中小學(xué)生對浮沉現(xiàn)象及其原因理解的案例研究.pdf

1、第八次基礎(chǔ)教育課程改革倡導(dǎo)科學(xué)探究式教學(xué)。在科學(xué)探究活動中，了解兒童的現(xiàn)有認(rèn)知發(fā)展水平對教學(xué)活動的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。而科學(xué)學(xué)習(xí)是兒童關(guān)于自然現(xiàn)象的原有概念的發(fā)展或轉(zhuǎn)變過程，因此研究學(xué)生是如何認(rèn)識和學(xué)習(xí)科學(xué)概念，分析學(xué)生的前概念產(chǎn)生的原因和發(fā)展轉(zhuǎn)變過程，對改進(jìn)科學(xué)教學(xué)相當(dāng)有益，對科學(xué)教材的編寫也能夠提供有價(jià)值的建議。浮力概念既是中學(xué)物理一個教學(xué)的重點(diǎn)，也是一個讓老師學(xué)生頭痛的難點(diǎn)。基于學(xué)生對浮力概念的認(rèn)識最初是從浮沉現(xiàn)象入手此原因，本研究突破

2、、改進(jìn)了臨床法，設(shè)計(jì)了“浮沉分類活動”，以未系統(tǒng)學(xué)習(xí)浮力知識的小學(xué)二三年級、小學(xué)五年級和初一的學(xué)生為訪談對象，來研究其對浮沉現(xiàn)象及其原因的理解情況。根據(jù)學(xué)生對物體分類時所采用的策略情況進(jìn)行分析，結(jié)果表明：學(xué)生對物體分類所用策略主要有材料策略、輕重策略、空實(shí)心策略、密度策略、壓強(qiáng)策略、供托模型策略和運(yùn)動策略等。3個年級總使用頻率很高的有材料、輕重、空實(shí)心、壓強(qiáng)和供托模型策略等。使用輕重策略的學(xué)生比例隨著年齡的增加而大幅度降低，同時使用密度

3、策略的人數(shù)比例卻隨之上升幅度很大，而材料策略和空實(shí)心策略的人數(shù)從2、3年級到5年級上升幅度很大，但是從小五到初一上升緩慢。使用壓強(qiáng)策略和供托模型策略的學(xué)生3個年級所占的比例都比較高，其中壓強(qiáng)策略使用比例呈遞減趨勢，而供托模型策略卻有起伏。從學(xué)生的分析我們知道，學(xué)生把物體分成了實(shí)心和空心類物體、外觀上看不能確定是何種材料的物體和面積和形狀可以改變的物體三類，同時策略具有不完備性和模糊性特點(diǎn)。以此為基礎(chǔ)，我們可以把學(xué)生對浮沉理解的認(rèn)知發(fā)展分

4、成三個水平。水平一的學(xué)生主要依據(jù)物體的輕重或?qū)嵖招牟呗詠矸治龅母〕?，他們不能脫離物體的輕重、大小或空實(shí)心等外在性質(zhì)來考慮浮沉，還不能發(fā)展到材料或密度的層次上來。隨著年齡的增加這個階層的學(xué)生比例大幅度減少。水平二的學(xué)生開始考慮到了材料的特性，開始意識到了物體的浮沉和輕重的辨證關(guān)系，他們意識到了把重的物體歸結(jié)為下沉和小的物體歸結(jié)為上浮(或者實(shí)心的下沉空心的上浮)都會出錯，他們把物體開始分成大而重、大而輕、小而重、小而輕四個方面來分析。但是他

5、們還不能協(xié)調(diào)浮沉和輕重或?qū)嵖招牡年P(guān)系。尤其是對于大而輕和小而重的物體還把握不準(zhǔn)。這個水平的學(xué)生在三個年齡階段并沒有太大幅度的變化，而且所占比例都比較大。水平三的學(xué)生能夠從物體的密度角度來考慮物體的浮沉，他們能較好地處理物體的浮沉和材料、空實(shí)心和輕重的辨證關(guān)系。他們的分類一般正確，這個階層中一些學(xué)生能夠把浮力和等體積水重來比較得出浮沉，但是也有部分學(xué)生是把浮力和全部容器的水比較而得出的。小學(xué)2、3年級還沒有學(xué)生能夠處在這個階層，但隨著年齡

6、的增加，位于此階層的學(xué)生比例有了很大幅度的提高。接著本論文以皮亞杰兒童心理學(xué)為基礎(chǔ)對學(xué)生理解物體浮沉作進(jìn)一步的分析，并和前人的研究做了比較。認(rèn)為學(xué)生對浮沉理解的認(rèn)知發(fā)展是漸進(jìn)的和螺旋上升的，不同的年齡層次的兒童“質(zhì)”的內(nèi)涵不同，兒童只有具備了密度概念才能為科學(xué)地理解浮沉奠定基礎(chǔ)。就學(xué)生的認(rèn)知能力來說，年齡小于7、8歲(小學(xué)3年級)的學(xué)生不適宜進(jìn)行探討物體浮沉規(guī)律和<；WP=3>；分析物體浮沉原因等活動，在教學(xué)中應(yīng)該要突破物體的面