Konzervace odkazuje na schopnost logického myšlení, která je podle psychologa Jeana Piageta přítomna u dětí v předoperační fázi jejich vývoje ve věku 4–5 let, ale vyvíjí se v konkrétní operační fázi ve věku 7–11 let. Konzervace odkazuje na schopnost určit, že určité množství zůstane stejné navzdory úpravě nádoby, tvaru nebo zdánlivé velikosti.
Konzervační úkoly testují schopnost dítěte vidět, že některé vlastnosti jsou konzervovány nebo invariantní poté, co objekt projde fyzickou transformací. Následující úkoly také vysvětlují různé typy konzervování. Piaget navrhl, že neschopnost dětí konzervovat je způsobena slabostí ve způsobu myšlení dětí během předoperační fáze (věk 4–5). Tato fáze kognitivního vývoje je charakterizována tím, že se děti soustředí na singe, výrazný rozměr výšky nebo délky, zatímco ignorují jiné důležité rozměry dané situace. Děti v této fázi mají také tendenci soustředit se na statické vlastnosti objektů, místo toho, aby se soustředily na to, kdy objekty procházejí změnami, což je kritický prvek následujících úkolů.
Piagetův nejslavnější úkol, konzervace tekutiny, spočíval v tom, že dítěti byly ukázány dvě kádinky A1 a A2, které byly shodné a které obsahovaly stejné množství barevné (typicky modré) tekutiny. Poté byla tekutina z druhé sklenice A2 nalita do dvou vyšších, tenčích sklenic B1 a B2. Dítě bylo poté dotázáno, zda je v obou nových sklenicích (B1 a B2) stále stejné množství tekutiny jako v první sklenici A2. Dítě, které nemůže šetřit, by odpovědělo „ne, ve vysokých tenkých sklenicích je toho více“, zatímco dítě, které může šetřit, by odpovědělo „ano, je toho stále stejné množství“. Piaget tento úkol zopakoval také s korálky v sklenicích a znovu zjistil, že některé děti jsou schopny šetřit, zatímco jiné ne.
Pro zachování počtu zahrnuje úkol určený pro testování dětí sadu několika kuliček. Tyto kuličky jsou umístěny do dvou paralelních čar, které jsou stejně dlouhé. Pak výzkumník rozloží kuličky v jedné řadě, delší než druhá. Nakonec se výzkumník zeptá „Je v obou čarách kuliček stejné nebo jiné číslo?“ Dítě, které nemůže šetřit, odpoví, že v delší řadě je více kuliček, zatímco dítě, které může šetřit, pozná, že zde je stejné množství kuliček v obou čarách.
Pro uchování pevného množství zahrnuje úkol určený k posouzení dětí dvě hroudy hlíny. Výzkumník nejprve sroluje obě hroudy do stejného tvaru. Poté výzkumník natáhne jednu z kuliček do dlouhého podlouhlého tvaru. Výzkumník se zeptá dítěte, zda mají oba hliněné tvary stejné množství hlíny nebo jiné množství. Dítě, které nemůže šetřit, odpoví, že tvary mají různé množství hlíny – že podlouhlý tvar má více. Dítě, které může šetřit, pochopí, že mají oba stále stejné množství hlíny. Zachování pevného množství se děti naučí hůře než uchování tekutiny a dochází k němu později.
Pro zachování hmotnosti úkol zahrnuje dvě hroudy hlíny a rovnováhu. Experimentátor položí dvě stejné koule hlíny na obě strany rovnováhy a ukáže, že závaží jsou stejná. Experimentátor pak zformuje jednu kouli hlíny do podlouhlého tvaru a zeptá se dítěte, zda oba kusy hlíny budou stále vážit stejné množství. Dítě, které nemůže šetřit, odpoví, že nyní váží jiné množství, zatímco dítě, které může šetřit, pozná, že tvar neovlivňuje hmotnost a odpoví, že váží stejné množství.
Věk, ve kterém jsou děti schopny plnit konzervační úkoly, se liší; individuální rozdíly mohou způsobit, že u některých dětí se tato schopnost rozvine později nebo dříve než u jiných. Také věk se může lišit v různých zemích (viz konzervace napříč kulturami). Nicméně většina dětí není schopna správně plnit konzervační úkol čísla od 4-5 let a u většiny dětí se tato schopnost rozvine od 6-8 let. K zachování hmotnosti a délky dochází kolem 7. roku věku, k zachování hmotnosti kolem 9. roku věku a k zachování objemu kolem 11. roku.
Piagetovy studie konzervace ho přivedly k pozorování fází, kterými děti procházejí, když získávají schopnost konzervovat. V první fázi děti ještě nemají schopnost konzervovat. Během konzervování tekutého úkolu děti odpoví, že tekutina ve vysoké sklenici má vždy více tekutiny než tekutina ve sklenici krátké; nedokáží rozeznat výšku od množství. Ve druhé fázi děti rozšiřují svůj úsudek při konzervování tekutého úkolu, aby zahrnuly jako důvod také šířku; mohou si odpovědět, že kratší, pevnější sklenice má více tekutiny než vysoká, tenká sklenice. Ve třetí fázi děti získaly schopnost konzervovat a uvědomují si, že výška a šířka nemají vliv na množství. Konzervátoři pevněji věří svým odpovědím na konzervování úkolů, když jsou spárováni s nekonzervátory jako partnery, a jsou schopni nabídnout více vysvětlení a s větší pravděpodobností manipulují s materiály úkolu, aby dokázali svůj názor, než nekonzervátoři.
