概念轉變的教學策略
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概念轉變的教學策略范文第1篇
關鍵詞：迷思概念；小學科學教學；概念轉變
中圖分類號：G623 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2012）19-0086-03“迷思概念”來自科學教育中建構主義理論取向，是指某一特定科學概念組織中，對某事物或某現象所持有的一些有別于目前科學所公認的想法。在小學《科學》教學中，學生對某些科學知識存在理解偏差或混淆，極容易形成迷思概念。筆者對小學《科學》（3~6年級）教學中產生的迷思概念進行了診測，從而分析小學迷思概念的成因和轉變策略。
一、 小學《科學》（3~6年級）中迷思概念的診測
診測包括問卷和訪談。診測問卷由選擇題和填空題組成，包含教科版3~6年級《科學》教材（教學）中34個易出現“迷思”的概念以及相關的日常科學概念，并選取了135名小學6年級學生實施問卷調查及訪談。所選取的診測概念如下表1：
選取這些知識點的主要依據是《小學科學課程標準（3~6年級）》、教材及教師用書、期末測試題中易錯的知識點及科學教師的建議。問卷測試后統計了被試各自的選擇題、填空題、總分的得分及得分率。選擇題平均得分率為47.7%，填空題為30.0%，問卷題目平均得分率 40.7%。可見總體上來看小學生對《科學》教學中科學概念的理解和掌握情況不容樂觀。針對問卷測試結果中典型的的迷思概念，筆者隨機抽取若干被試作了訪談。通過問卷診測和訪談總結了小學科學中迷思概念的特點和成因，并對轉變迷思概念的教學策略做了初步探討。
二、小學《科學》教學中迷思概念的成因
小學《科學》教學中迷思概念的成因可概括為三點：學生前認知的影響；日常生活經驗和各類大眾媒體的影響；科學教材和教師教學的影響。
1.學生前認知的影響。建構主義理論認為，學生總是以已有的知識經驗為基礎來構建對新知識的理解。在正式學習某些概念前, 兒童已經通過對日常生活的觀察和體驗形成了個人的“前概念”。前概念有時能幫助他們理解新概念，而有時則會產生負面作用, 妨礙新概念的建立。前認知中相關知識的缺失也能很大程度地影響學生對新概念的理解。例如本研究的問卷關于光的傳播路徑的題，有 86.7%的被試認為光在水中是沿曲線傳播的。訪談中筆者發現他們受到生活中“折射現象”的干擾，但他們前認知中沒有“折射”這一概念，由于前認知的局限導致了迷思概念。
2.日常生活經驗和大眾媒體的影響。在日常生活中，學生通過直接觀察和感知已經從大量的生活見聞和自然現象中獲得了不少科學的知識，這些會直接影響到學生對新事物和新概念的理解。問卷中有個題目：“胖子和瘦子拔河不相上下，哪個說法正確？”這個題目僅有50.4%的學生認為胖子瘦子力氣一樣大。訪談中筆者了解到部分被試都認為胖子用力大，因為生活中一般胖子力氣都比較大。這就是日常生活中的直覺經驗對科學概念理解的影響。大眾傳媒也是誤導小學生形成迷思概念的一個“罪魁”。我們生活在媒體時代，電視、互聯網、報刊雜志等成為迷思概念產生和傳播的重要渠道。例如，在一些環保宣傳類節目中都能看到，每當講到“白色污染”時就會呈現出一片白茫茫的垃圾，這樣很可能讓小學生把“白色污染”的概念誤解為所有白色的垃圾。可見，大眾媒體傳播過程中畫面呈現形式、陳述方式的不恰當會導致小學生迷思概念的形成。
3.《科學》教材和教師教學的影響。科學教師的教學方法和《科學》教科書的知識呈現形式也是學生迷思概念的成因之一。科學教科書總體上來說是適應學生認知特征和心理特征的，但對于某些學生來說可能在某些章節上會出現學習困難。若科學教師不及時更新教學理念，以學生前認知為起點調整知識呈現順序并選取適當的教學方法就可能會導致迷思概念產生。教材編寫也是影響學生的科學概念形成的因素，如教材內容的選擇和知識的呈現順序，都能在一定程度上影響學生對新知識的理解。如果教師不注重學生現有認知，并采用灌輸式教學方法一味地照本宣科，也可能導致學生概念理解不深刻從而產生迷思概念。
1.探究式教學。科學探究是當前科學教學改革中大力倡導的一種教學方式，也是新課改積極倡導的理念。探究式教學是指教師在理解“科學探究”基本精神的基礎上，在自由創設的、有結構的、能促進學生認知與情感發展的教學情境中，讓學生自己動手動腦，主動獲取科學知識和發展探究能力的一種教學方式。在我國新的科學課程標準中指出：科學學習要以探究為核心。在加拿大科學教師寫的教案中我們可以發現每節課的教學目標一般包括三個部分：學生要學習的科學概念；學生要發展的探究能力；學生要獲得的應用能力。在科學教學中所有的探究活動都應指向核心概念，以學生現有概念為起點設計探究方案，讓學生在提出問題、猜想假設、設計實驗并觀察、收集資料、得出結論和交流的過程中建構科學概念。
