概念转变的教学策略大全11篇

概念转变的教学策略篇（1）

Explanation，缩写为DOE）”。它的流程一般由教师先做演示实验，学生观察实验现象，然后教师解释现象，得出实验结论，它是学生通过观察实验现象获取知识。而实际上存在一些实验，其结果与学生原有的认知存在冲突，若直接演示就不能有效地帮助学生认识到自己已有的概念与新概念之间的差距和偏差，不符合学生的认知发展规律，对科学概念的建立是非常不利的。经过笔者的教学实践，认为运用POE策略在这类实验中能起到较好的效果。

一、POE策略流程

本文介绍的POE策略，即“预测―观察―解释（Prediction-Observation-Explanation，缩写为POE）”。它的流程一般是让学生在了解实验或事实情境的基础上，首先对实验现象进行预测，阐明理由，紧接着是通过演示实验让学生观察现象、做好记录，再通过比较、对照和批判，对预测和观察到的现象之间的差异进行深入探讨，最后解释这种差异。POE策略的具体实施分为3个步骤。

步骤1：预测。学生独立自主地完成对要进行的演示实验现象的预测，并对自己的预测做出认为科学合理的解释。

步骤2：观察。由教师或者学生完成实验，实验过程中尽可能地让学生能够观察到实验的所有现象，实验完成后学生记录实验现象。实验现象与自己预测的现象一样吗？

步骤3：解释。最后学生对自己的预测和实验观察到的现象之间的不一致作出解释，自我协调并解释这种差异产生的原因。

为了能够更清楚地明白上述3个步骤的相互关系，笔者以“盐类的水解”为例，画出了POE策略的教学模式的流程图（见图1所示）。

图1已经清晰地表示出了各个步骤的相互关系，为方便教师明白此教学模式和操作实践，笔者将结合案例具体阐述各个步骤实施的过程。

二、一个较为经典的教学片段

1. 预测阶段――诱导学生暴露其原有的迷思概念

[教师]大家知道酸溶液呈酸性，碱溶液呈碱性。那么盐溶液是否一定呈中性？请预测下列5种盐溶液的酸碱性：NaCl、Na2CO3、NH4Cl、CH3COONa、AlCl3。

[学生]NaCl、Na2CO3、NH4Cl、CH3COONa、AlCl3均呈中性。

设计意图：通过学生的预测，教师了解了学生的前概念和已有的认知结构，可以帮助教师在学生原有基础上组织教学，更加贴近学生需要。从预测的结果看，实际情况与学生原有的认知存在冲突，这时教师应不急于去纠正学生的错误，而是让其进入观察的阶段。

2. 实验观察阶段――把学生引入教师精心设计的认知冲突中

[教师]组织实验，请学生利用实验台上提供的仪器和试剂完成实验。

[学生]测定NaCl、Na2CO3、NH4Cl、CH3COONa、AlCl3 5种盐溶液的酸碱性，并回答实验结果。

设计意图：此阶段学生充满了好奇心，很想知道自己的预测是否正确，显然注意力很集中且强烈期待。当实验现象和学生自己的预测有明显差异时，学生产生了强烈的认知冲突，思维和学习情绪达到了新的兴奋点，求知欲望强烈。此时学生的认知从“平衡”转向“不平衡”，为“新平衡”的形成打下了基础。

3. 结论解释阶段――学生主动走出迷思概念，建立科学概念

[教师]试根据以上各种盐的组成来分析实验现象，经过讨论后谁来总结一下。

[学生]进行总结。

[教师]板书学生的总结。

设计意图：建构主义认为新知识的学习要建立在已有知识的基础上。在教师引导下，重视通过典型的化学实验事实帮助学生认识物质及其变化的本质和规律[1]，让学生再发现新问题，提出新见解，掌握新规律，从而培养学生的思维品质和创新能力。

三、几点反思

1. 巧设认知冲突是实现迷思概念转变的前提

认知冲突是学生的已有认知结构与新知识之间无法相包容而产生的矛盾，是新旧知识之间的一种“不协调”。学源于思，思源于疑，认知冲突是激发思维的第一步，有利于激发学生的认知需要与探究欲望，促进学生进行知识的自主构建，从而发展学生的思维能力[2]。在实施迷思概念转变教学的时候，教师如果不能有效地帮助学生认识到自己已有的概念与新概念之间的差距或偏差，那么学生必然会用已有的认知结构去理解或建构新的知识，这样一来，前概念中的迷思概念便会越积越多、越积越深。因此，教师必须采取策略引发学生的认知冲突，使学生认识到这种矛盾，并通过自我调控使自己的认知结构实现学习过程的丰富和重构。POE教学策略能在一定程度上实现学生迷思概念转变的关键之一就在于引发学生的认知冲突，从而激发学习动机和求知欲望。

2. 教师在观念上要重视学生的迷思概念

建构主义教学观认为：教学的核心任务不是如何把现成的知识传授给学生，而是如何激发出学生原有的相关知识经验，促进知识经验的生长，促进学生的知识构建活动。因此，要实现学生迷思概念的转变，教师要重视学生的迷思概念，充分重视学生已经有哪些迷思概念，且尊重学生的迷思概念，承认其“局限”的合理性。而POE教学策略可以有效探测学生的迷思概念，是让学生带着问题去学习的一种策略，其大大增强了学习活动的指向性与目的性，有助于学生在原有的知识结构上进行概念建构，从学生已有知识中寻找新知识的生长点，引导学生从原有的知识经验中“生长”出新的知识。

概念转变的教学策略篇（2）

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。

三、促进迷思概念转变的教学策略

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：

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[3]陈化来.科学课堂教学中迷思概念产生的原因及对策[J].科技创新,2010,(9).

[4]丁邦平.探究式科学教学：类型与特征[J].教育研究,2010,(10).

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[6]任英杰.促进小学生“迷思概念”转变的POE策略及案例分析[J].基础教育研究,2008,（2).

概念转变的教学策略篇（3）

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

［1］Osbome，R．J. & Gilbert，J．K．(1980)．A technique for exploring thestudents’view of the world．Physics Education，50(65)：376-379．

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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．

概念转变的教学策略篇（4）

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2013）1（S）-0030-4

1、前言

PDEODE是“Predict Discuss-Explain-Observe-Discuss-Explain”的缩写，即“预测-讨论-解释-观察-讨论-解释”，是在POE策略的基础上开发出来的。为揭示学生的前概念，1980年。Champagne、Klopfer和Anderso提出用演示一观察一解释（DOE）来勘察学生对运动学的理解。为了更有效地勘察学生的前概念，Gun-stone和White在1981年把这种方法改为预测一观察一解释（POE）。1985年，Champagne等人把POE作为教学策略运用于自由落体的教学。1992年，Gunstone和White正式提出了POE教学策略，并把这一策略分为预测、观察和解释三个阶段。在教学实践中，人们不断对这一策略进行新的尝试和改进，把POE策略扩展为PDEODE。这是由Savander—Ranne和Kolari在2003年最初提出的，Kolari等人首次将其应用于工程学教育。作为一种勘察学生对科学概念的理解和促进学生概念转变的工具，PDEODE教学策略在国外已有研究，但在国内物理教育的研究中尚属空白。

