概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略
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概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略范文第1篇
關(guān)鍵詞：迷思概念；小學(xué)科學(xué)教學(xué)；概念轉(zhuǎn)變
中圖分類號(hào)：G623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-0568（2012）19-0086-03“迷思概念”來(lái)自科學(xué)教育中建構(gòu)主義理論取向，是指某一特定科學(xué)概念組織中，對(duì)某事物或某現(xiàn)象所持有的一些有別于目前科學(xué)所公認(rèn)的想法。在小學(xué)《科學(xué)》教學(xué)中，學(xué)生對(duì)某些科學(xué)知識(shí)存在理解偏差或混淆，極容易形成迷思概念。筆者對(duì)小學(xué)《科學(xué)》（3~6年級(jí)）教學(xué)中產(chǎn)生的迷思概念進(jìn)行了診測(cè)，從而分析小學(xué)迷思概念的成因和轉(zhuǎn)變策略。
一、 小學(xué)《科學(xué)》（3~6年級(jí)）中迷思概念的診測(cè)
診測(cè)包括問(wèn)卷和訪談。診測(cè)問(wèn)卷由選擇題和填空題組成，包含教科版3~6年級(jí)《科學(xué)》教材（教學(xué)）中34個(gè)易出現(xiàn)“迷思”的概念以及相關(guān)的日常科學(xué)概念，并選取了135名小學(xué)6年級(jí)學(xué)生實(shí)施問(wèn)卷調(diào)查及訪談。所選取的診測(cè)概念如下表1：
選取這些知識(shí)點(diǎn)的主要依據(jù)是《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（3~6年級(jí)）》、教材及教師用書、期末測(cè)試題中易錯(cuò)的知識(shí)點(diǎn)及科學(xué)教師的建議。問(wèn)卷測(cè)試后統(tǒng)計(jì)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(wèn)卷題目平均得分率 40.7%。可見(jiàn)總體上來(lái)看小學(xué)生對(duì)《科學(xué)》教學(xué)中科學(xué)概念的理解和掌握情況不容樂(lè)觀。針對(duì)問(wèn)卷測(cè)試結(jié)果中典型的的迷思概念，筆者隨機(jī)抽取若干被試作了訪談。通過(guò)問(wèn)卷診測(cè)和訪談總結(jié)了小學(xué)科學(xué)中迷思概念的特點(diǎn)和成因，并對(duì)轉(zhuǎn)變迷思概念的教學(xué)策略做了初步探討。
二、小學(xué)《科學(xué)》教學(xué)中迷思概念的成因
小學(xué)《科學(xué)》教學(xué)中迷思概念的成因可概括為三點(diǎn)：學(xué)生前認(rèn)知的影響；日常生活經(jīng)驗(yàn)和各類大眾媒體的影響；科學(xué)教材和教師教學(xué)的影響。
1.學(xué)生前認(rèn)知的影響。建構(gòu)主義理論認(rèn)為，學(xué)生總是以已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)來(lái)構(gòu)建對(duì)新知識(shí)的理解。在正式學(xué)習(xí)某些概念前, 兒童已經(jīng)通過(guò)對(duì)日常生活的觀察和體驗(yàn)形成了個(gè)人的“前概念”。前概念有時(shí)能幫助他們理解新概念，而有時(shí)則會(huì)產(chǎn)生負(fù)面作用, 妨礙新概念的建立。前認(rèn)知中相關(guān)知識(shí)的缺失也能很大程度地影響學(xué)生對(duì)新概念的理解。例如本研究的問(wèn)卷關(guān)于光的傳播路徑的題，有 86.7%的被試認(rèn)為光在水中是沿曲線傳播的。訪談中筆者發(fā)現(xiàn)他們受到生活中“折射現(xiàn)象”的干擾，但他們前認(rèn)知中沒(méi)有“折射”這一概念，由于前認(rèn)知的局限導(dǎo)致了迷思概念。
2.日常生活經(jīng)驗(yàn)和大眾媒體的影響。在日常生活中，學(xué)生通過(guò)直接觀察和感知已經(jīng)從大量的生活見(jiàn)聞和自然現(xiàn)象中獲得了不少科學(xué)的知識(shí)，這些會(huì)直接影響到學(xué)生對(duì)新事物和新概念的理解。問(wèn)卷中有個(gè)題目：“胖子和瘦子拔河不相上下，哪個(gè)說(shuō)法正確？”這個(gè)題目?jī)H有50.4%的學(xué)生認(rèn)為胖子瘦子力氣一樣大。訪談中筆者了解到部分被試都認(rèn)為胖子用力大，因?yàn)樯钪幸话闩肿恿舛急容^大。這就是日常生活中的直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)科學(xué)概念理解的影響。大眾傳媒也是誤導(dǎo)小學(xué)生形成迷思概念的一個(gè)“罪魁”。我們生活在媒體時(shí)代，電視、互聯(lián)網(wǎng)、報(bào)刊雜志等成為迷思概念產(chǎn)生和傳播的重要渠道。例如，在一些環(huán)保宣傳類節(jié)目中都能看到，每當(dāng)講到“白色污染”時(shí)就會(huì)呈現(xiàn)出一片白茫茫的垃圾，這樣很可能讓小學(xué)生把“白色污染”的概念誤解為所有白色的垃圾。可見(jiàn)，大眾媒體傳播過(guò)程中畫面呈現(xiàn)形式、陳述方式的不恰當(dāng)會(huì)導(dǎo)致小學(xué)生迷思概念的形成。
3.《科學(xué)》教材和教師教學(xué)的影響。科學(xué)教師的教學(xué)方法和《科學(xué)》教科書的知識(shí)呈現(xiàn)形式也是學(xué)生迷思概念的成因之一。科學(xué)教科書總體上來(lái)說(shuō)是適應(yīng)學(xué)生認(rèn)知特征和心理特征的，但對(duì)于某些學(xué)生來(lái)說(shuō)可能在某些章節(jié)上會(huì)出現(xiàn)學(xué)習(xí)困難。若科學(xué)教師不及時(shí)更新教學(xué)理念，以學(xué)生前認(rèn)知為起點(diǎn)調(diào)整知識(shí)呈現(xiàn)順序并選取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法就可能會(huì)導(dǎo)致迷思概念產(chǎn)生。教材編寫也是影響學(xué)生的科學(xué)概念形成的因素，如教材內(nèi)容的選擇和知識(shí)的呈現(xiàn)順序，都能在一定程度上影響學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解。如果教師不注重學(xué)生現(xiàn)有認(rèn)知，并采用灌輸式教學(xué)方法一味地照本宣科，也可能導(dǎo)致學(xué)生概念理解不深刻從而產(chǎn)生迷思概念。
三、促進(jìn)迷思概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略