2.POE策略。所謂POE是Prediction-Observation-Explanation(預測-觀察-解釋)的簡稱，該策略通過診斷學生的迷思概念來促進學生建立正確的、科學的概念。具體來講包括三個步驟：第一，讓學生對實驗或事件中可能發生的現象、結果做出預測。第二，讓學生觀察實驗或事件，記錄下結果。第三，讓學生對自己預測和觀察到的不一致（沖突）做出解釋，并力求調和沖突。POE策略可廣泛運用于科學概念教學中，能促進學生理解掌握科學概念，有效預防迷思概念的生成。
3.基于學生前概念的NN三步教學模式。納斯伯姆和挪威克提出：讓學生嘗試解釋某事件，引起概念沖突發現矛盾事件，然后引導和鼓勵學生調整認知，建立科學概念。我國學者將其歸納為NN三步教學模式，在科學教學中也可采用這種方法：第一步，揭示并重視學生頭腦中的前概念。教學實踐中教師可運用問卷調查、訪談、實驗等方式使學生暴露前概念。第二步，創設情境，引發認知沖突。認知沖突是指人們原有認知與新感受到的事件或客體之間的對立性矛盾，學習者需對新信息與原有認知做出調整才能解決沖突。引發認知沖突主要有兩種方式，一是教師直接呈現錯誤概念，二是通過小組討論時個體的不同觀點來引發。第三步“鼓勵評價”。鼓勵評價是指鼓勵學生大膽地對新的觀念進行闡述和評價，組織學生進行總結與交流。
4.概念圖法。概念圖是由美國諾瓦克在20世紀60年代開發的一種能形象表達命題網絡中一系列概念含義及其關系的圖解。概念圖的理論基礎是奧蘇貝爾的學習理論，他認為有意義學習是以符號代表的新概念與學生認知結構中原有概念建立實質性的關系。概念圖中節點代表概念，連線代表概念之間的關系。概念圖能引導學生將新學習的概念和原有的概念進行溝通，它強調從事物的關系中把握概念本身。例如下面是關于宇宙空間與動植物關系的概念圖：
從圖中我們可以清楚明確地知道：地球自轉導致晝夜交替，晝夜交替影響動植物的生活，白天能夠看到太陽，白天里由于太陽影子的變化移動形成“太陽鐘”等。這個圖清晰展現了各個概念之間的關系，便于我們系統地理解和掌握科學概念。
總之，如何在科學教學中促進學生迷思概念的轉變是新課程理念下科學教學的一個新的研究領域，對科學教學來說意義重大。小學科學教師在教學中應以學生的已有認知為基礎，通過合理的教學設計優化使用教材、運用恰當的教學方法促進學生認知的同化與順應，實現學生迷思概念的預防和轉變。
參考文獻：
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概念轉變的教學策略范文第2篇
一、抓住契機，創新教學內容，體現課堂教學個性化
數學課堂教學是一個復雜動態的過程，常常會有意外的場面出現，這就需要教師有較強的應變能力，根據課堂上的實際情況，抓住契機，適時的調整，創新教學內容。
案例1 關于“正弦定理”的教學
師：請同學們回憶初中都學過三角形的哪些知識?
短暫的沉默之后，經交流討論碰撞出智慧的火花，回答的閘門一下子打開，同學們爭先恐后，從三角形有三個頂點、三條邊，到勾股定理，到三角形中大邊對大角，到三角形的穩定性，甚至說到三角形的五心，林林總總，他們不求全，知道啥就說啥，自由得很，
生：我們還學習了三角形的面積公式：
SABC=1／2absinC=1／2bcsinA=1／2acsinB。
師：很好!把它當面積公式看，充分顯示了數學的對稱美，如換個角度看，把等式變形一下，則有a／sinA=b／sinB=c／sinC，這就是我們這節課要學習的正弦定理。
好一個“換個角度看”，這正是數學靈感的源泉，換個角度看，如果三角形中的∠C=90°，直角三角形的正弦邊角關系，其實就是正弦定理的特例；換個角度看，其實銳角三角形、鈍角三角形在它的外接圓中，角的正弦與邊之間的關系都可以轉化成圓內接直角三角形來研究，于是正弦定理的另一種形式a／sinA=b／sinB=c／sinC=2R就出現了。
當前，新課程改革正在走向內化，為個性化的數學課堂教學搭建了一個廣闊的平臺，在新課改理念下，數學課堂教學應堅持長期積累，不斷實踐得來的個性化教學方式
二、突出學生的自主探索與合作交流，調動思維的積極性
《數學課程標準》特別強調：教師要通過問題來支撐學生的學習活動，善于創設真實的問題情境，讓學生的學習能夠經歷(具體)感知――(抽象)概括――(實際)應用這樣的一個認知過程、把求知當作樂事，激發學生自主探求知識的積極性，在此過程中獲得積極的情感體驗。
案倒2 關于“三角函數的對稱性”教學
