概念转变教学

概念转变教学（精选十篇）

概念转变教学 篇1

一、以认知冲突和解决冲突为基础的教学策略

许多促进概念转变的教学是建立在认知冲突基础上的。教学的过程包括创设一定的情境, 使学生对一些现象所持的观念明朗化, 然后直接对其进行挑战, 从而引起认知冲突。解决冲突的尝试为随后的学习提供了前提。

(一) 由矛盾事件引发冲突的教学策略

由矛盾事件引发冲突的教学策略是一种以皮亚杰的顺应理论为基础的教学策略。这种策略包括四个主要因素: (1) 通过学生对矛盾事件的反应来揭示学生的前概念。 (2) 使学生明确意识到他们自己和别的学生的想法。 (3) 通过让学生尝试解释一个矛盾事件, 引起概念冲突。 (4) 鼓励和引导认知的调整, 建立与科学概念相一致的新的概念模型。

我们可以根据这一教学策略来设计“温度”的教学。首先让学生做一个实验:倒三杯温度不同的水, 一杯热水, 一杯温水, 一杯冷水, 两只手一只放在热水中, 一只放在冷水中, 然后把两只手同时放入温水中, 结果两只手冷热的感觉是不同的。同一杯温水两只手冷热的感觉不同, 这与温度高的物体人感觉热是矛盾的。此时可以引导学生讨论, 并让学生解释这一问题。经过教师的启发与引导, 学生应该能认识到:冷水的温度比温水的温度低, 因此冷水中的手放到温水中感觉是热的;热水的温度比温水的温度高, 因此热水中的手放到温水中感觉是冷的。进而可以引导学生理解“温度表示的是物体的冷热程度, 但人对物体冷热的感觉不一定是准确的, 准确的测量可用温度计”。这样, 教学激发认知的挑战和学习的动机是很成功的。

(二) 引起不同认知间冲突的教学策略

通过引起不同认知间冲突进行的教学活动, 可分为两种:一种是对同一科学事实的两种不同的认知结构之间的冲突;另一种是学生对某一科学现象的认知结构和真实的科学现象之间的矛盾。

科斯格儒等人根据对同一科学事实的两种不同的认知结构之间的冲突, 于1985年提出了一种教学法, 要求学生明确地解决不同观点之间的差异 (如学生之间的、教师的、科学书籍上的观点) 。科斯格儒和奥斯本提出了“产生式学习的教学策略”, 它由四个阶段组成: (1) 预备阶段:教师需要理解科学家的观点、学生的观点和自己的观点。 (2) 集中阶段:给学生创造机会探索与概念有关的情境, 最好是真实的日常生活情境, 鼓励学生阐明自己的观点。 (3) 挑战阶段:学习者相互之间对现有的观点进行争论、辩护或质疑。必要时, 教师可介绍科学的观点。 (4) 应用阶段:给学生提供各种情境来应用新观点。这种教学模式强调科学观点只有通过实验、演示或类比的方法, 使学生认为它是明智的和合理的, 才能被积极地接受。

根据这一教学策略可以这样设计“物体浮沉的条件”的教学:首先测量木块的重力为5N、体积为1000cm3, 铁块的重力为0.8N、体积为10cm3。设问:把木块与铁块浸没在水中, 放手后, 木块与铁块的浮沉将怎样?让学生先进行讨论并进行交流。在讨论过程中, 学生会有各种不同的看法。接着教师可以进行实验, 实验结果:铁块下沉, 木块上浮。这个实验结果与“重的物体下沉”是矛盾的, 此时教师可引导学生思考物体浮沉的原因, 进而得出“物体的浮沉与物体受到的重力、浮力有关”。然后再引导学生根据阿基米德定律计算木块与铁块浸没在水中的所受的浮力大小, 并与木块和铁块受到的重力进行比较, 得到物体的浮沉条件。在教学过程中, 教师要通过学生不同观点之间的矛盾冲突, 激励学生增强自主学习的动机, 提高课堂讨论的质量, 这对于促进概念的转变非常重要。

罗尔等人对某一科学现象的认知结构和真实的科学现象之间的矛盾, 提出了另一种策略:除了在教学开始时通过引起与学生的前概念的冲突以促进概念转变之外, 还可以在介绍新概念以后, 再解决学生的前概念和新概念之间的冲突。这种方法来自科学哲学、科学史和皮亚杰的平衡理论的观点。它建立在以下前提之上: (1) 一个理论只能被另一个更好的理论所代替, 而不是在遇到无法解释的证据时被抛弃。 (2) 建构一个更好的理论并不需要直接挑战个人自发产生的相关知识。 (3) 尽管认知的改变包含策略和元认知的知识, 但不必将它们建构在一起。

这一教学方法包含六个步骤: (1) 确定学生认为与问题情境相关的观点。 (2) 讨论并将内容记录下来, 以备随后思考。 (3) 告诉学生将要教给他们的理论能够解决这些问题, 而且要求他们参与知识的建构和随后的学习, 与他们自己提出的观点进行对比。 (4) 在学生已有知识的基础上提出新的理论。 (5) 要求学生用新的理论解决问题, 从而证明这个理论已经被个体建构。要求学生把这个过程记录下来, 作为第二次笔记。 (6) 每个学生对步骤 (2) 和 (5) 的记录结果进行比较, 检查这些观点的性质。起初的检测直接针对在测试中的刺激问题的记录, 随后的检测尽可能地包含许多相关的情境, 这样使学生参与获取元认知的知识过程。

根据这一教学方法可以设计“力不是维持物体运动的原因”的教学。让学生讨论力是否是维持物体运动的原因, 然后做实验:让小车自斜面顶端从静止开始滑下, 然后在粗糙程度不同的水平面上运动。实验结果:水平面越光滑, 所受阻力越小, 小车运动的距离越大。进一步推理得出:如果水平面绝对光滑, 物体受到的阻力为零, 速度不会减慢, 将以恒定不变的速度永远运动下去, 从而得到物体的运动不需要力来维持的结论。这与日常生活中“有力作用物体运动, 停止力的作用物体就停止”的现象是矛盾的。教师可以让学生讨论:物体停止运动的原因是什么?引导学生得出:物体停止运动的原因是受到摩擦阻力, 如果不受摩擦阻力, 物体在水平面上不会停止。进而让学生真正理解力不是维持物体运动的原因。

二、以发展学生与科学观点相一致的认识为基础的教学策略

与引起冲突并要求学生解决冲突的教学策略不同, 第二类教学策略是建立在学生现有观点基础之上的, 随后的教学使学生的现有观点向科学认识发展和拓宽。

克莱门特根据以发展学生与科学观点相一致的认识为基础的教学策略提出了一套类比的教学方法, 其目的是增加有益的直觉的应用范围, 并减少有害的直觉的应用范围。这种策略假定“在学生掌握定量规律之前, 给学生提供机会建立对现象的定性直觉的理解”, 这样可以促进概念的转变。然后利用学生原有的直觉知识, 在被学生误解的“靶例”和“锚例”之间形成类比关系, 通过这种方式来发展学生的理解。研究表明, 在发展这些关系的过程中, “架桥策略”是非常有用的。架桥策略包含四个步骤: (1) 创设一个靶子问题, 暴露学生的与讨论主题相关的错误概念。 (2) 教师举出一个符合学生直觉的类比例子, 这个例子称为一个“锚例”, 或简单说是一个“锚” (锚的直觉含义是初学者所持有的和科学理论基本相容的信念, 这种信念可以是明确的, 也可以是缄默的) 。 (3) 教师要求学生在锚和目标事件之间作出明确的对比, 并试图建立类比关系。 (4) 如果学生没有接受这种类比, 教师再试图找到一种架桥类比 (或者一系列架桥类比) , 即在目标和锚之间插入的概念化的中介物。

读《概念转变的科学教学》有感 篇2

当我拿起蔡铁权教授的《概念转变的科学教学》时，初看标题，让我感到有点陌生和难以理解。而当我看完整本书以后，我感到书中所谓的概念转变，不仅仅是科学中的概念学习方法的转变，也是对教师教育概念的方法的一种转变。

在进行概念转变的科学教学之前，首先对教学用书和教师的素质就有很高的要求。书中提到，作为一名科学教师，在进行教学的同时，首先应该深刻的理解和把握什么是科学本质。然而现实情况是，作为一名科学教师，我感到十分惭愧，我思索良久依然无法表达出到底什么才是科学本质。是实事求是的态度与精神，还是利用工具去认识自然，还是将经验转化为理论的认识呢?如果从课标上入手的话，科学本质的学习更偏向于科学自然的认识和学习以及科学素养的培养。对于处于初中阶段的学生而言，我认为要让学生理解什么是科学本质是不切实际的。在我看来，只有教师理解了什么是科学的.本质之后，才能在教学和生活中潜移默化的影响学生。如果能对学生的科学学习和理解产生一定的影响，就算影响甚微，也是值得欣慰的一件事情。

初看科学概念的学习，我想当然的认为在初中阶段是没有特别难以理解的科学概念，这是我对初中科学的认识的第一个不足。殊不知每一个学生都对自然界充满自己的认知，而这种认知是现在的我难以想象的，学生的想法总是让我十分惊讶。回顾我过去一年的教学，最初，我把学生的认知水平和理解能力估计太高，学生常常跟不上我的思路。之后，我常常把学生当做一张“白纸”，最终还是没能正确把握学生的学情。而有意义的教学正如书中所提到的，了解学生的前概念，发现学生的迷思概念，解决学生的迷思概念，从而建立起新的科学概念。

这样的教学首先就会带来一个问题，如何了解学生的前概念?书中提到的方法有许多，如：诊断式传统测验题、概念图法、访谈法、关系图法、V形图、二段式测验、DoE访谈等。但书中重点介绍了概念图法、访谈法、二段式测验和观察法。

对于概念图法，在去年的一年中我已有所尝试，我在单元复习课堂上曾给学生建立概念图，但当时都是以我为中心，并未对学生加以过多的指导。而且当时我在黑板上罗列出的概念图更像是一种知识条目而非书中所阐述的概念图，这是我对概念图认识不清所导致的第二个认识上的不足。况且最让我难以把握的是，概念图对学生到底有没有作用，至今我还不甚了解。在学习了书中的概念图的做法以后，我开始对概念图的设计有了大概的了解，比起去年的懵懂，今年的我打算继续尝试，将书中所阐述的理论应用与课堂当中。