1.探究式教學(xué)。科學(xué)探究是當(dāng)前科學(xué)教學(xué)改革中大力倡導(dǎo)的一種教學(xué)方式，也是新課改積極倡導(dǎo)的理念。探究式教學(xué)是指教師在理解“科學(xué)探究”基本精神的基礎(chǔ)上，在自由創(chuàng)設(shè)的、有結(jié)構(gòu)的、能促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知與情感發(fā)展的教學(xué)情境中，讓學(xué)生自己動(dòng)手動(dòng)腦，主動(dòng)獲取科學(xué)知識(shí)和發(fā)展探究能力的一種教學(xué)方式。在我國(guó)新的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中指出：科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心。在加拿大科學(xué)教師寫的教案中我們可以發(fā)現(xiàn)每節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)一般包括三個(gè)部分：學(xué)生要學(xué)習(xí)的科學(xué)概念；學(xué)生要發(fā)展的探究能力；學(xué)生要獲得的應(yīng)用能力。在科學(xué)教學(xué)中所有的探究活動(dòng)都應(yīng)指向核心概念，以學(xué)生現(xiàn)有概念為起點(diǎn)設(shè)計(jì)探究方案，讓學(xué)生在提出問(wèn)題、猜想假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并觀察、收集資料、得出結(jié)論和交流的過(guò)程中建構(gòu)科學(xué)概念。
2.POE策略。所謂POE是Prediction-Observation-Explanation(預(yù)測(cè)-觀察-解釋)的簡(jiǎn)稱，該策略通過(guò)診斷學(xué)生的迷思概念來(lái)促進(jìn)學(xué)生建立正確的、科學(xué)的概念。具體來(lái)講包括三個(gè)步驟：第一，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)或事件中可能發(fā)生的現(xiàn)象、結(jié)果做出預(yù)測(cè)。第二，讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)或事件，記錄下結(jié)果。第三，讓學(xué)生對(duì)自己預(yù)測(cè)和觀察到的不一致（沖突）做出解釋，并力求調(diào)和沖突。POE策略可廣泛運(yùn)用于科學(xué)概念教學(xué)中，能促進(jìn)學(xué)生理解掌握科學(xué)概念，有效預(yù)防迷思概念的生成。
3.基于學(xué)生前概念的NN三步教學(xué)模式。納斯伯姆和挪威克提出：讓學(xué)生嘗試解釋某事件，引起概念沖突發(fā)現(xiàn)矛盾事件，然后引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生調(diào)整認(rèn)知，建立科學(xué)概念。我國(guó)學(xué)者將其歸納為NN三步教學(xué)模式，在科學(xué)教學(xué)中也可采用這種方法：第一步，揭示并重視學(xué)生頭腦中的前概念。教學(xué)實(shí)踐中教師可運(yùn)用問(wèn)卷調(diào)查、訪談、實(shí)驗(yàn)等方式使學(xué)生暴露前概念。第二步，創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)認(rèn)知沖突。認(rèn)知沖突是指人們?cè)姓J(rèn)知與新感受到的事件或客體之間的對(duì)立性矛盾，學(xué)習(xí)者需對(duì)新信息與原有認(rèn)知做出調(diào)整才能解決沖突。引發(fā)認(rèn)知沖突主要有兩種方式，一是教師直接呈現(xiàn)錯(cuò)誤概念，二是通過(guò)小組討論時(shí)個(gè)體的不同觀點(diǎn)來(lái)引發(fā)。第三步“鼓勵(lì)評(píng)價(jià)”。鼓勵(lì)評(píng)價(jià)是指鼓勵(lì)學(xué)生大膽地對(duì)新的觀念進(jìn)行闡述和評(píng)價(jià)，組織學(xué)生進(jìn)行總結(jié)與交流。
4.概念圖法。概念圖是由美國(guó)諾瓦克在20世紀(jì)60年代開(kāi)發(fā)的一種能形象表達(dá)命題網(wǎng)絡(luò)中一系列概念含義及其關(guān)系的圖解。概念圖的理論基礎(chǔ)是奧蘇貝爾的學(xué)習(xí)理論，他認(rèn)為有意義學(xué)習(xí)是以符號(hào)代表的新概念與學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有概念建立實(shí)質(zhì)性的關(guān)系。概念圖中節(jié)點(diǎn)代表概念，連線代表概念之間的關(guān)系。概念圖能引導(dǎo)學(xué)生將新學(xué)習(xí)的概念和原有的概念進(jìn)行溝通，它強(qiáng)調(diào)從事物的關(guān)系中把握概念本身。例如下面是關(guān)于宇宙空間與動(dòng)植物關(guān)系的概念圖：
從圖中我們可以清楚明確地知道：地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致晝夜交替，晝夜交替影響動(dòng)植物的生活，白天能夠看到太陽(yáng)，白天里由于太陽(yáng)影子的變化移動(dòng)形成“太陽(yáng)鐘”等。這個(gè)圖清晰展現(xiàn)了各個(gè)概念之間的關(guān)系，便于我們系統(tǒng)地理解和掌握科學(xué)概念。
總之，如何在科學(xué)教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生迷思概念的轉(zhuǎn)變是新課程理念下科學(xué)教學(xué)的一個(gè)新的研究領(lǐng)域，對(duì)科學(xué)教學(xué)來(lái)說(shuō)意義重大。小學(xué)科學(xué)教師在教學(xué)中應(yīng)以學(xué)生的已有認(rèn)知為基礎(chǔ)，通過(guò)合理的教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化使用教材、運(yùn)用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知的同化與順應(yīng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生迷思概念的預(yù)防和轉(zhuǎn)變。
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概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略范文第2篇
一、抓住契機(jī)，創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)課堂教學(xué)個(gè)性化
數(shù)學(xué)課堂教學(xué)是一個(gè)復(fù)雜動(dòng)態(tài)的過(guò)程，常常會(huì)有意外的場(chǎng)面出現(xiàn)，這就需要教師有較強(qiáng)的應(yīng)變能力，根據(jù)課堂上的實(shí)際情況，抓住契機(jī)，適時(shí)的調(diào)整，創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容。
案例1 關(guān)于“正弦定理”的教學(xué)
師：請(qǐng)同學(xué)們回憶初中都學(xué)過(guò)三角形的哪些知識(shí)?