正弦函數y=sinx是奇函數，正弦曲線關于原點對稱，即原點是正弦函數y=sinx的對稱中心，除原點外，正弦曲線還有其他對稱中心嗎?如果有，對稱中心坐標是什么?另外，正弦曲線是軸對稱圖形嗎?如果是，對稱軸的方程是什么?你能用已經學過的正弦函數的性質解釋上述現象嗎?對于余弦函數y=cosx和正切函數y=tanx，討論上述同樣的問題，將問題延伸到課外，可以讓學生從中發現利用三角函數的圖像和周期性來研究其對稱性，同學們經過合作探討，最后得出結論：正弦曲線、余弦曲線的對稱中心都是曲線與x軸的交點，即平衡點，對稱軸都正好是正弦或余弦函數值取到最大(小)值，而正切曲線對稱中心包括曲線與x軸交點，還包括一些其他在x軸上的點。
三、激發興趣是教學中最值得研究的課題
教學實踐充分證明：學生對某學科學習的積極性的高低，學習效果的優劣，很大程度上取決于學生對該學科的興趣的濃厚與否，這就需要教師動腦筋、想辦法，通過一些數學故事，設計數學活動來吸引學生的注意力，提高課堂效果。
案例3 關于指數函數的教學
在講授指數函數這節內容前，我先拿出一張白紙說：“雖然這張白紙只有0.1mm，但經過反復對折27次后，其厚度超過了世界第一高峰――珠穆朗瑪峰的高度!”學生驚奇，疑惑不信，論證一下：對折一次厚度為0.1×2=0.2(mm)；對折兩次厚度為0.1×4=0.4(mm)；……當對折第27次時，其厚度為0.1×227=13421.7728(m)，大于珠穆朗瑪峰的高度8844m，再比如，教師在講授等差數列前n項求和公式這節課時，先講少年高斯速算1+2+3+…+100的故事，既吸引了學生，又為探求等差數列前n項和的公式埋下了伏筆，通過這種緊扣教材又生動有趣的問題解決，把學生引入誘人的知識境界，求知欲望由此激發，從而學習的積極性被充分調動。
四、關愛有加，數學教學無差生
概念轉變的教學策略范文第3篇
關鍵詞化學前概念相異構想教學策略
前科學概念（前概念）亦稱為日常概念，指“未經專門教學，在同其他人進行日常交際和積累個人經驗的過程中掌握的概念，其內涵受狹隘的知識范圍限制，往往被不適當地擴大或縮小”。學生正式學習某一學科前形成的前概念，有些與科學概念一致，有些與科學概念不相一致，這些偏離或背離科學概念的觀點與看法即為“相異構想”。
已有研究表明，學生正式學習化學前已形成大量的相異構想，這些相異構想經正規化學學習后，一部分可以轉變，還有一部分難以轉化，并影響學生的進一步學習。因此，發現并采用一定教學方法幫助學生轉變這些相異構想，一直是迫切需要解決的實際問題。筆者在探析初二學生化學前概念中相異構想成因的前期研究基礎上，分析了影響學生相異構想轉變的因素，并結合筆者的教學實踐研究，提出了促進學生相異構想轉變的教學策略。
1相異構想形成特點及影響相異構想轉變的因素
筆者前期研究結果表明，相關學科知識掌握的清晰度，日常生活經驗豐富的程度，媒體信息的科學性等因素對學生化學相異構想的形成具有一定的影響，且由于思維方法不當，日常生活經驗不足等原因，在信息的接收與內化過程中，學生的化學相異構想表現出簡單枚舉，錯誤推理，望文生義，主觀臆斷，思維定勢，缺少辨證思維等形成特點。這些特點與學生的元認知水平，認識風格，學習興趣與動機，教師教學方式，班級學習氛圍等因素相互交織，共同制約主體相異構想的轉變。
如元認知水平較高，學習興趣濃厚，思維靈活，學習較扎實的學生，能主動將已有的知識與科學概念相比較，找出差異，正確定位科學概念，并有意尋找一些方法主動監控，調節自身認知過程；在已有觀念不能解釋新現象和解決新問題時，這些學生較易從新的角度看待問題，尋求問題的答案，從而為相異構想的轉變提供更多機會與空間。而元認知水平較低或對學習不感興趣，學習不踏實的學生，雖然有時能很快接受新概念，但由于僅僅憑外部信息和類似“這是科學的，我應該記住此概念”的潛意識自我強化做出判定，缺少深入有效的證明，因此一段時間后，有些學生記住的仍是自己的最初概念；這些學生發現自己認知錯誤的可能性較小，糾正相異構想的意識較低，相對前者相異構想較難轉變。又如，在科學概念教學中，教師如果忽視學生已有的非科學觀念，未采取適當方式引起學生對原有錯誤觀點的不滿，或未提供比學生原有的觀點更為合適，包攝性更強的學習材料，也會影響學生相異構想的轉變。
相對來說，學生通過觀察或親身經歷并經抽象邏輯思維而形成的相異構想較難改變。如由于學生在日常生活情景中確實多次觀察到“紙張，木柴等物質燃燒需要點燃”，“物質燃燒時有火”的現象等，因而學習化學前有37.0%的學生認為“燃燒需要用火去點燃”“燃燒離不開火”，既使經過一年的化學學習后，仍有24.7%的學生持有這些觀點；又如“金，銀不會銹蝕”，“金屬不能燃燒”等，均表現出較低的轉化率。而學生因缺乏辨證思維形成的片面認識，或由于知識經驗不足形成的相異構想，較易隨辨證思維能力的提高和知識經驗的不斷積累而轉變，如“化學物質是有害的，有毒的”，“空氣中主要是氧氣，二氧化碳”，“水能變油”等相異構想，表現出較高的轉化率。
