概念转变的教学策略
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概念转变的教学策略范文第1篇
关键词：迷思概念；小学科学教学；概念转变
中图分类号：G623 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2012）19-0086-03“迷思概念”来自科学教育中建构主义理论取向，是指某一特定科学概念组织中，对某事物或某现象所持有的一些有别于目前科学所公认的想法。在小学《科学》教学中，学生对某些科学知识存在理解偏差或混淆，极容易形成迷思概念。笔者对小学《科学》（3~6年级）教学中产生的迷思概念进行了诊测，从而分析小学迷思概念的成因和转变策略。
一、 小学《科学》（3~6年级）中迷思概念的诊测
诊测包括问卷和访谈。诊测问卷由选择题和填空题组成，包含教科版3~6年级《科学》教材（教学）中34个易出现“迷思”的概念以及相关的日常科学概念，并选取了135名小学6年级学生实施问卷调查及访谈。所选取的诊测概念如下表1：
选取这些知识点的主要依据是《小学科学课程标准（3~6年级）》、教材及教师用书、期末测试题中易错的知识点及科学教师的建议。问卷测试后统计了被试各自的选择题、填空题、总分的得分及得分率。选择题平均得分率为47.7%，填空题为30.0%，问卷题目平均得分率 40.7%。可见总体上来看小学生对《科学》教学中科学概念的理解和掌握情况不容乐观。针对问卷测试结果中典型的的迷思概念，笔者随机抽取若干被试作了访谈。通过问卷诊测和访谈总结了小学科学中迷思概念的特点和成因，并对转变迷思概念的教学策略做了初步探讨。
二、小学《科学》教学中迷思概念的成因
小学《科学》教学中迷思概念的成因可概括为三点：学生前认知的影响；日常生活经验和各类大众媒体的影响；科学教材和教师教学的影响。
1.学生前认知的影响。建构主义理论认为，学生总是以已有的知识经验为基础来构建对新知识的理解。在正式学习某些概念前, 儿童已经通过对日常生活的观察和体验形成了个人的“前概念”。前概念有时能帮助他们理解新概念，而有时则会产生负面作用, 妨碍新概念的建立。前认知中相关知识的缺失也能很大程度地影响学生对新概念的理解。例如本研究的问卷关于光的传播路径的题，有 86.7%的被试认为光在水中是沿曲线传播的。访谈中笔者发现他们受到生活中“折射现象”的干扰，但他们前认知中没有“折射”这一概念，由于前认知的局限导致了迷思概念。
2.日常生活经验和大众媒体的影响。在日常生活中，学生通过直接观察和感知已经从大量的生活见闻和自然现象中获得了不少科学的知识，这些会直接影响到学生对新事物和新概念的理解。问卷中有个题目：“胖子和瘦子拔河不相上下，哪个说法正确？”这个题目仅有50.4%的学生认为胖子瘦子力气一样大。访谈中笔者了解到部分被试都认为胖子用力大，因为生活中一般胖子力气都比较大。这就是日常生活中的直觉经验对科学概念理解的影响。大众传媒也是误导小学生形成迷思概念的一个“罪魁”。我们生活在媒体时代，电视、互联网、报刊杂志等成为迷思概念产生和传播的重要渠道。例如，在一些环保宣传类节目中都能看到，每当讲到“白色污染”时就会呈现出一片白茫茫的垃圾，这样很可能让小学生把“白色污染”的概念误解为所有白色的垃圾。可见，大众媒体传播过程中画面呈现形式、陈述方式的不恰当会导致小学生迷思概念的形成。
3.《科学》教材和教师教学的影响。科学教师的教学方法和《科学》教科书的知识呈现形式也是学生迷思概念的成因之一。科学教科书总体上来说是适应学生认知特征和心理特征的，但对于某些学生来说可能在某些章节上会出现学习困难。若科学教师不及时更新教学理念，以学生前认知为起点调整知识呈现顺序并选取适当的教学方法就可能会导致迷思概念产生。教材编写也是影响学生的科学概念形成的因素，如教材内容的选择和知识的呈现顺序，都能在一定程度上影响学生对新知识的理解。如果教师不注重学生现有认知，并采用灌输式教学方法一味地照本宣科，也可能导致学生概念理解不深刻从而产生迷思概念。
1.探究式教学。科学探究是当前科学教学改革中大力倡导的一种教学方式，也是新课改积极倡导的理念。探究式教学是指教师在理解“科学探究”基本精神的基础上，在自由创设的、有结构的、能促进学生认知与情感发展的教学情境中，让学生自己动手动脑，主动获取科学知识和发展探究能力的一种教学方式。在我国新的科学课程标准中指出：科学学习要以探究为核心。在加拿大科学教师写的教案中我们可以发现每节课的教学目标一般包括三个部分：学生要学习的科学概念；学生要发展的探究能力；学生要获得的应用能力。在科学教学中所有的探究活动都应指向核心概念，以学生现有概念为起点设计探究方案，让学生在提出问题、猜想假设、设计实验并观察、收集资料、得出结论和交流的过程中建构科学概念。