如果真的能对学生的概念转变起到一定的作用，那真是大有益处。对于概念图的教授，在我看来，第一步还是应该从教师指导出发，让学生了解什么是概念图，以及概念图的做法。之后再让学生建立自己的概念图，交给老师批阅。最后在新课结束时，学生再根据概念图寻找概念理解中的不足，建立新的概念。这一点就带来了新的问题，如果将概念图作为新课的预习和复习，那么科学作业就显得相对比较多。但是如果作为最后的期末复习，那么对于概念前后的比较就会有所不足，但是还是能对教师如何开展更好更有针对性的复习会有所把握。而且每个学生的迷思概念因人而异，考虑到去年每个班49人的情况下，我还是对概念图法抱有一定的忐忑和疑虑。

书中还详细介绍了访谈法、二段式测验和观察法。这几种方法看似简单，但经过我的学习以后我还是似懂非懂，书上介绍的相关理论以及方法我还没能够深刻理解，需要我再以后的时间里不断积累经验的同时再来回顾。

在引发认知冲突的过程中，书中所指的很重要的环节便是合作学习法。在课堂中，常见的合作学习便是课堂讨论。然而在我看来，我当前课堂上的讨论过于形式化，而且还没有引起学生思想上的碰撞。而合作学习并不仅限于课堂讨论，时间也并不仅限于课堂上，有意义的合作学习是可以延伸向课外的。这里的课外既包括课外知识，也同样包括课外时间。首先由教师给出明确的任务，教师的指导十分重要。再由学生自己通过查阅各种资料来获得新的知识，再将这些知识分享给其他同学，这时关于知识的分享也能帮助其它学生展开思考和讨论。

如果能将这样的科学课堂交给学生，那这种课堂的未来是难以想象的。对于教师的考验就是，如何有效设计合作学习，让学生获得新知，解决迷死概念。说实话，将课堂还给学生我还是有些畏手畏脚。李孝昂老师的一句话让我印象深刻，“知识来得及，体验等不及。”虽然我也想让课堂形式放开，但又担心学生太多，可能会收不拢，知识点可能无法落实。而且我也有学生成绩的压力，虽然说如果让学生体会到科学的兴趣，那么成绩自然而然就会上来，但是我对于这些未知的情况依然充满恐惧。这一点让我意识到，将课堂还给学生以及概念转变的科学教学，最为关键的一步就是我是否有勇气踏出这一步。

这本书还有一个比较大的优点是有很多例子，与浙教版的科学教学在一定程度上具有相关性。我已经做好标记，以帮助我在遇到类似的课题时可以先用它的例子进行参考和实验，在实践中不断的感悟。

基于概念图的生物概念转变教学模式 篇3

关键词：生物概念 概念图 概念转变 教学模式

中图分类号：G633.91文献标识码：A 文章编号：1673-9795(2011)07(c)-0000-00

生物概念是生物知识结构的基础，是生物学理论的根基和精髓。然而大量的教学实践表明生物概念教学的现状不容乐观。造成这种现象的一个很重要的原因就是教师忽视了学生在教学之前头脑中的前概念，使学生未能真正实现从前概念到科学概念的转变。国外许多学者和教师都主张，在生物课的教学中，应让学生通过有意义学习而不是机械学习获得概念[1]。概念图是组织和表征知识的工具，它包括众多的概念，以及概念之间的关系[2]。概念图作为一种有效的教和学的工具，应用到教学中。可以帮助学习者对知识结构以及对各知识点间相互关系进行理解和掌握[3]。概念图是盛行于国外特别是欧美国家的一种教学和学习策略[4]。因此，面对生物概念教学的现状和困惑，笔者在前人对概念转变及概念图研究的基础上，充分利用概念图的教学功能，将概念图引入生物概念转变教学，对概念图与概念转变教学之间的相互促进关系进行系统性的研究。

1 实验对象、时限与内容

实验对象为粤北山区乐昌一中2008年入学的学生，从高二新分的理科班中选择高一期末考试成绩和摸底测试成绩基本相同的两个班—10、11班分别作为对照班和实验班，其中对照班50人(男生27，女生23人)，实验班50人(男生26人，女生24人)。以高二年级生物教学大纲规定的教学课时为实验时限，即实验时间为2009年9---2010年1月。内容为必修三的六个章节。

2 实验步骤与方法

实验方法采用对比试验法，设计为：对照班采用传统教学模式进行授课，即以启发、讲授法为主，强调教师的讲解和学生对知识的理解和识记；实验班采用基于概念图的生物概念转变教学模式进行授课。经过相同的教学时间后，进行检测。为了检测该模式对学生情感、态度、价值观等方面的影响，本实验采用问卷的方法来测量实验班学生在实验前后的感受以及情感态度的变化。

3 变量控制

为了减少不利因素对实验的影响，特作了以下控制：①课前授课教师进行充分准备，备好两份教案，并尽力分别按两个教案进行教学，努力克服两种模式的相互影响，突出实验因子。②实验班和对照班教学均按照学校的课表进行，与平行的其它班的教学进度、课时都一样，且学生使用相同的教材和练习册，尽力排除来自体制或机制上的影响。③实验对象是高二新分的理科班学生，不了解教师的研究者角色，也不了解自己处于实验者的角色，同班教学的其他教师及班主任也不了解实验的情况，排除了学生可能由实验引起的情感、动机等方面的影响。

4 施教过程

实验班与对照班分别用相应的教学模式进行讲解。实验班实验的第一节课前，要求实验班的学生先画出相关的概念图，教师课前据此进行备课，并按基于概念图的生物概念转变教学模式进行上课，一节课结束时要求学生绘制概念图，以检测学生的概念转变情况。教师根据学生绘制的概念图，了解学生的概念转变情况以及存在的错误概念，然后据此开展下一步教学。每次课前将评分后的概念图反馈给学生，然后就概念图反映出来的学生普遍没有掌握知识的难点或存在错误认识的地方再进行一段时间的讲解，并要求学生修改原来的概念图以表明当前对此主题的理解。学生可以用另外颜色的笔修改原来的图，也可以重新画一幅，随后根据自己的理解重新调整概念图。

5 实验结果分析

对基于概念图的生物概念转变教学模式的态度调查分析。基于概念图的生物概念转变教学模式的态度调查统计如表1（略）和学生对教学模式态度调查的维度分析如表2（略）及从三个维度对“基于概念图的生物概念转变教学模式”的学生态度问卷进行分析处理得图1（略）。通过统计分析可看出，基于概念图的生物概念转变教学模式在总体上得到学生的认同，三个维度的平均认同感达到了83.5%，其中对概念转变的认同感最高，对概念图的认同感次之，对本教学模式的认同感相对最低，为75%。

对概念图的认同感中，学生对概念图制作感兴趣的占94%，相信自己能独立制作概念图的占76%。从与学生的交流中可知，造成这两个百分比的差距在于两个方面的原因。一方面，概念图对学生来说是新事物，大部分学生以前没有接触过，对概念图的熟悉有一个过程。另一方面，部分学生谈到虽自己不能独立制作概念图，但仍喜欢老师发给他们的概念图，认为教师的概念图有利于启发自己如何制作概念图，帮助其发现自己的不足。这也与学生认同“概念图可以使所学的知识系统化”所占78%的百分比相符。学生认同“概念图可以使所学的知识系统化”，再次证明了概念图固有的优点，有助于归纳整理知识，有助于知识的结构化、系统化。谈到概念图尤其是章、节、专题概念图，更有利于他们从整体上把握知识，正确理解知识间的联系性，且能使所学的生物知识概念轻松凸现，回忆起来也比较容易。对“概念图可以使学生所学的知识系统化”认同的百分比偏低的原因，在于部分学生的生物基础差，不知道概念之间的联系，因此也制作不出概念图，从而也体会不到概念图使所学知识系统化的优点，相信通过教学对生物知识的巩固，应该能够使学生体会到此优点。

6 小结与建议

从基于概念图的生物概念转变教学模式实践所获得的数据和成果来看，基于概念图的生物概念转变教学模式具有一定的可行性和有效性，但对基础不同的学生，其教學效果又产生了一定的差异，再加上不同的教学目标和教学内容需要采取不同的教学模式，如本模式相对更适合概念教学。因此，在实际教学过程中，注意本教学模式与其它教学模式的组合及合理搭配，以取得最佳效果。

参考文献

[1] 刘恩山,徐洪林.运用概念图进行生物教学对学生认知方式的影响[J].学科教育,2003,(7):39.

[2] 王源.例析概念图在高中生物教学中的应用[J].教学与管理,2010(3):55-57.

[3] 雷耀华.概念图在高中生物教学的应用优势[J].新课程研究,2010,(7):60-61.

[4] 袁维新.概念图：一种促进知识建构的学习策略[J].学科教育.2004(2):39-44.

小学科学前概念转变的教学策略 篇4

1.掌握学生前概念, 制定相应的教学策略

教师在教学活动开展之前, 可以通过师生座谈会或者问卷调查的方式, 对学生脑海中已有的前概念进行全面调查, 分辨学生的前概念是否有科学上的偏差, 以及学生认知上错误的原因, 再撰写相应的教学设计, 这样更能帮助学生接受针对性的教学。 例如在《材料在水中的沉浮》的课堂教学中, 通过课堂教学前的问卷, 大部分学生均认为质量轻的物体更容易浮起;质量较重的物体在放入水后会沉入水底, 无法浮起。 通过此方式暴露学生的错误观念, 使教师在教学前有充足时间思考相应的对策。

2.合理选择学具, 消除错误前概念

在备课时, 教师应该先对本节课需要掌握的科学概念深入理解, 再根据学生的前概念, 选择合适的教学用具, 帮助学生更好地理解科学概念。

例如执教四年级上册《声音的变化》, 在理解完声音的强弱以后, 如果按照课本的方法, 只让学生听高低不同的两个声音, 当提问这两个声音有什么不同, 学生由于思维中形成的定势, 很可能会根据错误的前概念, 说是声音的强弱不同。 在教学中, 如果改用吉他做学具, 让学生比较这一系列的声音有什么不同, 学生在平时生活中有一定的音乐基础, 便能很容易得出是声音的高低不同。 对学生前概念进行了解后, 可以有针对性地采用教学材料, 让学生在课堂上研究, 树立正确的科学观念。