众所周知，在开始学习某些科学概念之前，学生通过对日常生活中一些现象的观察和体验已形成了一些个人化的概念，即“前概念（Pre-conceptionl”。在学习新概念时，学生不会轻易放弃这些概念，反而会对新概念产生排斥以及曲解科学概念。此时他们头脑中所存在的与科学概念不一致的认识，称为“迷思概念（Misconception）”或“相异概念（Alternative Conception）”。由于这些相异概念会干扰学生往后的学习，使得新知识不能恰当地整合到学生的认知结构中去，因此有必要对学生的相异概念和现有知识进行修正，即概念转变。Posner等人提出著名的概念转变模式（Conceptual Change Model，简称CCM），认为概念转变需要满足4个条件，即1、学习者必须对现有概念产生不满（不满）；2、新概念必须是可理解的（可理解性）；3、新概念必须是合理的（合理性）；4、新概念必须是有效的（有效性）。

PDEODE策略以科学认识论、前概念、概念转变的研究成果为基础，融合了合作学习等方法，符合Posner等人所提出的概念转变条件，在理论上具有可行性。它与Posner等人的概念转变模式存在以下关系：

为深入阐述PDEODE策略的内涵，下面择取“自由落体运动”的概念教学片段来介绍PDEODE策略在物理教学中的应用。

2、教学案例

“自由落体运动”是人教版高中物理必修1的内容。自由落体运动作为匀变速直线运动的特例，是生活中自由下落运动的理想模型，在物理教学中具有重要地位。本节课的概念教学部分的重点是自由落体运动的定义，难点是物体自由下落的快慢与物体质量大小无关。要有效地突出教学重点和突破教学难点，关键是让学生科学地理解自由落体运动。为此，可采用PDEODE策略来设计“自由落体运动”的概念教学。

2.1 预测环节

本环节是整个教学的起始阶段，旨在勘察学生关于自由落体运动的前概念，让教师了解和把握学生的已有知识及经验，为引发学生的认知冲突和促进学生的概念转变做铺垫。

教师首先创设“抓电影票”的情境来调动课堂气氛，并播放生活中物体下落的视频，“唤醒”学生的已有经验。接着给学生提供实验情景，让他们单独预测各个情景将产生的结果，并做好记录。具体流程如下：

教师将一张电影票卷成柱状体（该柱状体足够短，即它的长度与它在人的平均反应时间内下落的高度相当，学生很难抓到），对学生说：“同学们都喜欢看电影，而老师手里现在就有一张3D电影票，我要用它来做‘测反应’的游戏，谁抓住了就送给他，哪位同学来试一试呢？”接着鼓励学生积极上台参与游戏，同时提醒台下的学生注意观察游戏过程中的现象。

在学生惊叹电影票下落太快之余，教师便提问：“同学们都说电影票下落得快，那刚才电影票是怎样运动的呢？”学生回答完，教师就适时提出“落体运动”的概念：从静止开始下落的运动称为落体运动，刚才电影票的下落也是落体运动，自然界中类似这样的落体运动还有很多。接着播放视频向学生展示生活中物体下落的实拍情景（如苹果下落、水滴下落等现象），并引导学生回忆生活中类似的运动情景，如石头下落、树叶飘落等。在此，教师可进一步提问：“刚才提到的都是生活中常见的场景，大家对这些场景了解多少呢？那好。同学们不妨来看看以下几个实验情景，它们将会出现什么现象呢？现在请大家拿出纸和笔，把你们自己的预测写下来。”在学生对各实验情景进行预测的过程中，教师要有意识地巡视学生的预测情况。

实验情景：

1、一张纸片和一个与纸片同质量的纸团同时从同一高度静止释放，哪个先着地？

2、一个纸团和一个质量更大的纸片同时从同一高度静止释放，哪个先着地？

3、一枚硬币和几枚粘合在一起的硬币同时从同一高度静止释放，哪个先着地？

4、在真空状态下的牛顿管中，金属块和羽毛哪个下落得更快？

学生的预测：

1、纸片和纸团同时着地。

2、质量更大的纸片先着地。

3、粘合在一起的硬币先着地。

4、金属块下落得更快。

以贴近生活的现象为切入点。吸引学生注意力，调动学生参与学习的积极性，让他们在轻松愉快的氛围中展开自由落体运动的学习。

本环节能让教师察觉学生关于自由落体运动的前概念，特别是相异概念，如“重的物体比轻的物体要下落得快”。

2.2 讨论环节

本环节旨在让学生在各自的小组（3～4人）中讨论和分享彼此做出预测的理由，然后通过讨论和协商来对实验情景形成组内统一的预测，为往后的解释环节做准备。

经过预测环节，教师对学生关于自由落体运动的前概念和迷思概念已有一定了解，如“重的物体比轻的物体要下落得快”，但不必急于直接纠正学生的错误概念，而是引导他们积极讨论。比如，对学生说：“同学们刚才都对上述实验情景做出了预测，那你们的依据是什么呢？你的预测与小组其他成员的预测一致吗？若不一致，那哪一种预测才是正确的呢？现在请大家在自己的小组内讨论，每个小组都要达成共识。”接着让学生在组内讨论，向组内的同伴呈现自己的预测，并说明理由。比如，生活中见到的都是重的物体下落得快。学生了解彼此的观点之后，要对这些观点做出分析，并对各实验情景形成统一见解。

通过讨论。学生会暴露支撑他们做出预测的信念，让教师弄清学生前概念的来源，为接下来帮助学生转变迷思概念提供依据。

在本环节中，教师充当的是引导者，要仔细留意学生的讨论，但不能给学生关于实验结果的暗示，而是充分调动学生思维的主动性，让他们经历思考和探索的过程，寻找更具说服力的依据。

2.3 解释环节

本环节旨在让各小组内部在针对实验情景达成共识之后，通过全班讨论的形式来向其他小组公布，并在讨论中参考他人的见解和反思自己的观点。

此时，教师应进一步鼓励学生畅所欲言和反思。比如，对学生说：“通过组内讨论。各小组对实验情景已达成共识。现存请各小组的代表依次呈现你们的见解，并说明理由。而其他同学在听讲的时候不妨思考，他们的解释跟你们的有何联系和区别呢？”接着，各小组的代表在全班讨论中陈述小组的统一见解，并说明依据。比如，有学生会强调在生活中见到的都是重的物体下落得快。

通过解释，学生察觉到他人的生活经验，以及支撑这些经验的信念。而教师也更清楚地意识到何种信念占主导地位，为突破自由落体运动的教学难点提供着力点。

在本环节中，教师充当的是秩序维持者，为各小组的代表提供自由发言的氛围，保证他们在发言过程中不受干扰。

2.4 观察环节

本环节旨在通过学生的观察与预测之间的反差来引发学生的认知冲突，激起他们对已有知识经验的不满，推动概念转变的进程。

此时学生很渴望知道自己的预测是否正确，因此教师要充分把握学生的积极性，引导他们进行与目标概念相关的观察。比如，对学生说：“同学们刚才都对各实验情景做了预测，也都找到了依据，那真实的实验结果是否跟大家的预测一致呢？为探讨这个问题，老师先给大家演示，接着同学们再重复一遍实验。不过，在老师演示的时候，大家除了观察实验现象，还要注意老师是如何进行实验操作的。特别是在进行真空管实验的时候，南于金属块碰到管的底部会有明显的声音，大家可根据这点来判断金属块的下落情况。现在请大家注意观察物体的下落，并做好记录。”教师在演示过程中，要确保学生能观察清楚，且做好相关记录。接着让学生进行小组实验。并再次记录实验现象。此时教师要给学生适当的操作提示，如让物体从同一高度静止开始下落。