短暫的沉默之后，經(jīng)交流討論碰撞出智慧的火花，回答的閘門一下子打開(kāi)，同學(xué)們爭(zhēng)先恐后，從三角形有三個(gè)頂點(diǎn)、三條邊，到勾股定理，到三角形中大邊對(duì)大角，到三角形的穩(wěn)定性，甚至說(shuō)到三角形的五心，林林總總，他們不求全，知道啥就說(shuō)啥，自由得很，
生：我們還學(xué)習(xí)了三角形的面積公式：
SABC=1／2absinC=1／2bcsinA=1／2acsinB。
師：很好!把它當(dāng)面積公式看，充分顯示了數(shù)學(xué)的對(duì)稱美，如換個(gè)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(jié)課要學(xué)習(xí)的正弦定理。
好一個(gè)“換個(gè)角度看”，這正是數(shù)學(xué)靈感的源泉，換個(gè)角度看，如果三角形中的∠C=90°，直角三角形的正弦邊角關(guān)系，其實(shí)就是正弦定理的特例；換個(gè)角度看，其實(shí)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(guān)系都可以轉(zhuǎn)化成圓內(nèi)接直角三角形來(lái)研究，于是正弦定理的另一種形式a／sinA=b／sinB=c／sinC=2R就出現(xiàn)了。
當(dāng)前，新課程改革正在走向內(nèi)化，為個(gè)性化的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)搭建了一個(gè)廣闊的平臺(tái)，在新課改理念下，數(shù)學(xué)課堂教學(xué)應(yīng)堅(jiān)持長(zhǎng)期積累，不斷實(shí)踐得來(lái)的個(gè)性化教學(xué)方式
二、突出學(xué)生的自主探索與合作交流，調(diào)動(dòng)思維的積極性
《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》特別強(qiáng)調(diào)：教師要通過(guò)問(wèn)題來(lái)支撐學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)，善于創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)能夠經(jīng)歷(具體)感知――(抽象)概括――(實(shí)際)應(yīng)用這樣的一個(gè)認(rèn)知過(guò)程、把求知當(dāng)作樂(lè)事，激發(fā)學(xué)生自主探求知識(shí)的積極性，在此過(guò)程中獲得積極的情感體驗(yàn)。
案倒2 關(guān)于“三角函數(shù)的對(duì)稱性”教學(xué)
正弦函數(shù)y=sinx是奇函數(shù)，正弦曲線關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱，即原點(diǎn)是正弦函數(shù)y=sinx的對(duì)稱中心，除原點(diǎn)外，正弦曲線還有其他對(duì)稱中心嗎?如果有，對(duì)稱中心坐標(biāo)是什么?另外，正弦曲線是軸對(duì)稱圖形嗎?如果是，對(duì)稱軸的方程是什么?你能用已經(jīng)學(xué)過(guò)的正弦函數(shù)的性質(zhì)解釋上述現(xiàn)象嗎?對(duì)于余弦函數(shù)y=cosx和正切函數(shù)y=tanx，討論上述同樣的問(wèn)題，將問(wèn)題延伸到課外，可以讓學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)利用三角函數(shù)的圖像和周期性來(lái)研究其對(duì)稱性，同學(xué)們經(jīng)過(guò)合作探討，最后得出結(jié)論：正弦曲線、余弦曲線的對(duì)稱中心都是曲線與x軸的交點(diǎn)，即平衡點(diǎn)，對(duì)稱軸都正好是正弦或余弦函數(shù)值取到最大(小)值，而正切曲線對(duì)稱中心包括曲線與x軸交點(diǎn)，還包括一些其他在x軸上的點(diǎn)。
三、激發(fā)興趣是教學(xué)中最值得研究的課題
教學(xué)實(shí)踐充分證明：學(xué)生對(duì)某學(xué)科學(xué)習(xí)的積極性的高低，學(xué)習(xí)效果的優(yōu)劣，很大程度上取決于學(xué)生對(duì)該學(xué)科的興趣的濃厚與否，這就需要教師動(dòng)腦筋、想辦法，通過(guò)一些數(shù)學(xué)故事，設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)活動(dòng)來(lái)吸引學(xué)生的注意力，提高課堂效果。
案例3 關(guān)于指數(shù)函數(shù)的教學(xué)
在講授指數(shù)函數(shù)這節(jié)內(nèi)容前，我先拿出一張白紙說(shuō)：“雖然這張白紙只有0.1mm，但經(jīng)過(guò)反復(fù)對(duì)折27次后，其厚度超過(guò)了世界第一高峰――珠穆朗瑪峰的高度!”學(xué)生驚奇，疑惑不信，論證一下：對(duì)折一次厚度為0.1×2=0.2(mm)；對(duì)折兩次厚度為0.1×4=0.4(mm)；……當(dāng)對(duì)折第27次時(shí)，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(shù)列前n項(xiàng)求和公式這節(jié)課時(shí)，先講少年高斯速算1+2+3+…+100的故事，既吸引了學(xué)生，又為探求等差數(shù)列前n項(xiàng)和的公式埋下了伏筆，通過(guò)這種緊扣教材又生動(dòng)有趣的問(wèn)題解決，把學(xué)生引入誘人的知識(shí)境界，求知欲望由此激發(fā)，從而學(xué)習(xí)的積極性被充分調(diào)動(dòng)。
四、關(guān)愛(ài)有加，數(shù)學(xué)教學(xué)無(wú)差生
概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略范文第3篇
關(guān)鍵詞化學(xué)前概念相異構(gòu)想教學(xué)策略
前科學(xué)概念（前概念）亦稱為日常概念，指“未經(jīng)專門教學(xué)，在同其他人進(jìn)行日常交際和積累個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程中掌握的概念，其內(nèi)涵受狹隘的知識(shí)范圍限制，往往被不適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)大或縮小”。學(xué)生正式學(xué)習(xí)某一學(xué)科前形成的前概念，有些與科學(xué)概念一致，有些與科學(xué)概念不相一致，這些偏離或背離科學(xué)概念的觀點(diǎn)與看法即為“相異構(gòu)想”。
已有研究表明，學(xué)生正式學(xué)習(xí)化學(xué)前已形成大量的相異構(gòu)想，這些相異構(gòu)想經(jīng)正規(guī)化學(xué)學(xué)習(xí)后，一部分可以轉(zhuǎn)變，還有一部分難以轉(zhuǎn)化，并影響學(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí)。因此，發(fā)現(xiàn)并采用一定教學(xué)方法幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變這些相異構(gòu)想，一直是迫切需要解決的實(shí)際問(wèn)題。筆者在探析初二學(xué)生化學(xué)前概念中相異構(gòu)想成因的前期研究基礎(chǔ)上，分析了影響學(xué)生相異構(gòu)想轉(zhuǎn)變的因素，并結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)踐研究，提出了促進(jìn)學(xué)生相異構(gòu)想轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略。
1相異構(gòu)想形成特點(diǎn)及影響相異構(gòu)想轉(zhuǎn)變的因素
筆者前期研究結(jié)果表明，相關(guān)學(xué)科知識(shí)掌握的清晰度，日常生活經(jīng)驗(yàn)豐富的程度，媒體信息的科學(xué)性等因素對(duì)學(xué)生化學(xué)相異構(gòu)想的形成具有一定的影響，且由于思維方法不當(dāng)，日常生活經(jīng)驗(yàn)不足等原因，在信息的接收與內(nèi)化過(guò)程中，學(xué)生的化學(xué)相異構(gòu)想表現(xiàn)出簡(jiǎn)單枚舉，錯(cuò)誤推理，望文生義，主觀臆斷，思維定勢(shì)，缺少辨證思維等形成特點(diǎn)。這些特點(diǎn)與學(xué)生的元認(rèn)知水平，認(rèn)識(shí)風(fēng)格，學(xué)習(xí)興趣與動(dòng)機(jī)，教師教學(xué)方式，班級(jí)學(xué)習(xí)氛圍等因素相互交織，共同制約主體相異構(gòu)想的轉(zhuǎn)變。