3.通过合作交流, 引发对前概念的质疑

合作交流的学习能够使学生个体认知受到的限制得到克服, 让学生通过合作、交流、讨论的方式, 对彼此的观点及见解有所了解, 学生在合作学习时积极性较高, 其在相互信任、自由平等的环境下, 将原始的观念合力表现, 说出自己的前概念, 实际的交流过程会使学生意识到原有的前概念存在不合理及片面等现象, 促使学生进行进一步的猜想和思考。 例如在《植物的果实 》这一课中, 教师让学生带来果实, 然后让学生在小组内互相讨论带过来的是否全部都是果实。 对于苹果、桃子学生基本都认为是属于果实, 但是萝卜、地瓜等块根块茎, 同学的在交流中会有不同的意见。 有的人认为只要能吃就是果实, 有的认为必须有种子才是果实。 不同的前概念引起学生不同的意见, 使学生意识到自己和别的同学的想法不同, 引发对果实这个科学概念的思考, 激励学生进行科学探究。

4.引发认知冲突, 修正错误前概念

学生在真正学习新概念之前, 对一些概念已经有所了解, 包含原有的经验和假设, 但是学生感知生活的最初印象往往与概念的科学含义不一致。 有的前概念已经形成定势, 教师要将学生脑海中根深蒂固的错误前概念全面改变有一定的难度, 只有通过良好的教学设计制造“矛盾事件”, 合理的引出认知冲突, 构建新的科学概念[2]。

例如在《空气占据空间吗》课堂教学设计实验环节, 杯子里放面巾纸, 然后让整个杯子浸没在水里, 让学生猜想纸巾会出现什么情况? 通常情况下, 学生在做出猜测之前往往会结合以往的经验, 认为纸巾在水里面就应该会被水浸湿。 教师在综合学生的答案后, 开始做实验, 通过多次的实验后, 发现杯子内的纸巾是干的。 这样的实验结果与学生的猜想是矛盾的, 教师再引导学生讨论纸巾不会被水浸湿的原因。 经过学生交流讨论后, 让学生明白之所以出现这样的情况, 是因为杯子内的空气也占据一定的空间。 课堂上教师创设一个矛盾的情境, 让学生发现自己对某一科学现象的原认知结构与真实的科学现象之间的差异, 在原有的基础上, 通过新的科学概念重新解释现象, 在不断调整的过程中修正学生的错误概念, 促进学生概念的转变。

5.结语

每堂科学课学生都需要掌握一些新的科学概念, 科学概念能促进学生获得系统化、网络化的科学知识, 对学生全面理解、应用科学有一定的帮助。 教师教学中应该沿着学生前概念的发展这一基础, 帮助学生将所要学习的科学概念和原有的想法建立联系, 修正错误前概念, 重建科学的新概念。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部制定.科学 (3—6) 年级课程标准[S].北京:师范大学出版社, 2001.

儿童迷思概念及其转变--国培讲稿 篇5

在这节课的开始，我先给大家讲一个小故事：

一位科学教师提问学生，“鸡蛋中各个部分都有什么作用呀？”，学生说，蛋黄变成小鸡，蛋清提供营养，蛋壳保护蛋黄和蛋清。于是教师引导学生进行深入细致的观察。（如下图）学生经过观察后，意识到自己原有的观念是错误的。

像刚才所讲的“蛋黄变成小鸡，蛋清提供营养”就是一个迷思概念。现在，你能说一下什么是迷思概念吗？

一、迷思概念的定义

儿童不是空着脑袋进入教室的，在日常生活和以往的学习中，他们对各种事物已经形成了自己的看法，其中有些观念是与科学知识相一致的，可以作为新知识的起点，但也有很多理解是与科学知识相违背的，这就是迷思概念（misconception），也称为错误概念。例如，“重的物体比轻的物体下落得快”、有的小学生认为“夏天白天长而冬天白天短是由于热胀冷缩”，等等。

二、迷思概念的特点

1.个体性。儿童的经验千差万别，每个人都有其独特的体验，在此基础上，儿童会形成不同的解释。

2.矛盾性。儿童的科学解释常常是自相矛盾的，甚至自己也不一定意识的到。在不同的时候，儿童会选择最“适合”的一种来进行解释，而不考虑他的理论是否前后一致。例如学生解释湿衣服变干是因为衣服上的水蒸发到空气中，而对雨过天晴后地面由湿变干这一现象的解释则仅仅是地面上的水渗入了地下。

3.顽固性。奥斯本和维特罗克（Osborne & Wittrock，1985）对小学儿童在科学概念（如电流）学习中常常遇到困难的原因做了研究，调查了美、英、澳大利亚和新西兰等地的儿童。在简单电路中，直流电的流动方式是怎样的？

对于研究者在电路中接上电流表后的实验结果，儿童说：“哦，可能在学校中不是，但如果你跟我回家（回到学校之外的真实世界中），你会看到电流是按照我说的那种方式流动的”。当研究者把器材带到他的家中重复演示时，孩子常常会说：“这是你的电流表、你的电池、灯泡和导线”。

儿童认为，教师操纵的环境和知识是不真实的，它只是纯学术的，不能代表真实世界中发生的事情。当这些事实资料不支持他的观点时，他们常常怀疑这些事实资料，以避免冲突，保留自己的观点。

4.持久性。对科学概念的误解不是小学生的专利，中学生、大学生和成年人都存在类似的误解。克莱蒙特（Clement，1983）向工科学生呈现了如下图的问题情境，结果学过大学物理的学生中有70%的学生答错了。

从刚才所讲的迷思概念可以看出，迷思概念对学生的科学学习影响很大。科学学习的过程不可能绕开学生头脑中的迷思概念，相反，必须依靠学生原有的概念，通过概念转变和重建，形成更加精确的科学概念。科学学习是一个概念发展过程。

三、概念转变的教学策略

请思考，如何转变儿童头脑中的错误概念？将学生的回答记在黑板上。【概念转变（conceptual change）是个体原有的某种知识经验由于受到与此不一致的新经验的影响而发生的重大改变。】

（一）创设开放的、相互接纳的课堂气氛

播放视频“自由落体运动.MPG”。【播放视频之前要简要介绍一下视频中的实验用到的器材。】

为了了解学生的真正想法，促进错误概念的转变，教学中应当创设一种开放的、相互接纳的课堂气氛，不管是对是错，学生都可以表达自己真正的想法，所有的见解都应该得到尊重，而不是对不同意的见解嗤之以鼻。只有这样，学习者才能大胆地面对不同观点、事实之间的冲突，才能理智地去思考、分析问题。

（二）诊断、洞察学生的迷思概念 1.预测/解释法

《摆的研究》一课，教师出示摆长相同、摆锤重量不同的两种摆，让学生进行预测，哪种摆会摆得快些？有的学生根据已有经验认为，重的物体下落得更快，摆锤重的单摆会摆得更快。解释法是指学生对给定情境或实验现象等做出解释，通过学生做出的解释来诊断学生的错误概念。教师在卡片上提供一系列带插图的解释，让学生分组讨论或做出自己的选择。如：

2.访谈法

访谈法即为与学生做随机的、面对面的交流，并对学生的回答做弹性回应。气氛较为随意。通过这种交流，了解学生已有的概念。访谈的内容可以围绕某一实例展开，也可以是围绕某一概念进行。以下是研究者对二年级学生“昆虫”前概念的访谈：

师：你听过“昆虫”这个名字吗？ 生：听过。

师：那你知道什么是昆虫吗？ 生：它们有点儿小，会飞，会爬。师：你怎么会知道这么多啊？

生：书上看的，在《动物大百科》上看的。师：昆虫都有什么特点呢？ 生：有的会飞，有的会爬。师：还有呢？

生：大部分生活在花丛中，阴暗的地方。师：还有没有呢？ 生：有的有花纹。

师：你认为昆虫要符合哪些条件？

生：(沉吟了一会儿)昆虫的脚比哺乳动物的脚多。师：有几只？

生：6只左右，有的比6只多。（因为他们把蜈蚣、蜘蛛等也当作昆虫了。）师：你能举出脚多的昆虫的例子吗？ 生：蜈蚣、百脚虫、西瓜虫。通过访谈，我们可以了解到学生虽然已有“昆虫”这一概念，但只有模糊的认识：体型较小、脚较多，会爬或飞„„，有些对形成“昆虫”科学概念有利，有些则可能造成误解和阻碍，了解了学生的前概念就可以为我们进行有效的教学设计提供帮助。

3.绘图法

绘图法是学生通过画图的方式表达出他们对某一概念或某一事物的理解。如画出影子、人体器官、地球的形状等，有时还需请学生对所画的做解释。这种使学生的认识和思维可视化的策略相比于传统的访谈、问卷有其不可替代的优势。它可以更加容易地让孩子表达出自己的真实想法，避免受文字表达的影响；其次，在对一些似是而非的模糊概念的把握上，通过学生的绘图，教师可以探查到学生更深层的、真实的想法。（下图分别为学生对蚂蚁、热传递的迷思概念）

以上介绍的三种方法是最有代表性的，除了这三种方法之外，诊断学生错误概念的方法还有很多，在这里我们就不一一介绍了。

（三）引发认知冲突

引发认知冲突，让学习者意识到与原有概念相对立的事实或观点，这是转变学生错误概念的基本途径。呈现对立性事实的基本方法是观察和实验。

对于以下教学内容，让学生自己提出引发认知冲突的做法：

①儿童将物体沉浮的原因归结为它们的重量，对此，可以让他们观察：一个很重的篮球会浮在水面上而很轻的玻璃球却会沉下去。

②在《声音的产生》这一内容教学中，学生根据已有的经验：拍、敲、弹等方法都能使物体产生声音，很多学生认为：声音是对物体用力而产生的，用力就可以使物体发出声音。然而这个概念并不科学，这时教师举出反例并演示：用力压鼓面、用力弯折尺子、用力拉扯橡皮筋并不能使物体发出声音，让学生进行解释。反例的出现，与学生的理论或观点又产生了冲突，激发其继续探究声音产生的本质原因。

（四）解决认知冲突：建构科学概念

1.关于学生解决认知冲突方式的研究（P276）；

皮亚杰区分了面对矛盾事件的两种反应：适应的和不适应的。不适应的反应指的是没有认识到冲突。适应的反应又分为三种：α、β、γ。回答α的人是那些忽略或不考虑认知冲突的人。回答β的人被认为是通过普遍化和区别对自己的理论做了部分修改。回答γ的人是那些对理论的核心部分进行修改的人。在凯恩和布鲁尔的研究里，他们将学生面对反例时的反应分为七种类型。（图2）