2.POE策略。所谓POE是Prediction-Observation-Explanation(预测-观察-解释)的简称，该策略通过诊断学生的迷思概念来促进学生建立正确的、科学的概念。具体来讲包括三个步骤：第一，让学生对实验或事件中可能发生的现象、结果做出预测。第二，让学生观察实验或事件，记录下结果。第三，让学生对自己预测和观察到的不一致（冲突）做出解释，并力求调和冲突。POE策略可广泛运用于科学概念教学中，能促进学生理解掌握科学概念，有效预防迷思概念的生成。
3.基于学生前概念的NN三步教学模式。纳斯伯姆和挪威克提出：让学生尝试解释某事件，引起概念冲突发现矛盾事件，然后引导和鼓励学生调整认知，建立科学概念。我国学者将其归纳为NN三步教学模式，在科学教学中也可采用这种方法：第一步，揭示并重视学生头脑中的前概念。教学实践中教师可运用问卷调查、访谈、实验等方式使学生暴露前概念。第二步，创设情境，引发认知冲突。认知冲突是指人们原有认知与新感受到的事件或客体之间的对立性矛盾，学习者需对新信息与原有认知做出调整才能解决冲突。引发认知冲突主要有两种方式，一是教师直接呈现错误概念，二是通过小组讨论时个体的不同观点来引发。第三步“鼓励评价”。鼓励评价是指鼓励学生大胆地对新的观念进行阐述和评价，组织学生进行总结与交流。
4.概念图法。概念图是由美国诺瓦克在20世纪60年代开发的一种能形象表达命题网络中一系列概念含义及其关系的图解。概念图的理论基础是奥苏贝尔的学习理论，他认为有意义学习是以符号代表的新概念与学生认知结构中原有概念建立实质性的关系。概念图中节点代表概念，连线代表概念之间的关系。概念图能引导学生将新学习的概念和原有的概念进行沟通，它强调从事物的关系中把握概念本身。例如下面是关于宇宙空间与动植物关系的概念图：
从图中我们可以清楚明确地知道：地球自转导致昼夜交替，昼夜交替影响动植物的生活，白天能够看到太阳，白天里由于太阳影子的变化移动形成“太阳钟”等。这个图清晰展现了各个概念之间的关系，便于我们系统地理解和掌握科学概念。
总之，如何在科学教学中促进学生迷思概念的转变是新课程理念下科学教学的一个新的研究领域，对科学教学来说意义重大。小学科学教师在教学中应以学生的已有认知为基础，通过合理的教学设计优化使用教材、运用恰当的教学方法促进学生认知的同化与顺应，实现学生迷思概念的预防和转变。
参考文献：
[1]孙建新.新课程化学“迷思概念”的研究和教学对策[J].教师论坛,2006,(6).
[2]任英杰.Internet环境下改善迷思概念的策略探究[J].远程教育杂志,2007,(4).
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[7]李高峰,刘恩山.前科学概念的进展研究[N].内蒙古师范大学学报,2007.
概念转变的教学策略范文第2篇
一、抓住契机，创新教学内容，体现课堂教学个性化
数学课堂教学是一个复杂动态的过程，常常会有意外的场面出现，这就需要教师有较强的应变能力，根据课堂上的实际情况，抓住契机，适时的调整，创新教学内容。
案例1 关于“正弦定理”的教学
师：请同学们回忆初中都学过三角形的哪些知识?
短暂的沉默之后，经交流讨论碰撞出智慧的火花，回答的闸门一下子打开，同学们争先恐后，从三角形有三个顶点、三条边，到勾股定理，到三角形中大边对大角，到三角形的稳定性，甚至说到三角形的五心，林林总总，他们不求全，知道啥就说啥，自由得很，
生：我们还学习了三角形的面积公式：
SABC=1／2absinC=1／2bcsinA=1／2acsinB。
师：很好!把它当面积公式看，充分显示了数学的对称美，如换个角度看，把等式变形一下，则有a／sinA=b／sinB=c／sinC，这就是我们这节课要学习的正弦定理。
好一个“换个角度看”，这正是数学灵感的源泉，换个角度看，如果三角形中的∠C=90°，直角三角形的正弦边角关系，其实就是正弦定理的特例；换个角度看，其实锐角三角形、钝角三角形在它的外接圆中，角的正弦与边之间的关系都可以转化成圆内接直角三角形来研究，于是正弦定理的另一种形式a／sinA=b／sinB=c／sinC=2R就出现了。
当前，新课程改革正在走向内化，为个性化的数学课堂教学搭建了一个广阔的平台，在新课改理念下，数学课堂教学应坚持长期积累，不断实践得来的个性化教学方式
二、突出学生的自主探索与合作交流，调动思维的积极性
《数学课程标准》特别强调：教师要通过问题来支撑学生的学习活动，善于创设真实的问题情境，让学生的学习能够经历(具体)感知――(抽象)概括――(实际)应用这样的一个认知过程、把求知当作乐事，激发学生自主探求知识的积极性，在此过程中获得积极的情感体验。
案倒2 关于“三角函数的对称性”教学
正弦函数y=sinx是奇函数，正弦曲线关于原点对称，即原点是正弦函数y=sinx的对称中心，除原点外，正弦曲线还有其他对称中心吗?如果有，对称中心坐标是什么?另外，正弦曲线是轴对称图形吗?如果是，对称轴的方程是什么?你能用已经学过的正弦函数的性质解释上述现象吗?对于余弦函数y=cosx和正切函数y=tanx，讨论上述同样的问题，将问题延伸到课外，可以让学生从中发现利用三角函数的图像和周期性来研究其对称性，同学们经过合作探讨，最后得出结论：正弦曲线、余弦曲线的对称中心都是曲线与x轴的交点，即平衡点，对称轴都正好是正弦或余弦函数值取到最大(小)值，而正切曲线对称中心包括曲线与x轴交点，还包括一些其他在x轴上的点。