如元認(rèn)知水平較高，學(xué)習(xí)興趣濃厚，思維靈活，學(xué)習(xí)較扎實(shí)的學(xué)生，能主動(dòng)將已有的知識(shí)與科學(xué)概念相比較，找出差異，正確定位科學(xué)概念，并有意尋找一些方法主動(dòng)監(jiān)控，調(diào)節(jié)自身認(rèn)知過(guò)程；在已有觀念不能解釋新現(xiàn)象和解決新問(wèn)題時(shí)，這些學(xué)生較易從新的角度看待問(wèn)題，尋求問(wèn)題的答案，從而為相異構(gòu)想的轉(zhuǎn)變提供更多機(jī)會(huì)與空間。而元認(rèn)知水平較低或?qū)W(xué)習(xí)不感興趣，學(xué)習(xí)不踏實(shí)的學(xué)生，雖然有時(shí)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(xué)的，我應(yīng)該記住此概念”的潛意識(shí)自我強(qiáng)化做出判定，缺少深入有效的證明，因此一段時(shí)間后，有些學(xué)生記住的仍是自己的最初概念；這些學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己認(rèn)知錯(cuò)誤的可能性較小，糾正相異構(gòu)想的意識(shí)較低，相對(duì)前者相異構(gòu)想較難轉(zhuǎn)變。又如，在科學(xué)概念教學(xué)中，教師如果忽視學(xué)生已有的非科學(xué)觀念，未采取適當(dāng)方式引起學(xué)生對(duì)原有錯(cuò)誤觀點(diǎn)的不滿，或未提供比學(xué)生原有的觀點(diǎn)更為合適，包攝性更強(qiáng)的學(xué)習(xí)材料，也會(huì)影響學(xué)生相異構(gòu)想的轉(zhuǎn)變。
相對(duì)來(lái)說(shuō)，學(xué)生通過(guò)觀察或親身經(jīng)歷并經(jīng)抽象邏輯思維而形成的相異構(gòu)想較難改變。如由于學(xué)生在日常生活情景中確實(shí)多次觀察到“紙張，木柴等物質(zhì)燃燒需要點(diǎn)燃”，“物質(zhì)燃燒時(shí)有火”的現(xiàn)象等，因而學(xué)習(xí)化學(xué)前有37.0%的學(xué)生認(rèn)為“燃燒需要用火去點(diǎn)燃”“燃燒離不開(kāi)火”，既使經(jīng)過(guò)一年的化學(xué)學(xué)習(xí)后，仍有24.7%的學(xué)生持有這些觀點(diǎn)；又如“金，銀不會(huì)銹蝕”，“金屬不能燃燒”等，均表現(xiàn)出較低的轉(zhuǎn)化率。而學(xué)生因缺乏辨證思維形成的片面認(rèn)識(shí)，或由于知識(shí)經(jīng)驗(yàn)不足形成的相異構(gòu)想，較易隨辨證思維能力的提高和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的不斷積累而轉(zhuǎn)變，如“化學(xué)物質(zhì)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(gòu)想，表現(xiàn)出較高的轉(zhuǎn)化率。
2促進(jìn)學(xué)生相異構(gòu)想轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略
2.1引發(fā)學(xué)生形成認(rèn)知沖突
學(xué)習(xí)時(shí)學(xué)生是基于原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)理解新知識(shí)的，當(dāng)運(yùn)用已有經(jīng)驗(yàn)不能解釋新情景時(shí)，便引發(fā)認(rèn)知沖突。根據(jù)波斯納等人提出的觀念改變模型，讓學(xué)習(xí)者對(duì)當(dāng)前的概念產(chǎn)生不滿是促進(jìn)學(xué)生觀念轉(zhuǎn)變的重要有效條件。為此，引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，使學(xué)生對(duì)已有觀念產(chǎn)生懷疑與不滿，是轉(zhuǎn)變相異構(gòu)想的首要步驟。
（1）通過(guò)合作與討論引發(fā)認(rèn)知沖突
在教學(xué)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生與他人（同學(xué)或老師）就某一問(wèn)題進(jìn)行討論或合作，在討論或合作中，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)他人觀點(diǎn)與自己不同，且比自己的觀點(diǎn)更適合解決問(wèn)題時(shí)，往往會(huì)對(duì)自己的觀念提出懷疑，產(chǎn)生認(rèn)知沖突和求知心理，此時(shí)，學(xué)生較易接受新的，正確的科學(xué)觀念。丹瑟里恩的一項(xiàng)研究也表明；學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中學(xué)到的知識(shí)比單獨(dú)學(xué)習(xí)時(shí)多得多，且合作學(xué)習(xí)有助于克服錯(cuò)誤觀念，能使學(xué)生超越自己的認(rèn)識(shí)，通過(guò)他人與自己不同的觀點(diǎn)，看到事物的其他方面，從而形成對(duì)事物更加豐富的了解。
（2）通過(guò)揭示差異產(chǎn)生認(rèn)知沖突
當(dāng)學(xué)生看到自己認(rèn)為“正確”的觀點(diǎn)被老師宣布為“錯(cuò)誤”時(shí)，易引起認(rèn)識(shí)和情感的強(qiáng)烈反差，促使學(xué)生找出原有觀點(diǎn)錯(cuò)誤的原因。如針對(duì)學(xué)生“金屬不能燃燒”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，教師可以在講授金屬有關(guān)特性或鐵絲與鎂條的燃燒時(shí)，呈現(xiàn)出錯(cuò)誤觀念，并給予糾正，再與學(xué)生討論，總結(jié)出正確的觀念與解釋。
教學(xué)中教師也可直接呈現(xiàn)出易使學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)誤觀點(diǎn)的情景（綠色植物通過(guò)什么作用吸收二氧化碳，又通過(guò)什么作用將二氧化碳釋放到大氣中），激活學(xué)生頭腦中與新信息有關(guān)的相異構(gòu)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(xiàn)象的區(qū)別與聯(lián)系。該方法在引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突的同時(shí)，也幫助學(xué)生清晰的理解概念間的關(guān)系。
（3）通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境引發(fā)認(rèn)知沖突
設(shè)置與學(xué)生相異構(gòu)想產(chǎn)生沖突的問(wèn)題情景，可以讓學(xué)生充分暴露錯(cuò)誤觀念，反思自身觀點(diǎn)與科學(xué)觀點(diǎn)之間的差異，激發(fā)探究求知的熱情。
在教學(xué)中可以通過(guò)與日常生活聯(lián)系緊密，能產(chǎn)生與學(xué)生原有觀點(diǎn)相矛盾的化學(xué)實(shí)驗(yàn)暴露學(xué)生的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，引發(fā)認(rèn)知沖突。例如，可將“在透明玻璃裝置中點(diǎn)燃一只蠟燭，并蓋上玻蓋”與“用聚光鏡將陽(yáng)光聚焦到一章紙上，確保一段時(shí)間以上”的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，讓學(xué)生分析2個(gè)實(shí)驗(yàn)的異同點(diǎn)，分析燃燒所需的條件，并在交流討論中讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)并轉(zhuǎn)變“燃燒肯定要點(diǎn)燃”，“物質(zhì)燃燒需要火”等的相異構(gòu)想。又如教師可通過(guò)“水果電池使音樂(lè)卡片發(fā)出聲音”的實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生思考電能的來(lái)源，通過(guò)食物情景促進(jìn)學(xué)生轉(zhuǎn)變“電池中的電是通過(guò)外界充進(jìn)去的”、“電池本身帶電”等相異構(gòu)想。