实验结果：

1、纸团先着地。

2、纸团先着地。

3、硬币和粘合在一起的硬币几乎同时着地。

4、金属块和羽毛下落得一样快。

通过观察，学生体验到观察与预测问的反差，会对已有知识和经验产生怀疑，甚至不满，这对概念转变而言是有益的。

在本环节中，教师要演示实验，最好也让学生进行小组实验，毕竟学生更相信在亲自实验中所观察到的结果。当实验结果与学生的预测不一致时，两者问所形成的反差会更大，更有利于转变学生的迷思概念。

2.5 讨论环节

本环节旨在让学生通过组内讨论来协调自己的预测与实际观察到的现象，对小组内的观点进行分析、比较、对比和批判，寻找预测与观察之间出现不一致的原因，促使学生进一步理解自由落体运动。

通过观察，学生已注意到真实的实验现象。此时，他们将对这些现象进行小组讨论，教师此时应给予适当引导。比如，对学生说：“经过刚才的实验和观察，同学们都发现无论纸片质量大小如何都没有纸团下落得快，这说明什么呢？纸片下落会轻微飘动，而纸团却不会，对于这现象大家有何想法呢？另外，为何质量不同的硬币能下落得几乎一样快呢？最后，在没有空气的真空管中，质量、形状和大小均不同的金属块和羽毛下落得一样快，这又是为什么呢？”此外，教师还可以提示学生去对物体进行受力分析。

通过讨论，学生可得知“重的物体不一定下落得快”，并会猜测“物体下落的快慢可能会受空气阻力的影响”。此外，学生通过分析物体在理想状态下的受力，发现真空管中的金属块和习习毛都只受重力作用，而且都从静止开始下落。

研究表明，信息的口头叙述能提升高质量的学习策略的应用，从而促进理解和长时记忆，各种技能同样也因此融入学生的技能中去。学生上述有针对性的讨论自然会促进他们对自由落体运动的深层次理解，而不仅是记住表面现象。

2.6 解释环节

本环节旨在让学生在全班的讨论中了解各种视角的解释，并反思自己的观点，然后在教师的引导下习得科学的解释，达到概念转变的预期效果。

此时，各小组的代表将针对已讨论的问题向全班同学做出分析。在他们完成解释环节后，教师应对学生的分析进行总结。比如，通过对空气中的物体进行受力分析（如图3所示），让学生意识到纸团之所以比纸片下落快是因为其面积小，受到空气的阻力也小，而硬币受到的空气阻力与其重力相比几乎可以忽略不计，因此质量不同的硬币下落得几乎一样快。同样，通过分析物体在理想状态下的受力（如图4所示），让学生明白没空气的真空管中质量、形状和大小均不同的金属块和羽毛下落一样快，是因为它们都只受重力作用，而且都从静止开始下落。

接下来，教师应趁机引进“自由落体运动”的概念：只在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。并引导学生理解“自由”是指物体只受重力作用，忽视空气阻力的影响。此外，还要引导学生归纳自由落体运动的特点：只受重力作用、从静止开始下落。从而巩固和强化学生对自由落体运动的理解，实现学生的迷思概念向科学概念的转变。

通过本环节的解释，学生的迷思概念以及支撑这些概念的信念开始瓦解，但他们的解释还相对零散，教师应系统地总结，让学生从本质上把握自由落体运动，实现概念转变，习得“自由落体运动”的科学概念。

概念转变的教学策略篇（5）

一、问题的由来

科学概念是自然界客观事物的本质属性在人脑中的反映,不仅包括一般的科学事实和概念,还包括科学的观念和对科学的看法。科学概念是科学思维的基本单位,学生掌握科学概念是发展科学能力的必要前提。科学概念教学是形成学生科学概念的基本途径,也是科学教学的基本环节,提高科学概念教学的有效性至关重要。目前,科学概念教学主要存在以下问题:

1.受教学评价体制、落后教学观念等因素的影响,教师喜欢以自身概念体系为标准,运用机械训练的策略,导致学生概念学习水平停留在陈述性知识层面,对概念缺乏实质的理解,无法实际应用。

2.科学教材中许多概念和规律是以探究的方式呈现的,也有单独设立的探究活动。但有些教师不了解学生科学概念形成的心理机制,缺乏多样化的教学策略,科学概念探究只注重结论而不是有意义的探究过程,缺乏对科学概念本质内涵的揭示,学生无法真正建构概念。

以上第2个问题的解决对于教学更具有现实意义,本文着重探讨如何运用教学策略提高基本探究的科学概念教学有效性。

二、概念转变学习理论

认知心理学研究表明,科学概念学习之前学生已形成许多日常概念,称为前概念,有些前概念近似科学概念,而有些却是“错误概念”或“相异概念”,与科学概念不相容。以建构主义为基础的概念转变学习理论认为科学学习就是学生原有概念的改变、发展和重建过程,是学生前概念向科学概念的转变过程;强调学生对科学新概念同化、顺应式“自我建构”,重视学生情感态度和元认知等因素在概念学习中的作用。基于这种观点,科学概念教学要以前概念为前提,以小组合作学习为基本组织形式,以科学探究为基本方式,以促进概念转变为根本目的。

三、促进科学概念转变的教学策略

教学策略是为了达成教学目的、完成教学任务,而在对教学活动清晰认识的基础上,对教学活动进行调节和控制的一系列执行过程。科学概念教学是一场发生在有限时间、空间里的师生互动,有效组织承载概念内涵的活动,帮助学生从活动中整理获取重要信息,促进学生思维的活跃等都要依赖教学策略合理运用。下文以文献查阅为基础、结合案例分析的形式,探讨提高科学概念教学过程有效性的教学策略,这些教学策略都基于“概念学习就是概念转变”这一观点。

(一)探测前概念,引发认知冲突

前概念泛指学生原有经验基础上的一些观点和看法,因人而异植根于学生原有的认知结构中,具有隐憋性、长期性、稳定性、缺乏概括性、牢固性等特点,师生都不易察觉。概念转变的起点是前概念,教师要借助一些方法了解学生的前概念,借机引发学生认知冲突,提升探究动机,进入意义建构概念的状态。

策略分析:

1.教师可以利用学生原有经验匹配的熟悉情景来“唤醒”前概念,再设置挑战性问题,激发学习兴趣,提高参与动机;

2.借助概念图、概念层、关健概念、连接、层级、连接词关系来探测学生的前概念,暴露学生学习相关前概念;

3.利用学生不同背景差异这种宝贵的学习资源,引导加强协商对话的小组合作,让学生不同的观点自由碰撞,自行暴露“错误概念”并意识到原有的认知结构与现有情景存在冲突,产生进一步探究的动机,进入有意义的学习状态。

概念图是探测前概念和评价概念转化的知识管理工具,适用于概念层级联系比较明显的知识章节。教师还可以通过提问、课前调查、访谈等方法了解学生的前概念。

(二)“架桥”前概念,切合科学概念

布朗和克莱门特提出并验证了“架桥”策略在概念转变教学的应用问题。“架桥”策略是通过生活事例与目标概念之间做出明确类比建立类比关系。初中学生思维抽象逻辑思给尚未发展完善,具体的形象成分在思维过程中仍起着重要作用,难以直接理解许多抽象科学概念。抽象的科学概念需要通过“架桥”类比策略帮助学生建立前概念与科学概念之间的关系,促成概念理解。“架桥”策略符合维果斯基的“最近发展区”理论观点,能有效得促成概念的转变。

策略分析:

1.学生对于抽象科学概念缺乏感性认识,教师直接介入教学,学生的兴趣与注意程度难以保证,需要一些熟悉情境来激活学生的有用经验,提取与科学概念学习相关的前概念。

2.学生难以由当前情境建构科学概念时,教师可以利用生活事例进行类比铺垫激活学生形成相似前概念情景,促进情景迁移,理解科学概念。

3.选择的事例与科学概念的内部逻辑关系必须一致,否则会让学生思维陷入混乱。

(三)加强实验创新,推动概念转变

新概念的可理解性、合理性、有效性是实现概念转变的条件。在科学教材中,许多概念和规律是以探究的方式呈现的,但不一定符合学生的认知能力水平。教师要根据学生实际能力水平,利用现有实验设备、器材,组织安排实验探究的顺序,精巧设计成本低、趣味浓、创意新的“差异性实验”,有违学生“常识”的实验,吸引学生的注意力,激活学生的思维。注重掌握科学方法、发展科学能力的同时体验科学概念的合理性、有效性,从根本上动摇并学生错误的前概念,为科学概念的建构奠定坚实基础。

策略分析:

1.在开展探究之前,教师利用相关事例,暴露学生前概念的同时,又造成学生原有经验和实验结果相违背的认知冲突,增强了学生自主探究的欲望,明确了探究的定向目标。

2.学生感受到进行了“有意义”的自主探究,同时自主讨论、汇报、分析、比较得出的结论所建立的密度概念合情合理,更为有效;

3.实验创新不是要求追求科学家探究的精度,而主要是指实验组织出现的排序,还有尽量充分地利用生活的实验素材,会让学生觉得科学就在身边。

本文对于科学概念教学策略的探讨局限于教学实施过程中,要更加有效地促进概念转变需要结合概念教学前的准备策略和教学后的评价策略进行系统思考,我们期待更多相关的研究。

参考文献:

[1]胡卫平,刘建伟.概念转变模型:理论基础、主要内容、发展与修正[J].学科教育,2004,(6):34.

[2]袁维新.科学概念的建构性教学模式与策略探析[J].教育科学,2007,23(1):25.

[3]和学新.教学策略的涵义、结构及其类型[J].教学与管理,2005,(2):5-7.

概念转变的教学策略篇（6）

元认知也称为反省认知、超认知和反审认知，是学生对于自身认知过程的认知。学生可以通过元认知策略来了解、检验、评估以及调整自身的认知活动。元认知由元认知知识、元认知体验以及元认知监控三部分组成。元认知是近十几年来心理学家所研究的热点之一，通过不断研究可以发现，这种理念对教育实践产生了极大的影响，因此元认知的实质是学生在学习科学学科时的自我意识以及自我调节。

一、学生科学前概念的形成因素

1.对生活经验先入为主造成学生形成前概念

学生在日常生活中受到了各类自然现象的影响，潜移默化地影响了学生的感性认知，从而使学生形成前概念。但这些概念观点是错误的，教师要打破学生的传统观念。

2.学生个体差异性造成学生形成前概念

每个学生之间都有不同的个性特点，也就造成了学生存在较大的差异性。每个学生的思维逻辑方式、认知水平、生活经历以及性格方面都大有不同，因此学生的前概念也存在不同。部分学生可应用自身的概念解决问题，处理抽象概念并及时构建新概念，但大部分学生的概念能力较为低下，不能很好地对概念进行认知。

3.知识负迁移造成学生形成前概念

初中生的课业压力越来越大，尤其是学生在进行数学、英语、物理等主要学科的学习中形成了较为消极的学习态度，这些学科由于具备较强的抽象性，导致学生在学科之间形成错误的关联性，造成学生学习热情低下，从而出现知识负迁移的情况发生，也是导致学生形成错误前概念的主要原因。

4.大众化传媒造成学生形成前概念

随着信息技术的日益提高，信息技术已经深入学生的日常生活，学生通过报纸、杂志、网络、广播等途径所获得的科学知识并不是都具备科学性。初中生还缺乏鉴别能力，无法对接收的信息进行正确的判断，导致学生形成错误的前概念，削弱了学校对学生进行正确科学知识教育的效果。

二、运用元认知策略转变学生的科学前概念

1.合理创设情境减少认知冲突

课堂上的情境创设从根本上决定了学生的前概念转变过程是否顺利，同时也是学生有效学习、构建合理科学观念的重要途径。波斯纳认为：“概念转变过程的发生，是由于学生对前概念与科学概念之间产生的矛盾所引起。”因此，教师要想有效转变学生的前概念，需要设计认知冲突，促进学生进行前概念的转变。教师在创设课堂情境的过程中要确保创设的情境与学生学习的科学知识相融合，要全面覆盖教材中的科学知识点，同时还要适当融入生活中的科技事件。创设合理的情境可以帮助学生更好地掌握学习内容，让学生遵循科学知识力量去解决生活中发生的问题，从而达到学生可以利用科学知识进行迁移并解决实际问题的目标。教师要充分激发学生的好奇心，调动学生的求知欲望，让学生在学习过程中产生强烈的知识共鸣并获得良好的情感体验。在教学过程当中，教师可以在不同阶段对学生进行不同的问题情境创设，从而暴露出学生的错误前概念。要想合理有效地转变学生的科学前概念，就要通过大量的实践教学来进行研究。

例如，在初中科学第一册第一章当中的“科学入门”一课，教师可以向学生提出“科学家是如何进行科学探究的”这一问题，学生几乎都认为科学家是采用实验方法来进行科学探究的。教师得到答案之后可以要求学生阅读教材内容，让学生形成认知冲突，再让学生通过阅读教材打破“实验方法”这一错误前概念。接下来，教师可以利用“黑盒实验”进行问题情境创设，让学生充分体验科学家的探究过程，最后让学生结合自身体验联系教材，使学生形成全面的探究思维和科学逻辑思维。

2.利用元认知策略转变学生的前概念

对学生进行科学教育的目的不仅是培养学生的自主学习能力，还要以让学生独立自主探究为目标，增强学生的科学素养，从而打破学生的科学前概念。美国著名心理学家弗拉维尔（J・H・Flavel）在《认知发展》中提出：“元认知也称反审认知，是个体在对自身认知过程有所意识的基础上，对其认知过程进行自我反省、自我控制、自我调节，是关于自己认知过程的知识和调节这些过程的能力。”教师要充分运用元认知策略来有效转变学生的科学前概念，并在此过程中引导学生构建科学合理的概念，这是非常有效的一种教学方法。教师可以采用直接提问的方式，根据教材设计完善的问题层次，要由浅入深，对学生进行层次上的前概念转变，并将正确的科学概念进行透彻剖析。以下面例题为例进行分析：

小红发现一种身上长毛，并能在水中自由游动的生物，这种生物可能属于（）

A.两栖类动物 B.鱼类 C.爬行类动物 D.哺乳类动物

虽然经过“生物的分类”一课的学习之后学生已经了解了五大类动物的特点，但在解题时还是有很大一部分学生选择了错误答案，此时教师可以对学生进行提问，让学生在自身的认知冲突上转变前概念。教师：“哪些生物可以在水中游动但不属于鱼类？”学生：“青蛙、鲨鱼、鲸鱼、鸭嘴兽。”教师：“那这些生物之中哪个动物身上有毛？”学生：“鸭嘴兽。”教师：“鸭嘴兽是哪类动物？”学生：“哺乳类。”教师：“在刚刚你们列举的动物中还有哺乳类动物吗？”学生：“鲸鱼。”教师：“哺乳类动物的特征是什么？”学生：“身体生长毛发，胎生。”教师：“再来看这道题，这回知道正确答案了吗？”通过教师不断深入地提问，学生可以在回答过程中利用自己的认知逐渐对前概念进行转变，对自己的认知进行反思，这种教学方式还增加了师生之间的互动，使学生的学习兴趣被有效激发，有利于对学生进行科学概念的构建。