2促進學生相異構想轉變的教學策略
2.1引發學生形成認知沖突
學習時學生是基于原有認知結構理解新知識的，當運用已有經驗不能解釋新情景時，便引發認知沖突。根據波斯納等人提出的觀念改變模型，讓學習者對當前的概念產生不滿是促進學生觀念轉變的重要有效條件。為此，引發學生產生認知沖突，使學生對已有觀念產生懷疑與不滿，是轉變相異構想的首要步驟。
（1）通過合作與討論引發認知沖突
在教學中，教師可引導學生與他人（同學或老師）就某一問題進行討論或合作，在討論或合作中，當學生發現他人觀點與自己不同，且比自己的觀點更適合解決問題時，往往會對自己的觀念提出懷疑，產生認知沖突和求知心理，此時，學生較易接受新的，正確的科學觀念。丹瑟里恩的一項研究也表明；學生在合作學習中學到的知識比單獨學習時多得多，且合作學習有助于克服錯誤觀念，能使學生超越自己的認識，通過他人與自己不同的觀點，看到事物的其他方面，從而形成對事物更加豐富的了解。
（2）通過揭示差異產生認知沖突
當學生看到自己認為“正確”的觀點被老師宣布為“錯誤”時，易引起認識和情感的強烈反差，促使學生找出原有觀點錯誤的原因。如針對學生“金屬不能燃燒”的錯誤觀點，教師可以在講授金屬有關特性或鐵絲與鎂條的燃燒時，呈現出錯誤觀念，并給予糾正，再與學生討論，總結出正確的觀念與解釋。
教學中教師也可直接呈現出易使學生產生錯誤觀點的情景（綠色植物通過什么作用吸收二氧化碳，又通過什么作用將二氧化碳釋放到大氣中），激活學生頭腦中與新信息有關的相異構想（如分不清光合作用與呼吸作用，光合作用與蒸騰作用等），然后教師給出正確答案，解釋光合作用與呼吸作用，蒸騰現象的區別與聯系。該方法在引發學生認知沖突的同時，也幫助學生清晰的理解概念間的關系。
（3）通過創設問題情境引發認知沖突
設置與學生相異構想產生沖突的問題情景，可以讓學生充分暴露錯誤觀念，反思自身觀點與科學觀點之間的差異，激發探究求知的熱情。
在教學中可以通過與日常生活聯系緊密，能產生與學生原有觀點相矛盾的化學實驗暴露學生的錯誤認識，引發認知沖突。例如，可將“在透明玻璃裝置中點燃一只蠟燭，并蓋上玻蓋”與“用聚光鏡將陽光聚焦到一章紙上，確保一段時間以上”的實驗對比，讓學生分析2個實驗的異同點，分析燃燒所需的條件，并在交流討論中讓學生發現并轉變“燃燒肯定要點燃”，“物質燃燒需要火”等的相異構想。又如教師可通過“水果電池使音樂卡片發出聲音”的實驗，激發學生思考電能的來源，通過食物情景促進學生轉變“電池中的電是通過外界充進去的”、“電池本身帶電”等相異構想。
歷史上一些科學家或化學家用于打破傳統束縛、不懈追求科學真理的資料也可用與創設問題情景。如通過從古代阿那克西米尼認為空氣是一種元素，到亞里士多德認為空氣是一種物質，再經伽里略通過實驗測知空氣的重量，至舍勒、拉瓦錫等發現空氣中的氧和其他成分的過程，讓學生了解人類對空氣組成認識不斷發展的過程，同時引導學生將這些觀點與自己的原有認識進行對比（如有些學生認為空氣沒有質量、空氣中主要含有氧氣和二氧化碳），找出自己與科學家之間的認識差異，促進相異構想的轉變。
2.2促進學生的認知順應
當學生產生認知沖突后，如何促進學生的認知順應是轉變相異構想需要解決的第二個問題，為此，筆者根據學生形成相異構想的特點，提出了以下促進學生認知順應的策略。
（1）通過“對話”促進順應
對話策略是以讓學生產生認知沖突的內容為主題，讓學生展開討論或辯論的方法。在“對話”過程中，教師要引導學生充分發表自己的意見，認真聆聽他人的觀點，并時刻檢驗自己與他人觀點的正誤。例如以“二氧化碳的功與過”為主題，讓學生各抒己見，不僅可以讓學生認識二氧化碳常見性質與“可滅火、是光合作用的原料、可作氣肥”等用途，也讓學生了解“溫室效應”、“大氣污染”等危害，使學生在活躍的氛圍中完善和轉變頭腦中原有的“二氧化碳對人類有害無利”，“二氧化碳是有毒氣體”、“把空氣中的二氧化碳除去后，空氣質量會變好”等一些非科學認識。
（2）加強方法滲透促進順應
筆者的前期研究表明，許多相異構想的形成是因為學生缺乏一定的科學方法而導致。為此，教師在教學中滲透科學方法教育，引導學生認識科學方法的內涵與適用范圍，有助于學生相異構想的轉變。如使學生知道簡單枚舉法是一種不完全歸納法，所得結論并不一定可靠，需經過實踐的檢驗；進行推理時，推理前提的正確性，是保證推理結果正確與否的必要條件之一；用類比方法解釋新事物與新問題時，應確保兩類研究對象在某些屬性或特征上的真實相似，且相似屬性與類推屬性必須有本質的甚至必然的聯系，才能使推論結果具有一定的真確性；有目的、有計劃、有步驟的觀察是獲得更多信息的科學觀察方法。