歷史上一些科學(xué)家或化學(xué)家用于打破傳統(tǒng)束縛、不懈追求科學(xué)真理的資料也可用與創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景。如通過(guò)從古代阿那克西米尼認(rèn)為空氣是一種元素，到亞里士多德認(rèn)為空氣是一種物質(zhì)，再經(jīng)伽里略通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)知空氣的重量，至舍勒、拉瓦錫等發(fā)現(xiàn)空氣中的氧和其他成分的過(guò)程，讓學(xué)生了解人類對(duì)空氣組成認(rèn)識(shí)不斷發(fā)展的過(guò)程，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生將這些觀點(diǎn)與自己的原有認(rèn)識(shí)進(jìn)行對(duì)比（如有些學(xué)生認(rèn)為空氣沒(méi)有質(zhì)量、空氣中主要含有氧氣和二氧化碳），找出自己與科學(xué)家之間的認(rèn)識(shí)差異，促進(jìn)相異構(gòu)想的轉(zhuǎn)變。
2.2促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知順應(yīng)
當(dāng)學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突后，如何促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知順應(yīng)是轉(zhuǎn)變相異構(gòu)想需要解決的第二個(gè)問(wèn)題，為此，筆者根據(jù)學(xué)生形成相異構(gòu)想的特點(diǎn)，提出了以下促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知順應(yīng)的策略。
（1）通過(guò)“對(duì)話”促進(jìn)順應(yīng)
對(duì)話策略是以讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突的內(nèi)容為主題，讓學(xué)生展開(kāi)討論或辯論的方法。在“對(duì)話”過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生充分發(fā)表自己的意見(jiàn)，認(rèn)真聆聽(tīng)他人的觀點(diǎn)，并時(shí)刻檢驗(yàn)自己與他人觀點(diǎn)的正誤。例如以“二氧化碳的功與過(guò)”為主題，讓學(xué)生各抒己見(jiàn)，不僅可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)二氧化碳常見(jiàn)性質(zhì)與“可滅火、是光合作用的原料、可作氣肥”等用途，也讓學(xué)生了解“溫室效應(yīng)”、“大氣污染”等危害，使學(xué)生在活躍的氛圍中完善和轉(zhuǎn)變頭腦中原有的“二氧化碳對(duì)人類有害無(wú)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(zhì)量會(huì)變好”等一些非科學(xué)認(rèn)識(shí)。
（2）加強(qiáng)方法滲透促進(jìn)順應(yīng)
筆者的前期研究表明，許多相異構(gòu)想的形成是因?yàn)閷W(xué)生缺乏一定的科學(xué)方法而導(dǎo)致。為此，教師在教學(xué)中滲透科學(xué)方法教育，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)方法的內(nèi)涵與適用范圍，有助于學(xué)生相異構(gòu)想的轉(zhuǎn)變。如使學(xué)生知道簡(jiǎn)單枚舉法是一種不完全歸納法，所得結(jié)論并不一定可靠，需經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)；進(jìn)行推理時(shí)，推理前提的正確性，是保證推理結(jié)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(wèn)題時(shí)，應(yīng)確保兩類研究對(duì)象在某些屬性或特征上的真實(shí)相似，且相似屬性與類推屬性必須有本質(zhì)的甚至必然的聯(lián)系，才能使推論結(jié)果具有一定的真確性；有目的、有計(jì)劃、有步驟的觀察是獲得更多信息的科學(xué)觀察方法。
（3）引導(dǎo)主動(dòng)調(diào)控加強(qiáng)順應(yīng)
已有研究表明，學(xué)生的元認(rèn)知水平與學(xué)習(xí)成績(jī)之間呈正關(guān)系。同樣，學(xué)生相異構(gòu)想的轉(zhuǎn)變也需要學(xué)生去反思已有認(rèn)識(shí)、調(diào)整已有思維方式，為此，教師應(yīng)在教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)監(jiān)控，促進(jìn)認(rèn)知順應(yīng)地完成。
確立學(xué)習(xí)目標(biāo)是學(xué)生形成自我監(jiān)控的重要方面。教師可指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)，理解自己所要達(dá)到的目標(biāo)水平，并在教師引導(dǎo)下根據(jù)目標(biāo)要求檢查自己的學(xué)習(xí)結(jié)果，從而引發(fā)學(xué)習(xí)過(guò)程的自我監(jiān)控；教師可以通過(guò)正誤實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生更加積極的思考，去探究事物的內(nèi)在規(guī)律性；教師還可以針對(duì)某一知識(shí)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，通過(guò)學(xué)習(xí)提問(wèn)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(diǎn)？”等，使學(xué)生不斷對(duì)自己的思維過(guò)程和狀態(tài)進(jìn)行總結(jié)和調(diào)整，在自我監(jiān)控下使自己真正參與相異構(gòu)想的轉(zhuǎn)變；也可以通過(guò)化學(xué)日記等方法，將學(xué)生關(guān)于此知識(shí)的已有錯(cuò)誤觀點(diǎn)與科學(xué)觀念聯(lián)系起來(lái)，促進(jìn)相異構(gòu)想的轉(zhuǎn)變。
2.3促進(jìn)學(xué)生及時(shí)反饋
概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略范文第4篇
關(guān)鍵詞：相異構(gòu)想；教學(xué)策略；教學(xué)情境
中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2014）23-097-01
本次問(wèn)卷八年學(xué)生答案錯(cuò)誤率在31.7%。九年級(jí)由于是學(xué)完后調(diào)查，錯(cuò)誤率在百分之11.2%。通過(guò)發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷與訪談，這在一定程度上反映了學(xué)生對(duì)錯(cuò)誤思維的頑固，教師對(duì)“相異構(gòu)想”的“頑固性”認(rèn)識(shí)不足。因此，教師要有意識(shí)地選擇能有效促使學(xué)生發(fā)生觀念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略。
學(xué)生為什么會(huì)存在“相異構(gòu)想”而“相異構(gòu)想”又有什么特點(diǎn)？通過(guò)對(duì)學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)和成長(zhǎng)過(guò)程的了解、分析，我們認(rèn)為形成初中學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中“相異構(gòu)想”的原因主要有以下幾個(gè)方面：
1、某些生活感受導(dǎo)致錯(cuò)誤的理解。如在“力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系”問(wèn)題上，學(xué)生在學(xué)習(xí)之前總認(rèn)為作用力越大物體運(yùn)動(dòng)得越快，當(dāng)推動(dòng)物體的力停止作用，原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體就靜止下來(lái)；對(duì)落體運(yùn)動(dòng)，認(rèn)為物體越重，下落得越快；對(duì)于鋼筆吸墨水現(xiàn)象，認(rèn)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(shí)，學(xué)生把這種看法視為“常識(shí)”，認(rèn)為這已是千真萬(wàn)確的了。
2、在某些教學(xué)情境中，對(duì)所學(xué)物理知識(shí)的理解發(fā)生偏差。這主要表現(xiàn)在學(xué)生對(duì)于某些科學(xué)概念缺乏感知經(jīng)驗(yàn)，他們會(huì)想當(dāng)然地去理解，如在學(xué)了分子運(yùn)動(dòng)理論后，他們會(huì)認(rèn)為物體受熱膨脹是因?yàn)榉肿雍驮涌梢耘蛎洠?/p>