总而言之，教师在元认知策略下对学生进行前概念的转变过程中，要充分结合自身多年的教学经验，将教材内的知识点与元认知策略有效结合，同时要将学生的基础知识掌握水平考虑进去。依据学生不同的认知水平以及学生的个性特点来设计有效的教学方法，并创设科学性极强的科学课堂。在转变学生前概念的过程中，利用元认知策略帮助学生自身建立起良好的科学思维，要让学生对自身的认知结构进行优化，从而有效提高学生的科学认知能力。相信在广大一线教师的不断努力探索下，可以在科学课堂上更好地利用元认知策略来转变学生的科学前概念，从而使学生建立完善正确的科学思维以及极高的科学素养，有效促进我国教育事业的发展。

参考文献：

概念转变的教学策略篇（7）

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2013）08-140-03

一、问题的提出

在科学概念的教学中，我们时常会抱怨：有些学生顽固不化，冥王不灵。这个概念或知识点都讲了十几遍，为什么就理解不了呢？学生普遍存在一种“一听就懂、一看就会，一做就错”的现象。

如：在讲解“惯性”时，我问学生：一个人站着时惯性大还是100米赛跑时惯性大？学生毫不犹豫地说“跑步时惯性大”。学生为什么这么认为呢？因为他们体验很深的是在跑100米的人速度快很难停下来，而忽略了静止的人要达到赛跑时的速度也很困难。这就是学生前科学概念负迁移的体现。

建构主义理论认为，学习不是教师向学生传递知识的过程，而是学生总是以原有的知识经验为基础来建构新的知识。我们平时教学只重视知识的传授，不注重“前概念”的转变，认为传授的新知识会自动替代学生原有的“前概念”，但事实并非如此，他们往往不会因教师告诉他们科学概念而“除掉”脑袋中已有的错误概念。因为学生是花了相当多的时间与精力形成了自己的“朴素理论”，学生头脑中的这些常识性的朴素理论往往是对自然界的先入为主的印象，又是切身体验到的东西，属于自己的精神财富。因而，学生往往对此深信不疑，并试图将这些错误概念迁移到对新环境、新现象的解释中去。可见，学生头脑中存在的错误前概念对教学产生的巨大阻力是造成学生学习科学困难的一个重要原因。因此在科学教学中，认清学生的“前概念”，探索错误“前概念”转变的策略至关重要。

二、前概念及其对教学的影响

前苏联心理学家维果斯基把前概念称之为“日常概念”或“自发概念”。前概念是指学生在没有接受正式的科学教育以前，对所感知到的现象、生活中的常识与经验进行总结加工所得的认识和理解。

在学生形成的前概念中，有些是与科学知识相一致的，可以作为新知识的“生长点”，但也有很多是与当前的科学概念相违背的，是错误概念。这些错误概念对科学概念的学习产生相当大的消极影响，成了学生学习科学概念的重大障碍，即前概念的负迁移。它使学生难以用科学的思维去看问题，延缓学生对概念的接受速度，误导学生走向狭隘偏执的思路，束缚学生对概念内涵的理解，而且纠正的难度很大，甚至在学习了正确的科学概念之后的相当长时间内还会在学生的潜意识里对学习存在干扰。主要表现有两种：一是妨碍概念理解的全面性、完整性，造成对概念理解的片面性；二是阻断知识间的内在联系，造成认知过程与运用过程的脱节。这些错误的想法如果得不到及时纠正，极易使学生形成错误的思维定式，必将影响物理概念的顺应。

三、转化前科学概念的负迁移的策略

1、设疑引发冲突，克服经验错误

认知冲突是指当个体意识到个人认知结构与环境或是个人认知结构内部不同成分之间的不一致所形成的状态。教师有意创设使学生产生矛盾想法的问题情境，能让学生充分暴露他们自己不正确的想法，与科学观点对照后意识到自己原有经验认识中的不足和思考方向、思维方法的错误，促进学生放弃旧想法。

案例：在牛顿第一运动定律教学中，有许多学生持有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前概念的契机，趁热打铁，促进学生对科学概念的顺应建构。

2、进行逻辑归谬，转化错误概念

归谬法就是首先假设原概念正确，然后利用其所谓的想法或思路归纳出与事实或已知的定律原理相悖的结论，进而引发学生在该问题的认知冲突，让学生在冲突中自己发现原有前科学概念的错误之处，以达到对科学概念的正确顺应。归谬法容易引起学生的自相矛盾，从而能诊断出学生原有的错误想法和不足之处，因此教师要善于利用归谬法否定学生的错误认识，帮助他们建立科学概念。

案例：我在一堂《物体浮沉条件及其应用》的公开课上，我让学生分析物体沉底时的受力情况时，学生认为物体只受到两个力的作用，即受到重力和浮力的作用，并让一位学生在黑板上作出了沉底物体受到的这两个力的示意图。显然学生忽略了容器底部对沉底物体的支持力。这里我并没有直接说学生做错了，而是问了一个问题：物体为什么会沉底呢？沉底物体受到的重力和浮力哪个大呢？学生回答：物体下沉是因为受到的重力大于浮力，因此沉底的物体受到的重力大于浮力。我又说：重力大于浮力，沉底物体受到了一对不平衡的力的作用，能在容器底部保持静止吗？学生说：不能，要向下运动。此时，学生已经开始议论，说沉底物体还受到容器底部对它的支持力，是重力、浮力和支持力三力平衡。于是我又让刚才在黑板上作图的学生把受力情况补充完整。

3、注重探究实验，促成概念转变

维果斯基指出：“科学概念的直接教授是不可能的，而且也是没有效果的。一位试图如此做的教师，除了空洞的言辞和儿童鹦鹉似地背诵外，一无所成。虽然模仿了相应概念的知识，但实际上是一片空白。” 科学探究是科学的本质特征，科学课程教学中教师应创设环境让学生都有机会参与科学探究，培养科学探究能力，增进学生对科学探究的理解。

学生通过的探究活动，不仅可以更深刻地理解科学知识，更好地掌握科学方法，而且有助于错误前概念的转变，促成科学概念的建构。在初中科学学习中有相当一部分的前概念的负迁移必须依赖科学探究实验转化。

案例：人吹电风扇感到凉，初中学生认为是因为电风扇扇来的风是冷的，从而阻碍了对液体蒸发制冷这一概念的顺应。为此我设计了如下探究实验：两支相同的温度计，一支在空气中用扇子扇，另一支用酒精棉包住玻璃泡，讨论两温度计示数时，学生认为两支示数都下降。经分析，前者用扇子扇动空气，并没改变空气温度，则示数不变；后者因为酒精蒸发，吸热，使周围温度降低，则温度计示数下降。

