3—12年级学生“物质”和“平衡”科学概念的认知发展研究

论文摘要

科学概念是科学理论体系的基石,科学概念教学是科学教育的重要内容。如何将这些科学概念正确地教给儿童、使他们很好地理解和掌握?要解决这个问题,需要对学生科学概念的认知发展进行深入研究。“物质”和“平衡”概念是自然科学中重要的基础概念,广泛地出现在学生学习的各个科学领域。开展“物质”和“平衡”科学概念的认知发展的研究,不仅对搞好科学教育的改革和实践具有重要现实意义,对科学概念的认知发展研究也具有重要的学术价值。本研究尝试通过对包括小学、初中、高中的3-12年级学生进行问卷和访谈的调查研究,探查不同年级被试“物质”和“平衡”科学概念的认知发展特点。首先编制调查问卷:在概念辨析的基础上,编制问卷调查提纲;结合学生调查,对问卷设计提纲进一步具体化、操作化,初步编制试题;再根据试测结果修订、完善问卷。然后依据问卷提纲编制确定访谈提纲,细化、深化调查内容,作为问卷调查必要的解释和补充,进一步探查学生对此概念的认识。最后,对调查结果进行定性和定量分析,并对得出的结论进行讨论、对进行的研究再次反思。通过调查和分析,本研究主要获得了如下结论:“物质”概念研究表明:3-11年级学生“物质”概念的认知发展（1）存在隐蔽性、理论倾向性、替代性、不稳定性和层次性的特征。（2）主要存在五个层次:即“与物体相混淆”的阶段;对“物质客观存在属性”认识的萌芽阶段;认为物质是“组成物体和材料的成分”的阶段;认为“物质即存在”的阶段;认为物质是“由微粒或元素组成的或纯净物”的阶段。（3）随年级（年龄）的增高而增高,5年级和9年级是两个明显的上升转折点。（4）受教育和被试思维发展水平的影响和制约。“平衡”概念研究表明:3-12年级学生“平衡”概念的认知发展（1）存在科学萌芽性、理论倾向性、主观性、替代性、不稳定性和层次性的总体特征。（2）年级间存在显著性差异,且随年级的增长大致呈现不断增长趋势,概念发展大致遵循“从静到动、从宏观到微观”的顺序。其中,静止平衡、杠杆平衡、匀速直线运动平衡基本在一个层次上,认知发展在9年级左右有明显上升;生态平衡的认知10年级约为转折点,而生态平衡的微观方面的认知发展较晚、水平较低;溶解平衡认知发展大约在11年级有明显上升,整体水平不高。（3）性别间差异均不显著。（4）较多的出现了“量等”、“不动”、“对称”、“匀速”、“水平”等一些替代概念,其中“量等”、“对称”、“运动”或“匀速”等替代概念,随年级的升高而没有明显变化。（5）受教育和被试思维发展水平的影响和制约。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 课题缘起
• 1.1 科学概念认知发展研究的意义
• 1.1.1 科学概念是科学理论的基石
• 1.1.2 科学概念教学是科学教育的重要内容
• 1.1.3 科学教育实践需要科学概念的认知发展研究
• 1.2 “物质”和“平衡”概念认知发展特点研究的特殊意义
• 1.2.1 “物质”概念认知发展特点研究的特殊意义
• 1.2.2 “平衡”概念认知发展特点研究的特殊意义
• 1.3 科学概念认知发展研究的理论背景
• 1.3.1 皮亚杰的儿童认知发展理论
• 1.3.2 对皮亚杰儿童认知发展研究方法和理论的挑战
• 1.3.3 布鲁纳的认知理论
• 1.3.4 认知发展观的发展：领域特殊性和朴素理论
• 第二章 相关的概念及研究
• 2.1 “概念”的含义
• 2.2 科学概念及相关研究
• 2.2.1 “科学概念”的定义和范围
• 2.2.2 科学概念的形成过程研究
• 2.2.3 自然科学各领域中科学概念的认知发展研究
• 2.2.4 前科学概念的研究
• 2.3 “认知”及“认知发展”
• 2.4 “物质”概念及相关研究
• 2.4.1 “物质”概念的界定
• 2.4.2 “物质”概念认知发展的相关研究
• 2.5 “平衡”概念及相关研究
• 2.5.1 “平衡”概念的界定
• 2.5.2 “平衡”概念认知发展的相关研究
• 第三章 论文研究的设计和思路
• 3.1 研究内容的确定
• 3.1.1 “物质”概念研究的主要问题
• 3.1.2 “平衡”概念研究的主要问题
• 3.2 研究对象
• 3.3 研究方法
• 3.4 研究工具
• 3.4.1 调查问卷
• 3.4.2 访谈问卷
• 3.5 研究思路
• 第四章 3－11年级学生“物质”概念的认知发展的研究分析
• 4.1 研究方法
• 4.1.1 被试
• 4.1.2 研究方法和工具
• 4.1.3 研究程序
• 4.1.4 数据处理
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 “物质”概念的认知发展特点
• 4.2.2 “物质”质量和体积属性的认知发展特点
• 4.2.3 “物质”状态的认知发展特点
• 4.2.4 “物质和物体、材料关系”的认知发展特点
• 4.3 讨论
• 4.3.1 “物质”概念认知发展的总体特征
• 4.3.2 “物质”概念认知发展的层次分析
• 4.3.3 “物质”概念发展的年级（年龄）特点分析
• 第五章 3－12年级学生“平衡”概念认知发展的研究及分析
• 5.1 研究方法
• 5.1.1 被试
• 5.1.2 研究方法和工具
• 5.1.3 研究程序
• 5.1.4 数据处理
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 对“平衡”概念的认识
• 5.2.2 “平衡”形成条件的认知特点
• 5.2.3 “平衡”的影响因素的认知特点
• 5.2.4 “平衡”的状态的认识特点
• 5.3 讨论
• 5.3.1 “平衡”概念认知发展总体特征
• 5.3.2 “平衡”概念的认知发展层次分析
• 5.3.3 “平衡”概念认知发展的年级（年龄）特点分析
• 5.3.4 “平衡”概念认知发展研究中替代概念的分析
• 第六章 研究结论和反思
• 6.1 研究结论
• 6.2 研究反思
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附件