2.解决认知冲突的教学策略（P280）

凯恩&布鲁尔的两项研究，其中包括了“引导学生深度加工反常数据，鼓励交流讨论”。在自由落体运动的教学中，学生的迷思概念是重的先落地，并用实验证明自己的观点。这时，另一个同学用实验证明轻重不同物体同时落地，引发了认知冲突。教师用纸团先落地的实验再一次引发了认知冲突（做演示实验）。学生就要深入思考，为什么会有这种反常的现象？它说明了什么？怎样解释？最终，学生领悟到是阻力的原因。那就要创设一个没有阻力的环境再来研究。教师演示的毛钱管实验终于使学生明白在无阻力的情况下，轻重不同物体下落一样快，称为自由落体运动。

通过这个案例我们可以看到，在认知冲突情境中，教师要进一步引导学生思考其中的问题：为什么会有这种反常的现象？它说明了什么？怎样解释？在分析思考的过程中，教师应该组织学生进行讨论，交流各自的看法，不同观点的交锋能更好地引发学生积极的思维活动，促进学生对问题的深层理解。

【课堂练习】：练习1：请你根据以上所讲的概念转变的教学策略，想一想，如何转变“冬天穿毛衣感到暖和是因为毛衣本身会发热”这一前概念？（学生认为“也许温度计坏了，因为它是用来测量室内温度的”）练习2：如何转变“烧杯里的盐水上半部分含的盐少，下半部分含的盐更多”这一迷思概念？ 3.类比的教学策略

（1）斯太威的案例（P281）：

五、六年级学生研究碘的蒸发和丙酮的蒸发 台湾的案例（P298）（有细微调整）：

教学中学生提出了“陆地比较不容易吸热，海洋更容易吸热，所以海洋比较热，陆地比较凉”的想法。教师立即提出了一个类比的情境：夏天在沙滩上走路比较热还是到海水中走路比较热？又准备了一个类比实验：用两个有盖的杯子分别放入砂石和水，在阳光下晒十分钟，让小朋友测量砂石和水的温度，以改变学生原有的迷思概念。但是当学生发现砂石的温度明显高于水温时，学生又产生了新的迷惑：老师，那这样不对啊！西伯利亚是陆地，应该产生暖气团，太平洋这边就应该是冷气团才对啊！

老师再以类比说明：“实验的两杯水是晒了相同的太阳，但实际上西伯利亚的太阳和太平洋这里的不一样，太平洋这边的太阳直射就像是中午的太阳，西伯利亚照到的太阳是斜射，就像是清晨的太阳或是黄昏的太阳，哪一个晒到你身上比较热呢？”学生回答：“中午。”原先发问的同学思索后一直点头，脸上流露着满足的表情。（2）类比教学的模式

①TWA模式（以“电流”教学为例P305，以台湾案例为例）

TWA模式分为六个部分：目标概念的介绍；回忆类比概念；找出目标物与类比物之间的相似特质；标出相似的特质；依据概念得出结论；指出类比物的哪些特质与目标物的不同。

“电流”教学（图5-7）

如果说电子流出电池或流入电灯泡，会造成一些误导，事实上应该说电流流经这些装臵…水流不会“挤入”或集中在某一处，而是不断地流通，电流亦呈现出相似行为。该类比的不妥之处：当切断水管时…；开关的问题 ②FAR导引模式

切尔格斯特等提出修正TWA模式里所忽略的两个部分——课程计划和课后反思。（图8）③类比桥模式

这个策略的目标是“增加有效直觉的应用范围，减少不利直觉的应用范围”。

克莱蒙特提出的教学模式如下：呈现锚类比；呈现目标物，并与锚类比物进行比较；提供类比桥，并辅以小组讨论来加强学生思考，借以拉近锚类比与目标物的差异；提供可以解释现象机制的解释模式，让目标物对学生更具有意义。

学生在接受“静止在桌面上的书将受到桌子施加给书的力”的概念上有困难。为了使这样的陈述具有合理性，教师请学生想象书在弹簧上的情形。这能让学生注意到弹簧真的施加了力给书本。然而，学生可能仍然拒绝接受桌子和弹簧的类比。在这里，介绍“书放在有弹性的桌子上”作为中间过渡步骤（架桥的例子）。学生于是能看到此情形类似于将书放在弹簧上，或者是将书放在桌子上（目标物）。如图所示。（3）类比教学的限制：导致迷思概念（P311，简要一提）

值得一提的是，概念转变是一个艰苦的过程，往往不是一步到位的，有些概念的转变可能需要很长的时间，对此我们要做好心理准备。

四、儿童迷思概念及其转变策略的个案——热和温度

（一）引言：科学的观点

1.热和温度现象在很多方面违背了直觉

冬天室外的一块木头和一块铁哪个温度低？哪个摸上去更冷？为什么？ 夏天，雪糕拿出冰箱后应该用什么裹起来才能保持比较长的时间？ 2.日常生活中对“热”这一词语的用法导致理解的混乱 “关好窗户，把热留在屋里”、“热在金属棒中传递” 3.热学主要科学概念回顾

（1）温度：描述系统状态的参数，对于预测系统之间发生相互作用时出现的变化至关重要。（2）内能：有时称为热能。

（3）热：描述系统之间相互作用的参数，是传递能量的一个过程。（4）热能：有时指系统间能量传递的量，有时指粒子总的动能。

（二）儿童“热和温度”前概念回顾 1.儿童对热概念的理解

（1）8-12岁儿童会把热与活的物体、热源、物体的热度以及热引起物体相变和体积膨胀等变化联系起来。“热升起来了，太阳有热，我认为它是有的，太阳是有热的……热从气体中上升，它是热的，太阳燃烧热而发光，热降下来使地球变热”（8岁）

“热，能熔化任何东西，比如铅、金、铁、铝，还有锌”（12岁）

（2）12-16岁儿童中大部分年幼一些的孩子和1/3较年长的孩子都把热与热的物质等同。“热是一种暖气”

“热是一种暖的流体或固体”

“当你触摸时，就能感觉到热——如果这个物体内部有热”

（3）儿童广泛使用“热是一种物质”这样的概念来说明热的转移现象 “因为热从棒的一点不断地流向另一点，直到整根棒变热”

“整根杆子变热，因为热聚集在一头，直到装不下了，然后就沿着杆子移动” 对流：“热从取暖器里出来，这就像烟放出来之后又充满了整间屋子，取暖器也是一样，正是你看不见的烟进入了整个房间”（4）13岁以下的儿童常用热的强度/材料的性质来预测和解释热传导现象 木块和塑料块放在热碟子上而不会变得很热——热不够强，不能穿透那些物体 预测变热速度——“因为木头不像金属那么牢固……热穿过木头要比穿过金属快。”（5）学生对典型热传导问题的典型解释及其分析

情况1：哪一种材料有利于冷的（或热的）钢珠保温？ 情况2：哪一种材料有利于热饮或冷饮隔热？

情况3：为什么金属盘子和塑料盘子摸起来感觉不一样？

情况4：为什么自行车的金属把手和塑胶把手在天气冷的时候摸起来感觉不一样？ 解释1：材料制成的容器能较好（差）地保持容器内物品的热（冷）的状态；

解释2：材料有变冷或变热的属性，因为这是天然的；材料是热（或冷）的，因此它可以加热（或冷却）。

“铝能够保持低温或更好地保持低温”（塞西尔，11岁，情况1）“铝能保存地更好”（11岁，情况2）“铁罐比普通的玻璃杯要更冷一些”（11岁，情况2）“金属能冷却物体，所以金属是冷的”（玛丽-诺埃勒，12岁，情况1、2）“盘子是金属制成的，而金属是冷的”（11岁，情况3）

物理学家的思路：①确定发生相互作用的系统：热饮（或冰块）、容器、周围空气；②-⑦ 儿童与科学家解释过程的差别：①儿童没有考虑所有发生相互作用的系统（比如本案例中的周围空气）；②学生不会使用状态参数来重新描述系统（如本案例中的温度）。2.学生对温度概念的理解——温度主要由物质或材料决定

（1）小学生往往相信物体的温度与它的体积有关，即认为温度是物体含有多少热（或冷）的量度。

超过50%的12岁儿童认为，“大冰块的温度比小冰块的温度低”，因此大冰块的熔化需要更长的时间。

12-16岁的学生难以区分“热”和“温度”。当要求他们说出两者间的区别时，最常见的答案就是它们之间没有差别。其它典型的回答还有：

“温度就是用来测量热的，但热是热的…你可以感觉到热的存在” “温度是热的数量，热使温度升高”

“温度就像一个东西，像太阳，当太阳发光的时候也就产生了温度。但对于热，你必须使某些东西产生热。而温度，就这么来了，就是天然产生的”

大规模成就测验中要求学生预测两份水混合后的温度的题目（图1）

年幼组（8-9岁）多采取“加法策略”，年长组倾向于采取“减法策略”。另一组测试中，16岁学生使用加法或减法策略的比例甚至与使用平均数策略的学生的比例一样多。

（2）相变阶段物体温度保持不变违背了很多学生的直觉，大部分学生并不理解相变阶段的温度为什么保持不变。

瑞典对400多位学生的调查显示，大部分12-15岁的学生预测，只要电炉的火力调节按钮保持不变，沸水的温度就保持在100度。如果按钮调大，80%的六年级学生预测沸水的温度也会上升。

通过教学，学生能知道物态变化时温度不变，但学生认为那是物质在受热时所能达到的最高温度。

“水足够热了，非常非常热，已经是最热了，所以温度就停止上升”（11岁）

例题：阿黛尔把一小块锌放入1000度的炉子里，每隔一分钟观察温度计的读数，分别得到30℃、70℃、200℃、420℃、420℃、420℃……

问题（1）：为什么温度计出现好几次420℃？ 阿黛尔继续观察温度计。问题（2）：你认为，是否：①温度永远停留在420℃；②温度将会继续上升到1000℃；③不知道。

对于第一个问题的回答情况是：大约40%的学生认为“锌正在熔化”；大约20%的学生认为因为“420℃是锌可能达到的最高温度”。对第二个问题的回答情况是：70%的学生选择“温度永远停留420℃”；17%的学生选择“温度将会继续上升到1000℃”。