案例：在学习《摩擦力》时，学生总是认为接触面积的大小是影响滑动摩擦力大小的一个重要因素，即接触面积越大摩擦力也越大。教学中教师反复强调，学生也反复错误。

学生理解摩擦源于生活经验，他们看到过汽车刹车时留在地面上的橡胶痕迹，却没有看到自行车刹车时有橡胶痕迹，所以他们将这种表象归结为轮胎面积上的差异。

对于接触面积的大小这一因素，则可以采取控制变量实验探究的方法，通过实验所获得的数据加以说明。

4、加强变式教学，把握概念关键

变式练习是在不同情境中练习使用同一概念原理或程序，所以举一反三地变式练习可提供大量包含某一物理概念的正面和反面事例，突出概念事例的关键特征，舍弃其无关本质的特征，因而容易习得科学概念，有助于转变错误的认识。

案例：学生对摩擦力的方向判定问题，由于学生受前科学概念的影响，忽视对两个接触物体的相对运动的理解，初中学生容易认为摩擦力的方向必与物体运动方向相反，尤其是有关静摩擦力方向的问题。为帮助学生理解摩擦力的方向与物体相对运动方向相反这个概念，变式情境设计如下：（1）把长方体木块平放在桌面上滑动，木块不久会停下。分析可知，木块停止的原因是木块受到了反方向的摩擦力作用，即木块所受摩擦力方向与木块运动方向相反。（2）在桌面上放一长方形薄纸板，在长方形薄纸板上仍然平放上该木块，并拖动长方形薄纸板，使木块跟着长方形薄纸板一起向前缓慢加速运动（不是匀速直线运动）。引导学生分析：木块随长方形薄纸板一起向前运动，木块相对长方形薄纸板静止，可是木块由于惯性时时刻刻相对于长方形薄纸板要发生向后的运动，所以木块所受摩擦力的方向跟要发生的相对向后的运动方向相反，因此木块所受摩擦力的方向跟木块的运动方向相同，也正是木块所受的静摩擦力改变了木块的运动状态，使它不断加速。由此得出摩擦力的方向总是跟物体间已经发生的相对运动或要发生的相对运动方向相反。

5、加强概念比较，理解科学概念

学生的已有知识经验如果不精确、不熟练，把旧的知识不恰当地迁移到新的知识中去，就会形成知识干扰，负向迁移。对相似的知识进行比较分析，不仅能使知识本质更加清楚，而且能确切地认识它们之间的区别和联系，从而有利于纠正旧有概念的局限性形成的错误前概念。如：功率和机械效率，误认为机械效率越大，功率就越大。与此类似的概念，还有呼吸、呼吸作用、呼吸运动，重力与质量，重力与压力，蒸发、蒸腾与沸腾等。加强这些类化概念之间的比较，有助于学生理解科学概念。

案例：在学力平衡的时候问学生这样一个问题：人沿水平方向拉牛，但没有拉动，这是为什么？在分析这个问题时，很多学生认为人拉牛的力与牛拉人的力是一对平衡力。显然这部分学生已将原有的知识与新的知识混淆了，也就是说，相互作用力与平衡力两个概念的本质特征没有理解。我们要培养学生用比较的方法掌握它们的区别与联系。相互作用的两力是作用在两个物体上，而且其中一个力消失时另一个力也同时消失，但两平衡力是作用在同一个物体上，而且去掉一个力另一个力可仍然存在。明确了不同点之后，刚才的问题就迎刃而解了。

6、运用元认知策略，反思概念转变

元认知就是对认知的认知，具体地说，是关于个人自己认知过程的知识和调节这些过程的能力，对思维和学习活动的知识认知的控制。元认知由美国心理学家弗拉维尔在《认知发展》一书中提出的。书中说：“元认知也称反审认知，是个体在对自身认识过程有所意识的基础上，对其认识过程进行自我反省、自我控制、自我调节，是关于自己认知过程的知识和调节这些过程的能力。能力强的同学部分原因在于他学会意识自己的心理状态和理解程度，不断核查自己的理解，并对学习过程进行管理和控制。”教师通过运用元认知策略，帮助学生转变前概念建构科学概念，也是一种有效的教学策略。运用元认知策略能帮助学生摆脱前概念的顽固性，克服错误前概念对科学概念建构的影响。

在科学教学过程中，教师可通过积极创设实验教学环境，构建自主学习的环境，引导学生“自我提问”和“出声思维”，学生5分钟课堂自评小结、利用“反思性科学日志”等策略来培养学生元认知方面的能力，为前概念转变的教学服务。

案例：在 “运动和力”课堂教学的中，教师可采用“学生5分钟自评小结”的方法进行对概念转变学习的反思。可以采用下表的形式进行：

这样将学生的错误概念与科学概念有机地联系起来，促进学生反思自己的已有认识、认识并调整自己的思维方式，主动有效地转变自己的错误概念，使学生对自己的错误概念从潜意识转为有意识状态，从行为、认知和情感上都参与到概念的转变过程中来。

四、结束语

实现概念转变对教师和学生都是一种挑战和考验，在诸多策略中，都包含着教师的引导和学生积极的思考与讨论。然而无论采用哪一种策略，从学生的角度来看，一个主要的特征在于，知识不再是单向的传递，也不是提供给我们“现成的东西”，他们自己需要对理解这些活动负最终的责任。从教师的角度来看，实施概念转变的策略时，不仅要了解科学学科的知识，还要提前探测学生的前概念和他们倾向使用的概念发展方式。由一个讲授者转变为一个适应多种情景要求的多角色叠加者。

当前，概念转变的策略有很多，从上面列举的教学策略中可以发现，不同的教学策略对学生的认知要求是不同的。选用概念转变的任何教学策略都将为学习者提出特定的认知需要，在设计教学时必须将这些认知需要与具体教学内容、学生已有知识和智力水平、预期的学习结果、教学资源等联系在一起。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部《义务教育初中科学课程标准》（2011年版）[M].北京师范大学出版社..

[2] 李高峰，刘恩山.前科学概念的研究进展[J].内蒙古师范大学学报，2007.4.

[3] 林 静.基于学习科学的科学概念学习环[J].全球教育展望，2009.10.

概念转变的教学策略篇（8）

国外对概念转变的研究，起初关注的是前概念的调查研究，比如霍尔(StanleyHall)调查儿童对自然现象如加热、霜和火的观念以及皮亚杰(Piaget)在《儿童关于世界的概念》中对前概念也进行了科学分析。随后康奈尔大学的波斯纳(G.J.Posner)、斯特莱克(K.A.Strike)、修森(P.W.Hwson)、格特左戈(W.A.Gertzog)四位教授提出了“概念转变模型”(ConceptionalChangeModel，简称CCM)，[3]查朴尼等（Champagne，e.t.）提出对学生物理前概念施加影响的教学策略，即“对抗偏见”。1989年，布朗和克莱门特(Brown，Clement)针对改变学生原有知识发明了“架桥策略”。德国不莱梅大学物理教育研究所的HorstSchecker和ThomasBethge分别在1986和1988年做了“学生对力学的相异构想”和“学生对原子物理的相异构想”的研究，该研究所还召开了多届有关自然科学与数学教育中学生的错误观念的国际研讨会。从20世纪90年代至今，国外关于概念转变的研究取向发生了变化，由原来的探讨学生拥有什么样前概念到探讨前概念的形成过程，再到考察前概念转变的策略。在这些研究中主要考察学生对光、热、能量、光合作用等现象持有的前概念以及概念转变的心理机制和影响因素，所用的方法大都采用访谈、调查、作业分析以及观察学生的活动等方法。

