关键词：概念转变；科学教学；教学策略
在科学教学中，学生的错误概念对科学学习存在影响，如何使学生抛弃错误概念形成科学概念呢？20世纪80年代西方科学教育工作者（如Posner， 1982）根据建构主义思想提出了概念转变学习理论（theory of conceptual change learning）。概念转变学习理论认为，学习就是学生原有观念改变、发展和重建的过程，就是学习者由前科学概念（pre-science conception）向科学概念的转变过程。根据概念转变学习理论，科学教学的有效策略是：
1.要高度重视学生已有的知识经验
根据概念转变学习理论，特别是在建构主义看来，有效教学始于学生原有的知识经验。因此，针对科学教学中错误概念的影响和干扰，在进行科学实际教学时，我们首先应当了解、正视学生已有的知识经验（包括前科学概念），而不是视而不见，试图避开它。教学应当积极利用学生的前概念，发挥前概念的经验性、浅显性及其合理性的成分，使学校教学的科学概念以此作为起点，促进学生由浅入深、由表入里，从经验性概念顺利地转变到理论性概念，即根据概念转变的途径理论，通过对前概念的充实、区分或增加层级组织，使学生的前科学概念转变为科学概念。[1]另外，根据概念转变学习的条件理论，在接受新概念时，学生需要感到新概念的可理解性。因此，了解学生已有的知识经验还必须把新概念的引入建立在学生已有的经验和认知能力之上，而不是强行“灌输”，灌输是摧残不是发展。
总之，有许多证据表明，一旦教师注意到学习者带到学习任务中的已有知识和观念，并把这些知识当作新教学的起点，在教学过程中监控学生概念的转化，就可以促进学生的学习。[2]
2.引发认知冲突是促进学生错误概念转变的有效策略
引发认知冲突在概念转变过程中具有关键意义，因为只有体验到认知冲突，个体才能感受到原有概念的不足，认识到替换或调整原有概念的必要性。所谓认知冲突是指学生的原有认知结构与新感受到的现象（信息）之间无法包容的心理倾向。学生在学习新知识时，总是试图以原有的认知结构（图式）来同化对新知识的理解。当遇到不能解释的新现象时，个体会感到出乎意料，感到疑惑、紧张和不适，即发生了认知冲突。一旦发生认知冲突，就能激发学生的求知欲望和好奇心，促进学生进行认知结构的同化与顺应，以达到新的平衡。因此，引发认知冲突是促进学生错误概念转变学习的有效策略和契机。
3.要关注学生构建的概念网络结构
对学习和理解信息来说，概念的网络结构是关键。因为组织良好的概念网络结构不仅有利于促进、加深学生对概念的理解，而且还有利于概念的记忆、储存、提取和应用。孤立、零散的知识是无法被提取、应用的，所以，在考试中常见有的学生不会答题，不是不具有某个知识点的储备，而是在考试过程中回忆不起来。其原因就是知识点之间没有形成网络，所以难以提取和应用。因此，在科学课教学中，我们就不能仅仅着眼于、满足于学生记住科学概念的数量，与其相比，概念间的良好组织更为重要。
4.创设学习情境，激发学生积极的学习动机
概念转变学习是在一定的社会文化情境（课堂文化情境）中发生的。情境是一切认知活动的基础。对科学学习来说，创设一定的活动文化情境尤为重要。创设的情境不仅要包括所要学习的科学概念、问题线索，以便于揭示学生的前概念（错误概念），而且也要镶嵌动机因素：①要有利于学生形成内在的、掌握型的学业目标，因为内在的、掌握型的学业目标更有利于学习者对信息的深层加工，更有利于概念的转变；②要有利于激发学生积极的学习兴趣和科学的态度，兴趣能使学习者在学习中采用更有效的认知策略，它对概念转变过程有积极的影响；③要有利于提高学生的自我效能感，自我效能感使学生相信自己能够改变原有的观点，运用认知策略对不同的观念进行整合，从而有利于概念转变；④要有利于学生从他控走向自控，即内控。因为内控的学生在面对新旧经验的不一致时，会更积极地去解决冲突，实现概念转变学习。
参考文献：
许多教师在教学中都发现，不同的学生对一个新知识的理解与体验相差很大。有些学生对要学习的知识能够迅速地接受和运用，一点就通，而有的学生对新知识的学习则显得木讷和陌生，需要读两三遍新知识才能熟练。由此可见，学生并不是空着脑袋来学习新知识的，在接触新事物之前，每个学生都有自己的科学前概念。
科学前概念的形成是一个积累的过程，学生的年龄思维特点、日常的生活经验以及社会文化背景都会影响他们科学前概念的形成。首先，学生处于不同的年龄阶段，认知发展水平不同，思维特点也就存在差异;第二，学生日常的生活经验不同，在头脑中储存的知识也就不同;第三，社会文化的差异导致学生文化观念的不同。随着学生接受正规的学校教育和判断事物能力的提高，科学前概念也会不断更新、发展以适应新概念。
有关学生科学前概念的研究最早要追溯到皮亚杰1929年出版的《儿童关于世界的概念》中对儿童自然观念的探讨，但他并没有明确提出概念转变理论。20世纪70年代以来，发展心理学中的认知学派对儿童科学前概念及概念转变进行了大量的研究。直到1982年，康奈尔大学教育系的鄱斯纳、斯特莱克、修森和格特左戈四位教授在《科学教育》第66卷第2期上联名发表了《科学观念的顺应：建立观念转变理论》一文。文章以皮亚杰的认知发展机制理论、库恩的科学进化论和奥苏泊尔的关于有意义接受学习的理论为基础，大大推动了概念转变理论的研究与教学。
首先，根据皮亚杰的认知发展阶段论可知，个体的认知图式是通过同化和顺应不断发展，以达到一种适应新环境的平衡状态。也就是说，当个体面对新刺激时，如果能同化新刺激，那么新刺激纳入原有图式;如果不能同化新刺激，那么个体就会改变自己以顺应环境。其次，根据库恩的科学进化论的观点，科学发展是一个辩护的过程，是一个范式更替的过程。在常规科学的发展阶段，范式是占据优势的，可能存在一两个反常个案;随着个案越来越多，就出现了范式危机，引起人们对范式的思考;危机不断升级，就会产生科学革命，出现一个更为合理的、客观的新范式。最后，奥苏泊尔的有意义接受学习理论指出，有意义学习的实质是符合所代表的新知识和学习者的认知结构中已有的适当观念，建立起非人为的和实质性的联系。有意义接受学习的关键就在于学生要将新知识与认知结构中已有的知识进行联系，产生概念的转变，从而接受新知识。
二、概念转变理论的发展基础
1.基于建构主义学习理论的发展
建构主义理论认为世界是客观存在的，但对事物的理解却由每个人自己决定。不同的人由于原有的经验不同，对同一问题也会给出不同的答案。学习不是教师简单地把知识传授给儿童，而是儿童从已有的经验出发，主动对信息进行加工处理，建构出自己的理解或生成个人的意见。因而，即使儿童面对原来没有接触过的事物，当问题出现时，他们依然会基于已有经验，建构出对问题的理解和解决方案。个人建构主义者强调学习过程中个体建构知识，而社会建构主义者则更强调社会文化背景以及参与合作对个体建构的意义。
通过对比概念转变理论和建构主义理论，我们可以发现，它们都强调儿童原有的经验对建构新知识的影响，同时都认为学习是一个从主观到客观的建构过程。但是，建构主义理论没有明确指出存在一个客观正确的概念，而概念转变理论更强调存在一个客观正确的概念，引导儿童由前概念向新概念的转变，对于新事物的学习，由于儿童原有经验的不同，他们会主观地建构出各种不同的新概念进行学习。当然，这些新概念是具有历史性的，也是不断发展更新的。因而，概念转变理论是基于建构主义学习理论的发展。
2.以科学哲学认识论为依据的发展
科学哲学的认识论是一个循环更新的过程。它从客观事实出发，运用归纳、演绎等思维方法形成科学认识，结合实验的验证与支持上升为科学理论。当人们在科学理论的应用过程中发现反常，产生质疑，出现科学的危机，这时候科学就会有一个大的发展，形成新的科学事实。以此不断循环，科学也会不断得到发展。由此可见，概念转变理论在一定程度上与科学的认识过程是非常相似的。“概念转变也是一个不断循环的过程，当学习者碰到新、旧概念之间不一致的情况时，就会产生一种认知冲突感。这需要学习者对两者进行分析和判断，思考各自的合理性、正确性，并最终对新、旧概念做出权衡和调整，从而产生新概念。”
