熟悉的来理解具体的与不熟悉的，从而发现数据间的相互关系。萨其曼认为没有分析就难以理解感知到的事物或现象，因为人们的知觉往往习惯于从整体来感知刺激，而被感知的刺激只有与大脑中已有的概念图式相匹配时才会被理解。如果大脑中没有跟它相匹配的概念图式，被感知的刺激就很难以理解。在这种情况下，除非对知觉进行分析，否则就很难获得进一步的理解。只有把笼统的知觉分解成组成成分，通过一般的与熟悉的来理解具体的与不熟悉的。这样，就可以把一件事与另一事件相联系，并且从中发现它们间的因果关系。

萨其曼指出，分析某事件有赖于对该事件有关的概念与变量的掌握。如果对相关概念与变量不了解，分析活动就很容易受整体知觉的支配。相对于掌握的概念较少且又不懂得分离变量的儿童而言，情况尤为如此。以水中形成气泡这一物理现象为例：年幼的儿童多次见到水中的气泡之后，如果这一现象再次出现，他能立即认出气泡来，也可能知道气泡是从水中向上升起，到水面时会破裂。气泡的这些特性都是他通过知觉而得，并非通过分析而得。儿童如果不了解“力”或该事件所涉及的“压力”，就不能对这一事件作出分析，也无从知道气泡在水中是怎样形成的。如果儿童要探寻气泡的形成，是由水中向上的压力大于水中向下的压力造成的这一原因，他必须了解水中压力的增加与水的深度是成正比的，或至少要知道水压是一个变量。否则，他就缺乏对此事件进行合理分析的前提，只能是对它作出描述，归纳出气泡在水中会上升，但这显然不是一个合理的解释。可见，分析是对整体知觉的分解，它需要从事件的各个维度、变量以及类别着手。因此，萨其曼强调在教学中要帮助儿童形成这几方面的概念，这样不仅会有助于提高儿童的分析能力，还能为其分析元知觉提供方法，从而指导其数据搜集活动。

比较是指把可比较的因素放在一起以突出它们的异同。由于时间与空间上相近的刺激，比时间与空间上相分离的刺激更易形成某种联系，所以把彼此类似的事件放在一起进行比较，会有助于发现事件各变量间的关系。萨其曼指出，在数据加工的过程中不仅要善于决定比较的维度，而且要注意改变比较的维度，维度越多发现关系的可能性就越大。因此在数据加工中，如果能决定比较的维度，并把所获数据并置在一起，就更有可能识别变量间的各种关系。

3、发现

萨其曼称探究过程中突然领悟到事件某种联系的心理体验为发现。在他看来，发现往往产生于如下情况：当前的感知和已有的知识观念不协调，不能被纳入已有的认知结构中，但这种不协调随后又被认知活动所克服，于是便产生发现的体验。换言之，发现往往产生于数据的重组或是概念的整合过程中。

萨其曼指出，促使发现的途径有三条：

一是对感知的分析。当探究者缺乏合适的概念，不能对整体知觉进行同化时，而通过对感知的分析，则可以揭示整体知觉中的熟悉成分。这些熟悉成分就有可能被探究者原有的概念系统所处理，同化便开始发生。

二是概念间的匹配。数据的搜集与加工使数据间的某种关系模式（概念）明显显现出来。有时探究者能发现这些关系模式跟以前从经验中获得的关系模式间的匹配关系。而这种对匹配关系的重新认识也能使探究者有发现感。

三是概念的转换。当探究者无法用自己原有的概念系统来解释感知，即使经过分析也是如此时，这就表明他的概念系统不充分。如果他人提供一个更为充分的概念系统（假设是通过语言交流），或者他自己调整原有的概念系统使其充分，或者建立一个新的概念系统，结果会产生同化，使得“发现”得以发生。以上三条途径虽是促使发现的主要途径，但是萨其曼反复强调“发现”是不存在可教授的固定程序，只存在着促进“发现”的种种条件，如搜集数据、检验假设的自由，从数据搜集和发现过程本身产生的内在动机等等。

4、验证

验证是指检验所作的发现是否可靠。萨其曼认为新联系或新概念系统的建立，需要通过检验来确定它的可靠性。为此，需要借助具体事例来弄清楚该概念是否能同化它应当同化的数据。比如，能够用它作出可靠的预测吗？它能毫无例外地解释所有相关事件吗？不能经受验证检验的概念系统，必须经过重建直到能够全面解释数据。在探究过程中，重建概念，用实际经验加以证明，一旦发现它们需要作进一步修改，这个过程就应当再三重复，循环往复。总之，在萨其曼看来，验证是对理论的检查，以防止它离现实太远。