（3）科学家认为，物体受热其温度必然升高，除非发生物理或化学变化。但儿童认为，是否存在这种因果关系由物质决定，可以被加热的能力是物质的一种“天然”属性。

在接受教育之前，只有1/3的学生认为沙子和糖在受热时温度会升高。在接受教育之后，超过50%的学生认为沙子和糖在受热时温度会升高，但这仍然是一个难以理解的概念。（4）学生很难承认达到热平衡状态时物体温度相等

大多数学生在接受教育之后，仍然认为同一个房间里的两个碟子（金属的和塑料的）不可能具有相同的温度；大多数学生认为在一个60℃恒温容器里放臵好几个小时的不同物质（面粉、钉子和水）具有不同的温度。

（三）教学建议

1.教学应该包括以下内容：

（1）对不同物质做各种加热和冷却实验。这些实验可以给学生提供机会来观察这些物质发生了什么变化，测定它们的温度和周边环境的温度，如果可能的话，还可测定热源（或冷源）的温度；

（2）动手参与水沸腾、冰熔化和其它物态变化的实验，当然还应该包括读取温度计读数。（3）利用讨论和测验等多种形式，帮助学生归纳学习过的概念，以便他们理解这些概念的应用范围。

2.以下这些教学方法至少在一定程度上有助于学生的学习：

（1）教学生使用温度参数来重新描述实验情况（如果实验与温度有关）；

（2）教学生使用热平衡原理，即两个长时间接触的物体之间会达到热平衡，如果有两个物体已经达到热平衡，再加入第三个物体，那么这三个物体又会达到一个新的热平衡；（3）让学生知道温度是确定物质物理状态的参数之一；

（4）让学生学习物态变化温度的适用范围，以及一种物质在受热时（不发生物态变化）温度升高的适用范围。

（5）在讲解与热相关的知识之前应该先有一个过渡步骤。应该先向学生介绍物体的相互作用的概念，这样他们才能知道一个物体的温度也由它周边环境的温度决定。

自20世纪70年代后期至今，国外研究者提出了多种概念转变理论，以揭示概念转变的机制，这些理论已成为当代科学教学改革的思想基础。

五、概念转变的四大理论

1.概念转变的认识论模型（7’）

波斯纳（Posener）等从认识论的视角，提出了概念转变模型（Conceptual Change Model，简称CCM），作为分析概念转变的认识论框架。

该模型指出，概念转变发生必须满足四个条件： 第一，学习者对原有的概念产生不满。

第二，新概念的可理解性。学习者需懂得新概念的真正含义，而不仅仅是字面的理解。第三，新概念的合理性。学习者感到新概念是合理的，这意味着新概念与个体所接受的其他概念、信念是相互一致的，不存在什么冲突，它们可以一起被重新整合。这种一致包括：新概念与原有的认识论信念的一致；与自己的其它理论知识的一致；与自己的经验一致；与自己的直觉印象一致等。学习者看到了新概念的合理性，意味着他相信新概念是真实的。

第四，新概念的有效性。学习者还需要看到新概念对自己的价值：它能解决其他概念所难以解决的问题，并且能向个体展示出新的可能和方向，具有启发意义。有效性意味着个体把新概念看作是解释某问题的更好的途径。

概念的可理解性、合理性、有效性之间密切相关，其严格程度逐级上升，人对概念有一定的理解是看到概念的合理性的前提，而看到概念的合理性又是意识到其有效性的前提。

概念转变的认识论模型并没有充分揭示出概念转变过程的复杂性，一个概念的转变不一定是一步完成的。各个科学领域的不同概念，其转变的过程显然各不相同。这些缺陷与下面将要讲的两个模型密切相关。

2.概念转变的本体论假定（10’）

科学教学实践表明，有的前科学概念易发生转变，而有的前科学概念却难以发生转变，这是为什么呢？齐（Chi）从本体论（ontology）的角度分析，认为概念转变的难易与概念属于不同的本体类别有关。概念可以分为三个不同的本体类别：物质本体类别、关系本体类别和过程本体类别。所谓“物质本体类别”指的是具有特定属性的范畴，如金属、有机物、生物、分子等等；所谓“关系本体类别”指的是依赖于相互作用而产生的范畴，如力学理论、守恒、平衡、食物链等等；而所谓的“过程本体类别”是指随时间的改变而发生的一种变化的范畴，如声音的传播、溶质溶解、扩散运动、生物进化、心肺循环等过程都属于过程本体类别。概念转变分为两种类型：一是“本体类别内”的概念转变，同一本体论类别下子类别之间的转换，称为“枝节转移”（branch jumping）；二是“本体类别间”的概念转变或称为“跨本体类别”的概念转变，比如从“物质”类别转移到“过程”类别，称为“主干变换”（tree switching），前者较易实现，后者较难达成。

如“鲸鱼”常被误认为是“鱼”，但经由增加对鲸鱼的了解，使既有的知识表征逐渐与哺乳类的特性连结，则鲸鱼的分类就不再属于鱼类而是哺乳类。如直接告知学习者鲸鱼是哺乳类，这种类别的改变基本上仍在物质类别中，只不过是从一个分枝到另一个分枝。

“跨本体类别”的概念转变则可以视为根本的概念改变。以物理学为例，许多物理学上的概念（如力学、电学、热和温度）较难发生概念改变，是因为学生原有的科学前概念是属于物质本体类别，但科学家对这些概念的界定却是属于过程本体类别，学习者必须跨越本体类别才能获得正确的科学概念。在科学教学中，儿童在这些概念的学习上是较为困难的。例如，由于电流概念在儿童的原有概念中是属于物质的本体类别，他们通常会有电流“会储存在电池中”或“有重量，有体积”的前科学概念，而没有认识到这些概念事实上牵涉到粒子的交互作用，它们应属于过程本体类别。

3.概念转变的心理模型建构论（6’）

沃斯尼娅多（Vosniadou）从认知心理学角度提出了概念转变的心理模型建构论。心理模型是个人的被模式化的目标系统的内部表征，概念转变涉及到表征的变化，表征的变化就是心理模型的建构，概念转变就是心理模型不断修正与重建的动态过程。

沃斯尼娅多对60个6-11岁的儿童进行了访谈，了解了他们对地球概念的认识，展示出种种“奇思妙想”，是“弱转变”的经典案例。

4.概念转变的多维解释框架（8’）

波斯纳等人在提出概念转变模型时，认为当学生在学习新概念的时候，若能满足概念转变的四个条件，新概念的相对状态就会升高，学生自然而然地就愿意接受新的概念，放弃原有的概念。然而事实上，这样的理论并不如预期中的顺利，例如，许多的科学知识在用于解释现象时，都比前概念还要不能令人满意或难以理解，学生自然没有理由要去进行概念转变。此外，学生也都缺乏对新概念的元认知，所以学生常会继续持有他们的错误概念，而将科学概念置之不理。这样的结果促使研究者再次重新审视学生概念转变的困难，认为影响学生概念学习的因素不单单只需要满足概念转变模型中的四个条件，还应该有更多因素参与概念转变的过程。

针对概念转变模型仅局限于认知方面的不足，平特里克（Pintrich）提出了新观点，提出了影响概念转变的动机性因素：

①目标取向：内在的、掌握型的学习目标有利于概念转变的发生。②自我效能感：对概念转变的影响可能是双重的。

③控制点：内控的学生面对新旧经验的不一致会更积极地去解决。

④态度：学生在不安全的环境下，很少使用认知冲突策略。不成功的学生对学校任务的态度是消极的，焦虑比较高，他们在学校的行为与任务无关，只是希望获得教师的正强化，为了避免不安全感和威胁，他们避免认知冲突。

概念转变教学 篇6

[关键词] 高中 化学教学 迷思概念

在高中化学课堂教学中，教师常遇到这样的情况：学生似乎听懂所讲的化学概念，并能用正确的化学语言和化学式进行表达，但在检测中发现学生对某些概念的理解并不到位、不全面，甚至是错误的，并且是“反复做，反复错”。究其原因，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，学生可能记住了科学概念的定义，但没有真正理解科学概念的实质，存在着一些模糊甚至是错误的认识。这种学生头脑中存在的与科学概念不一致的认识被称为“迷思概念”。

一、化学迷思概念的成因

1.日常感觉的印象。如：不少学生通过纸烧成灰的现象，认为燃烧是一个质量减少的过程。

2.习惯称呼的曲解。如：许多学生认为铅笔芯的成分就是金属铅。

3.类概念的负迁移。如：部分学生在学习物质结构和性质时，将电负性和非金属性混为一谈。

4.报刊媒体的误导。如：前些年有些报刊将“水变成油”鼓吹成解决人类能源危机的新技术。

5.学科间的差异解读。如：高一生物上期讲纤维素的水解时，产物有葡萄糖和果糖，而高一化学下期讲纤维素的最终水解产物为葡萄糖。

二、转变化学迷思概念的途径

化学“迷思概念”具有隐蔽性、顽固性、破坏性，将影响到学生对化学科学概念的建立。这就要求教师在教学中创造条件，从各种途径避免化学“迷思概念”的产生。

1.摒弃“学生白板说”

教师要充分了解学生对所学新概念的不正确认识，敢于承认学生的“迷思概念”并给予理解。教师要转变观念，在科学概念教学中不能忽视学生已有的非科学观念，采取适当方式激起学生对原有错误观点的不满，或提供比学生原有观点更合理的材料，促进学生积极转变化学“迷思概念”。

2.通过各种途径促进“迷思概念”的转变

（1）教师诱导学生在不同的知识连接点上暴露化学“迷思概念”，并加以强化纠正。例如，化学平衡易与物理上的“受力平衡”相混淆，认为“化学平衡状态是反应物和生成物的浓度相等的状态”。教师可以让学生通过三段式分析法，计算平衡时真实浓度，让学生暴露化学“迷思概念”。

（2）教师积极引导学生自主探究，建构完整的知识体系，从表面联系到本质联系，从感性认识到理性认识，从生活经验到科学概念。

（3）教师适当运用正迁移，调动学生已有的知识及其认知结构，同化所学新概念。例如，物质结构和性质中电子云的概念很抽象，学生很难从绕核作圆周运动的“迷思概念”中转变过来。教师把电风扇旋转时叶片的状态迁移过来，就方便学生的理解。