由此可以看出，儿童的概念发生转变时要满足四个条件：第一，儿童对已有的知识概念产生不满和怀疑。只有儿童发现已有的知识不能解决出现的问题时，才会对已有的知识产生质疑;第二，新概念具有可理解性。儿童对新概念有一定的初步了解，并建立整体一致的表面特征;第三，新概念具有合理性。儿童将新概念与其他已有的概念进行比较，发现它们之间相互一致，并没有冲突，因此相信新概念是真实的;第四，新概念具有有效性。新概念不仅能够解释当前的问题，而且对将要面临的新问题也有一定的预测性和解决能力。
三、概念转变理论在小学科学教学中的运用
1.教师要对儿童的科学前概念给予足够关注
由于儿童的科学前概念不同，因而他们对科学现象和概念的理解相差很大。教师需要给儿童提供足够的空间，通过提问开放式问题、画图、实验、小组讨论等方式，让儿童有机会自信地说出自己对现象的理解，更重要的是说出自己是如何思考的，以便教师了解儿童的前概念，针对儿童前概念的差异性，进行合理的教学。这样既能使原有经验与新概念相一致的儿童保持科学探索的欲望，又能使新、旧概念相矛盾的儿童认识到原有概念与新概念之间的冲突以及新概念的合理性，认清科学现象和科学概念的内部关系。
2.保持儿童对科学的好奇心，让儿童亲历科学探究
儿童的学习兴趣多半来自于好奇心，所以教师要提高儿童对新概念的兴趣。对于新、旧概念发生冲突的儿童，教师不是一味地批评儿童原有概念的错误性，告诉儿童新概念是正确的，而是要让儿童在真实的情境和问题解决的过程中进行科学探究，发现原有概念的不足和新概念的合理性，保持对科学的好奇心，亲历科学探究，进而培养科学态度、发展科学能力。2001版《科学（3-6年级）课程标准》指出：“让探究成为科学学习的主要方式。”可见，亲历科学探究在儿童概念转变的过程中起到了促进作用。
3.合作性的学习环境对成功的概念转变教学非常重要
合作学习是一种互的学习，合作性的学习环境为儿童提供了自由讨论、互相交流的机会。在合作的过程中，儿童能够把被动学习变为主动学习，发现自己原有概念的不足，从而产生认知冲突。同样，儿童与同伴交流也能够接触一些新鲜事物，增加头脑中的知识。对于一些实际问题，教师要放手让儿童进行小组讨论、合作学习，在这一过程中，教师尽可能地关注各组的动态，给予适时的、适当的点拨。对于没有提出有效问题的小组，教师可以引入差异性事件，使学生感到原有知识的不足和冲突，认为有进行改变的必要，促进学生新概念的转变。
4.科学史在概念转变的过程中也是不可或缺的
【关键词】概念转变；幼儿科学教育；前概念；迷思概念
【中图分类号】G612
【文献标识码】A
【文章编号】1005-6017（2013）02-0044-04
概念发展在儿童的认知发展中具有非常重大的意义，它为儿童的学习尤其是科学领域的学习奠定了基础。国内外研究者从不同的角度对儿童的概念发展进行了研究，其中，概念转变理论占据了非常重要的地位。该理论认为儿童可通过对原有概念的转变和重建来获得科学概念，因而科学教育要基于幼儿已有的经验与认识基础，这为当代幼儿科学教育及其发展提供了科学依据。本文从概念转变理论的不同视角出发，分析其对当代幼儿科学教育的启示，以期为我国幼儿科学教育的发展和改革提供科学的理论基础。
一、概念转变的内涵
所谓概念转变，即对原有错误概念进行修正和改变。它在个体原有的错误概念和科学概念之间架起一座桥梁，通过教学的催化作用促使学习者的内部概念框架和知识系统重组和建构，以保持学习者知识和概念的动态平衡发展。概念转变蕴含以下观点：
（一）幼儿的头脑不是“白板”，他们有自己的“科学理论”
研究表明，即使是很小的婴儿也已具有对周围世界的理解能力，拥有自己的“理论系统”，他们用这套理论系统来解释和保持对周围事物和现象的看法，幼儿的这种“理论系统”被称为朴素理论（或天真理论）。我们将幼儿在科学学习之前，根据早期日常生活经验或是在幼儿园日常教学情境中形成的对事物或现象的正确或不正确的看法和观念，称之为“前科学概念”，简称为“前概念”。这些朴素的知识系统和概念来自幼儿早期的生活经验，很多是日常概念和科学概念的糅合，它们在幼儿早期的生活中扮演着重要的角色，即使幼儿在进行科学学习后，也依然会继续坚持先前的认识和观点。
然而，由于受到经验的局限，幼儿的朴素认识是零散的，没有形成一个内聚性的思想体系，且又缺乏严谨、科学的表述，因而通常这些“前概念”都是一些“错误概念”。例如，幼儿在生活中常常发现，只要用力推或者拉某个物体，物体便会运动，不对物体施加任何力的话，物体便会保持静止。实际上，没有人为地外力作用，只要满足一定条件物体也会保持运动状态。当然，幼儿的朴素认知不一定全是错误的，有的同样包含着浅显的道理，因而台湾学者使用“迷思”来代替“错误”一词，以肯定幼儿朴素认知和前概念的价值。
（二）幼儿的科学概念不是与生俱来的，而是以经验和前概念为基础自主建构的
随着经验的积累，幼儿会发现，许多客观事实和自然现象与他们自身所拥有的概念系统并不相符，甚至是互相矛盾的。根据Chinn和Brewer的研究，儿童在面对新的与原有概念不同的现象时，可能会出现以下几种反应：第一，忽视、拒绝或排斥新现象；第二，对原有观念做出修正和调整以使其能够解释新现象，或者重新解释新的现象以使其符合原有概念框架，即对原有概念和理论的坚持；第三，修改自己原有概念框架中的核心观点，形成新的概念和理论框架，即进行概念转变。由此可见，幼儿原有的认识和概念在科学概念的建构中起着重要的作用，正是在原先迷思概念的基础上，才进一步实现了向科学概念的转变，促进了概念的发展。因此，幼儿的经验以及由此产生的认知冲突是概念转变的基础。
二、概念转变的不同理论视角
（一）概念转变的认识论视角
Posener等人（1982）从认识论的视角，提出了经典概念转变模型（Conceptual Change Model，简称CCM）。该理论认为，教师弄清楚学生的概念框架比设计一个不符合学生已有概念框架的教学方法更为重要，因为这样有助于引发学生对已有概念的不满意，而学生对先前概念的不满意将会引起巨大的概念转变。经典概念转变模型强调学生自身的认识（Posner et al.1982），其与激进建构主义认识论一致认为，个体的概念及其发展非常重要。如果学习者对已有概念产生了不满意，而可替代旧概念的新概念是可理解的、合理的以及富有成效的，这时新概念将会应运而生。
基于此，Posener指出了概念转变的四个条件：（1）不满意，即发现已有观念是令人不满意的；（2）理解，即新观念是易懂的、连贯的、可理解的；（3）似乎有理，即新观念是能够或很有可能选择的；（4）富有成效，即新观念优于旧观念。Posener等人认为，一个合理的概念首先必须是可理解的，一个富有成效的概念必须是可理解的与合理的。根据Hewson的概念状态理论，学习者所拥有的概念可以分为可理解的、合理的和有效的三个状态，三者的地位依次递增，学习者的概念状态越高，则其发生概念转变的可能性越大。根据Posener的观点，如果满足了概念转变学习的上述四个条件，学习者的迷思概念就会被科学概念所替代或改变，概念转变的结果可能是永久性的，也可能是暂时的，还可能是不易察觉的。
（二）概念转变的本体论视角
有研究运用特定的本体论术语来解释学习者科学概念的发展和变化，以此来强调学习者对现实物体看法的变化。Carey（1985）指出，儿童的某些概念与成人的概念并不相符合，他认为，童年期会有大量的知识重组，Vosniadou将其称之为激进的知识重组，并认为核心“框架理论”的修订同时涉及到认识论和本体论的转变。Chinn和Brewer（1993）将本体论信念描述为“物质世界的基本范畴和本质属性”。