2、国内对概念转变的研究现状

国内对概念转变的研究相对较晚，早期研究者主要有罗星凯，周中权（1991）、[4]郭平生（1996）、范丰会（1996）等等，他们的研究大部分是关于物理的，研究学生在“力”或者“运动”方面的前概念、概念转变的步骤以及教学对策等等。笔者又从中国期刊网上检索相关文献发现，20世纪80年代我国已经对概念转变的研究有了一定的规模，但是大都是重复研究，只是描述概念转变中前概念的特点以及转变策略。目前虽然对概念转变做了一些调查，但是在转变的过程中，由于研究角度的不同，学者们不可能把所有的因素考虑进去，这就造成了研究的局限。同时我国对概念转变的研究大都集中在物理、化学、生物等自然领域，研究内容主要是概念转变教学策略、内在机制等等。

二、概念转变模型

随着概念转变研究的深入，其模型建构也随之发展。比较具有代表性的有Posner等人（1982）提出的概念转变模型（CCM）、AlirezaRezael和LarryKatz(1998)提出了概念转变的认知模型以及Choo-YeeTing和Yen-KuanChong（2003）提出概念转变的科学调查模型等等。从他们提出的模型中也可以看出既有相同也有不同之处。相同之处在于他们都关注到个体的先前经验、影响概念发生转变的条件以及对新概念的理解。不同之处在于在于概念转变的过程，比如Posner等人（1982）提出的概念转变模型（CCM），他们认为概念要发生改变知觉到前概念失去作用，来引发认知冲突，之后个体对新、旧信息整合过程的元认知监控，AlirezaRezael.和LarryKatz(1998)提出的概念转变的认知模型认为采取措施使学生接受新概念。

三、概念转变的教学模式

自概念模型出现以来，众多学者先后提出了一些概念转变的教学模式，并进行了大量的教学实验研究，结果发现其效果明显。比较具有代表性的有Nussbaum、Novick(1982)提出了概念转变的三步教学模式、Krajcik提出了四步教学模式以及ReneT．Stofflett和TrishStoddart(1994)提出了五步教学模式等等，从他们提出的教学模式中发现都是围绕前科学概念和新概念发生冲突中，采用不同的策略。比如Nussbaum、Novick(1982)的三步教学模式中通过激发学生的主观能动性对新概念进行评论，Krajcik提出了四步教学模式则是通过新旧概念的比较来重新建构认识，而ReneT．Stofflett和TrishStoddart提出的五步教学模式则是先通过小组讨论来自我发现、检验之前的预测来使学生初步接受科学观念，最后教师及时提供一些类似情景，使学生能够将从实验中得到的科学观念延伸到其他情景中，进一步巩固科学观念。

四、展望

1、研究内容细致化

理论研究是为在实践中应用，这就需要我们把每一个需要研究的内容细致化。科学不光是进行简单的描述、解释，还要进行预测和控制，如何做到后两步，需要我们把研究内容的每一个方面从量变到质变的转化过程弄清楚，同样在研究概念转变中，也应该将影响概念转变的每一个过程以及前因和后续发展都搞清楚。不能只是在某一方面进行阐述或者调查，那样可能造成认识上的偏差。笔者就相关文献及体会认为要做到研究内容上的细致化需要从以下几个方面着手：第一，研究目的要明确，目的不明确，内容肯定是不衔接，更无科学可言；第二，研究过程要细致化，最好能采用横向研究的方法，这样能把变化的每一步记录下来，做出更恰当的解释、预测和控制；第三，研究思路清晰化，研究中一定要把研究程序考虑清楚。概念转变是概念教学中重要的一部分，在研究中不仅要考虑相关的理论，还要考虑实际教学的情景，自然研究程序也应该条理，符合逻辑。

2、研究方法生态化

不同的科学研究，需要的研究方法也不同，即使是同一研究也会有好多种方法，那么哪一种方法最合适是学者们不断讨论的话题。概念转变的研究同样也存在这样的问题，概念转变的研究对象大都是学生和老师，而学生和老师都是人，人处在生态系统中，作为生命系统的一部分，人类与环境之间存在着相互制约和相互影响。如果我们在作概念转变的研究中不加注意研究方法，就容易造成偏差甚至错误。选择研究方法时，一定要充分考虑各种研究方法的不同特点和功能。概念转变的研究是在课堂中进行的，一般把日常正规的教学情景作为研究背景，这样收集到的资料才能真实可靠，如果教学情景是为研究而设置那么最后得出的结果有多少能应用到实践，甚至推广，是值得怀疑的。要做到研究方法的生态化，笔者认为有以下几个方面值得注意：第一，要深入课堂，深入研究对象。这个深入不是简单的参与，而是在取得研究对象的同意下，进行不加控制的观察；第二，要进行追踪调查，一次的调查结果不足以说明情况，要进行多次调查，综合考虑；第三，研究者要在尽量保持价值中立原则的同时，其助手也可参与调查，因为要生态化要真实，研究者和研究对象在研究过程中不可避免要接触，再加上研究时间长，研究者保持价值中立很难，因此还要其他人员加入，避免结果主观化。

概念转变的教学策略篇（9）

一、“燃烧”前概念分析

1.关于燃烧的主要概念

（1）燃烧定义：错误地认为所有燃烧都会发出光、放热。这是生活现象导致的错误认识。由此引发的迷思概念有以下这些：氧气是可燃物而非反应物；氧气有可燃性而非氧化性，故不认为燃烧是可燃物与氧气发生的剧烈的氧化反应。

（2）物质燃烧的产物：绝大部分学生错误认为烛油是产物，即分不清蜡烛燃烧的过程中既有物理变化又有化学变化。由此引发的迷思概念有：分不清助燃物、反应物，这是学生已有知识的束缚导致的。

（3）燃烧前后物质的质量的变化：由于已有的质量守恒定律相关知识的影响，绝大部分学生存在这样的迷思概念：可燃物燃烧前后质量不变。

（4）燃烧的条件或灭火的方法：部分的学生错误地认为氧气可以燃烧；“用酒精灯加热纸锅内的水，纸锅是否会燃烧？”虽有大部分学生认为不会燃烧，但不知其原因是温度未达到纸的着火点；学生错误地认为蜡烛燃烧时的可燃物是灯芯，而非石蜡；有些学生错误认为可以用降低可燃物着火点的方法灭火。由此引发的迷思概念有这些：温度达到可燃物的着火点是燃烧的条件之一不清楚，因为不知道可燃物究竟是哪种物质，所以不能正确使用移走可燃物灭火的方法。

（5）生活误区：大部分学生错误认为蜡烛燃烧是固态的蜡烛在燃烧；由此引发的迷思概念有：缓慢氧化如铁生锈不会放热，无法理解自燃。

（6）影响燃烧的因素：部分学生错误地认为燃烧的剧烈程度与氧气的接触面积的大小无关只与可燃物的种类有关。

2.前概念来源

研究结果表明，几乎所有学生对“燃烧”概念理解存在一定的障碍，这些障碍主要源于学生对生活现象的不理解和在学习过程中产生很多错误的理解。研究者对学生的回答中所涉及的迷思概念作了深刻分析，由此分析这些错误产生的原因。

（1）学生的日常生活经验。化学与日常生活联系的密切性决定了化学前概念的一个主要来源是生活经验。大部分学生错误认为蜡烛燃烧是固态的蜡烛在燃烧；由此引发的迷思概念有：缓慢氧化如铁生锈不会放热，无法理解自燃。部分学生错误地认为燃烧的剧烈程度与氧气的接触面积的大小无关只与可燃物的种类有关。

（2）学生的认知水平。相异构想的产生还来自学生主观认知结构方面的原因。有的学生本来基础差，对新的知识不能真正掌握和消化，只能头脑记住一些东西，有的对化学学习没有兴趣，缺乏“有意学习”的心向，这些都势必造成对化学概念模糊不清或一知半解。