（3）引導主動調控加強順應
已有研究表明，學生的元認知水平與學習成績之間呈正關系。同樣，學生相異構想的轉變也需要學生去反思已有認識、調整已有思維方式，為此，教師應在教學中指導學生主動監控，促進認知順應地完成。
確立學習目標是學生形成自我監控的重要方面。教師可指導學生認識具體的學習目標，理解自己所要達到的目標水平，并在教師引導下根據目標要求檢查自己的學習結果，從而引發學習過程的自我監控；教師可以通過正誤實驗的設計，引導學生更加積極的思考，去探究事物的內在規律性；教師還可以針對某一知識的學習目標，通過學習提問單，如“看到此概念我想到了什么？”、“我的想法與老師所講的概念有什么異同點？”等，使學生不斷對自己的思維過程和狀態進行總結和調整，在自我監控下使自己真正參與相異構想的轉變；也可以通過化學日記等方法，將學生關于此知識的已有錯誤觀點與科學觀念聯系起來，促進相異構想的轉變。
2.3促進學生及時反饋
概念轉變的教學策略范文第4篇
關鍵詞：相異構想；教學策略；教學情境
中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）23-097-01
本次問卷八年學生答案錯誤率在31.7%。九年級由于是學完后調查，錯誤率在百分之11.2%。通過發放調查問卷與訪談，這在一定程度上反映了學生對錯誤思維的頑固，教師對“相異構想”的“頑固性”認識不足。因此，教師要有意識地選擇能有效促使學生發生觀念轉變的教學策略。
學生為什么會存在“相異構想”而“相異構想”又有什么特點？通過對學生生活經驗和成長過程的了解、分析，我們認為形成初中學生在物理學習中“相異構想”的原因主要有以下幾個方面：
1、某些生活感受導致錯誤的理解。如在“力與運動的關系”問題上，學生在學習之前總認為作用力越大物體運動得越快，當推動物體的力停止作用，原來運動的物體就靜止下來；對落體運動，認為物體越重，下落得越快；對于鋼筆吸墨水現象，認為是鋼筆的膠皮管具有“吸力”；冬天放在室外的金屬塊的溫度比同樣條件下的木塊的溫度要低，等等。與此同時，學生把這種看法視為“常識”，認為這已是千真萬確的了。
2、在某些教學情境中，對所學物理知識的理解發生偏差。這主要表現在學生對于某些科學概念缺乏感知經驗，他們會想當然地去理解，如在學了分子運動理論后，他們會認為物體受熱膨脹是因為分子和原子可以膨脹；
3、存在一定的逆反心理，不愿接受正確的概念。
4、受思維定勢的影響，正確的觀點和概念難以建立。
從上述分析可以知道，初中學生在學習新知識之前，他們的頭腦中并非一片空白，而往往存在著一定的“相異構想”。正是這些“相異構想”在物理課程的學習中起著十分消極的影響，它們錯誤地阻礙著正確知識的接受，也錯誤地“同化”著一些新知識和新材料。
那么促進“相異構想”轉變有什么教學策略呢？建構主義十分重視促進學生觀念的轉變。然而在以往的教學中，許多教師總是會忽視學生頭腦中的“相異構想”，他們習慣于傳統地傳授知識，即使知道學生頭腦中存在著各種非科學的認識，但總是想當然地以為只要把正確的概念傳授給學生，學生錯誤的東西就自然會無立足之地。這在一定程度上反映了教師對“相異構想”的“頑固性”認識不足。如初中學生普遍存在著“力是維持物體運動的原因”的“相異構想”，這種頑固的“相異構想”持續阻礙著科學概念的建立。因此，教師要有意識地選擇能有效促使學生發生觀念轉變的教學策略。為了實現“相異構想”向“科學概念”的轉變，筆者從教學實踐中探索、總結了一些行之有效的教學策略。
1、巧妙設置教學情境，引發學生認知沖突。
2、借助邏輯思維能力，促進學生認知順應。
3、引用實驗觀察操作，增加學生感性經驗。
學生的感性經驗對于轉變他們頭腦中頑固的“相異構想”，重新構建新知識是十分重要的。許多“相異構想”的形成，正是由于學生缺乏正確的、科學的感性經驗。因此，建構主義十分重視舊經驗在構建新知識過程中的作用。如果教師只是機械地按知識的邏輯進行教學，不能通過有效的教學途徑增加學生的感性經驗，那么學生對新知識的理解往往是膚淺的，而對于“相異構想”的拋棄也是不可能徹底的。于是，在他們的知識結構中，往往會形成“既有一知半解的新知識，又有揮之不去的舊概念”這樣一種模糊混亂的認知結構。因此，筆者認為，增加讓學生自己動手做實驗的機會，通過實驗為學生提供必要的感性材料，是轉變“相異構想”的又一有效策略。