Chi（1992）从本体论的角度分析概念的结构，将概念分为物质、过程、心智状态三个类别。其中，物质是指含有特定属性的东西，如坚硬的石头、液体以及有生命的物体等；过程是指事件的发生，可能是几率问题，也可能是因果关系；心智状态指的是情意部分，如动机或情绪。从本质上来看，物质、过程、心智状态是相互独立的，分属于三个不同类别的本体论。当需要学习的知识与已有知识之间存在共同的属性，即属于同一本体论范畴中，没有跨越本体论类别，这时发生概念改变的可能性就比较大，如“动物”和“植物”能合并成一个新的上位概念“生物”，但是“动物”就不能变成“植物”，Chi等人（1994）将这种发生在同一本体论类别中的概念转换，称为“枝节转移”（branch jumping）；当需要学习的知识与已有知识之间没有共同的属性，即属于不同本体论类别之间的转换，比如从“物质”类别转移到“过程”类别，这时发生概念改变就比较困难，Chi等人（1994）将其称之为“主干转移”（tree swapping）。从中可以发现，“枝节转移”较之“主干转移”更加容易实现，而三个不同本体论类别之间概念的转换属于根本的概念改变。Chi指出，学习者在理解和习得科学概念上存在困难，并不是因为这些概念有多么抽象和复杂，而是因为学习者的原有概念与需要学习的概念之间具有不可共量性（incommensurability）。
（三）概念转变的社会、情感视角
从概念转变的角度来看，学习者的兴趣和动机等情感因素在科学教学中非常必要，他们在促进科学概念的转变上发挥着重要的作用。Posener的经典概念转变模型通过指出学习者对先前概念的不满意来映射这个问题，而且模型中指出概念的可理解性、合理性和有效性等三个特征在某种层面上也包含了情感问题。
Pintrich（1993）等人认为，学习者的自我效能感和控制信念，课堂社会背景，以及个体的目标、意图、期待和需要等在概念学习中与认知策略一样重要。同样，Solomon（1987）和Dykstm等人（1992）认为，群体因素（groupfactors）有利于概念的学习。Pintrich等人通过查阅大量文献，进一步强调了兴趣、个人信念和情境信念对学习者参与学习活动的重要性，并认为那些忽视个体和集体学习中社会因素与情感因素的教师可能会限制学生的概念转变。Zembylas（2005）指出必须使认知与情感因素协调一致，因为情感因素不仅是认知结果的调节变量，而且它与认知的地位一样，同样可以促进概念转变。Tyson等人（1997）则强调，概念转变在科学教学中具有很大的价值，而且未来的研究会更加重视情感因素在概念转变及其理论中的重要作用。
（四）概念转变的目的论视角
概念转变理论通常以建构主义的认识论作为基础，认为学习者必须自己建构知识，并且积极地、有目的地去学习。在这种情况下，“概念转变不仅仅依赖于辨别矛盾等认知因素，还依赖于元认知、动机性和情感性过程，他们会受到学习者有意识的控制，因而有可能决定概念的转变”。Pintrieh（2003）等人提出“有目的的概念转变”，具体表现为：学习以概念转变为导向，同时在学习过程中包含学习者内部动机、意志控制、元认知意识与监控以及自我调节等非智力因素的参与。
（五）概念转变的多维视角
Posener在提出经典概念转变模型后认为，只要学习者满足概念转变的四个条件（不满意、理解、似乎有理与富有成效），他们就会放弃原有旧概念而接受新概念，从而实现概念转变。事实上，实践远没有理论研究那样顺利。Matthew Sehneps和Philip Sadler（1986）曾就有关四季产生的原因以及月亮的变化阶段等问题，采访哈佛大学的毕业生、教授还有在校中学生，结果发现，这几类人都对此概念持有错误的观念，而且从他们上学起，这些迷思概念就一直根深蒂固于他们的大脑中。在经过重新学习这些概念后，只有一部分人获得了更准确的理解，还有许多人仍然保留部分错误的信念，有些甚至坚持他们原始的迷思概念。这表明，概念一旦习得，不管是正确的还是错误的，都很难改变或清除。这也促使研究者重新认识到了概念转变的困难，说明概念的转变不仅需要满足上述四个条件，还受到其他更多因素的参与和影响。
于是，在科学教育领域中涌现了许多概念转变的多维视角。Venville和Treagust（1998）综合了概念转变的不同理论视角――Posener等人（1982）的概念转变模型、Vosniadou（1994）的框架理论和心理模型、Chi等人（1994）的本体论观点以及Pintrieh等人（1993）的动机理论――对某所中学的学生在不同情境下学习基因概念的过程进行了研究。结果发现，虽然每种理论视角都可以从不同角度部分地解释课堂中的概念转变，但没有一个理论能够完满地解释课堂中发生的概念转变。
三、概念转变理论对幼儿科学教育的意义
（一）重视幼儿的前概念，引导幼儿实现概念转变
根据概念转变理论，在科学教学中要重视幼儿已有的朴素理论和前概念，把握幼儿认知发展的特点和规律，从幼儿现有的经验水平出发，通过不断地引导和顺应，实现幼儿科学概念的转变和科学知识的建构。由于幼儿的许多朴素认识和前概念是与科学概念相冲突的，根据Posener提出的四种概念转变条件，教师不能一味地纠正他们的错误概念，而应为幼儿创造面对冲突、探索新概念的机会，让他们自己去发现已有经验与现实事实间的矛盾所在。教师不应当急于否定幼儿的错误观点和理论，可以通过为幼儿提供材料的方式鼓励他们探索、观察和记录结果，再引导幼儿与先前的认识作对比。这样，当幼儿看到一个个不符合其理论的事实时，内心的冲突便产生了，于是他们开始审视和反思原有的认识，并寻求新的解释和理论，直到他们找到能够替代原有概念更为合理有效的理论解释，这时便会发生概念转变。
对于幼儿如何获知朴素理论和前概念，教师不仅要善于在与幼儿相处中进行观察和反思，还可以通过访谈、调查等方法，了解幼儿的发展水平，并以此为教育基点和新知识的生长点，引导幼儿顺利进行概念转变，实现知识的建构。
（二）运用幼儿的前概念，引发幼儿进行主动探究
根据概念转变理论，科学教学不应是简单地教授知识和事实，学习者不再被动地接受知识。教学是师幼共同建构概念和知识的过程，而不是传统意义上的“传道授业解惑”。在开发幼儿科学课程时，教师不能仅将重点放在幼儿应当学习与掌握的科学知识和概念上，而应通过提供合适材料和资源，引发、支持和促进幼儿主动探究，使幼儿经历从探究到发现最终达到概念建构和知识重组的一系列学习活动。
在幼儿科学教学过程中，教师首先要根据幼儿的需要制定教学目标、确定教学内容，通过设置问题情境，激发幼儿的学习兴趣和动机，并引发幼儿对事物的原有观点。在活动中，教师还应当积极鼓励幼儿在通过观察、操作来验证自己的观点，从而引起幼儿的认知冲突。
在实践中，教师如果要改变幼儿原有的错误观念，实现概念转变，必须设计清晰、合理的新概念，能够有效地解释新理论框架，并能让幼儿在实际操作与主动探究中了解与感知概念的转变过程。
（三）鉴别幼儿的迷思概念，采取科学有效的教学策略
研究表明，概念转变理论为设计幼儿科学教学策略提供了科学依据，而且概念转变教学通常比传统教学方法更加有效。1989年，德赖弗（Driver）根据概念转变理论提出了导向、引发、重组、应用及回顾五阶段概念转变教学模式。该模式以学生原有的概念和观点为基础，引导学生在实验中验证原有理论在解释和预测自然现象和客观事实上的有效性，通过引起认知冲突激发学生重新审视和修正原有理论框架，并鼓励学生建构符合事实的新概念和知识，从而实现概念转变。为了瓦解学生原有的迷思概念，Julia Gooding和Bill Metz（2011）认为，教师必须先鉴别这些迷思概念，并给学生提供一个面对这些迷思概念的机会，然后基于科学模型帮助学生重新建构和内化他们的知识。
在幼儿科学教育中，教师在克服幼儿迷思概念时可采取以下策略：第一，预测容易使幼儿产生迷思概念的材料，并对幼儿提出警示；第二，鼓励幼儿通过与同伴讨论实验现象和结果来检测、反思和调整其原有概念框架；第三，思考如何用演示法和实验法来解释幼儿常见迷思概念；第四，经常引导幼儿复习和反思常见的迷思概念；第五，评价和复评幼儿概念的正确性。除此之外，在科学教育中还可以使用概念冲突、类比、后设认知策略等方法，引导幼儿的概念转变。