（3）学生的学习环境因素。在教学中，有时由于教师的教学语言不够严谨或者教材提供的实例的不够全面，也常常导致新的相异构想或强化学生原有的相异构想。例如，部分学生认为铁生锈会放热，这是因为学生在生物中已经学习过缓慢氧化。

（4）相似概念的干扰。如学生认为氧气有可燃性而非氧化性，故不认为燃烧是可燃物与氧气发生的剧烈的氧化反应，导致学生不能正确理解氧化反应的定义。

二、“燃烧”概念转变的教学策略

1.结合学生已有的经验，提出能引起学生认知冲突的问题

学生在日常生活中，观察和接触过一些与科学概念有关的现象和事实，教师可以恰当地列举生活中的典型事例，唤起学生已有的感性认识，让学生自己思考并用自己的概念去对事例或现象进行解释。

例如，可以列举纸、天然气、白磷、木炭、煤5种常见的可燃物，让同学们回顾它们分别都是怎么燃烧起来的，是否都需要点燃，点燃方式有什么不同？这些问题的内容与学生的日常生活比较接近，但学生对这些问题具有一定的模糊认识，这样可以引发学生的认识冲突，这为使学生的原有认识向科学概念转变创造了有利条件。

2.通过课堂实验，让学生获得新的丰富的感性认识

丰富的感性认识是帮助学生理解和掌握知识的有力手段，而感性认识的获得源于实践或实验。通过课堂实验，让学生在观察、实践和思考中，获得对物质燃烧条件的理解。例如通过以下三组实验：实验（1）白磷燃烧对照实验，水火相容的现象也使学生记忆深刻；实验（2）着火点的突破，这样就有效突破了学生对着火点的认知难点；实验（3）灭火条件，使学生认识到降低周围温度至着火点以下才能灭火，而非是降低着火点。

概念转变的教学策略篇（10）

认知心理学家对知识类型进行了广义的划分，把它们分为两大类和三亚类，两大类即陈述性知识和程序性知识，三亚类指除把陈述性知识作为第一类知识之外，把程序性知识再划分为对外处理事物理的智慧技能和对内用于支配和调节的认知策略。

在学习第一阶段，必须保证符号所表示的新信息(事实、概念、规则等)进入学生原有认知结构的适当位置，这也就是我们所说的理解。在学习的第二阶段，如果是陈述知识，我们必须保证它们通过复习得到合理组织，使之有利于提取和利用。如果要转化为办事的技能，则必须保证它们在充分的变式条件下得到适当练习，以便于它们日后在新的变化环境中应用。一般认为广义知识的学习经历了陈述性知识的习得阶段、陈述性知识的巩固和陈述性知识向程序性知识转化阶段、程序性知识在新情景中的迁移和应用等三个阶段。

1 高中物理陈述性知识的习得阶段

在进行高中物理学习时，学生所学习的物理概念、物理规律、物理观念及物理方法等首先都是作为陈述性知识习得的。认知心理学们认为陈述性知识学习的核心是在于建立两种联系:新知识与原有知识之间的联系，即外部联系;新知识内部之间的联系，即内部联系。

直观和概括是物理新知识的习得两种的方式。直观是从学生的直观经验从发，提供知识学习的例证。例如，在力的学习过程中给学生提供以下对推、拉、挤、压等几个事例，让学生进行分析。以这些经验为引导概括出力的的概念:力是物体间的相互作用。同化是另一重要的学习方式。同化就是把新知识纳入已有知识构，使原有知识得到丰富和发展。同化方式有下位学习和上位学习。在学习力的概念之后再学习常见的三个力及其它形式的力概念就属于下位学习。学习过力、速度、加速度后再学习矢量的概念这是上位学习。

2 陈述性知识的巩固阶段

陈述性知识学习的难点大多不在于理解而在于保持，遗忘是学习的天敌。这时教师应指导学生培养良好的学习习惯，教给他们学习策略。常用的学习策略有以下几种:

(1)复述策略。复述策略，就是学生为了记住知识内容而不断积极重复的过程，这种重复是积极地重复，在复述过程中头脑应处于活跃的状态。

(2)精加工策略。精加工策略，主要是教学生学会整理、记忆具体的知识点。如对比策略可以使学习者在概念、规则的学习过程中通过对比找出细微差别，鉴别异同。

(3)组织策略。组织策略是对所学知识的重新编码学习。组织策略的基础是学生要知道知识间的逻辑关系。这样才能对知识进行重组、重构。学生如何能有效对知识重新构建。可以说学生就已经真正掌握了所学习的知识。

3 陈述性知识向程序性知识转化

陈述性知识向程序性知识转化的重点在于应用。为促进陈述性知识转化为程序性知识，教师还要提供相应的变式练习，促使知识转化为技能。变式练习的关键在于应用情境、方式等要发生变化，而不是单纯地让学生套用和模仿。

4 知识分类学说对高中物理教学的指导意义

(1)在新课教学方面。新课的导入要能引起全体学生的注意与预期。另要了解学情，根据学生的知识储备情况进行先行组织，先行组织的材料要有针对性和引领性。

(2)在学法指导方面。学会学习是高中物理新课改的目标之一。认知策略本身就一种程序性知识，只有学生在学习过程不断应用它，学习策略才能对学习有促进作用。物理学科本身就具有很强逻辑性，因而通过学习策略的应用促进学生知识记忆长久、理解深刻、知识结构合理。

(3)在知识的迁移方面。在物理知识的学习过程中变式练习对知识掌握有巩固作用，同时我们更要注意到练习的目的不仅仅是让学生会做题。这里变式练习的重要作用在于促进陈述性知识向程序性知识转化。

(4)学业测评方面。按布卢姆的认知领域学习目标分类学说，把知识学习结果分为“识记”、“理解”、“应用”、“分析”、“综合应用”、“评价”这六个层次，这个学说指导着我们课程教学目标的制定。

笔者认为，只有给知识的性质先定位，而后选择教法和学法才具有针对性，测评内容的也才具有科学性，测评的结果才具有可信度。因而，知识分类学说对高中物理教学的指导意思是明显的。

本文为2007年江苏省中小教研课题《任务分析在高中物理教学中的应用研究》研究成果

参考文献

[1]陈刚等.自然学科学习与教学设计.上海:上海教育出版社，2005.9:100.

概念转变的教学策略篇（11）

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，激发探求新知的热情。

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张纸上，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，分析燃烧所需要的条件，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，通过实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勇于打破传统束缚、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

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正确性；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相关系。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

由于学生的一些相异构想根深蒂固，难以纠正，因此，了解学生相异构想的转变情况，并根据反馈信息进一步设计方案促进其转变是学生相异构想转变不可或缺的环节。在教学过程中，教师可通过指导学生建立化学档案袋、测评、绘制概念图等方法进行信息反馈，并在发现问题的基础上，进一步通过“引发认知冲突”、“促进认知顺应”的策略，巩固和加深学生对科学概念的有效理解。

转变学生相异构想的策略多且复杂，教学策略的选择也应视具体教学内容、不同学生相异构想形成的特点而定。笔者认为在众多策略中引发认知冲突、促进认知顺应、促进主动调控是学生相异构想获得根本性转变的关键因素，这些策略的使用，能使学生对自己的相异构想从潜意识转为有意识状态，从心理和行动上真正参与到相异构想的转变过程中。

参考文献