（4）教师设计合理变式练习，从不同角度、方面和方式变换事物的非本质属性，从而揭示其本质属性，强化化学科学概念的内涵和外延。

（5）教师要引导学生建立概念图诊断学生的“迷思概念”，可以探知其知识的组织与结构的情形，了解其学习状态。概念图作为一种可视化工具，用来描述一个人的概念知识，它能够引导学生将新学的概念知识与原有的概念进行沟通。概念图用于分析学生认知结构有两大优点：①层次结构可以反映学生搜索已有概念、把握知识特点、联系和产出新知的能力；②从所举具体实例上可以获知学生对概念意义理解的清晰性和广阔性。

三、转变化学迷思概念的一般步骤

1.教师要了解学生学习新知识的概念准备状态

高中生的知识结构还比较简单，同化新概念的能力还不够强。这就需要教师调动学生已有的知识储备，通过创设一定的问题情境使学生产生认知冲突，帮助其调整认知结构，加强新旧概念间的联系，彻底理解新概念。

2.教师要准备足够素材以防备学生产生错误认识

学生课堂上受各种因素影响，极易产生“迷思概念”。这就要求教师提供大量的、相关的课堂背景素材理解各种基本概念，佐证新概念的严谨性，来帮助学生充分理解各种基本概念，从而消除学生产生“迷思概念”的可能性。

3.教师要针对已产生的概念误差提供重新构建的机会

每一个学生的知识储备和理解接受能力存在差异性，难免产生概念的认识误差。这就要求教师具有足够的耐心，进行针对性的设计，重新构建知识体系，强力纠正已产生的“迷思概念”，防止其在一个不确定的情境下突然出现，产生危害。

总之，学习在本质上是一种沟通，是人作为个体与自然、他人和社会的沟通。“迷思概念”的发生在很大程度上源于教师与学生之间的沟通产生了障碍。因此，教师在平时的教学实践中应该更加注重沟通，多进行师生间的交流，尽可能地消除“迷思概念”的不良影响。

[参考文献]

1.季 渴《概念图——诊断迷思概念的有效工具》（《考试周刊》2010.3）

2.徐志军 王存宽《国外化学键迷思概念研究对我国高中化学键教学的启示》（《化学教育》2010.6）

（作者单位：河南省三门峡市陕县陕州中学）

概念转变在机械教学中的应用 篇7

机械制图的投影法理论是促使概念转变的一个典型实例。我们已经知道投影法是识读机械图样的理论基础, 但是它是怎么形成的?是人们杜撰出来的?或是发明的?当然都不是。它是人们在长期的生产生活中, 通过观察光线经过物体会在地面上留下影子这一自然现象, 总结引申出来的规律 (对比图1、2) 。这样的日常现象学生都能见到, 都是可接触到的;同时也能理解不同的物体都有不同的影子, 同一个物体在不同的投影中影子也不同。人们将这些现象进行总结并发展成制图中的正投影法, 而中心投影法也适用于建筑物的效果图及美术图 (见表1) 。这样, 自然界中的普遍现象在学生的概念中, 其状态得到了转变, 在绘制机械图样和建筑图样中得到了运用。

当学生已学习正投影法的 (理表论1) 知识后, 我发现他们还是不能很好、全面掌握领会基本视图, 对于六视图的完整绘制也不能高质量完成, 有没有办法解决呢?在实际教学中, 当讲解完主要内容后, 我提示学生观察主后、左右、俯仰对应视图之间的关系, 譬如可以“透过”纸张观察主视图并和后视图进行比较。他们惊奇地发现, 除了少数的几根线型不同外, 两个视图是一模一样的, 这种关系同样适合左、右视图之间。而对于俯、仰视图, 那就不仅要“透过”纸张还要把书本颠倒个180度。 (见表2) 经过这样的观察, 学习者认为有道理、可理解, 并且非常实用, 学生能很快地高质量完成习题, 做题的正确率出乎我的意料。接着我引导同学思考, 为什么存在这样的关系?细想下来, 其实道理很简单, 这是因为视图的观察方向对应关系造成的。

概念转变的另一个应用, 就是机械基础中的格拉肖夫条件了。 (a) 最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和, 即构件长度和条件; (b) 连架杆与机架中必有一个是最短杆, 即最短构件条件。 (何元庚主编教材) 它们是判别相邻两构件能相对转动的条件, 也即铰链四杆机构中判别曲柄是否存在的条件。但是, 在教学中, 学生不能很好地应用这个概念, 对机构的判断往往产生偏颇。我在教学中发现, 学生之所以存在问题, 是因为题目是要判断机构的类型, 而概念的内容却是是否存在曲柄。这就需要将概念和实际解决的问题对应起来, 进行概念转变。我在教学中注意了这一环节, 把格拉肖夫条件转变成曲柄存在数量的判别, 因为很容易理解没有曲柄则曲柄数量为零。在教学中, 应该特别注意概念的实用性, 在讲授好概念后, 直接用概念解决问题, 实现概念的转变。学生之所以难理解, 是因为概念的内容是是否存在曲柄, 而题目是要判别铰链四杆机构的类型, 学生不能很好地理解这里面的逻辑关系。对于学生来说, 要强调的是概念的实用性。

概念教学是自然科学教学的重要组成部分, 其目的是要让学生正确理解科学概念, 同时改变原有的朴素理解。职业学校的机械课程为教师们的教学实践提供了很好的平台, 我们在教学中应该特别注意概念的可理解性、合理性和有效性, 引导学生学以致用, 提高他们的科学素质。在实践中, 还应广泛听取同学们的观点, 用可理解的、有道理的、有用的概念去构建学生知识体系, 用诸如提供实例、应用于不同情境、给予不同的思考、合作学习等灵活多样的形式帮助学生探索不同的想法, 改变其观点, 促使概念的转变。

参考文献

概念转变教学 篇8

现在对迷思概念主要的定义, 是指学生在接受学校教育之前, 对于学习的定义、学科内容、教科书内容、教学内容等, 已持有一些不同于教学者或课程内容的想法、信念等原有知识概念。此种原有知识概念与正式的学习内容容易产生冲突, 而且不容易透过学习扭转过来, 在教学后, 可能造成对课程内容的误解。

2 迷思概念的成因

2.1 编码的问题

编码是个体在接收外界刺激或信息时, 将信息转换成代码的过程, 它是一种学生将所面临的问题在记忆中转换成合适表征的过程。编码完成后, 将信息储存在长期记忆中, 以便随时提取。但迷思概念是学生在编码过程中, 未循着正常的方式加以合适的编码所造成: (1) 编码的时间问题:所花的时间太短促, 无法正确表征出原有的信息, 以致于产生以偏概全。 (2) 不当的编码及编码的效果:可能是缺乏先备的知识、经验或是将无关的因素加以编码、建构所造成, 导致学习能力受到限制。

2.2 学习信念的问题

学习信念是学生在学习过程中, 对于过程中所有的相关因素及变项所持有且信以为真的观点。其内涵包括对自我概念、学习活动、学习内容等方面的信念;学习信念会影响学生本身对学习活动的评估与知觉, 并且影响学习的成效。例如:如果学生认定学习内容及概念的正确与否对未来生活很有帮助, 则学生就偏向认真地学习, 因此就较不易形成迷思概念。

2.3 经验因素

形成迷思概念的原因可能来自个体实际经验的建构, 这些经验包括直观世界、学习经验、日常生活事件的观察、情境脉络、思考等, 这些经验的建构对学生的学习产生直接的影响。 (1) 从日常的经验与观察:迷思概念的形成原因常来自个体日常生活事件的观察, 但是感官所能察觉出来的现象通常没有办法非常完整, 容易运用有限的方法去寻求答案。另外, 个体偏向以主观的自我意识去筛选外界的事物, 影响对日常生活的解释。 (2) 来自一些天赋观念或直观世界:个体在处理问题时, 经常以其直觉作为推理的依据。假设处理的过程没有太多的挑战, 那就更加深了自己从日常生活的经验与观察所得的观念。 (3) 学习经验与情境中不同诠释所产生的混淆:在学习过程中, 个体将旧经验、先备知识与学习内容的知识和策略相连结、对比而产生新的学习。而形成迷思概念的原因, 为学生因情境不同而运用不同的概念加以诠释、类比、说明所产生的混淆。

综上所述, 高职学生数学迷思概念的来源与形成可分成三方面: (1) 学生个人因素方面: (1) 学生从日常生活经验中获得错误数学概念。 (2) 学生本身学科知识不足, 对数学概念不了解。 (3) 学生认知发展不够成熟。 (2) 环境因素: (1) 来自数学教材、媒体或网络的错误信息或误解。 (2) 受到长辈或同学的想法或经验所影响。 (3) 学校教育方面: (1) 教师本身数学知识不足或存有迷思概念。 (2) 教科书内容或图片的错误引导。 (3) 过度使用单一教学法。

3 改变高职学生数学迷思概念的策略

3.1 运用合作学习

许多研究发现学生对于迷思概念有抗拒的倾向。根据皮亚杰“同化”、“调适”的理论, 概念改变必须引起个体内在不平衡 (或认知冲突) , 使个体进行调适, 建立新的概念结构或调整现有结构, 以达平衡。而引起个体内在混乱状态最常见的来源是和别人互动。因此, 应鼓励教师让高职学生相互讨论, 同时透过群体学习, 教师不能只告诉学生事实, 而是透过合作学习的对话与分工以获得正确概念。

3.2 形成认知冲突

学习并不只是单纯地加入新的片断信息而已, 应涉及新旧知识间的互动关系。而概念的改变形式可分大范围与小范围, 称之为同化与调适。而概念改变必须有四个条件: (1) 学生必须对现有的概念感到不满。 (2) 新的概念必须是可理解的。 (3) 刚开始时, 新概念必须是合理的。 (4) 新概念必须是丰富的。所以透过认知冲突的方式, 使高职学生了解他们个人的理论与实际上是不适当的、不完整的、不一致的, 而此时实际上解释可作为一个更具说明力且合理的取代物, 那么概念的改变才有可能发生。

3.3 电脑模拟学习

现今电脑网络的发达, 全面普及信息教育及信息应用是当前国家高职教育的重要目标, 为了促使改善传统教学模式与制度, 使教材、教法、评量及教学媒体多元化, 教师可以利用多媒体电脑辅助教学软件, 结合文字、声音、影像等功能, 透过分组合作方式, 再加上网络丰富的资源, 以突破传统教材的限制, 透过电脑模拟或虚拟学习, 以促使学生学得正确的概念。