三、激发兴趣是教学中最值得研究的课题
教学实践充分证明：学生对某学科学习的积极性的高低，学习效果的优劣，很大程度上取决于学生对该学科的兴趣的浓厚与否，这就需要教师动脑筋、想办法，通过一些数学故事，设计数学活动来吸引学生的注意力，提高课堂效果。
案例3 关于指数函数的教学
在讲授指数函数这节内容前，我先拿出一张白纸说：“虽然这张白纸只有0.1mm，但经过反复对折27次后，其厚度超过了世界第一高峰――珠穆朗玛峰的高度!”学生惊奇，疑惑不信，论证一下：对折一次厚度为0.1×2=0.2(mm)；对折两次厚度为0.1×4=0.4(mm)；……当对折第27次时，其厚度为0.1×227=13421.7728(m)，大于珠穆朗玛峰的高度8844m，再比如，教师在讲授等差数列前n项求和公式这节课时，先讲少年高斯速算1+2+3+…+100的故事，既吸引了学生，又为探求等差数列前n项和的公式埋下了伏笔，通过这种紧扣教材又生动有趣的问题解决，把学生引入诱人的知识境界，求知欲望由此激发，从而学习的积极性被充分调动。
四、关爱有加，数学教学无差生
概念转变的教学策略范文第3篇
关键词化学前概念相异构想教学策略
前科学概念（前概念）亦称为日常概念，指“未经专门教学，在同其他人进行日常交际和积累个人经验的过程中掌握的概念，其内涵受狭隘的知识范围限制，往往被不适当地扩大或缩小”。学生正式学习某一学科前形成的前概念，有些与科学概念一致，有些与科学概念不相一致，这些偏离或背离科学概念的观点与看法即为“相异构想”。
已有研究表明，学生正式学习化学前已形成大量的相异构想，这些相异构想经正规化学学习后，一部分可以转变，还有一部分难以转化，并影响学生的进一步学习。因此，发现并采用一定教学方法帮助学生转变这些相异构想，一直是迫切需要解决的实际问题。笔者在探析初二学生化学前概念中相异构想成因的前期研究基础上，分析了影响学生相异构想转变的因素，并结合笔者的教学实践研究，提出了促进学生相异构想转变的教学策略。
1相异构想形成特点及影响相异构想转变的因素
笔者前期研究结果表明，相关学科知识掌握的清晰度，日常生活经验丰富的程度，媒体信息的科学性等因素对学生化学相异构想的形成具有一定的影响，且由于思维方法不当，日常生活经验不足等原因，在信息的接收与内化过程中，学生的化学相异构想表现出简单枚举，错误推理，望文生义，主观臆断，思维定势，缺少辨证思维等形成特点。这些特点与学生的元认知水平，认识风格，学习兴趣与动机，教师教学方式，班级学习氛围等因素相互交织，共同制约主体相异构想的转变。
如元认知水平较高，学习兴趣浓厚，思维灵活，学习较扎实的学生，能主动将已有的知识与科学概念相比较，找出差异，正确定位科学概念，并有意寻找一些方法主动监控，调节自身认知过程；在已有观念不能解释新现象和解决新问题时，这些学生较易从新的角度看待问题，寻求问题的答案，从而为相异构想的转变提供更多机会与空间。而元认知水平较低或对学习不感兴趣，学习不踏实的学生，虽然有时能很快接受新概念，但由于仅仅凭外部信息和类似“这是科学的，我应该记住此概念”的潜意识自我强化做出判定，缺少深入有效的证明，因此一段时间后，有些学生记住的仍是自己的最初概念；这些学生发现自己认知错误的可能性较小，纠正相异构想的意识较低，相对前者相异构想较难转变。又如，在科学概念教学中，教师如果忽视学生已有的非科学观念，未采取适当方式引起学生对原有错误观点的不满，或未提供比学生原有的观点更为合适，包摄性更强的学习材料，也会影响学生相异构想的转变。
相对来说，学生通过观察或亲身经历并经抽象逻辑思维而形成的相异构想较难改变。如由于学生在日常生活情景中确实多次观察到“纸张，木柴等物质燃烧需要点燃”，“物质燃烧时有火”的现象等，因而学习化学前有37.0%的学生认为“燃烧需要用火去点燃”“燃烧离不开火”，既使经过一年的化学学习后，仍有24.7%的学生持有这些观点；又如“金，银不会锈蚀”，“金属不能燃烧”等，均表现出较低的转化率。而学生因缺乏辨证思维形成的片面认识，或由于知识经验不足形成的相异构想，较易随辨证思维能力的提高和知识经验的不断积累而转变，如“化学物质是有害的，有毒的”，“空气中主要是氧气，二氧化碳”，“水能变油”等相异构想，表现出较高的转化率。
2促进学生相异构想转变的教学策略
2.1引发学生形成认知冲突
学习时学生是基于原有认知结构理解新知识的，当运用已有经验不能解释新情景时，便引发认知冲突。根据波斯纳等人提出的观念改变模型，让学习者对当前的概念产生不满是促进学生观念转变的重要有效条件。为此，引发学生产生认知冲突，使学生对已有观念产生怀疑与不满，是转变相异构想的首要步骤。
（1）通过合作与讨论引发认知冲突