V mnoha případech jsou tréninkové úkoly úspěšné ve výuce dětí, které se neuchovávají, správně plnit konzervační úkoly. Děti od čtyř let věku mohou být trénovány v uchovávání pomocí operantního tréninku; to zahrnuje opakování konzervačních úkolů a posílení správných reakcí při korekci nesprávných reakcí. Účinky tréninku na jeden konzervační úkol (jako je uchovávání kapaliny) se často přenášejí na jiné konzervační úkoly.
V souvislosti se vzděláváním
Výzkum ukazuje, že šetřící děti vykazují větší plynulost v odděleně časovaných sčítacích a odčítacích úlohách než děti, které se nezachovaly. Tento výzkum zdůrazňuje význam logicky-reverzibilního myšlení, prvku nezbytného pro zachování, jako kritické složky schopnosti dítěte plynule provádět inverzní matematické úlohy (5+2=7; 7-5=2). U dětí, které se nezachovaly, výzkum ukazuje, že učitelé by se měli zabývat dětmi a klást jim otázky často ohledně předmětů v jejich okolí, aby podpořili rozvoj logičtějšího myšlení.
Většina studií uvádí, že konzervace probíhá v podobných fázích napříč kulturami, ale že existují rozdíly v rychlosti, s jakou je konzervace (a další kognitivní schopnosti získávány) napříč kulturami. Například jedna studie zkoumající americké a zambijské adolescentky nenalezla žádný rozdíl v jejich schopnosti správně odpovědět na konzervaci váhových úloh. Jiná studie zkoumala děti z mnoha zemí (Austrálie, Holandska, Anglie, Nového Zélandu, Polska a Ugandy) a testovala věk, v němž se konzervace objevuje. Zjistila, že rychlost, s jakou děti získávají konzervaci, se v různých zemích mírně liší, ale že věkové trendy pro dobu, kdy se konzervace rozvíjí, jsou napříč hranicemi podobné navzdory kulturní výchově. Přehled mezikulturních studií, které se zabývaly piagetskými úkoly, toto zjištění podpořil a zjistil, že zatímco obecná stádia kognitivního vývoje nastíněná Piagetem se vyskytují napříč kulturami, rychlost vývoje není napříč kulturami konzistentní a někdy není konečná fáze konkrétního operačního myšlení dosažena všemi kulturami kvůli faktorům životního prostředí.
Aby se předešlo zkreslujícím výsledkům, je třeba při mezikulturním zkoumání ochrany přírody věnovat velkou pozornost. Například jedna studie, která testovala severoafrické dospívající Wolofy, zjistila, že nejsou schopni šetřit při zachování tekutého úkolu. Jiná studie však naznačuje, že jejich interpretace účelu experimentátora mohla být v rozporu s poskytováním jednoznačných odpovědí na standardní piagetovské otázky, protože – s výjimkou školního výslechu – Wolofové málokdy pokládají otázky, na které již znají odpovědi. Když jim byl úkol předložen jako jazykově naučné otázky o významu kvantitativních pojmů jako „více“ a „totéž“, odrážely odpovědi chápání ochrany přírody.
Kritika výzkumných metod
Ochranné úkoly (a tedy i Piagetova teorie) byly v souvislosti s výzkumnými metodami kritizovány na mnoha frontách. Mnohé studie se zabývaly variacemi ochranných úkolů a tím, jak tyto variace ovlivňují reakce dětí. Studie například ukazují, že děti je třeba hodnotit jak verbálně, tak neverbálně, protože hodnocení dětí výhradně verbálním způsobem může vést k výsledkům testů, které naznačují, že část dětí není schopna šetřit, zatímco ve skutečnosti jsou některé děti schopny správně odpovědět na ochranné úkoly pouze neverbálním způsobem.
Výzkum naznačil, že kladení stejné otázky dvakrát vede malé děti ke změně odpovědi, protože předpokládají, že jsou kladeny znovu, protože to napoprvé špatně pochopily. Význam kontextu byl také zdůrazněn výzkumníky, kteří změnili úkol tak, že ‚nezbedný medvídek‘ změnil pole spíše než samotný experimentátor. Zdálo se, že to dává dětem jasný důvod pro položení druhé otázky, a čtyřleté děti byly schopny prokázat znalosti o zachování hmoty mnohem dříve, než Piagetova udávaná 7-11 let stará prahová hodnota pro konkrétní operace.
Výzkum také zkoumal, zda jsou subhumánní primáti schopni konzervovat. Šimpanzi jsou schopni dělat úsudky o tom, zda jsou dvě množství kapaliny stejná nebo odlišná, a jsou schopni správně konzervovat, když jsou kapaliny transformovány na základě dedukcí. Jsou také schopni správně konzervovat pevná množství, ale nejsou schopni dokončit konzervaci množství úloh. Orangutani jsou schopni rozlišovat mezi stejnými a různými množstvími kapaliny, ale jsou schopni pouze pseudokonzervovat, podobně jako děti ve druhé fázi konzervačního vývoje, a nakonec správně nedokončí konzervaci kapaliny úloh (viz Věk konzervačních schopností).