3.4 多给学生实地动手操作机会

高职课程改革以来, 特别强调以学生为中心, 教师为辅, 摆脱以往单向式教学法, 采取师生互动、学生合作教学模式。由此显现, 教师仅仅扮演教学辅导角色, 活动过程中学生主动思考, 设计解题步骤并动手操作具体物, 高职学生在学习过程中除能主动建构知识外, 同时能获得完整数学概念, 更能借由操作实物将数学概念学习正确且完备, 相对地, 迷思概念也会减轻。

3.5 教材设计应重视高职学生先备经验, 留意新旧概念连结

教师教材编写务必对高职学生先备经验有所掌握, 避免出现重复概念或过于艰难数学命题;在教授新概念前, 留意高职学生学过的旧经验, 设计符合学生实际水平的教材, 将新旧教材作最好的对照与连结。此外, 类比教学常为教师与教科书所使用, 但有其局限性, 有些可能得到不错的效果, 有时却可能造成类比误用, 进而导致迷思概念的产生。

3.6 教师专业成长与自我反省

迷思概念不仅学生会发生, 甚至教师也会产生。所以鼓励教师改进自己的教学方式的第一步, 便是要让教师了解自己的教学活动类型, 而让教师了解自己教学活动类型的方式便是鼓励、支持教师学习、分析和整理各种教学活动过程, 来反思并改进自己的教学, 帮助自己进行专业成长。同样的, 教师也可以透过专业成长的活动, 包括在职进修、研修活动、通过与专家学者的对话等, 随时进行自我反省与检讨, 以避免迷思概念的产生。

4 结语

教师的任务在于帮助学生能有意义和有效地学习, 学者们普遍认为分析学生的数学迷思概念可以了解学生的内在概念, 能使教师更清晰地了解学生的心理运作, 对于教学策略的修正、补救教学的实施有相当大的帮助。因此, 面对学生某些概念学习成效不大的事实, 教师应对学生迷思概念的特性、成因及类型都要作深入的了解, 方能针对学生在概念学习上可能遭遇的困难加以防范, 并对其所产生的错误加以诊断。

摘要：每一个概念形成的背后有许多复杂的因子, 这些因子环环相扣, 其中某一地方发生问题, 一定会影响到其他因子的发展。因此, 探究数学教学每个关系环节, 才能探查到数学概念发展过程中的错误环节, 找出迷思概念的所在。依照学生概念产生的过程, 以学生的各种表现探讨迷思概念的成因。从学生的思考模式、语言、表达方式等诸多线索中去发现迷思概念的所在。

概念转变教学 篇9

一、转变错误前概念的基本思路

皮亚杰的发生认识论指出:认知冲突是人的原有图式与新感受到的事件或客体之间的对立性矛盾。学生学习新知识时, 总是试图以原有认知结构来同化对新知识的理解, 当遇到不能解释的新现象时, 就会发生认知冲突。当冲突产生时, 学生需要对新信息或原有的图式做调整以解决冲突。而教师则要激起学生的兴趣和好奇心, 使其在解决冲突中完善认知结构, 因此, 引发观念冲突是观念转变的契机和动力。波斯纳的观念转变理论也指出:对当前的观念不满意是产生观念转变的关键。因此围绕“引发认知冲突、引导思维、解决冲突”的方法来促使观念转变是转变错误前概念的一种行之有效的思路。

二、转变错误前概念的教学实践

笔者就自己的教学实践, 介绍进行初中物理教学时, 针对学生在学习过程中暴露出的错误前概念, 所采取的一些效果很好的教学法。

1. 尝试错误法。

当学生产生了某些失误或偏差, 教师一般的做法是给予改错、讲评、指正, 但是往往难以奏效。这时, 不妨让学生自己在偏差的思路上“碰一碰南墙”, 在错误的泥潭里拔一拔双脚, 切身感受陷入错误的滋味, 然后老师再拉一把, 给予点拨和引导, “吃一堑, 长一智”, 从山穷水尽的困境走向柳暗花明的坦途, 享受成功的快乐, 这种“先试错, 再纠错”的做法很有效。

比如, 在解决与摩擦力有关的问题时:

例如:小明向右用力推放在水平地面上的一张桌子, 但未推动, 这是因为 ()

A.桌子质量太大

B.推力小于桌子与地面的摩擦力

C.推力等于桌子与地面的摩擦力

D.桌子的重力大于推力

(1) 试错:先让学生自己解答, 暴露错误:学生首次遇到这样的问题, 多数同学存在的错误前概念是:桌子没推动是因为摩擦力太大, 大于小明对桌子的推力。让学生谈自己的解题的想法时, 发现产生这一错误的原因如出一辙:根据自己的生活经验得出。

(2) 教师提出问题:因为此时桌子在水平方向只受摩擦力和推力, 根据同学们的思路, 桌子没推动是因为摩擦力大于推力, 根据力和运动的关系分析一下, 桌子应处于什么状态?

学生:因为合力与摩擦力的方向相同, 故桌子应向左运动。

教师:即我们用力向右推桌子, 结果桌子向左跑了。 (学生笑, 知道这样的现象不可能发生) 显然, 这样的结果是不可能的。错在哪里?

让学生之间讨论交流:一方面感觉自己对前面推桌子没被推动的选择没错, 另一方面又清楚当桌子原来静止时, 若桌子所受合力与摩擦力的方向相同, 桌子应向左运动也没错, 但最后所推结果明显不可能。因为力和运动关系不会有错, 那错误只能是对选择题中桌子的受力分析有问题。

(3) 纠错:当我们遇到一个情境比较熟悉的物理问题时, 首先应想到用相关的物理知识与方法去解决问题, 而不是生活经验, 尤其是当由生活经验所推出的结果与由物理规律所得结果矛盾时, 应以后者为准。比如本题, 桌子所受力的大小关系与它所对应的状态息息相关, 所以应首先明确此时桌子的状态。虽然桌子受到推力, 但桌子没动, 表明它仍处于静止状态, 即平衡状态, 根据力和运动关系可知, 处于平衡状态的物体所受力互相平衡, 所以桌子在水平方向所受的推力与摩擦力是一对平衡力。

2. 生生互动法。

通过学生的讨论与对话引发观念冲突。每个学生对问题认识的深度和广度不同, 对事物的理解有的较全面, 有的较片面, 有的深刻, 有的完全错误。在学生互动交流的过程中, 学生之间会产生不同观念的对立、交锋, 从而引发观念的冲突。此外, 通过学生之间的互动使学生可以超越自己的认识, 当看到他人的观念比自己的更合理时, 学生开始对自己的观念产生不满, 迫切要求改变原有观念, 接受新的正确的科学观念。大量的实践已证明生生互动的合作学习对转变错误观念的有效性。

例如:体育课上, 小明匀速爬杆, 小刚匀速爬绳。若两人的体重相同, 有关他们受到的摩擦力, 下面说法正确的是 ()

A.因为爬杆时手握杆的压力大, 所以小明受到的摩擦力一定大

B.因为绳子粗糙, 所以小刚受到的摩擦力一定大

C.小明和小刚受到的摩擦力一定相等

D.若小明的体重大, 则他受到的摩擦力一定大

教师:为了检查学生知识点掌握的是否真正清楚, 还特意强调了绳子比竿粗糙。果然学生上当了:

学生甲:小明比小华所受摩擦力大, 因为绳子比竿粗糙。 (暴露了学生存在的错误的前概念:接触面越粗糙, 摩擦力一定越大)

虽然此答案是错误的, 但赞同此答案者占多数, 我不动声色地问:其他同学呢?

学生乙:小明和小华所受摩擦力大小相等, 因为他们都处于平衡状态, 所受摩擦力和重力是一对平衡力, 大小相等。

此答案正确, 我原本打算让这个同学给大家再仔细讲一遍, 若学生不懂, 我再上场, 但这样做的效果会很一般。突然, 我灵机一动, 不如让乙同学来个答记者问:即让持不同意见的学生对乙同学提出自己的疑问, 乙同学能解答明白最好, 即便是其他同学没被说服也不要紧, 最起码把他们的错误的想法暴露出来, 也便于我对症下药, 同时也可检查乙同学是否真的知识点掌握清楚了。于是, 出现了下面的一幕:

同学们很踊跃地开始发问 (我想这些同学之所以有积极性, 一是确实有问题, 二是也想难倒乙同学。不管怎样, 他们的积极性被调动了起来) 。

结果乙同学在回答了两次提问后, 渐渐地招架不住了, 看来还是知识点掌握的不够牢固。于是, 我建议他:“你可以请求援兵帮忙呀!”, 果然另一个持正确答案的同学勇敢的站起来助阵, 但终究学生的表达能力欠佳, 仍有部分同学不服。

于是, 我及时上场, 把两派同学的矛盾展示出来, 适时地又提出问题:乙同学的观点确实符合刚学的物理规律, 但同学甲的想法好像也有道理, 到底谁的答案正确呢?我发现此时, 同学们开始了真正的思考!