在教学中，教师可引导学生与他人（同学或老师）就某一问题进行讨论或合作，在讨论或合作中，当学生发现他人观点与自己不同，且比自己的观点更适合解决问题时，往往会对自己的观念提出怀疑，产生认知冲突和求知心理，此时，学生较易接受新的，正确的科学观念。丹瑟里恩的一项研究也表明；学生在合作学习中学到的知识比单独学习时多得多，且合作学习有助于克服错误观念，能使学生超越自己的认识，通过他人与自己不同的观点，看到事物的其他方面，从而形成对事物更加丰富的了解。
（2）通过揭示差异产生认知冲突
当学生看到自己认为“正确”的观点被老师宣布为“错误”时，易引起认识和情感的强烈反差，促使学生找出原有观点错误的原因。如针对学生“金属不能燃烧”的错误观点，教师可以在讲授金属有关特性或铁丝与镁条的燃烧时，呈现出错误观念，并给予纠正，再与学生讨论，总结出正确的观念与解释。
教学中教师也可直接呈现出易使学生产生错误观点的情景（绿色植物通过什么作用吸收二氧化碳，又通过什么作用将二氧化碳释放到大气中），激活学生头脑中与新信息有关的相异构想（如分不清光合作用与呼吸作用，光合作用与蒸腾作用等），然后教师给出正确答案，解释光合作用与呼吸作用，蒸腾现象的区别与联系。该方法在引发学生认知冲突的同时，也帮助学生清晰的理解概念间的关系。
（3）通过创设问题情境引发认知冲突
设置与学生相异构想产生冲突的问题情景，可以让学生充分暴露错误观念，反思自身观点与科学观点之间的差异，激发探究求知的热情。
在教学中可以通过与日常生活联系紧密，能产生与学生原有观点相矛盾的化学实验暴露学生的错误认识，引发认知冲突。例如，可将“在透明玻璃装置中点燃一只蜡烛，并盖上玻盖”与“用聚光镜将阳光聚焦到一章纸上，确保一段时间以上”的实验对比，让学生分析2个实验的异同点，分析燃烧所需的条件，并在交流讨论中让学生发现并转变“燃烧肯定要点燃”，“物质燃烧需要火”等的相异构想。又如教师可通过“水果电池使音乐卡片发出声音”的实验，激发学生思考电能的来源，通过食物情景促进学生转变“电池中的电是通过外界充进去的”、“电池本身带电”等相异构想。
历史上一些科学家或化学家用于打破传统束缚、不懈追求科学真理的资料也可用与创设问题情景。如通过从古代阿那克西米尼认为空气是一种元素，到亚里士多德认为空气是一种物质，再经伽里略通过实验测知空气的重量，至舍勒、拉瓦锡等发现空气中的氧和其他成分的过程，让学生了解人类对空气组成认识不断发展的过程，同时引导学生将这些观点与自己的原有认识进行对比（如有些学生认为空气没有质量、空气中主要含有氧气和二氧化碳），找出自己与科学家之间的认识差异，促进相异构想的转变。
2.2促进学生的认知顺应
当学生产生认知冲突后，如何促进学生的认知顺应是转变相异构想需要解决的第二个问题，为此，笔者根据学生形成相异构想的特点，提出了以下促进学生认知顺应的策略。
（1）通过“对话”促进顺应
对话策略是以让学生产生认知冲突的内容为主题，让学生展开讨论或辩论的方法。在“对话”过程中，教师要引导学生充分发表自己的意见，认真聆听他人的观点，并时刻检验自己与他人观点的正误。例如以“二氧化碳的功与过”为主题，让学生各抒己见，不仅可以让学生认识二氧化碳常见性质与“可灭火、是光合作用的原料、可作气肥”等用途，也让学生了解“温室效应”、“大气污染”等危害，使学生在活跃的氛围中完善和转变头脑中原有的“二氧化碳对人类有害无利”，“二氧化碳是有毒气体”、“把空气中的二氧化碳除去后，空气质量会变好”等一些非科学认识。
（2）加强方法渗透促进顺应
笔者的前期研究表明，许多相异构想的形成是因为学生缺乏一定的科学方法而导致。为此，教师在教学中渗透科学方法教育，引导学生认识科学方法的内涵与适用范围，有助于学生相异构想的转变。如使学生知道简单枚举法是一种不完全归纳法，所得结论并不一定可靠，需经过实践的检验；进行推理时，推理前提的正确性，是保证推理结果正确与否的必要条件之一；用类比方法解释新事物与新问题时，应确保两类研究对象在某些属性或特征上的真实相似，且相似属性与类推属性必须有本质的甚至必然的联系，才能使推论结果具有一定的真确性；有目的、有计划、有步骤的观察是获得更多信息的科学观察方法。
（3）引导主动调控加强顺应
已有研究表明，学生的元认知水平与学习成绩之间呈正关系。同样，学生相异构想的转变也需要学生去反思已有认识、调整已有思维方式，为此，教师应在教学中指导学生主动监控，促进认知顺应地完成。
确立学习目标是学生形成自我监控的重要方面。教师可指导学生认识具体的学习目标，理解自己所要达到的目标水平，并在教师引导下根据目标要求检查自己的学习结果，从而引发学习过程的自我监控；教师可以通过正误实验的设计，引导学生更加积极的思考，去探究事物的内在规律性；教师还可以针对某一知识的学习目标，通过学习提问单，如“看到此概念我想到了什么？”、“我的想法与老师所讲的概念有什么异同点？”等，使学生不断对自己的思维过程和状态进行总结和调整，在自我监控下使自己真正参与相异构想的转变；也可以通过化学日记等方法，将学生关于此知识的已有错误观点与科学观念联系起来，促进相异构想的转变。