（四）评估幼儿的概念转变，为建立评价机制提供依据
在科学活动中，无论是以矛盾事件、探索活动，还是其他实验的形式，教师应当为幼儿提供这种概念转变的机会，以帮助幼儿重建和内化知识。其中，元认知也发挥着重要的作用，当幼儿面对概念冲突，并对自己的观点进行反思时，他们可能意识到了矛盾所在，并在寻求证据之后达到新的、更好的科学理解。
摘 要 科学概念是人类在长期的社会实践和科学研究中形成，对于学生来说，是经过专门教学获得的。这种概念已经不是事物的现象，不是事物的各个方面，不是它们的外部联系，而是抓着了事物的本质，事物的全体，事物的内部联系，是一种经过科学抽象形成的理性概念。
加强对学生的前科学概念即错误概念的研究成为教学的一项重要任务。本文拟对体育教学中排球垫球的错误概念及其转变提一些肤浅的看法
关键词 体育教学 垫球 动作习惯 前科学概念（错误概念）
一、错误概念对体育学概念学习的影响
爱因斯坦有一句名言：“热爱是最好的老师。”杨振宁教授也指出：“成功的真正秘诀是兴趣。”教学的艺术首先表现在能激发起学生强烈的求知欲。
学生在进入课堂的时候，他们已经在日常生活中建构了大量的有关排球垫球的朴素概念。这些前概念与科学概念相一致，有利于促进科学概念的形成，但是更多的是貌似正确，实际上与科学概念相去甚远的错误概念，从而会严重阻碍他们的科学概念的学习。特别是垫球部位，在教学过程中就发现有的学生知道用小臂垫球，但是做的时候却是用手腕垫球；为了能够放松省力，在垫球过程中手臂一直是弯曲状态脚步也不愿移动等。研究发现，学生头脑中的错误概念有极强的顽固性。学生甚至在学习体育的几周后，又恢复了最初的错误概念。为什么错误概念如此顽固呢？这是因为学生花了很长时间与精力建构了自己的朴素理论，他们无论在感情上还是理智上都离不开它们。学生头脑中的错误概念含有自己对体育先入为主的印象，又是自己切身体验的东西，同时学生又要凭借这种错误概念来认识体育运动。因此，这种错误概念有很强的顽固性，不可能通过传统教学那样的知识传递，就能使学生轻而易举地形成科学概念。
二、加快错误概念转变的理论基础和教学方法
波斯纳等人在皮亚杰的认知建构主义理论和库恩（T. S. Kuhn）的“范式更替观”的基础上，提出了概念转变学习的机制：1.同化，指学生用自己已有的观念理解新现象的过程；2.顺应，指学生转变或重组原有观念以便更好地理解和接受新现象的过程。为了促使学习进行概念转变，他们认为必须提供以下四个条件：1.学习者对当前的概念产生不满。假如学生认为他们的概念（错误的）能够解释科学现象，他们可能看不出有转变它们的迫切需要；2.学习者必须尽可能地理解科学概念。没有这种最基本的理解，学生就不能评价它们的意义；3.学习者必须认为科学概念是合理的，假如概念与保留在学生记忆中的其他概念相矛盾，就不能引起学生对它们的强烈关注；4.学习者必须认为科学概念是有用的。它们可用于结实和预测各种现象。根据波斯纳的观点，如果满足了上述概念转变学习的四个条件，学生的错误概念就会被科学概念所代替或改变。在排球的教学过程中，我主要是用对墙垫球的练习方法来改变学生的错误动作。我让用手腕垫球，屈臂，原地不动和标准姿势的学生分别做对墙垫球练习，看谁能够垫的时间长而稳定。在练习过程中使学生发现用手腕垫球的学生由于手腕垫球是用点垫球，而手臂是面垫球，因此稳定性比手臂垫球要差很多。屈臂的学生由于手臂弯曲，因此在垫球过程中手臂很难保持高度相同，也使球在飞行中很难控制。还有原地不动的学生对突发的求变向和很小的失误都无法进行补救。使学生理解在排球垫球中手臂垫球和移动的重要性，在这个基础上，我趁热打铁的把标准的姿势和动作要点“插、夹、抬、蹬”讲解给学生，指导学生进行练习，并且在教学过程中用“垫球打点”的比赛性游戏让学生进行垫球练习，这样使学生在练习的过程中即学到了知识又增加了兴趣也提高了技术。
由此可见，教师必须充分了解学生相关学科的原有知识经验背景，了解学生有哪些错误概念并充分运用学生的原有概念创设教学中的认知冲突（情境），以此作为引发学生进行概念转变学习的契机。
三、加快错误概念转变的教学策略
如何使学生抛弃错误概念形成科学概念呢？根据前概念转变学习理论，学习就是学生原有的概念的转变、发展和重建，就是学生前科学概念向科学概念的转化过程。因此，教学的主要任务就是帮助学生自己发现自己的原有经验与新发现的现象或事物之间的不一致或矛盾冲突，从而反思和修改自己的原有经验和认识。只是学习者自主建构的过程，才能形成科学的认知结构。具体的说，促进错误概念转变主要注意以下几点。
（一）揭示学生的前科学概念，这是实现概念转变的前提
在教学中，教师应有意识的引导学生去论及自己的观点，不仅借此了解学生，也可以促进学生反思。例如：在垫球教学过程中，在教学前引导学生对排球垫球应该用什么部位以及理由进行讨论，在讨论中及时发现在前概念中一直以为用手腕垫球的同学，在经过讨论和练习发现在垫球中用手臂比用手要稳定的多，由此就可以帮助教师了解错误概念产生的原因。
（二）引发学生的认知冲突，这是实现概念转变的契机和动力
学生在学习新知识的时候，总是试图以原有知识为基础，来同化新概念。当不能解释新知识时，就会引发认知冲突，这样可以激发学生的求知欲和好奇心。如何引发学生的认知冲突呢？教学中我使用了以下两种策略：
1.通过揭示事实之间的矛盾引发认知冲突
2.通过合作学习中学生的讨论与对话引发认知冲突
值得注意的是，在剖析矛盾的过程中我们一定要给学生流下认识和思考的空间，千万不能用教师的经验、思维来代替学生的认识，从而将正确的观点生硬的强加与他。我们要在平时的教学中，要加强锻炼学生的意识，有目的从学生的实际出发，帮助学生摒弃他们生活中的错误概念，建立他自己的科学概念。这也给我们的教学各个环节提出了更高的要求，力争将培养学生的终身学习坚持到底。
其实学生头脑中类似的错误概念还有很多，只要我们细心观察研究学生都能把握的到，然后巧妙设计，加以利用，变不利因素为有利因素。更好的实现我们的新课程教学目标。
参考文献：
一、从“进步主义”到“结构主义”
进步主义教育是20世纪上半期盛行于美国的一种教育哲学思潮，源于反对传统形式主义教育的运动，主要观点包括以儿童为中心的学生观、以生活为内容的课程观、以解决问题为方法的教学观等。在科学教育领域，进步主义运动的代表人物是克雷格（G.S.Craig）和杜威（J.Dewey）。
作为首位获得科学教育博士学位的学者，克雷格发展了小学科学教学模式，强调将一般原理和通用法则作为科学教育的知识目标，经验、活动和科学方法是实现这些目标的手段。克雷格的科学教学模式影响美国科学教育长达30年之久。作为实用主义哲学的代表人物，杜威旗帜鲜明地提出“儿童中心”的思想，强调科学教育必须从学习者已有的经验开始，达到对科学概念和原理的充分理解。他赞同将科学方法作为科学教育的主要目标，总结出反省思维的“五步法”。进步主义运动是科学教育发展的一个重要时期，此时自然主义倾向逐渐减弱，以科学知识和科学方法为目标的现代科学教育的雏形已经出现。
在20世纪中叶，作为一种传统主义、保守主义的教育哲学流派，要素主义反对进步主义一味地强调儿童的兴趣和需要的做法，强调知识的客观性、系统性、逻辑性和顺序性，关注科学事实、科学概念、科学定律、科学原理的学习。这一观点试图将科学教育的重点转向科学知识本身，为20世纪60年代美国科学课程改革重视学科知识打下舆论基础。
美国20世纪60年代的科学教育改革是在结构主义理论的指导下开展的。由于对结构理解的不同，出现了两种观点相异的课程观，主要代表人物是布鲁纳（J.Bruner）和施瓦布（J. Schwab）。布鲁纳将科学知识看成静态、分学科的知识体系，重视科学知识与科学方法的内在联系，认为只有经过亲身探索获得的知识才是最有价值的，倡导通过发现学习来掌握科学知识。施瓦布反对把科学知识当作真理教给学习者，强调把科学视为一个寻求证据、揭示自然规律的漫长过程，主张引导学习者通过一系列的科学探究（scientific inquiry）活动去体验科学过程，使用科学方法，形成科学观念。