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(shì)的影響，正確的觀點(diǎn)和概念難以建立。
從上述分析可以知道，初中學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)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(gòu)想”。正是這些“相異構(gòu)想”在物理課程的學(xué)習(xí)中起著十分消極的影響，它們錯(cuò)誤地阻礙著正確知識(shí)的接受，也錯(cuò)誤地“同化”著一些新知識(shí)和新材料。
那么促進(jìn)“相異構(gòu)想”轉(zhuǎn)變有什么教學(xué)策略呢？建構(gòu)主義十分重視促進(jìn)學(xué)生觀念的轉(zhuǎn)變。然而在以往的教學(xué)中，許多教師總是會(huì)忽視學(xué)生頭腦中的“相異構(gòu)想”，他們習(xí)慣于傳統(tǒng)地傳授知識(shí)，即使知道學(xué)生頭腦中存在著各種非科學(xué)的認(rèn)識(shí)，但總是想當(dāng)然地以為只要把正確的概念傳授給學(xué)生，學(xué)生錯(cuò)誤的東西就自然會(huì)無(wú)立足之地。這在一定程度上反映了教師對(duì)“相異構(gòu)想”的“頑固性”認(rèn)識(shí)不足。如初中學(xué)生普遍存在著“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”的“相異構(gòu)想”，這種頑固的“相異構(gòu)想”持續(xù)阻礙著科學(xué)概念的建立。因此，教師要有意識(shí)地選擇能有效促使學(xué)生發(fā)生觀念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略。為了實(shí)現(xiàn)“相異構(gòu)想”向“科學(xué)概念”的轉(zhuǎn)變，筆者從教學(xué)實(shí)踐中探索、總結(jié)了一些行之有效的教學(xué)策略。
1、巧妙設(shè)置教學(xué)情境，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突。
2、借助邏輯思維能力，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知順應(yīng)。
3、引用實(shí)驗(yàn)觀察操作，增加學(xué)生感性經(jīng)驗(yàn)。
學(xué)生的感性經(jīng)驗(yàn)對(duì)于轉(zhuǎn)變他們頭腦中頑固的“相異構(gòu)想”，重新構(gòu)建新知識(shí)是十分重要的。許多“相異構(gòu)想”的形成，正是由于學(xué)生缺乏正確的、科學(xué)的感性經(jīng)驗(yàn)。因此，建構(gòu)主義十分重視舊經(jīng)驗(yàn)在構(gòu)建新知識(shí)過(guò)程中的作用。如果教師只是機(jī)械地按知識(shí)的邏輯進(jìn)行教學(xué)，不能通過(guò)有效的教學(xué)途徑增加學(xué)生的感性經(jīng)驗(yàn)，那么學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解往往是膚淺的，而對(duì)于“相異構(gòu)想”的拋棄也是不可能徹底的。于是，在他們的知識(shí)結(jié)構(gòu)中，往往會(huì)形成“既有一知半解的新知識(shí)，又有揮之不去的舊概念”這樣一種模糊混亂的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。因此，筆者認(rèn)為，增加讓學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供必要的感性材料，是轉(zhuǎn)變“相異構(gòu)想”的又一有效策略。
如在教學(xué)“物體浮沉條件”時(shí)，教師針對(duì)學(xué)生可能產(chǎn)生的“相異構(gòu)想”，可先這樣設(shè)問(wèn)：兩個(gè)不同的物體浸沒(méi)在水中，當(dāng)撤去外力后，哪個(gè)下沉？哪個(gè)上浮？學(xué)生討論后或認(rèn)為“重者下沉，輕者上浮”，或認(rèn)為“受浮力大者上浮，受浮力小者下沉”。
接著，教師通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生來(lái)否定自己的“相異構(gòu)想”：針對(duì)同學(xué)們的第一種認(rèn)識(shí)，讓他們將一大木塊和一小鐵釘（木塊的重力大于鐵釘?shù)闹亓Γ┙](méi)于水中，放開(kāi)手后，觀察到的現(xiàn)象是“重者上浮，輕者下沉”；而針對(duì)同學(xué)們的第二種認(rèn)識(shí)，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(méi)于水中，放開(kāi)手后，觀察到的現(xiàn)象是“受浮力大者下沉，受浮力小者上浮”。
然后，教師引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)分析、討論，師生共同總結(jié)出物體浮沉的條件，并再將它應(yīng)用于具體實(shí)例中。
概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略范文第5篇
關(guān)鍵詞：概念改變；心理模型；錯(cuò)誤概念
概念教學(xué)一直是科學(xué)教學(xué)的重要組成部分，其目的就是讓學(xué)生正確理解科學(xué)概念。然而學(xué)生在學(xué)習(xí)概念前已經(jīng)對(duì)一些概念有了樸素的理解，這種理解往往與概念的科學(xué)含義不一致，于是概念教學(xué)的重點(diǎn)就變成了改變學(xué)生原有的樸素理解，即概念改變。在中小學(xué)的教學(xué)實(shí)踐中教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在某些錯(cuò)誤概念卻難以改變。究其原因，其中一個(gè)就是錯(cuò)誤概念不僅僅涉及學(xué)生對(duì)概念命題本身的理解，更可能涉及學(xué)生對(duì)整個(gè)物理系統(tǒng)，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(rèn)知心理學(xué)中通常使用心理模型表征學(xué)生對(duì)世界物理系統(tǒng)的理解，只有從根本上改變支撐錯(cuò)誤概念的心理模型，才能真正達(dá)到概念改變的目的。筆者從心理模型的建構(gòu)過(guò)程入手，提出了概念改變的三個(gè)關(guān)鍵步驟，在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)地梳理了概念改變的教學(xué)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(guò)程：心理模型的建構(gòu)
學(xué)生在某些概念的理解上會(huì)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(cuò)誤概念，或中性地稱之為異構(gòu)概念、前概念、樸素概念。我國(guó)學(xué)者在探查學(xué)生的前科學(xué)概念上做過(guò)一些研究。[1]然而幾乎沒(méi)有學(xué)者系統(tǒng)地探討如何改變學(xué)生的錯(cuò)誤概念，而這個(gè)問(wèn)題恰恰是中小學(xué)教學(xué)實(shí)踐亟待解決的問(wèn)題。在實(shí)踐中教師發(fā)現(xiàn)有些錯(cuò)誤概念難以改變，其中一個(gè)主要原因就是學(xué)生的錯(cuò)誤概念往往涉及對(duì)整個(gè)物理系統(tǒng)的理解。學(xué)生對(duì)一個(gè)概念的理解能夠體現(xiàn)出對(duì)整個(gè)物理系統(tǒng)的理解情況，在已形成的知識(shí)體系中學(xué)生錯(cuò)誤地理解物理系統(tǒng)，那么就不可能正確地理解物理系統(tǒng)的核心概念，所以要改變學(xué)生的錯(cuò)誤概念，并獲得長(zhǎng)期效果，就必然要改變學(xué)生對(duì)整個(gè)物理系統(tǒng)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(rèn)為學(xué)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(xué)生的樸素解釋與中世紀(jì)科學(xué)家的理論相似性，從而得出一致觀，于是學(xué)生的樸素解釋被認(rèn)為是“似理論”的。例如，學(xué)生關(guān)于運(yùn)動(dòng)的樸素觀點(diǎn)相似于14世紀(jì)的動(dòng)力理論，兩者都認(rèn)為：（1）一個(gè)物體需要內(nèi)力，并且該內(nèi)力使物體保持運(yùn)動(dòng)；（2）移動(dòng)物體的動(dòng)力漸漸消失，以至于物體漸漸變慢，停止。近期，研究者通過(guò)辨識(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤概念的心理模型種類，捕捉學(xué)生樸素解釋的一致模式。Vosniadou和Brewer（1992）[2]辨識(shí)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(xué)生各種人類循環(huán)系統(tǒng)的心理模型。正是這些不正確的心理模型才使得人們產(chǎn)生錯(cuò)誤概念，例如一個(gè)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(huì)認(rèn)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(gòu)過(guò)程