2.3促进学生及时反馈
概念转变的教学策略范文第4篇
关键词：相异构想；教学策略；教学情境
中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）23-097-01
本次问卷八年学生答案错误率在31.7%。九年级由于是学完后调查，错误率在百分之11.2%。通过发放调查问卷与访谈，这在一定程度上反映了学生对错误思维的顽固，教师对“相异构想”的“顽固性”认识不足。因此，教师要有意识地选择能有效促使学生发生观念转变的教学策略。
学生为什么会存在“相异构想”而“相异构想”又有什么特点？通过对学生生活经验和成长过程的了解、分析，我们认为形成初中学生在物理学习中“相异构想”的原因主要有以下几个方面：
1、某些生活感受导致错误的理解。如在“力与运动的关系”问题上，学生在学习之前总认为作用力越大物体运动得越快，当推动物体的力停止作用，原来运动的物体就静止下来；对落体运动，认为物体越重，下落得越快；对于钢笔吸墨水现象，认为是钢笔的胶皮管具有“吸力”；冬天放在室外的金属块的温度比同样条件下的木块的温度要低，等等。与此同时，学生把这种看法视为“常识”，认为这已是千真万确的了。
2、在某些教学情境中，对所学物理知识的理解发生偏差。这主要表现在学生对于某些科学概念缺乏感知经验，他们会想当然地去理解，如在学了分子运动理论后，他们会认为物体受热膨胀是因为分子和原子可以膨胀；
3、存在一定的逆反心理，不愿接受正确的概念。
4、受思维定势的影响，正确的观点和概念难以建立。
从上述分析可以知道，初中学生在学习新知识之前，他们的头脑中并非一片空白，而往往存在着一定的“相异构想”。正是这些“相异构想”在物理课程的学习中起着十分消极的影响，它们错误地阻碍着正确知识的接受，也错误地“同化”着一些新知识和新材料。
那么促进“相异构想”转变有什么教学策略呢？建构主义十分重视促进学生观念的转变。然而在以往的教学中，许多教师总是会忽视学生头脑中的“相异构想”，他们习惯于传统地传授知识，即使知道学生头脑中存在着各种非科学的认识，但总是想当然地以为只要把正确的概念传授给学生，学生错误的东西就自然会无立足之地。这在一定程度上反映了教师对“相异构想”的“顽固性”认识不足。如初中学生普遍存在着“力是维持物体运动的原因”的“相异构想”，这种顽固的“相异构想”持续阻碍着科学概念的建立。因此，教师要有意识地选择能有效促使学生发生观念转变的教学策略。为了实现“相异构想”向“科学概念”的转变，笔者从教学实践中探索、总结了一些行之有效的教学策略。
1、巧妙设置教学情境，引发学生认知冲突。
2、借助逻辑思维能力，促进学生认知顺应。
3、引用实验观察操作，增加学生感性经验。
学生的感性经验对于转变他们头脑中顽固的“相异构想”，重新构建新知识是十分重要的。许多“相异构想”的形成，正是由于学生缺乏正确的、科学的感性经验。因此，建构主义十分重视旧经验在构建新知识过程中的作用。如果教师只是机械地按知识的逻辑进行教学，不能通过有效的教学途径增加学生的感性经验，那么学生对新知识的理解往往是肤浅的，而对于“相异构想”的抛弃也是不可能彻底的。于是，在他们的知识结构中，往往会形成“既有一知半解的新知识，又有挥之不去的旧概念”这样一种模糊混乱的认知结构。因此，笔者认为，增加让学生自己动手做实验的机会，通过实验为学生提供必要的感性材料，是转变“相异构想”的又一有效策略。
如在教学“物体浮沉条件”时，教师针对学生可能产生的“相异构想”，可先这样设问：两个不同的物体浸没在水中，当撤去外力后，哪个下沉？哪个上浮？学生讨论后或认为“重者下沉，轻者上浮”，或认为“受浮力大者上浮，受浮力小者下沉”。
接着，教师通过设计实验让学生来否定自己的“相异构想”：针对同学们的第一种认识，让他们将一大木块和一小铁钉（木块的重力大于铁钉的重力）浸没于水中，放开手后，观察到的现象是“重者上浮，轻者下沉”；而针对同学们的第二种认识，让他们将一大石块和一小木块（石块的体积大于木块的体积）浸没于水中，放开手后，观察到的现象是“受浮力大者下沉，受浮力小者上浮”。
然后，教师引导学生展开分析、讨论，师生共同总结出物体浮沉的条件，并再将它应用于具体实例中。
概念转变的教学策略范文第5篇
关键词：概念改变；心理模型；错误概念
概念教学一直是科学教学的重要组成部分，其目的就是让学生正确理解科学概念。然而学生在学习概念前已经对一些概念有了朴素的理解，这种理解往往与概念的科学含义不一致，于是概念教学的重点就变成了改变学生原有的朴素理解，即概念改变。在中小学的教学实践中教师发现学生存在某些错误概念却难以改变。究其原因，其中一个就是错误概念不仅仅涉及学生对概念命题本身的理解，更可能涉及学生对整个物理系统，乃至本体类别水平的理解（如图1）。
图1 概念改变的难易程度
在认知心理学中通常使用心理模型表征学生对世界物理系统的理解，只有从根本上改变支撑错误概念的心理模型，才能真正达到概念改变的目的。笔者从心理模型的建构过程入手，提出了概念改变的三个关键步骤，在此基础上系统地梳理了概念改变的教学策略。而就本体类别水平上概念改变的探讨，将另拟一文。