从实施结果看，布鲁纳过于强调学科知识结构，忽略儿童的经验和兴趣，致使大部分课程难以被学生接受。施瓦布则将科学探究能力解析为一系列“过程技能”，认为这些技能可以通过练习来独立发展，无须得到概念的支持，这使科学教育走入另一个误区[1]。
从认识论角度看，进步主义运动和结构主义课程改革是建立在逻辑实证主义的基础上的。逻辑实证主义（logical positivism）也称逻辑经验主义（logical empiricism），主要观点是：科学知识是客观、实证和线性积累的，由有意义的命题组成，而判断命题是否有意义，在于是否能够用逻辑分析和经验实证的方法判断真伪。在逻辑实证主义的认识论中，如果一个命题能用逻辑分析的方法加以证明，这个命题就具有逻辑意义；如果一个命题能被经验事实加以证实，这个命题就具有经验意义；如果一个观点既不能用逻辑分析证明，也不能用经验事实证实，这个命题就是无意义的，必须排除在科学知识之外[2]。
根据逻辑实证主义认识论，科学方法就是从经验出发，通过分析和演绎得出规律性的通则。显然，这是施瓦布倡导的科学探究的基本过程。在这一过程中，研究者首先根据已有的知识提出一系列假设，然后设计和开展实验获得必要的数据，并通过分析数据对各种假设进行检验（如被证实，则接受；如被证伪，则拒绝）。与经验主义认识论只注重对实物和现象的感知不同，逻辑实证主义认识论既重视经验实证，也重视逻辑分析，集中表现在遵循“假设―检验”模式的科学探究过程中。
从进步主义运动和结构主义课程改革的实践看，以下三个问题值得思考：（1）科学教育是立足于儿童的经验和需求，还是立足于科学知识本身的逻辑结构？（2）是不是所有的科学知识都可以并且应该采用探究学习的方式来获得？如果不是，需要补充哪些学习方式？（3）儿童的日常经验经常和科学概念与原理不一致，甚至存在矛盾和冲突，如何处理两者间的关系？20世纪70年代以来，正是这三个问题推动着科学教育理论和实践的发展，在相关理论的背后，蕴含着对“实证主义”认识论的反思和批判，而“反映主义”认识论受到越来越多的关注。
二、有意义学习理论与概念转变理论
20世纪70年代，奥苏贝尔（D.P.Ausubel）从有意义学习（meaningful learning）的角度出发，重新解释了发现学习，将其纳入一个更大的学习方法体系。奥苏贝尔认为，有意义学习的实质，是在新知识与学习者认知结构中已有的适当观念间建立非人为的和实质性的联系。这一论断既给出有意义学习的定义，也明确了机械学习（rote learning）与有意义学习的两条标准。
奥苏贝尔从学习内容的角度将学习分为表征学习、概念学习和命题学习三种类型，从学习方式的角度将学习分为接受学习（reception learning）和发现学习（discovery learning）两种形式。他的发现学习与布鲁纳的发现学习在含义上是不同的。布鲁纳的发现学习要求学习者像科学家那样思考问题，通过参与探究发现基本的原理或规则；奥苏贝尔所解释的发现学习，不仅包括科学探究，而且包括运用、问题解决、创造等活动形式。显然，奥苏贝尔没有将科学学习的方法局限于科学探究，不仅提出多种发现学习模式，而且强调有意义接受学习在科学教育中的重要作用。
从学习机制角度看，奥苏贝尔的有意义学习理论强调“同化”（assimilation）过程，但忽视学习的另一侧面――“顺应”（accommodation）过程，即当新知识与学习者原有的观念存在矛盾，学习者不得不通过改变原有观念来适应新知识的过程。在科学教育中，观念的转变往往发生在学习者原有概念（也称“前科学概念”或“前概念”）存在错误的情况下。大量研究发现，科学教学往往只关注科学概念（如物体落地的速度与重量无关）的传授，但科学概念的传授不能自动地校正儿童原有的前概念或错误观念（如重的物体会更快落地）。在教学之后，儿童往往仍然顽固地坚持原来的错误观念。也就是说，儿童没有“顺应”正确的科学概念，或者说，没有将前概念转变为科学概念。
针对这一现象，研究者从不同的角度探讨了影响概念转变的条件和机制。波斯纳（G. J. Posner）等于1982年提出“概念转变模型”（conceptual change model），解释了概念转变的条件及个体的知识背景对概念转变的影响[3]。波斯纳等认为，原有概念（前概念）发生转变必须满足以下四个条件：（1）对原有概念的不满；（2）新概念的可理解性；（3）新概念的合理性；（4）新概念的有效性。此外，概念转变还受到个体知识背景的影响。波斯纳等将个体的知识背景称为“概念生态”（conceptual ecology），包括反例、类比与比喻、其他领域的知识、一般信念与观点等方面。
在实证主义认识论的影响下，波斯纳等认为，科学概念在可理解性、合理性、有效性等方面优于个体的前概念，并以学习者对前概念和科学概念的认识与评判，来描述概念转变的过程。然而，大量研究发现，学习者的一些前概念往往根植于一个稳定的概念生态中，难以转变为科学概念。针对这一现象，心理学家直接考察个体概念生态的结构和特点，并以此为基础解释概念转变的机制。
弗斯莱特（S.Vosniadou）在发展心理学关于儿童朴素理论研究成果的基础上，从框架理论（framework theory）和具体理论（specific theory）的角度解释了概念转变的机制[4]。弗斯莱特认为，儿童的原有概念根植于对它们起约束作用的框架理论和具体理论。其中，框架理论是个体所具有的本体论和认识论的前提，由儿童的朴素理论发展而来；具体理论是对具体事物的信念或心理模型，在特定问题情境中受框架理论的约束而生成。弗斯莱特认为，学习者错误的心理模型容易转变为科学概念，但心理模型背后的框架理论则很难转变。因此，仅仅促成心理模型的转变，并没有实现完满的概念转变，需要进一步促进学生对自己的本体论和认识论概念进行反思，才能引发概念的根本性转变。
齐（M.T.H. Chi）等从“本体论类别”（ontological categories）的角度解释了概念转变的机制[5]，将概念分为物质、关系和过程三种最根本的本体论类别，每种类别概念下逐级衍生出更为具体的子类别概念。在这一概念体系中，同一类别下的概念间的转变称为“分支转移”，不同类别下的概念间的转变称为“主干转移”。显然，分支转移较易实现，主干转移较难实现。
弗斯莱特和齐等的理论虽然放弃了科学知识本身的逻辑结构，转而从儿童心理结构的角度探讨概念转变的层次，但没有提出促进深层次概念转变的有效方法。究其原因，是这些理论没有从根本上突破实证主义认识论的束缚。具体地说，这些理论仍然相信科学知识是客观、可实证和线性积累的，强调通过一个预设的教学活动，将学习者的前概念转变为科学概念。在这一背景下，舍恩（D.Schon）提出的“反映性践”（reflective practice）理论，受到人们的关注。
三、反映性实践与反映性教学
舍恩的“反映性实践”理论，是对实证主义认识论的一种解构性观点。这种解构主要表现在以下三个方面：（1）被实证主义认识论所约束的实践者，往往会发现自己处于两难境地，他们依据理性的科学方法得出严谨的专业知识，难以应对各不相同、复杂、不确定的现实问题，而能够应对这些问题的艺术性方法却不符合专业知识的严谨标准。（2）面对不熟悉的任务，我们有时会在行动前在头脑中做出计划，但这些计划往往会在行动过程中根据形势的变化不断调整。（3）面对熟悉的实践活动，人们往往凭借即时反应和直觉展开行动，而他们所依赖的知识通常是内隐、无法用言语叙述的，也难以进行逻辑分析。
在我国，许多教育学者将“反映性实践”翻译成“反思性实践”，这是一种根本性的误解。舍恩“反映性实践”的含义不只是“思考”，而且涵盖思想、情感和行为表现的多边对话活动，包括实践者与对象的对话、实践者与他人的对话、实践者与自己的对话。“反映性实践”的目的，是通过多边对话活动推进实践者的探究，这是思想与行动相互缠绕的促使疑惑转变到释疑的过程，在这一过程中，实践者行动的质量和能力也在不断发生变化[6]。
