小学生力学前概念的调查及转变研究——以重力概念为例

摘要

科学教学实践表明：在教师进行科学教学前，学生就已经建立了自己的概念，即前概念。教师在教学过程中将学生前概念中与科学概念相异的部分转变成科学概念所使用的策略就是概念转变策略。本文以调查学生的重力前概念为例，探查学生力学前概念的同时，研究影响概念转变的因素。执行功能作为一种高级认知能力，与学生的科学概念理解水平密切相关。研究对象选择的是小学3-6年级的学生，共计82人。研究一运用问卷调查法对研究对象存在的重力前概念进行调查，探讨学生存在的重力前概念以及学生重力概念水平发展的年级、性别差异；研究二采用执行功能评测对研究对象进行评测，探讨学生执行功能发展的年级、性别差异；研究三主要探讨学生的执行功能水平与学生重力概念理解水平之间的关系；研究四主要采用文本分析法对小学科学教案进行分析，结合教师访谈来了解教师在帮助学生进行概念转变的过程中对执行功能的了解和实施情况。 研究结果显示：（1）儿童对重力概念存在许多错误的前概念，经过对问卷的统计分析发现，随着年级的增长，学生对重力概念的理解水平逐步提高；不同年级学生重力概念水平不存在显著的性别差异。（2）执行功能的三个子成分表现出显著的年级差异，性别差异不显著，3-6年级学生的执行功能表现出随年级增长不断上升的趋势。（3）学生执行功能子的子成分——抑制控制能力、工作记忆、认知灵活性与重力概念水平呈现正相关。（4）在对重力课程教学设计进行文本分析以及科学教师的访谈基础上，发现教师在教学目标和教学过程的设计方面忽视了学生执行功能的发展，没有正确意识到学生执行功能与概念理解水平之间的关系。笔者在查阅相关资料和咨询专家和一线教师的基础上，结合执行功能的干预手段和概念转变策略，对教学设计进行了分析和改善，在帮助学生建立重力科学概念的同时，发展他们的执行功能。

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Abstract

第一章 前言

第二章 文献综述

2.1前概念及概念转变的概述

2.1.1前概念的定义及研究现状

2.1.2概念转变的定义及研究现状

2.1.3重力相关概念及研究现状

2.2执行功能研究综述

2.2.2执行功能干预

2.2.3执行功能与重力概念理解的关系

第三章 研究设计

3.1问题提出

3.2研究构思

3.3研究假设

3.4研究意义

3.4.1理论价值

3.4.2现实意义

3.5研究方法

3.5.1研究对象

3.5.2研究工具

3.5.3研究过程

第四章 结果与分析

4.1小学3-6年级学生的重力概念理解情况研究

4.1.1重力概念问卷的数据分析

4.1.2小学3-6年级学生认识力的情况与理解重力概念的相关性

4.1.3小学3-6年级学生重力概念理解水平的年级差异

4.1.4小学3-6年级学生重力概念理解水平的性别差异

4.1.5讨论

4.2小学3-6年级学生执行功能发展的一般特点

4.2.1小学3-6年级学生执行功能发展的年级差异

4.2.2小学3-6年级学生执行功能发展的性别差异

4.2.3讨论

4.3小学3-6年级学生执行功能与重力概念理解水平的关系研究

4.3.1小学3-6年级学生执行功能与重力概念总成绩的相关分析

4.3.2讨论

4.4小学科学教学活动中的执行功能和概念转变研究

第五章 结论与建议

5.1本研究的主要结论

5.2 教育建议

5.2.1执行功能发展的研究对小学生教育的建议

5.2.2执行功能与重力概念理解水平之间关系的研究对小学生教育的建议

5.2.3小学重力概念教学活动中的执行功能研究对学生教育的建议

第六章 研究创新与展望

6.1研究创新

6.2研究不足

6.3研究展望

参考文献

附录

附录1 小学生重力测试问卷

附录2小学生重力测试问卷作答统计（被涂成灰色的选项是本题的正确选项）

附录3 《苹果为什么会落地》教学设计

致谢

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