一、概念改变的心理过程：心理模型的建构
学生在某些概念的理解上会自然而然地流露出一些不正确的观念，例如，地球是平的，重物先于轻物落下。人们通常称之为错误概念，或中性地称之为异构概念、前概念、朴素概念。我国学者在探查学生的前科学概念上做过一些研究。[1]然而几乎没有学者系统地探讨如何改变学生的错误概念，而这个问题恰恰是中小学教学实践亟待解决的问题。在实践中教师发现有些错误概念难以改变，其中一个主要原因就是学生的错误概念往往涉及对整个物理系统的理解。学生对一个概念的理解能够体现出对整个物理系统的理解情况，在已形成的知识体系中学生错误地理解物理系统，那么就不可能正确地理解物理系统的核心概念，所以要改变学生的错误概念，并获得长期效果，就必然要改变学生对整个物理系统的理解。
这与概念改变研究中的一致观相吻合，持一致观的人认为学生给出的不正确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这种一致的“模式”。早期，研究者利用学生的朴素解释与中世纪科学家的理论相似性，从而得出一致观，于是学生的朴素解释被认为是“似理论”的。例如，学生关于运动的朴素观点相似于14世纪的动力理论，两者都认为：（1）一个物体需要内力，并且该内力使物体保持运动；（2）移动物体的动力渐渐消失，以至于物体渐渐变慢，停止。近期，研究者通过辨识产生错误概念的心理模型种类，捕捉学生朴素解释的一致模式。Vosniadou和Brewer（1992）[2]辨识了儿童理解地球的朴素心理模型。与之相似，Chi等人（1994）[3]捕捉到中学生各种人类循环系统的心理模型。正是这些不正确的心理模型才使得人们产生错误概念，例如一个儿童有这样的朴素心理模型，即“地球是平的”，如果教师告诉他“地球是圆的”，儿童可能会认为“地球像碟子一样”，中间平坦，四周是圆形的。
图2 心理模型的建构过程
在这里，心理模型是指对某一特定系统的功能部分及其相互关系的表征，它是学生理解、推论和预测的基础，那么学生学习和理解科学概念的过程其实就是建构心理模型的过程，学生概念改变的心理过程也就是从不正确心理模型向正确心理模型转变的过程。所以只有支撑错误概念的心理模型发生转变，错误概念才会发生根本的转变，并有良好的长期效果。
从认知心理学的研究中可以这样描述心理模型的建构过程（如图2），首先学生在学习科学概念之前已经具有理解物理世界的心理模型，这个心理模型往往是不正确的，如果是正确的心理模型，那么就不存在学习的过程，更谈不上改变的过程。于是学生要将自己原有的心理模型与物理系统模型进行比较，如果他们能够认识到两者之间的差异，就会产生认知冲突，从事各种建构活动，例如推论（其中包括自我解释推论）、提问、回答问题、解释、总结等等，于是学生产生新的命题和联结，获得新的组织原则，一个新的心理模型就出现了。学生不断使用新的心理模型，使之成为自身知识体系中的一部分，当学生在学习新的物理系统时类似的心理模型建构过程将重复出现。在心理模型的建构过程中三个关键步骤将对概念改变至关重要（见下表）：首先，认识到异常情况，即目前的心理模型不能解释观察到的数据和现象，于是产生认知冲突；然后，创建新模型，即通过建构活动和类比，创建一个新模型，解释观察到的事实；最后，使用新模型，即在新的情境中基于新模型做出推论和预测，并检验之。
二、教学策略之一：直面错误概念，引发认知冲突
在概念改变的教学中，第一个步骤是让学生认识到目前持有的心理模型与接触到的资料不相符，学生进入课堂的时候不是带着空白的头脑，而是已经具有表征物理世界的心理模型，只不过这些模型常常是错误的。有两个典型的不正确心理模型的例子：一个是曲线动量错误，绳上的一个球以圆形轨迹旋转，如果任其运动，球的运动路径将会怎样？正确的答案是球按照圆的切线方向运动，但有相当数量的人认为球应按照圆形路径运动。另一个是滑落错误，如果球以一定的速度从桌边滑出，球的轨迹将会怎样？正确答案是球应该按照抛物线下落，但有人认为球将水平向前运动，当动量耗尽时开始下落。这些错误概念背后往往有更深层次的心理模型支持，上述两个错误概念就涉及对运动的根本理解，而且学生能根据心理模型，自认为正确地解释一些现象，因此自己意识不到持有的概念是错误的，更不必说要改变原有的错误概念。
教师能让学生认识到错误概念吗？Clement发现，传统的物理课堂教学很少能消除学生的错误概念。[4]那么采取怎样的策略和方法能让学生认识到异常情况呢？Chinn和Brewer[5]讨论了给儿童呈现异常资料时所发生的种种情况：儿童可能会忽视、搁置、拒绝或排斥这些异常的资料，如此种种举动使前概念得以保持；此外，儿童可能会对异常资料重新做出解释，或对自己的理论做出表面修改，但这两种举动基本上使他们的前概念得以保持；最后一种情况，他们可能会改变自己的核心观念，形成某种新的理论和图式。Chinn和Brewer[5]鉴别出十一种有助于学生成为反思理论改变者的教学策略（如图3）。这些策略包括削弱前概念的根基；引进另一明确且可信的相异理论；给学生提供清晰且可信的资料，且这些资料与新观念构架相一致，但与旧观念相异；最后鼓励学生证明这一新观念的合理性，并做出深加工。