显然，“反映性实践”蕴含一种不同于实证主义的全新的实践认识论，本文将这种认识论称为“反映主义”（reflectivism）认识论。根据这一认识论，可从以下三个方面思考科学教育改革的方向：（1）虽然大部分科学概念能够用语言和符号清晰地陈述出来，但必须认识到，作为认识框架的本体论概念难以用语言陈述出来，它们以一种非常隐蔽的方式影响学习者对科学概念的理解。（2）为了促进学习者本体论概念的转变，不能一成不变地按照预先制订的计划进行教学，而是要引导学习者“在行动中反映”（reflecting-in-action），通过持续性的多边对话促成转变的发生。（3）为了提高学习者“在行动中反映”的能力，需要鼓励学习者开展“对行动的反映”（reflecting-on-action），即以行动为对象的反映，包括行动结果、行动本身、隐含在行动中的直觉认识，以及它们彼此之间的相互关系。如果能够做到以上三点，我们就能进入一种新的教学模式――反映性教学（reflective teaching）中。
参考文献：
[1]于海波.西方科学课程的历史考察[J].当代教育论坛，2005（15）.
[2]郭俊立.关于科学知识理论的历史演变及发展趋势[J].齐鲁学刊，2005（2）.
[3]Posner G.J.Strike K.A. Hewson P.W. et al. Accommodation of A Scientific Conception： Toward A Theory of Conceptual Change[J].Science Education，1982，66（2）.
[4]Vosniadou S.Capturing and Modeling the Process of Conceptual Change[J]. Learning and Instruction，1994，4（1）.
关键词：初中生物教学 科学概念 前概念 有效转变
由于学科处于尴尬地位（如因为未纳入中考而被有意无意地忽视），初中生物教师在教学中要花很多精力培养学生学习生物科的兴趣，又要降低学生学习的难度，不少生物教师便淡化了科学概念等抽象内容的教学。事实上，在科学知识的学习中有大量的科学概念，它们是构成科学知识的基本单元，这些概念互相链接，才形成了自然科学的基本框架。要掌握好这个框架，最基础的是要掌握科学概念。因此，重视初中学生生物学科学概念的学习显得尤为重要。故而，生物教师在教学中要善于利用前概念教育资源作有效转变，引导学生将生物学前概念提升为生物科学概念。
生物学前科学概念(以下简称前概念)指的是个体所拥有的概念的内涵、外延及其例证与科学概念不尽一致的生物学概念。狭义的“前概念”指教学前概念，广义的“前概念”指前科学概念。前概念具有隐蔽性、顽固性和不连贯性；但它并不都是错误的概念，它是学生的精神财富，学习者拥有的前科学概念也可把学习引导到当前的科学概念上来，它是个体认知的必然产物，也是值得教育者注意和利用的教育资源。如何有效引导学生将生物学前概念提升为生物科学概念，是值得我们关注与研究的课题。
一、熟悉学生前科学概念的由来，刺激学生内因，做好适时同化或顺应
学生前概念的由来依内外部的维度来分，包括学生个体及其相关的外部因素，学生个体是前科学概念形成的内因，是最根本的来源。外部因素包括与其相关的初中生物学教师、初中生物学教学资料、同学、朋友等。学生个体在接受正式的生物教育之前，同时通过小学自然科学关于生命世界的学习，对日常生活中有关生物现象的大量问题，如能看得见、摸得着的生物如花、鸟、虫、树、草及人等形成了较多的前概念，都有了自己特定的理解，因此学生头脑中的生物学前概念涉及的生物学内容相当广泛。
Posner等人结合皮亚杰的“认知建构主义”理论以及库恩的“范式更替”理论，提出了著名的“概念转变学习理论”。该理论将科学学习过程看作是学生原有概念的发展、修正或转变的过程，这就离不开个体通过“同化”与“顺应”过程逐步建构自己的认知结构。个体把外界刺激所提供的信息整合到自己原有认知结构内的过程即同化，如在“动物体的结构层次”中，知道细胞群如何形成不同组织后，能更好地理解器官、系统等结构层次的形成。这个同化过程中，前概念到科学概念的迁移是积极的；而原有认知结构无法同化新环境提供的信息时所引起的个体认知结构发生重组与改做的过程被称为顺应，这需要教师创设学习情境、引发学生们的认知冲突并想办法解决，也可利用插图、模型、实验，加深前概念的直观化，使新概念由抽象转变为具体。
二、建立有效的生物学前科学概念转变教学模式，重演概念的发展进程
为了促使学生实现概念转变，就是要进行概念转变教学，生物教师应当探索有效的生物学前科学概念转变教学模式，重演概念的发展进程，从而利于学生理解科学概念。仅仅告诉学生“正确”的科学概念是不够的。概念转变理论认为，学生学习科学的过程是一个概念转变的过程，而不是新信息的点滴积累，并提出了“概念转变”的条件。我们根据条件不同，可摸索出不同的教学模式。下面略举两例。
情形一：学生前概念中存在不合理信息，我们可以通过类比，引发认知冲突，重新解释、修正新概念并应用。类比是在解释难以理解的抽象概念时，使用的一种重要的概念性工具，它可以促使新概念得以被理解。生物学教师应该将教学视为帮助学生逐步获得较为复杂的科学现象的有关理论的过程。如在“生态系统”概念的学习中，不少同学认为生态系统就是指生物们形成的整体。
情形二：前科学概念和其他领域(目标)知识之间的原理有相似性，可以在已知知识领域和未知知识领域中间尝试搭桥模式。如学习了动物体的结构层次，通过“细胞-组织-器官-系统-动物体”这一流线图类比分析植物体，从而概括植物体的结构层次。再如宏观的生态世界―肉眼可见的生物世界―微观的生物世界（如细胞、器官、系统、个体、生态系统、生物圈等概念）都可以用到这种搭桥模式去学习。
法无定法，贵在得法，有效的生物学前科学概念转变教学方式也是多样化的，这就需要我们不懈探索。
三、在生物实验教学中，引导学生主动地探究，在探究中重建科学概念
科学来自实验，概念源于实践。实验是生物学科的基本特征，又是学生学习生物知识、探究科学方法和解决问题的重要途径。如要纠正“是一朵花”这样的错误概念，最好的办法就是让学生观察，主动探究解剖的结构，自己得出“是一个花序而不是一朵花”的科学结论。事实对于学生来说是最有说服力的，亲身体验各种各样的探究活动是转变错误前概念，建构科学概念的有效办法。
引导学生主动地探究，因为科学本身就是一个不断发生、发展的过程，以科学历史作为支撑，引导学生沿着前人探索生物世界的足迹，一方面，可以学习科学家献身科学的精神；另一方面，可以使学生理解科学的本质、掌握科学研究的方法。在这过程里，通过研究活动，借助或校正学生已有的前概念教育资源，让学生更容易理解、掌握科学概念。例如，关于“光合作用”概念教学，我们安排了在光照下金鱼藻释放了使快熄灭的卫生香复燃的气体，学生推理是光合作用产生了氧气，然后展示普利斯特利的三个小实验，学生发现植物可以更新动物呼吸的气体，但不确定是利用二氧化碳作为原料，这时可以演示在氢氧化钠和清水两种环境下绿叶植物的光合作用状况来证明。最后在“绿叶在光下制造有机物”实验中，学生发现未遮光的部分脱色后遇碘变蓝，结合萨克斯的实验让学生领悟光合作用曲折与艰辛、继承与创新的历程，让学生在实验和历史的背景与氛围中体会“光合作用”概念的丰富和完善，并在探究中重建“光合作用”概念。
总之，应充分利用前概念这一教育资源，重视生物前概念的由来和转变，启发学生建立正确的科学概念，利用实验和生活实际问题来促进学生思考，探索概念转变教学模式，重演概念的发展进程，帮助学生最终系统地建立科学的生物学概念。
参考文献：
[1]李高峰.初中生生物学前科学概念的研究.2007.