如在教學“物體浮沉條件”時，教師針對學生可能產生的“相異構想”，可先這樣設問：兩個不同的物體浸沒在水中，當撤去外力后，哪個下沉？哪個上浮？學生討論后或認為“重者下沉，輕者上浮”，或認為“受浮力大者上浮，受浮力小者下沉”。
接著，教師通過設計實驗讓學生來否定自己的“相異構想”：針對同學們的第一種認識，讓他們將一大木塊和一小鐵釘（木塊的重力大于鐵釘的重力）浸沒于水中，放開手后，觀察到的現象是“重者上浮，輕者下沉”；而針對同學們的第二種認識，讓他們將一大石塊和一小木塊（石塊的體積大于木塊的體積）浸沒于水中，放開手后，觀察到的現象是“受浮力大者下沉，受浮力小者上浮”。
然后，教師引導學生展開分析、討論，師生共同總結出物體浮沉的條件，并再將它應用于具體實例中。
概念轉變的教學策略范文第5篇
關鍵詞：概念改變；心理模型；錯誤概念
概念教學一直是科學教學的重要組成部分，其目的就是讓學生正確理解科學概念。然而學生在學習概念前已經對一些概念有了樸素的理解，這種理解往往與概念的科學含義不一致，于是概念教學的重點就變成了改變學生原有的樸素理解，即概念改變。在中小學的教學實踐中教師發現學生存在某些錯誤概念卻難以改變。究其原因，其中一個就是錯誤概念不僅僅涉及學生對概念命題本身的理解，更可能涉及學生對整個物理系統，乃至本體類別水平的理解（如圖1）。
圖1 概念改變的難易程度
在認知心理學中通常使用心理模型表征學生對世界物理系統的理解，只有從根本上改變支撐錯誤概念的心理模型，才能真正達到概念改變的目的。筆者從心理模型的建構過程入手，提出了概念改變的三個關鍵步驟，在此基礎上系統地梳理了概念改變的教學策略。而就本體類別水平上概念改變的探討，將另擬一文。
一、概念改變的心理過程：心理模型的建構
學生在某些概念的理解上會自然而然地流露出一些不正確的觀念，例如，地球是平的，重物先于輕物落下。人們通常稱之為錯誤概念，或中性地稱之為異構概念、前概念、樸素概念。我國學者在探查學生的前科學概念上做過一些研究。[1]然而幾乎沒有學者系統地探討如何改變學生的錯誤概念，而這個問題恰恰是中小學教學實踐亟待解決的問題。在實踐中教師發現有些錯誤概念難以改變，其中一個主要原因就是學生的錯誤概念往往涉及對整個物理系統的理解。學生對一個概念的理解能夠體現出對整個物理系統的理解情況，在已形成的知識體系中學生錯誤地理解物理系統，那么就不可能正確地理解物理系統的核心概念，所以要改變學生的錯誤概念，并獲得長期效果，就必然要改變學生對整個物理系統的理解。
這與概念改變研究中的一致觀相吻合，持一致觀的人認為學生給出的不正確答案有一致的理解模式。不同的研究者使用不同的方法捕捉這種一致的“模式”。早期，研究者利用學生的樸素解釋與中世紀科學家的理論相似性，從而得出一致觀，于是學生的樸素解釋被認為是“似理論”的。例如，學生關于運動的樸素觀點相似于14世紀的動力理論，兩者都認為：（1）一個物體需要內力，并且該內力使物體保持運動；（2）移動物體的動力漸漸消失，以至于物體漸漸變慢，停止。近期，研究者通過辨識產生錯誤概念的心理模型種類，捕捉學生樸素解釋的一致模式。Vosniadou和Brewer（1992）[2]辨識了兒童理解地球的樸素心理模型。與之相似，Chi等人（1994）[3]捕捉到中學生各種人類循環系統的心理模型。正是這些不正確的心理模型才使得人們產生錯誤概念，例如一個兒童有這樣的樸素心理模型，即“地球是平的”，如果教師告訴他“地球是圓的”，兒童可能會認為“地球像碟子一樣”，中間平坦，四周是圓形的。
圖2 心理模型的建構過程
在這里，心理模型是指對某一特定系統的功能部分及其相互關系的表征，它是學生理解、推論和預測的基礎，那么學生學習和理解科學概念的過程其實就是建構心理模型的過程，學生概念改變的心理過程也就是從不正確心理模型向正確心理模型轉變的過程。所以只有支撐錯誤概念的心理模型發生轉變，錯誤概念才會發生根本的轉變，并有良好的長期效果。
從認知心理學的研究中可以這樣描述心理模型的建構過程（如圖2），首先學生在學習科學概念之前已經具有理解物理世界的心理模型，這個心理模型往往是不正確的，如果是正確的心理模型，那么就不存在學習的過程，更談不上改變的過程。于是學生要將自己原有的心理模型與物理系統模型進行比較，如果他們能夠認識到兩者之間的差異，就會產生認知沖突，從事各種建構活動，例如推論（其中包括自我解釋推論）、提問、回答問題、解釋、總結等等，于是學生產生新的命題和聯結，獲得新的組織原則，一個新的心理模型就出現了。學生不斷使用新的心理模型，使之成為自身知識體系中的一部分，當學生在學習新的物理系統時類似的心理模型建構過程將重復出現。在心理模型的建構過程中三個關鍵步驟將對概念改變至關重要（見下表）：首先，認識到異常情況，即目前的心理模型不能解釋觀察到的數據和現象，于是產生認知沖突；然后，創建新模型，即通過建構活動和類比，創建一個新模型，解釋觀察到的事實；最后，使用新模型，即在新的情境中基于新模型做出推論和預測，并檢驗之。