在這里，心理模型是指對(duì)某一特定系統(tǒng)的功能部分及其相互關(guān)系的表征，它是學(xué)生理解、推論和預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)，那么學(xué)生學(xué)習(xí)和理解科學(xué)概念的過(guò)程其實(shí)就是建構(gòu)心理模型的過(guò)程，學(xué)生概念改變的心理過(guò)程也就是從不正確心理模型向正確心理模型轉(zhuǎn)變的過(guò)程。所以只有支撐錯(cuò)誤概念的心理模型發(fā)生轉(zhuǎn)變，錯(cuò)誤概念才會(huì)發(fā)生根本的轉(zhuǎn)變，并有良好的長(zhǎng)期效果。
從認(rèn)知心理學(xué)的研究中可以這樣描述心理模型的建構(gòu)過(guò)程（如圖2），首先學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前已經(jīng)具有理解物理世界的心理模型，這個(gè)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(xué)習(xí)的過(guò)程，更談不上改變的過(guò)程。于是學(xué)生要將自己原有的心理模型與物理系統(tǒng)模型進(jìn)行比較，如果他們能夠認(rèn)識(shí)到兩者之間的差異，就會(huì)產(chǎn)生認(rèn)知沖突，從事各種建構(gòu)活動(dòng)，例如推論（其中包括自我解釋推論）、提問(wèn)、回答問(wèn)題、解釋、總結(jié)等等，于是學(xué)生產(chǎn)生新的命題和聯(lián)結(jié)，獲得新的組織原則，一個(gè)新的心理模型就出現(xiàn)了。學(xué)生不斷使用新的心理模型，使之成為自身知識(shí)體系中的一部分，當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)新的物理系統(tǒng)時(shí)類似的心理模型建構(gòu)過(guò)程將重復(fù)出現(xiàn)。在心理模型的建構(gòu)過(guò)程中三個(gè)關(guān)鍵步驟將對(duì)概念改變至關(guān)重要（見(jiàn)下表）：首先，認(rèn)識(shí)到異常情況，即目前的心理模型不能解釋觀察到的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，于是產(chǎn)生認(rèn)知沖突；然后，創(chuàng)建新模型，即通過(guò)建構(gòu)活動(dòng)和類比，創(chuàng)建一個(gè)新模型，解釋觀察到的事實(shí)；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(yù)測(cè)，并檢驗(yàn)之。
二、教學(xué)策略之一：直面錯(cuò)誤概念，引發(fā)認(rèn)知沖突
在概念改變的教學(xué)中，第一個(gè)步驟是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到目前持有的心理模型與接觸到的資料不相符，學(xué)生進(jìn)入課堂的時(shí)候不是帶著空白的頭腦，而是已經(jīng)具有表征物理世界的心理模型，只不過(guò)這些模型常常是錯(cuò)誤的。有兩個(gè)典型的不正確心理模型的例子：一個(gè)是曲線動(dòng)量錯(cuò)誤，繩上的一個(gè)球以圓形軌跡旋轉(zhuǎn)，如果任其運(yùn)動(dòng)，球的運(yùn)動(dòng)路徑將會(huì)怎樣？正確的答案是球按照?qǐng)A的切線方向運(yùn)動(dòng)，但有相當(dāng)數(shù)量的人認(rèn)為球應(yīng)按照?qǐng)A形路徑運(yùn)動(dòng)。另一個(gè)是滑落錯(cuò)誤，如果球以一定的速度從桌邊滑出，球的軌跡將會(huì)怎樣？正確答案是球應(yīng)該按照拋物線下落，但有人認(rèn)為球?qū)⑺较蚯斑\(yùn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)量耗盡時(shí)開(kāi)始下落。這些錯(cuò)誤概念背后往往有更深層次的心理模型支持，上述兩個(gè)錯(cuò)誤概念就涉及對(duì)運(yùn)動(dòng)的根本理解，而且學(xué)生能根據(jù)心理模型，自認(rèn)為正確地解釋一些現(xiàn)象，因此自己意識(shí)不到持有的概念是錯(cuò)誤的，更不必說(shuō)要改變?cè)械腻e(cuò)誤概念。
教師能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到錯(cuò)誤概念嗎？Clement發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的物理課堂教學(xué)很少能消除學(xué)生的錯(cuò)誤概念。[4]那么采取怎樣的策略和方法能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到異常情況呢？Chinn和Brewer[5]討論了給兒童呈現(xiàn)異常資料時(shí)所發(fā)生的種種情況：兒童可能會(huì)忽視、擱置、拒絕或排斥這些異常的資料，如此種種舉動(dòng)使前概念得以保持；此外，兒童可能會(huì)對(duì)異常資料重新做出解釋，或?qū)ψ约旱睦碚撟龀霰砻嫘薷模@兩種舉動(dòng)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(huì)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(xué)生成為反思理論改變者的教學(xué)策略（如圖3）。這些策略包括削弱前概念的根基；引進(jìn)另一明確且可信的相異理論；給學(xué)生提供清晰且可信的資料，且這些資料與新觀念構(gòu)架相一致，但與舊觀念相異；最后鼓勵(lì)學(xué)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(xué)策略
這些策略大部分是讓學(xué)生比較原有心理模型與物理系統(tǒng)模型，通過(guò)比較促使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，認(rèn)識(shí)到自己的心理模型是有瑕疵的，從而推進(jìn)心理模型順利的建構(gòu)。在這一過(guò)程中，認(rèn)知沖突的產(chǎn)生直接關(guān)系到后面的建構(gòu)過(guò)程。在一項(xiàng)課堂研究中，[6]要求五年級(jí)和六年級(jí)的學(xué)生預(yù)測(cè)某一結(jié)果，然后進(jìn)行測(cè)量，并解釋為什么測(cè)量的結(jié)果與預(yù)測(cè)的結(jié)果相沖突。例如，學(xué)生拉一張很重的桌子，沒(méi)能拉動(dòng)，于是認(rèn)為沒(méi)有力作用其上。然而，學(xué)生使用測(cè)力計(jì)，測(cè)到施加在桌子上很大的力。在隨后的課堂討論中，學(xué)生不得不協(xié)調(diào)相互沖突的信息，即物體沒(méi)被移動(dòng)，而仍然有力施加其上。那些參與認(rèn)知沖突活動(dòng)的學(xué)生在解決物理問(wèn)題上顯示出了更大的進(jìn)步。總之，正如Limon所說(shuō)：“認(rèn)知沖突看起來(lái)是概念改變過(guò)程的起點(diǎn)。”[7]
三、教學(xué)策略之二：促進(jìn)建構(gòu)活動(dòng)，提供具體類比
一旦學(xué)生產(chǎn)生了認(rèn)知沖突，認(rèn)識(shí)到他們的心理模型是有瑕疵的，下一步就應(yīng)該進(jìn)行各種建構(gòu)活動(dòng)，創(chuàng)建新模型。在這一過(guò)程的教學(xué)中教師應(yīng)促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行各種建構(gòu)活動(dòng)，提供具體的類比，幫助他們建立正確的新模型。學(xué)生的建構(gòu)活動(dòng)有推論（其中包括自我解釋）、提問(wèn)、回答問(wèn)題、解釋、總結(jié)等等，這些建構(gòu)活動(dòng)將有助于概念改變。Chi[3]讓學(xué)生學(xué)習(xí)陳述性知識(shí)──人類的雙循環(huán)系統(tǒng)時(shí)，14名八年級(jí)的學(xué)生沒(méi)有受過(guò)任何集中訓(xùn)練，僅在讀完每一句文字后，進(jìn)行自我解釋，而另外十名學(xué)生讀同一文本兩次。開(kāi)始時(shí)多數(shù)學(xué)生帶有單循環(huán)的心理模型，而在學(xué)習(xí)文本后促進(jìn)自我解釋組有更多的學(xué)生獲得了雙循環(huán)模型，同在促進(jìn)自我解釋組中高自我解釋的學(xué)生比低自我解釋的學(xué)生能夠更深入地理解文本。可見(jiàn)促進(jìn)建構(gòu)活動(dòng)將有助于學(xué)生心理模型的建構(gòu)。