1化学理论性知识对学生学习的重要作用
理论性知识的学习过程是学生通过积极的思维活动，对各种各样的具体事例进行分析、概括，从而把握同类事物的共同关键特征的过程。在运用化学基本概念和原理去解释化学现象、解决化学问题的过程中，学生对物质的结构、性质和变化的认识也深入到了事物的本质，学生的抽象思维能力也得到了提高。
2促进理论性知识理解的教学策略
2.1概念图策略概念图可以使新旧知识之间、概念之间的关系清晰可见，迫使学习者将这些关系外化。[1]从这个意义上讲，概念图帮助学生加深了对知识的理解。概念图使学生看到概念之间的联系。通过绘制概念图，师生要经过制作、修改、反思、再设计的往复循环来不断完善概念图，这样一方面加深了新旧知识的相互建构，另一方面也能帮助学生学会反思自己的学习过程，从而学会自我导向学习。因此，我们认为，概念图策略是促进学生理解化学知识的一种很好的教学策略。
2.2概念转变教学策略我们教师在课堂教学中，应运用各种可能的、有效的教学策略帮助学生完成错误概念的转变。我们认为在教学过程中可以采用以下策略：
2.2.1设法揭示学生各种错误概念概念转变至为重要的第一步在于揭示学生头脑中的错误概念，如果不能了解学生的错误概念，谈何对其转变。这就要求教师关注学生的已有知识经验。
2.2.2创设情境，引发认知冲突许多促进概念转变的教学是建立在认知冲突基础上，包括创设一定的情境，使学生的认知结构外显化，然后直接对其挑战，从而引起认知冲突，随后的学习是解决冲突的尝试。根据波斯纳的概念转变模式可知，学生实现概念转变必须对自己头脑中已存有的概念不满意。由此可见，有针对性地创设具体情境，引发认知冲突，使学生对原有认知结构中的概念产生不满意，这是实现概念转变的关键。
2.2.3概念同化策略新旧概念各方面的比较，要注意比较的角度和内容，即要有相同的类比，又要有不同的对比，比较的方面可以是结构，知识的内在联系和应用等等。网络概念结构的形成，要注意新知识的纳入，处理好与原有知识的关系，整合体系，形成网络概念结构。例如，化学平衡与离子平衡的概念同化教学策略的应用：第一步，寻找认知结构中与新概念联系的相关的已有的概念。化学平衡包括平衡常数和平衡的移动，如弱电解质的离子平衡涉及解离常数，难容强电解质涉及溶度积常数，它们都有平衡移动的问题，这样，二者的联系就建立起来了。第二步，将新概念与原有概念进行精确类比。化学平衡是针对可逆反应的，离子平衡是针对溶液中离子之间关系的，后者涉及的领域要比前者小一些。弱电解质的解离常数是化学平衡常数的一种，相对于解离常数来说较简单；对于平衡移动来说，难容电解质平衡移动和弱电解质的平衡移动有相似，也有相应的区别，要注意区分。第三步，将相关的概念融会贯通，使新概念以适当的方式纳入认知结构中，形成系统概念网络，使之便于记忆和运用。将离子平衡问题和化学平衡问题相比较后，开始对离子平衡的知识体系有了一定的认识，在相似的基础上寻找不同，进一步完善离子平衡的知识，形成以化学平衡为模版的知识体系。概念同化策略小结：概念同化策略应用也比较广泛，但要注意概念同化的前提是有类似的概念作为同化基础。这个概念可以是结构上的、内容上的、或是有其他角度的相似。
2.3调动学生的主观能动性有通过学生的“学”才能起作用，学生学习的好坏，学习的成功与否，归根到底要看学生自己的主观能动性发挥得如何。随着学生在知识和经验、能力、品德等方面的不断提高，他们一方面仍然要不断地受教师的指引，更多地进行独立的学习和探索；另一方面又逐渐地趋向于成熟，形成自己的思维风格、认知结构、知识体系。
2.3.1合理产生认知冲突教学中合理设置认知冲突，一方面可以唤起学生的思维注意，活跃课堂气氛，另一方面也能激发学生的情绪注意，使学生从情感上参与课堂教学。认知冲突的设置还可以调节教学节奏，使课堂教学有张有弛、有起有伏。如在复分解反应的原理中，有强酸制弱酸的一条原理，即（式略）通过此认知冲突让学生清楚的认识到化学理论具有一定的适有范围，并且可能有一定的特殊情况。在pH的计算中，pH=2的盐酸溶液，求稀释10倍，1000倍，107倍的pH值，从而引发自身矛盾，分析结果后知道在一定情况时要考虑水的电离，并且可以进一步分析什么情况时必须要考虑水的电离。
关键词：科学教学；迷思概念；转变策略
中图分类号：G633．7文献标志码：A文章编号：1002－0845(2007)04－0050－02
学生在接受学校教育之前，就已经通过对日常生活中的一些现象的观察和体验，形成了许多 概念。在这些概念中，一些是反映客观世界的朴素概念，但更多的是有悖于科学的错误概念 。我们把学生头脑中存在的错误概念或与科学概念不完全一致的认识叫做迷思概念。迷思概 念不能正确地反映事物的本质而仅仅反映事物的一些表面现象，违背了科学道理，对学生正 确地掌握科学概念、形成正确的认识造成一定的障碍。
一、学生迷思概念的成因
1.受日常生活经验的影响
科学作为一门包括物理、化学、生物、地理等知识在内的综合性的理科学科，与日常生活息 息相关。又由于初中生年龄较小，生理、心理还不够成熟，往往只能凭借自己的感性认识、 经验得出结论。例如，学生认为燃烧必须要用火点燃、金属不能燃烧、燃烧必须有氧气参加 等等。据调查，有60％的学生对月相存在迷思概念，认为月亮只有在晚上可以看到，除了天 气状况影响以外；有一半以上的学生认为，夏天、冬天的变化是地球与太阳的距离远近造成 的。
2．受个体认知方式的影响
个体在发展过程中，总是凭借自己喜好的认知方式认识事物。作为一种重要的思维方法，归 纳是人类认识事物本质和发现规律的重要的认知方式。但是，由于学生知识面较窄，经验较 少，思维简单，往往把事物的非本质属性当做本质属性。例如，学生 把鲸当做鱼类，把蝙蝠当做鸟类。从访谈中得知，学生小时候看到麻雀、乌鸦、燕子等，通 过自己大脑简单的分析归纳得出结论，把“会飞”归结为鸟的本质属性，而不能抽象 提炼出鸟的本质特征。所以，就造成迷思概念的出现。
3.受教师授课方式的影响
在课堂教学中，教师常常采用灌输的方式讲授，学生对知识囫囵吞枣，死记硬背，导致对知 识缺乏科学的理解。例如，学生对酸雨的概念理解就存在偏见。他们认为酸雨是酸性的雨水 。殊不知，酸雨的PH值必须小于5．6；而且酸雨不仅包括液态水，还有固态水(如冰雹、雪 等)。有些教师在讲授科学知识或演示实验时，过分地强调某个知识在章节中的作用，而忽 视了对它在整个学科知识体系中的地位和作用的讲解，造成概念的片面性，导致迷思概念的 出现。如在催化剂的教学中，教师为突出催化剂在分解氯酸钾过程中起到加快反应速度的作 用，而忽略了催化剂这个科学概念也有减慢反应速度的作用。教师自身存在着迷思概念，是 学生形成迷思概念的一个不可忽视的因素。
二、迷思概念转变的策略
1.利用科学方法，对学生的迷思概念进行探查――转变迷思概念的前提