图3 成为反思理论改变者的教学策略
这些策略大部分是让学生比较原有心理模型与物理系统模型，通过比较促使学生产生认知冲突，认识到自己的心理模型是有瑕疵的，从而推进心理模型顺利的建构。在这一过程中，认知冲突的产生直接关系到后面的建构过程。在一项课堂研究中，[6]要求五年级和六年级的学生预测某一结果，然后进行测量，并解释为什么测量的结果与预测的结果相冲突。例如，学生拉一张很重的桌子，没能拉动，于是认为没有力作用其上。然而，学生使用测力计，测到施加在桌子上很大的力。在随后的课堂讨论中，学生不得不协调相互冲突的信息，即物体没被移动，而仍然有力施加其上。那些参与认知冲突活动的学生在解决物理问题上显示出了更大的进步。总之，正如Limon所说：“认知冲突看起来是概念改变过程的起点。”[7]
三、教学策略之二：促进建构活动，提供具体类比
一旦学生产生了认知冲突，认识到他们的心理模型是有瑕疵的，下一步就应该进行各种建构活动，创建新模型。在这一过程的教学中教师应促进学生进行各种建构活动，提供具体的类比，帮助他们建立正确的新模型。学生的建构活动有推论（其中包括自我解释）、提问、回答问题、解释、总结等等，这些建构活动将有助于概念改变。Chi[3]让学生学习陈述性知识──人类的双循环系统时，14名八年级的学生没有受过任何集中训练，仅在读完每一句文字后，进行自我解释，而另外十名学生读同一文本两次。开始时多数学生带有单循环的心理模型，而在学习文本后促进自我解释组有更多的学生获得了双循环模型，同在促进自我解释组中高自我解释的学生比低自我解释的学生能够更深入地理解文本。可见促进建构活动将有助于学生心理模型的建构。
按照Posner等人的观点，新模型必须是可理解的（新模型必须明白、清晰、具有内在的一致性，学生能容易地理解它）、合理的（新模型是一种可能的替代模型，学生所使用的数据知识应与新模型相符）、有效的（即新模型必须比旧模型在有用性上更可取，学生并能在新的情境中使用该模型）。[8]那么怎样才能更好地理解新物理系统呢？Gentner提出学生要把新系统与熟悉的系统联系起来，由此理解新系统是如何运作的。[9]其实，很长时间以来科学教学的策略之一就是将要学的新现象比拟成另一熟悉的现象，这是由于科学教学常涉及理解一些无法直接观察到的事物，因此参照某些可观察到的事物或曾有体验的事情能够更好地促进理解。例如，有时人们把电流比拟为水流系统，在这个系统中电线像水管，电子像水，电池像水泵，而电阻像水管中窄的部分，有时人们把电流比做通过走廊的人流。在科学教育中类比的使用相当流行，美国《化学教育杂志》中曾辟有“应用与类比”定期专栏。
类比已明确地用于帮助学生克服一些错误概念，尤其是在一些常见的错误概念中，使用“桥式”（bridge）类比有很好的效果。在没有学习牛顿第一定律时，多数学生认为桌子不会对置于其上的书施加向上的力，但他们相信在用自己的手向下压弹簧时，弹簧会发力，仅以弹簧充当类比，通常不能起到改变学生错误概念的作用，但使用某种既含原事例（桌子上的书）又含类比事例（手按弹簧）的中间类比（在有弹性的泡沫垫上的书），能够收到更好的教学效果。
类比很难完美无缺，因此在使用类比时总会暴露出某些问题。例如太阳系与原子相类比，这样可能有助于学生构想原子中的电子与原子核的关系，但同时也可能会使学生做出并不确切的推论。某个学生可能会猜想，既然行星与太阳间存在重力吸引，那么在电子与原子核之间也可能存有这种吸引力；电子是在单一的平面上围绕着原子核运动的。这些显然是错误概念。因此类比可能对学生有帮助，但也可能会误导学生。在有些情况下，学生可能过分地拓展类比，建构一些不正确的概念。例如，在日常生活中有这样一个例子，许多人会认为恒温加热器在加热房间时像水龙头一样操作，只要将刻度盘的指针调得更高，房间便会热得更快。因此，为了防备类比的过分扩大或误用，在教学中应引介多方面类比。
可见，好的类比应具有更显著的语义上的相似性，结构上的对应性，以及实用上的相关性。类比能引发学生对主题的思考，但也应明确比喻的局限性。教师应当指出类比在何处是不适用的，不确切的。此外，教师应尽量使用学生熟悉的那些事物作类比，应清晰地表明类比之间在语义和结构上的相互对应。总之，无论促进学生的建构活动，还是提供相似而具体的模型作类比，都能帮助学生替换不正确的心理模型，建构正确的新模型。
四、教学策略之三：使用新建模型，检验研究假设