按照Posner等人的觀點(diǎn)，新模型必須是可理解的（新模型必須明白、清晰、具有內(nèi)在的一致性，學(xué)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(xué)生所使用的數(shù)據(jù)知識(shí)應(yīng)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(xué)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(tǒng)呢？Gentner提出學(xué)生要把新系統(tǒng)與熟悉的系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，由此理解新系統(tǒng)是如何運(yùn)作的。[9]其實(shí)，很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)科學(xué)教學(xué)的策略之一就是將要學(xué)的新現(xiàn)象比擬成另一熟悉的現(xiàn)象，這是由于科學(xué)教學(xué)常涉及理解一些無(wú)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(yàn)的事情能夠更好地促進(jìn)理解。例如，有時(shí)人們把電流比擬為水流系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)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(shí)人們把電流比做通過(guò)走廊的人流。在科學(xué)教育中類比的使用相當(dāng)流行，美國(guó)《化學(xué)教育雜志》中曾辟有“應(yīng)用與類比”定期專欄。
類比已明確地用于幫助學(xué)生克服一些錯(cuò)誤概念，尤其是在一些常見(jiàn)的錯(cuò)誤概念中，使用“橋式”（bridge）類比有很好的效果。在沒(méi)有學(xué)習(xí)牛頓第一定律時(shí)，多數(shù)學(xué)生認(rèn)為桌子不會(huì)對(duì)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(shí)，彈簧會(huì)發(fā)力，僅以彈簧充當(dāng)類比，通常不能起到改變學(xué)生錯(cuò)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(xué)效果。
類比很難完美無(wú)缺，因此在使用類比時(shí)總會(huì)暴露出某些問(wèn)題。例如太陽(yáng)系與原子相類比，這樣可能有助于學(xué)生構(gòu)想原子中的電子與原子核的關(guān)系，但同時(shí)也可能會(huì)使學(xué)生做出并不確切的推論。某個(gè)學(xué)生可能會(huì)猜想，既然行星與太陽(yáng)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(yùn)動(dòng)的。這些顯然是錯(cuò)誤概念。因此類比可能對(duì)學(xué)生有幫助，但也可能會(huì)誤導(dǎo)學(xué)生。在有些情況下，學(xué)生可能過(guò)分地拓展類比，建構(gòu)一些不正確的概念。例如，在日常生活中有這樣一個(gè)例子，許多人會(huì)認(rèn)為恒溫加熱器在加熱房間時(shí)像水龍頭一樣操作，只要將刻度盤的指針調(diào)得更高，房間便會(huì)熱得更快。因此，為了防備類比的過(guò)分?jǐn)U大或誤用，在教學(xué)中應(yīng)引介多方面類比。
可見(jiàn)，好的類比應(yīng)具有更顯著的語(yǔ)義上的相似性，結(jié)構(gòu)上的對(duì)應(yīng)性，以及實(shí)用上的相關(guān)性。類比能引發(fā)學(xué)生對(duì)主題的思考，但也應(yīng)明確比喻的局限性。教師應(yīng)當(dāng)指出類比在何處是不適用的，不確切的。此外，教師應(yīng)盡量使用學(xué)生熟悉的那些事物作類比，應(yīng)清晰地表明類比之間在語(yǔ)義和結(jié)構(gòu)上的相互對(duì)應(yīng)。總之，無(wú)論促進(jìn)學(xué)生的建構(gòu)活動(dòng)，還是提供相似而具體的模型作類比，都能幫助學(xué)生替換不正確的心理模型，建構(gòu)正確的新模型。
四、教學(xué)策略之三：使用新建模型，檢驗(yàn)研究假設(shè)
雖然新的心理模型已經(jīng)建立起來(lái)，但整個(gè)的建構(gòu)過(guò)程還沒(méi)有結(jié)束，如果要使心理模型真正地成為知識(shí)體系中的一部分，還要知道如何運(yùn)用心理模型，并在此基礎(chǔ)上做出解釋、推論和預(yù)測(cè)，這樣才算完成整個(gè)的概念改變過(guò)程。于是學(xué)生要在新的情境中運(yùn)用新模型來(lái)解釋和預(yù)測(cè)。有可靠的證據(jù)表明，高中生在科學(xué)推理的兩個(gè)重要方面都存在相當(dāng)?shù)睦щy，即產(chǎn)生理論和解釋數(shù)據(jù)。例如，Klahr[10]讓學(xué)生指出，在稱做BigTrack的程控玩具車上RPT按鈕能夠做些什么。學(xué)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(yùn)行情況。大多數(shù)兒童僅僅考慮到一個(gè)理論，而忽視與之相沖突的結(jié)果，并且只是不斷地重復(fù)檢驗(yàn)同樣的理論。在一個(gè)計(jì)算機(jī)模擬生物實(shí)驗(yàn)中，[11]大多數(shù)學(xué)生懷有一個(gè)理論開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，并做實(shí)驗(yàn)意圖證實(shí)這個(gè)理論（即通常所說(shuō)的證實(shí)偏見(jiàn)）。當(dāng)結(jié)果數(shù)據(jù)與他們的理論相沖突時(shí)，大多數(shù)學(xué)生傾向于忽視這些結(jié)果，繼續(xù)試圖證實(shí)他們的理論。所以，大多數(shù)學(xué)生不能判斷數(shù)據(jù)是否駁斥了理論，并且在某種程度上不會(huì)系統(tǒng)地檢驗(yàn)假設(shè)。
怎么做才能提高學(xué)生檢驗(yàn)假設(shè)的能力呢？當(dāng)Lawson和Snitgen[12]在如何檢驗(yàn)生物理論假設(shè)上，提供了直接教學(xué)時(shí)，學(xué)生在科學(xué)思維測(cè)驗(yàn)分?jǐn)?shù)上提高很大。在一項(xiàng)具有典型意義的研究中，[13]七年級(jí)的學(xué)生參與為期三周的科學(xué)教學(xué)單元，單元重視科學(xué)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(huì)產(chǎn)生氣體？”參與的學(xué)生在科學(xué)和科學(xué)研究的觀念上有了相當(dāng)大的提高。總之，有不斷出現(xiàn)的證據(jù)表明教師可以傳授科學(xué)推論，幫助學(xué)生以新建的模型為基礎(chǔ)做出推論和假設(shè)。
五、總結(jié)
概念改變教學(xué)被納入到心理模型的建構(gòu)框架中來(lái)探討，目的有兩個(gè)：其一，概念改變不能僅僅從概念本身入手，更重要的是要關(guān)注支撐錯(cuò)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(guò)程，即建構(gòu)心理模型這一認(rèn)知過(guò)程著手，以一種新的視角梳理概念改變教學(xué)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(gòu)模型的哪一步驟起作用，以期改善概念改變的教學(xué)。但同時(shí)也要指出，不能片面地割裂整個(gè)心理模型的建構(gòu)過(guò)程，而單單促進(jìn)某一步驟的學(xué)習(xí)，忽視其他步驟的教學(xué)，在這里之所以展現(xiàn)一個(gè)完整的建構(gòu)過(guò)程，就是期望教育工作者能從系統(tǒng)而完整的建構(gòu)過(guò)程來(lái)考慮概念改變教學(xué)，運(yùn)用多種策略和方法，從不同的心理模型建構(gòu)階段，更有效地促進(jìn)學(xué)生錯(cuò)誤概念的改變過(guò)程。
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