用来探查学生有关迷思概念的方法有多种，可以利用访谈法［1］、测验法来研究学 生的迷思概念，也可以采用二阶式多选题的方式来进行研究［2］。近来更有人提出 以制作概念图的方式来探究学生的迷思概念。笔者利用访谈法对呼吸作用与光合作用这个主 题进行探查，研究结果显示，学生对这两个科学概念，头脑中潜存着许多迷思概念：有的学 生认为光合作用会制造蛋白质；有的学生认为绿色植物只有在夜晚(或没有光时)才进行呼吸 作用；有的学生认为绿色植物在有阳光时，放出二氧化碳的量最大；有的学生认为呼吸作用 只发生在叶子细胞中，因为叶子有气孔能交换气体；有的学生认为绿色植物依靠根从土壤中 吸收营养，并储存在叶子中……探查出这些迷思概念，不仅让教师了解了学生学习前的认知 架构，也提供了提升科学教学成效与学习进步的基础。
2．创设问题情境，引发认知冲突――转变迷思概念的契机
建构主义理论认为，学生以自己头脑中原有的认知结构来完成对新知识的理解［3］ 。 当新知与原有的经验相符合时，就会容易理解并接受，纳入认知结构，顺利地完成认知结构 的同化过程。当新知与原有经验矛盾时，则必须经过认知结构的顺应才能接纳新知识。而顺 应过程是有条件的，并且相当困难。教师如果没有采取有效的策略，随着时间的流逝，学生 很容易将顺应建立起来的知识淡化或遗忘。因此，转变迷思概念策略的落脚点应放在如何促 进学生对知识的顺应过程上。科学的历史发展，给我们转变迷思概念以深刻的启示。众 所周知，历次重大科学观念改变之前，都要经历新旧观念的对峙阶段。只有当新旧观念矛盾 日益尖锐，发展成危机、灾难，再也无法规避时，人们才不得不走出他们建造的象牙之塔， 以审视的眼光和批判的思维来对待曾经深信不疑的象牙塔基，从而导致观念的革命性变革。 科学发展的历史是一部人类对知识建构的历史，它与学生个体的知识建构具有雷同的地方。 因 此，迁移到课堂教学中，教师在转变迷思概念时，要先给学生一个“震撼”，引起学生认知 冲突，以使其放弃迷思概念，实现科学概念的构建［4］。例如，在牛顿第一运动定 律教学中，有许多学生持力是维持物体运动的原因这一观点。他们认为，物体受了力，才会 运动，没有受 到力，就会停止。为了消除学生头脑中的错误观念，教师可以创设情境，提出问题：骑自行 车 ，用力蹬车，自行车就走了，但用力压闸时，自行车反倒停下来――这是否与我们认为的“ 物体有 了力就运动”背道而驰呢?此时学生就会对自己已有观念进行质疑，产生强烈探求新知的欲 望。教师应抓住这个转变迷思概念的契机，趁热打铁，促进学生对科学概念的顺应建构。
3.讨论交流，相互辨析――转变迷思概念的途径
现代教育心理学认为，学生的学习过程是“学习共同体”所有成员之间相互讨论交流的过程 。 组织学生讨论交流，相互辨析，不失为转变学生迷思概念的好策略之一。因为学生如果只听 教师讲解，则只是被动地吸收知识，缺少自己对知识结构的主动建构。组织学生讨论，合作 交流，互相辨析，不仅调动了学生的思维积极性，还能够使不同观念相 互交锋，使学生的头脑经历一场“晴天霹雳”，重新构建认知结构。教学实践证明，学生思 维活动越多，学生对迷思概念的错误认识就暴露得越充分，在知识结构中的“根”就挖得也 越 深，科学概念的建立就越牢固。例如，学生对滑动摩擦力的方向存在迷思概念。为了转变这 一认识，教师可以用手握木棒向上作匀速运动，让学生讨论交流。有的同学说“摩擦力的方 向跟运动方向相反”；有的同学说“摩擦力的方向跟运动方向相同”；有的同学反驳：“如 果 摩擦力的方向竖直向下，同时重力的方向也是竖直向下，两个竖直向下的力能使人向上作匀 速运动吗?”通过讨论交流，学生发现用自己原有的概念无法解释现象，从而使学生改变了 自己的认识，建立起正确的概念。
4．整合教学方法，强化、巩固科学概念――转变迷思概念的保证
把建立起来的科学概念全面、深刻、牢固地印留在学生的头脑中，是转变迷思概念的关键。 为此，教师应该优化、整合教学方法，巩固学生已经建立起来的科学概念。
(1)运用随即通达教学法。随即通达教学是斯皮罗等学者提出的，他认为，对同一内容的学习要 在不同时间里多次进行，而每次的情境都需要经过改组，而且目的不同，分别着眼于问题的 不同侧面［5］。这种多次通达，绝不是传统教学意义中的复习，这里的每次通达都 有不同的学习目的，都有不同的问题侧重点。例如，在讲述季风的时候，很多学生将“近地 面气温高气体体积膨胀大气密度变小气流上升气压变低”理解为“气温高气低压 ”。这个迷思概念的产生是因为学生忽略了气压的高低变化是相对于同一水平面而言的。针 对这一情况，在教学大气压受海拔高度的影响时，我重点突出在2000米海拔以内，高度升高 ，温度降低，大气压也降低。而且，我在讲授对流层气温随高度增加而递减的特点时，就落 实 到某地垂直方向的气压总是近地面的比高空的高，并不是气温高气压低。教学实践表明， 运用随即通达教学法能使学生获得对事物全貌的理解，能让学生把自己头脑中的迷思概念与 科学概念进行对照、比较，从而达到对科学概念的意蕴的理解。
(2)采用概念变式教学法。所谓概念变式教学是指在引导学生认识概念属性的过程中，不断变 更所提供材料或事例的呈现形式，使概念的本质属性保持不变而非本质特征不断变化［ 6］。概念变式教学能满足学生的情感需求，激活学生的内心思维，活化学生的知识结构 ，是概念教学的一种好方法。例如初中生对氧化反应存在迷思概念，学生错误地把氧化反应 理解为物质与氧气发生的反应。教师应该说明氧化反应概念中的氧是指能提供氧元素的物质 ，不仅包括氧气，而且还包含氧化物。如氧化铜与氢气反应，二氧化碳与碳反应等，都属 于氧化反应。教师在举例的时候，应抓住氧化反应的关键特征，即得到氧的物质发生氧化反 应 。在教学中通过不同的变式进行比较，突出概念事例的关键特征，舍弃其无关本质的特征， 可以使学生获得正确的概念，有效地转变迷思概念。
(3)制作概念图的方法。概念图是指学习者按照自己对知识的理解，用结构网络的组成来表 达概念的意义及其他概念之间联系的一种网络结构示意图［7］。一般地讲，概念图 包括节点(概念)、连线(有关的概念之间)、层次(不同概念的抽象水平)、命题(两个概念之 间的意义关系)等要素。其基本制作方法是在有关系的概念间连线(箭头)，并在连线上用最 简洁的语言标注描绘其关系的文字。例如，在物质的组成教学中，因这部分知识概念较抽象 ，学生易混淆，存在较多的迷思概念，教师可以帮助学生制作概念图(如图1)。通过概念 图的制作，能使学生清楚地看到各个概念之间的联系，在大脑中形成知识的脉络，促进学生 正迁移和有意义学习的发生，实现迷思概念的转变。
参考文献：
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［3］张大均．教育心理学［M］．北京：人民教育出版社，2004：127．
［4］梁旭．中学物理教学艺术研究［M］．杭州：浙江大学出版社，2005：188．
［5］李红美．认知灵活性理论与基于网络的研究性学习［J］．中国远程教育，200 3(1)：23．
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