知识在学生头脑中的发生发展，一直都是心理和教育领域的研究热点。这些研究不仅已经积累了丰富的经验，而且还形成了各具特色的理论。瑞士心理学家皮亚杰的认知发展阶段理论就是其中最引人注目的理论之一。新课改倡导的科学探究式学习注重知识的建构与生成，强调教学要从学生“所在位置”出发。运用皮亚杰有关儿童认知发展的理论考察学生学习科学知识的认知基础，开展此类研究可为科学探究的教学设计提供支持。密度概念是初中学生开始学习物理课程时较早碰到的一个抽象概念，身在一线的老师们反映密度概念是一个学生难以掌握的概念。密度是由质量和体积两个广延量之比定义的密集量概念。本研究运用临床法和问卷法，采用“密度探究分类任务”测查从未正式学习密度概念的小学六年级到初中二年级的学生密度概念的发展情况，并探求是否与重量守恒、外体积概念及成功解决比例推理问题这三个认知方面的因素有关。研究发现，学生密度概念的发展可分为三个阶层：只考虑质量（重量）一个量，无法自觉考虑体积　　综合考虑质量（重量）和体积两个量却无法区分并加以处理　　能够分离质量（重量）和体积两个变量并保持一个量恒定对比另一个量。随着年级的提高，阶层一的学生人数有了较大幅度的减少。阶层二的人数没有随年级的提高有较大的变化。对于分类任务第三级问题，小六的学生多为无法解决和使用接近策略，而初一、初二的学生集中于使用减法策略和倍数策略。初一处于阶层三的学生有一半的人在具体操作上保持一个量的恒定、对比另一个量，这在小六和初二的学生中都较少。能够运用质量和体积求比值解决问题的学生，初二的人数是小六的三倍。可以说，随着年级的提高，学生的密度概念从只考虑质量一个量到综合考虑质量和体积两个量最后到分离并操作这两个量，有了很大的发展，最终初步建立起科学的密度概念。从学生的年龄和表现来看，在本研究中重量守恒不构成学生密度概念发展的<WP=3>影响因素。能够运用质量和体积之比解决第三级问题的学生与其具备外体积概念呈显著相关。具备外体积概念是能够分离重量和体积两个量并加以操作处理的基础。因而，本研究认为具备外体积概念是密度概念发展的一个重要的影响因素。在一般性比例推理问题的解决中，阶层三的学生优于使用减法策略的学生。因此，本研究认为能否成功解决一般性比例推理问题是密度概念发展的影响因素。解决领域性比例推理问题，学生有着不容忽略的差异，本论文对此做了初步的探讨。研究还发现，许多学生都试图寻找相等的东西作为判断的根据。学生相信相同的材料肯定有着相等或接近的方面。这种想法也许可以追溯到前运算阶段学生就已具有的质的同一性概念。学生具有质的同一性早于具备量的守恒，质的同一性是量的守恒的起点。学生密度概念的发展不是或有或无的绝对划分，而是经历从质的识别到量的把握的发展过程。从这一角度看，推动学生从质的识别到量的把握是密度概念探究活动设计的方向。学生在量的把握上有不同的表现——所处阶层不同，使用了不同的问题解决策略——这与学生的认知能力是相联系的。到达形式运算期具有INRC逻辑推理的能力是密度概念发展的认知基础，而具备外体积概念和能够成功解决一般性比例推理问题是密度概念发展的直接影响因素。因而，就学生的认知基础来说，密度概念放在初二以上学习是比较合适的。最后，论文从研究工具、方法、程序及皮亚杰的实验等方面对本研究进行反思与总结。