皮亞傑認知發展理論（Cognitive-developmental theory 或 Theory of Cognitive Development）是瑞士心理學家尚·皮亞傑所提出，在教學實務上有一定的指引。
在初學階段，最好讓學生接觸到實體的教具。這跟蒙特梭利教育（Montessori Education）理念相符：我聽，我忘；我看，我記得；我做過，我理解。在高中教學端，我常常發現學生的基礎概念多半不夠扎實，學生並未真正進入皮亞傑心理學的形式運思期(Formal Operations Stage)。
用物理來解釋很容易了解皮亞傑的想法。你問小學生，為什麼鐵塊會沉，木頭會浮？學生回答，因為鐵塊比較重，木頭比較輕。質量(mass)是物理第一級的概念，體積(volume)也算是第一級的概念(雖然是長度的三次方，但學生可以實際摸到體積)。但是密度等於質量除以體積，所以密度是第二級的概念。
再舉個例子，距離與時間是第一級的概念，距離除以時間等於速度，是第二級的概念，速度除以時間等於加速度是第三級的概念。人類從第二級概念的速度發展到第三級概念的加速度，竟然花了快2000年(從亞里斯多德物理學到加利略物理學)。還是很多學生搞不清楚，速度與加速度的差別。加速度乘以質量等於力，第三級到第四級的概念，這次比較快，大概50年(相當於加利略到牛頓)。力乘以位移等於作功/能量。第四級到第五級的概念，大概又是50年(牛頓還不知道能量的概念)。接下來再來能量除以時間等於功率，….，古典物理，…，量子學，…。
人類物理概念的發展跟皮亞傑認知發展的過程類似，有發展順序，而發展需要時間。後一階段比前一階段更加統合。不僅是量的變化，也表現出質的不同。
因此，教學上必須一一檢查與確認(check and confirm)，學生概念的發展是否真的進入下一階段[感覺動作期(Sensory Motor Stage)→前運思期(Pre-Operations Stage) →具體運思期(Concrete Operations Stage) →形式運思期(Formal Operations Stage)]。這部分是教學的相當專業的領域。所以我常講，台灣的教育喊出一堆口號，像是現在喊得「素養導向」。目標訂得非常遠大(形式運思)，沒人在乎基本功。這樣的學習與改革注定徒勞無功。