二、教學策略之一：直面錯誤概念，引發認知沖突
在概念改變的教學中，第一個步驟是讓學生認識到目前持有的心理模型與接觸到的資料不相符，學生進入課堂的時候不是帶著空白的頭腦，而是已經具有表征物理世界的心理模型，只不過這些模型常常是錯誤的。有兩個典型的不正確心理模型的例子：一個是曲線動量錯誤，繩上的一個球以圓形軌跡旋轉，如果任其運動，球的運動路徑將會怎樣？正確的答案是球按照圓的切線方向運動，但有相當數量的人認為球應按照圓形路徑運動。另一個是滑落錯誤，如果球以一定的速度從桌邊滑出，球的軌跡將會怎樣？正確答案是球應該按照拋物線下落，但有人認為球將水平向前運動，當動量耗盡時開始下落。這些錯誤概念背后往往有更深層次的心理模型支持，上述兩個錯誤概念就涉及對運動的根本理解，而且學生能根據心理模型，自認為正確地解釋一些現象，因此自己意識不到持有的概念是錯誤的，更不必說要改變原有的錯誤概念。
教師能讓學生認識到錯誤概念嗎？Clement發現，傳統的物理課堂教學很少能消除學生的錯誤概念。[4]那么采取怎樣的策略和方法能讓學生認識到異常情況呢？Chinn和Brewer[5]討論了給兒童呈現異常資料時所發生的種種情況：兒童可能會忽視、擱置、拒絕或排斥這些異常的資料，如此種種舉動使前概念得以保持；此外，兒童可能會對異常資料重新做出解釋，或對自己的理論做出表面修改，但這兩種舉動基本上使他們的前概念得以保持；最后一種情況，他們可能會改變自己的核心觀念，形成某種新的理論和圖式。Chinn和Brewer[5]鑒別出十一種有助于學生成為反思理論改變者的教學策略（如圖3）。這些策略包括削弱前概念的根基；引進另一明確且可信的相異理論；給學生提供清晰且可信的資料，且這些資料與新觀念構架相一致，但與舊觀念相異；最后鼓勵學生證明這一新觀念的合理性，并做出深加工。
圖3 成為反思理論改變者的教學策略
這些策略大部分是讓學生比較原有心理模型與物理系統模型，通過比較促使學生產生認知沖突，認識到自己的心理模型是有瑕疵的，從而推進心理模型順利的建構。在這一過程中，認知沖突的產生直接關系到后面的建構過程。在一項課堂研究中，[6]要求五年級和六年級的學生預測某一結果，然后進行測量，并解釋為什么測量的結果與預測的結果相沖突。例如，學生拉一張很重的桌子，沒能拉動，于是認為沒有力作用其上。然而，學生使用測力計，測到施加在桌子上很大的力。在隨后的課堂討論中，學生不得不協調相互沖突的信息，即物體沒被移動，而仍然有力施加其上。那些參與認知沖突活動的學生在解決物理問題上顯示出了更大的進步。總之，正如Limon所說：“認知沖突看起來是概念改變過程的起點。”[7]
三、教學策略之二：促進建構活動，提供具體類比
一旦學生產生了認知沖突，認識到他們的心理模型是有瑕疵的，下一步就應該進行各種建構活動，創建新模型。在這一過程的教學中教師應促進學生進行各種建構活動，提供具體的類比，幫助他們建立正確的新模型。學生的建構活動有推論（其中包括自我解釋）、提問、回答問題、解釋、總結等等，這些建構活動將有助于概念改變。Chi[3]讓學生學習陳述性知識──人類的雙循環系統時，14名八年級的學生沒有受過任何集中訓練，僅在讀完每一句文字后，進行自我解釋，而另外十名學生讀同一文本兩次。開始時多數學生帶有單循環的心理模型，而在學習文本后促進自我解釋組有更多的學生獲得了雙循環模型，同在促進自我解釋組中高自我解釋的學生比低自我解釋的學生能夠更深入地理解文本。可見促進建構活動將有助于學生心理模型的建構。
按照Posner等人的觀點，新模型必須是可理解的（新模型必須明白、清晰、具有內在的一致性，學生能容易地理解它）、合理的（新模型是一種可能的替代模型，學生所使用的數據知識應與新模型相符）、有效的（即新模型必須比舊模型在有用性上更可取，學生并能在新的情境中使用該模型）。[8]那么怎樣才能更好地理解新物理系統呢？Gentner提出學生要把新系統與熟悉的系統聯系起來，由此理解新系統是如何運作的。[9]其實，很長時間以來科學教學的策略之一就是將要學的新現象比擬成另一熟悉的現象，這是由于科學教學常涉及理解一些無法直接觀察到的事物，因此參照某些可觀察到的事物或曾有體驗的事情能夠更好地促進理解。例如，有時人們把電流比擬為水流系統，在這個系統中電線像水管，電子像水，電池像水泵，而電阻像水管中窄的部分，有時人們把電流比做通過走廊的人流。在科學教育中類比的使用相當流行，美國《化學教育雜志》中曾辟有“應用與類比”定期專欄。