随后, 我只是简单的点拨了一下, 同学们出现了恍然大悟的表情, 至此, 这个难点问题得到了圆满解决。为什么以往需要多次教学才能彻底解决的难题, 今天却如此顺利?回想起来, 以前的处理方法是老师反复讲, 没有发动学生, 没有真正调动学生内在的需求, 而采用生生互动的方式激发了学生的积极性, 通过生生互动, 使他们发现了自己问题的症结所在, 从而进入了较深入的思考, 教学效果自然和以前不可同日而语了。

3. 放大过程法。

牛顿第一定律, 否定了几千年来人们关于运动和力的错误观念, 牛顿第一定律的建立, 在观念上是革命性的变革, 在科学的动力学体系中是不可缺少的重要基础。但是在进行牛顿第一定律的教学时, 发现相当多的学生对力和运动的关系存在这样的错误前概念:力是使物体运动的原因, 失去了力的作用, 物体运动将停止。

导致错误前概念产生的原因:缘于日常生活中的一些现象, 比如:教室的桌子不推不动, 撤去推力桌子运动将停止。

以上现象之所以产生如此大的误导作用, 究其原因, 主要是撤去对桌子的推力后, 所受地面的摩擦力相对较大, 使桌子的运动状态改变得很快, 减速过程太短暂, 即桌子从运动到停下来的时间太短, 学生无法观察到桌子减速的过程, 所以要从根本上扭转学生的错误观念, 必须想办法把停止对物体用力后, 物体的运动状态的变化过程尽可能放大。学生只有看到具体的现象后, 才可能改变过去认识上的错误, 真正从心里接受正确的科学观念。

如何实现放大过程的想法呢?我作了以下尝试:

(1) 从引起学生错误前概念的身边的物体进行实验, “放大”桌子失去推力后的减速过程:加快桌子的运动速度。采用此方法, 学生观察到桌子的减速过程, 并和“汽车刹车后继续前行一段距离”的现象类比, 把活生生的现象摆在学生面前, 与学生头脑中已有的错误观念发生冲突, 让学生首先认识到“撤去力, 物体的运动将停止”可能是错误的, 物体之所以运动停止是因为受到摩擦力的缘故。

(2) 认真完成教材上的实验:让同一小车以相同的初速度分别在摩擦力不同的表面上运动, 观察车滑动距离的远近。

引导学生对上述实验现象进行讨论, 如果摩擦力为零, 物体将如何运动?这些实验现象也均与学生已有的错误观念矛盾, 可以引导学生去重新思考力与运动之间的联系, 为下面的实验进行了思维上的铺垫。

(3) 气垫导轨实验:由于气垫导轨装置正常工作时, 滑块与轨道之间只有一层空气层, 摩擦力极小, 可以进一步放大物体失去推力后的减速过程。用气垫导轨演示滑块在气体轨道上撤消推力后的运动情况, 学生可以清楚地观察到滑块的运动状态几乎不变, 此实验现象有力地驳斥了学生头脑中“停止用力, 物体就停下来”的错误观念, 加之前面做的层层思维铺垫, 从而可以使学生比较顺利地否定以前的错误观念, 接受正确的力和运动的关系:力是改变物体运动状态的原因, 如果不受外力, 物体将保持原有运动状态不变。

4. 创新实验法。

《光的传播》是初二学生接触的第一节光学课, 通过多年的课前了解发现学生中普遍存在这样一种错误的前概念:光在同种介质中一定沿直线传播。

导致错误前概念产生的原因:学生在日常生活所观察到的光, 例如:夜晚探照灯的光束、晚上汽车头灯发出的光及电影院里电影放映机发出的光等在空气中都是沿直线传播的。

新课程标准对这部分的内容要求是:“通过实验探究光在同种均匀介质中的传播特点”。光在同一种均匀介质中是沿直线传播的实验很容易完成, 但要想得到光沿直线传播的条件, 必须做出“光在同种非均匀介质中是沿曲线传播”的实验, 如果能完成此实验, 则可以转变学生出现的上述错误的前概念, 同时这一节的重点和难点将得到突破。但完成此实验的难度比较大, 很多教师包括自己以前一直是以“太阳还在地平线以下时, 人们就能看到太阳, 表明光经过密度不均匀的大气层时传播路径发生了弯曲”为例来说明“光在同种非均匀介质中是沿曲线传播”, 由于学生没有亲眼看到过例子中的现象, 所以这样的教学效果很不理想。

看来, 要想让学生比较彻底承认并信服科学的观念, 必须设法通过实验让学生亲眼目睹到“光在同种非均匀介质中是沿曲线传播”的现象来引发与错误观念的冲突, 后来, 笔者经过努力, 进行了半个多月反复的实验探索, 终于成功地完成了这一实验。成功的实验过程如下:

(1) 向方形玻璃缸 (10cm×10cm×10cm) 中, 倒入5cm深的热水, 放到垫有石棉网的三脚架上, 然后向缸内加白糖, 直至饱和。点燃酒精灯加热刚才的糖水溶液, 同时继续向缸内加入白糖 (约需要再加入300克白糖) , 直到在高温下重新饱和后, 熄灭酒精灯停止加热, 从三脚架上取下方玻璃缸, 这时还要用玻璃棒不断地慢慢搅拌, 以防止糖水溶液在降温过程中溶解度降低白糖会结晶析出, 当溶液的温度降到室温后停止搅拌, 这样就配好了高浓度的糖水溶液。

(2) 用热水配制浓度较低的白糖水溶液。

(3) 用常温的水配制浓度更低的白糖水溶液。

(4) 按浓度从大到小的顺序, 把配好的两种糖溶液用玻璃棒引流到配好的高浓度糖水溶液中, 其中较低浓度的糖水深约为2cm, 浓度最低的溶液深约1cm。

用激光笔照射最后配好的不均匀的白糖水溶液, 可以明显观察到光的传播路线发生了偏折。然后把这杯糖水放置两天后, 当用激光笔从方玻璃缸的侧面斜向上约70°角射入时, 光线在糖水中形成了一条很明显像一条弯弯的桥一样的曲线!把这一实验展示给学生时, 引起了学生的一片惊叹!这一活生生的现象引发了学生的思考, 从而扭转了学生错误的前概念, 顺利的得出了“光在同种非均匀介质中是沿曲线传播”的科学结论。

三、转变错误前概念的后续工作

需要注意的是, 要彻底转变错误前概念仅靠一节课是不现实的, 还需要做好课后的后续工作:即加强科学观念的巩固。新习的的科学观念若不经过巩固强化, 就容易遗忘, 并且由于错误前概念的顽固性, 使得巩固强化科学观念成为错误前概念转变教学不可缺少的环节。该阶段主要引导学生将建构的科学观念运用到其他新情境, 促进观念迁移, 形成对科学观念更深刻、更全面的理解;同时还应通过对科学观念的广泛运用加深科学观念在头脑中的印象。这样, 在有些情况下, 虽然学生仍有错误观念存在, 但通过巩固强化阶段可以进一步促使错误观念的转变。

摘要：错误前概念制约着学生对科学知识的准确、深刻理解。如何纠正错误前概念以实现物理教学过程的最优化是物理教学研究的一项重要课题。引发观念冲突是观念转变的契机和动力。对教学实践中出现的典型错误前概念, 应采取有针对性的教学方法, 促使错误观念的转变。

概念转变教学 篇10

一、前科学概念的特点

1.广泛性。前科学概念的广泛性特征是不容易引起注意的, 学生在接触生物知识之前, 对于生活中许多情况已经有了潜移默化的经验, 如在遗传变异、细胞与分子等知识方面, 即使没有学习生物, 通过人与人之间口头传述或依靠现代传媒技术, 也已经有了大致的了解。同时日常生活中零碎知识分布范围十分广泛, 涉及许多方面, 在学生生物学习的各个阶段这种广泛性都会体现出来, 然而学生的前科学概念仅表现在客观具体的生物知识上, 对于一些抽象细节化的生物知识, 这种前概念基本上涉及得很少。

2.自发性。前科学概念的形成一般情况下是无意识的, 学生并没有想要主动有目的性地接受这些知识。但随着生活经验的逐渐丰富, 通过对周围事物及环境的逐步观察与了解, 这种概念及知识的获得就呈现出自发性的特点。这些生活经验在学生头脑中慢慢积累, 最终形成固定的概念及模式。这种概念的形成并不是外界刻意地强迫其理解和接受, 而是学生主动自发地将这种概念收入脑中。他们站在自己思维理解的角度对事物形成概念, 这些前科学概念通常也都是满足其认知发展的。

3.顽固性、稳固性。由于学生主动对事物形成头脑中的前科学概念, 一般情况下这种事物留下的深刻印象是不容易消除和更改的, 在后期教学中我们也发现, 这些概念根深蒂固、不易抹除。如对于病毒这一概念, 学生认为病毒会导致疾病的发生, 认为病毒是有害的。

4.隐蔽性。这种前科学概念不易被察觉, 即使是产生前科学概念的本人, 也难以具体罗列出头脑中的前概念到底都有什么。前科学概念以一种微妙和潜在的形式存在, 只有接触到具体的人或事, 才会起到强烈的作用, 而且几乎是下意识地就反映出来。

5.反复性。前科学概念是一个渐变的过程, 即使有顽固性, 但形成意识的主体在不同情况下也会对自己的前科学概念做出更改, 它是一个反复的、可更改的概念, 因而方便生物教学。

6.断续性。前科学概念的形成并不是一个系统的过程, 学生在不同的年龄阶段会对某一事物形成大致的感知, 这些事物特征也仅仅符合当时的认知情况。步入系统学习之后, 我们发现, 这种前科学概念断断续续, 片面性很强, 这也是与科学概念不同之处。

二、存在偏差的前科学概念的转变策略

1.通过揭示性问题使前科学概念暴露出来。若要使前科学概念发生转化, 首先要让教师认识到学生的前科学概念都反映在生物教学的哪些领域, 什么方面, 采用一些关键性、点拨性的语言提问或说明使其暴露出来, 或通过说明一件事情或一种情况, 判断学生对其的反应, 抓住前科学概念的发展方向。同时, 教师也可以根据自身经验进行有侧重点的推断, 结合自身在同一年龄段思维发展的程度及意识形态, 选取相应揭示性的问题。总之, 教师应以引导的方式有意识地为学生搭建一个倾吐个人想法的平台, 通过互相交流, 使教师掌握学生的想法, 方便调整教学策略。例如, 尿糖高一定是糖尿病吗?生长素的合成一定需要光吗?诸如此类。

2.创造认知冲突, 帮助前科学概念向科学概念转化。在上一阶段的了解过后, 教师可对回答有偏差的观点直接说不, 直指错误观念, 然后给学生一段时间讨论, 再进行提问, 最终给出科学概念的答案, 并讲解其中原因。在创造认知冲突时可采用情境创设的方法, 诱导学生倒出思想观念中的错误观点, 然后加以指正, 一方面可使前科学概念发生转变, 另一方面可帮助学生牢记科学概念。如对缩手反应形成认知冲突。

3.反复强调科学概念, 及时进行专项强化。学生进行上面两个步骤后, 头脑中的观念仍时常出来反驳科学概念, 因此教师在后面的相关讲解中要反复强调容易出现认知错误的问题, 在纠正学生错误观点时, 将问题的正反方面进行对比来解析, 让学生发现其中的不同, 同时指出错误观点的错误所在。如提问:是否所有植物都是生产者, 且只有植物是生产者?对于学生的肯定回答给予否定说明, 举特殊反例:生产者主要指绿色植物, 也包括能进行化能合成作用的细菌。在讲完科学概念之后, 马上让学生进行问题的专项训练, 使观念更加强化。

三、结语