虽然新的心理模型已经建立起来，但整个的建构过程还没有结束，如果要使心理模型真正地成为知识体系中的一部分，还要知道如何运用心理模型，并在此基础上做出解释、推论和预测，这样才算完成整个的概念改变过程。于是学生要在新的情境中运用新模型来解释和预测。有可靠的证据表明，高中生在科学推理的两个重要方面都存在相当的困难，即产生理论和解释数据。例如，Klahr[10]让学生指出，在称做BigTrack的程控玩具车上RPT按钮能够做些什么。学生可以在控制板上以任何顺序按下按钮，于是可以观察到车的运行情况。大多数儿童仅仅考虑到一个理论，而忽视与之相冲突的结果，并且只是不断地重复检验同样的理论。在一个计算机模拟生物实验中，[11]大多数学生怀有一个理论开始实验，并做实验意图证实这个理论（即通常所说的证实偏见）。当结果数据与他们的理论相冲突时，大多数学生倾向于忽视这些结果，继续试图证实他们的理论。所以，大多数学生不能判断数据是否驳斥了理论，并且在某种程度上不会系统地检验假设。
怎么做才能提高学生检验假设的能力呢？当Lawson和Snitgen[12]在如何检验生物理论假设上，提供了直接教学时，学生在科学思维测验分数上提高很大。在一项具有典型意义的研究中，[13]七年级的学生参与为期三周的科学教学单元，单元重视科学思维，其中包括集中考察一些题目，例如“为什么酵母、面粉、糖、盐和温水在一起会产生气体？”参与的学生在科学和科学研究的观念上有了相当大的提高。总之，有不断出现的证据表明教师可以传授科学推论，帮助学生以新建的模型为基础做出推论和假设。
五、总结
概念改变教学被纳入到心理模型的建构框架中来探讨，目的有两个：其一，概念改变不能仅仅从概念本身入手，更重要的是要关注支撑错误概念的心理模型，这往往是概念难于改变的更为重要的原因。第二，从概念改变的心理过程，即建构心理模型这一认知过程着手，以一种新的视角梳理概念改变教学的方法和策略，能使人们更加明晰不同的策略和方法是在建构模型的哪一步骤起作用，以期改善概念改变的教学。但同时也要指出，不能片面地割裂整个心理模型的建构过程，而单单促进某一步骤的学习，忽视其他步骤的教学，在这里之所以展现一个完整的建构过程，就是期望教育工作者能从系统而完整的建构过程来考虑概念改变教学，运用多种策略和方法，从不同的心理模型建构阶段，更有效地促进学生错误概念的改变过程。
参考文献
［1］王磊，苏伶俐，黄燕宁. 初中生化学前科学概念的探查──科学学习心理的研究［J］.心理发展与教育，2000，（1）：37—42.
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［4］Clement J A. Students’ preconceptions in elementary mechanics［J］.American Journal of Physics， 1982， 50: 66—71.
［5］Chinn C A， Brewer W F.The role of anomalous data in knowledge acquisition: a theoretical framework and implications for science instruction［J］. Review of Educational Research， 1993， 63: 1—49.
［6］Vosniadou S， Ionnides C， Dimitrakopoulow A， Papademetriou E.Designing Learning environments to promote conceptual change in science［J］. Learning and Instruction， 2001， 11: 381—419.
［7］Limon M.On cognitive conflict as an instructional strategy for conceptual change: a critical appraisal［J］. Learning and Instruction， 2001， 11: 357—380.
［8］Posner G，Strike K，Hewson P，Gertzog W.Accommodations of scientific conception: toward a theory of conceptual change［J］. Science Education， 1982， 66: 211—217.
［9］Gentner D.The mechanism of analogical learning［A］. Vosniadou S， Ortony A. Similarity and Analogical Reasoning［C］. New York/ London: Cambridge University Press， 1989. 199—241.
［10］Klahr D.Exploring Science［M］.Cambridge， MA: MIT Press， 2000.
［11］Dunbar K.Concept discovery in a scientific domain［J］.Cognitive Science， 1993， 17: 397—434.