類比已明確地用于幫助學生克服一些錯誤概念，尤其是在一些常見的錯誤概念中，使用“橋式”（bridge）類比有很好的效果。在沒有學習牛頓第一定律時，多數學生認為桌子不會對置于其上的書施加向上的力，但他們相信在用自己的手向下壓彈簧時，彈簧會發力，僅以彈簧充當類比，通常不能起到改變學生錯誤概念的作用，但使用某種既含原事例（桌子上的書）又含類比事例（手按彈簧）的中間類比（在有彈性的泡沫墊上的書），能夠收到更好的教學效果。
類比很難完美無缺，因此在使用類比時總會暴露出某些問題。例如太陽系與原子相類比，這樣可能有助于學生構想原子中的電子與原子核的關系，但同時也可能會使學生做出并不確切的推論。某個學生可能會猜想，既然行星與太陽間存在重力吸引，那么在電子與原子核之間也可能存有這種吸引力；電子是在單一的平面上圍繞著原子核運動的。這些顯然是錯誤概念。因此類比可能對學生有幫助，但也可能會誤導學生。在有些情況下，學生可能過分地拓展類比，建構一些不正確的概念。例如，在日常生活中有這樣一個例子，許多人會認為恒溫加熱器在加熱房間時像水龍頭一樣操作，只要將刻度盤的指針調得更高，房間便會熱得更快。因此，為了防備類比的過分擴大或誤用，在教學中應引介多方面類比。
可見，好的類比應具有更顯著的語義上的相似性，結構上的對應性，以及實用上的相關性。類比能引發學生對主題的思考，但也應明確比喻的局限性。教師應當指出類比在何處是不適用的，不確切的。此外，教師應盡量使用學生熟悉的那些事物作類比，應清晰地表明類比之間在語義和結構上的相互對應。總之，無論促進學生的建構活動，還是提供相似而具體的模型作類比，都能幫助學生替換不正確的心理模型，建構正確的新模型。
四、教學策略之三：使用新建模型，檢驗研究假設
雖然新的心理模型已經建立起來，但整個的建構過程還沒有結束，如果要使心理模型真正地成為知識體系中的一部分，還要知道如何運用心理模型，并在此基礎上做出解釋、推論和預測，這樣才算完成整個的概念改變過程。于是學生要在新的情境中運用新模型來解釋和預測。有可靠的證據表明，高中生在科學推理的兩個重要方面都存在相當的困難，即產生理論和解釋數據。例如，Klahr[10]讓學生指出，在稱做BigTrack的程控玩具車上RPT按鈕能夠做些什么。學生可以在控制板上以任何順序按下按鈕，于是可以觀察到車的運行情況。大多數兒童僅僅考慮到一個理論，而忽視與之相沖突的結果，并且只是不斷地重復檢驗同樣的理論。在一個計算機模擬生物實驗中，[11]大多數學生懷有一個理論開始實驗，并做實驗意圖證實這個理論（即通常所說的證實偏見）。當結果數據與他們的理論相沖突時，大多數學生傾向于忽視這些結果，繼續試圖證實他們的理論。所以，大多數學生不能判斷數據是否駁斥了理論，并且在某種程度上不會系統地檢驗假設。
怎么做才能提高學生檢驗假設的能力呢？當Lawson和Snitgen[12]在如何檢驗生物理論假設上，提供了直接教學時，學生在科學思維測驗分數上提高很大。在一項具有典型意義的研究中，[13]七年級的學生參與為期三周的科學教學單元，單元重視科學思維，其中包括集中考察一些題目，例如“為什么酵母、面粉、糖、鹽和溫水在一起會產生氣體？”參與的學生在科學和科學研究的觀念上有了相當大的提高。總之，有不斷出現的證據表明教師可以傳授科學推論，幫助學生以新建的模型為基礎做出推論和假設。
五、總結
概念改變教學被納入到心理模型的建構框架中來探討，目的有兩個：其一，概念改變不能僅僅從概念本身入手，更重要的是要關注支撐錯誤概念的心理模型，這往往是概念難于改變的更為重要的原因。第二，從概念改變的心理過程，即建構心理模型這一認知過程著手，以一種新的視角梳理概念改變教學的方法和策略，能使人們更加明晰不同的策略和方法是在建構模型的哪一步驟起作用，以期改善概念改變的教學。但同時也要指出，不能片面地割裂整個心理模型的建構過程，而單單促進某一步驟的學習，忽視其他步驟的教學，在這里之所以展現一個完整的建構過程，就是期望教育工作者能從系統而完整的建構過程來考慮概念改變教學，運用多種策略和方法，從不同的心理模型建構階段，更有效地促進學生錯誤概念的改變過程。
參考文獻
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［11］Dunbar K.Concept discovery in a scientific domain［J］.Cognitive Science， 1993， 17: 397—434.
