概念转变（精选10篇）
概念转变 篇1
建构主义学习理论认为,学生是在原有的认知结构和知识经验基础上进行学习的，学习是一个主动建构的过程，而不是被动地吸收和储存教师所提供的零散的知识信息。因此，了解学生知识、经验的状况以及思维习惯，尤其要了解学生已有概念中那些不全面甚至错误的想法与观点，是进行科学教育的基础和前提，对提高化学教学质量有着重要的意义。
前科学概念与“相异构想”
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，有些与科学概念相悖，这些偏离或背离科学概念的观点与认识即为“相异构想”。
学生正式学习化学前已形成大量的前概念，其中包含众多的“相异构想”，由于学生大脑中的“相异构想”作用，输入学生大脑的有关化学教学信息往往失真和畸变，并错误地支配着学生的学习行为，对化学学习有着很大的负面影响，教学中清除一种“相异构想”要比传授一个概念、原理困难得多。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”，是教育工作者迫切需要解决的课题。
中学生化学“相异构想”的现状调查及成因分析
中学生化学“相异构想”的现状调查
调查方法和对象。我校自进入新课程改革以来，在每学年开学初一周内对初三新生进行摸底调查，旨在了解学生在没有正式接受化学学科教育之前对化学的认识程度。本次调查于2007年9月第一周进行，调查的问卷共分两部分，第一部分主要围绕一些常见物质、现象，如纯净物与混合物、溶液及溶解、燃烧、生锈等内容来设计。第二部分主要针对本地的实际情况及化学学科的特点进行设计，旨在了解学生对环保知识、化学职业的了解、化学课堂教学及化学教师的期望进行简答。调查对象为本校初三的七个班，共收回有效问卷342份。
统计结果。初步统计结果表明，初中生在学习化学之前就已经拥有较强的前科学概念,对多数化学核心知识的一致性概念和相异性概念都十分显著(“一致性”表示学生的看法与参考答案相一致，“相异性”表示学生的看法与参考答案不一致)，尤其是比较抽象的知识如溶液的均一性、溶解过程、物质的组成、分子的性质等的相异性更为突出。
现摘几项归纳（见附表1)
从第二部分回答的情况看，大多数学生对环保知识有一定的了解，能说出治理汽车尾气排放、治理水体污染、进行垃圾分类等环保措施，仅有6.2%的学生不能说出。对化学职业的了解，有11.9%的学生说不知道或不能回答。对化学课堂教学及对化学教师的期望，有52.6%的学生希望能多做实验、多动手实践，有58.8%的学生希望化学教师能幽默风趣、态度和蔼，使化学课上得生动活泼。
中学生化学“相异构想”的成因分析
从调查研究和教学实践中发现，学生产生化学“相异构想”的途径有很多，其中有的是由于学生对自然现象的观察或生活经验的积累，有的来源于日常用语与科学用语之间的差异，有的则由于学生的抽象思维能力的不足……现将学生形成“相异构想”的心理途径归纳为以下几点：
先入为主的日常生活经验。学生在日常生活中，由于知识经验有限，辩证思维还不发达，思维的独立性和批判性还不成熟，考虑问题容易产生表面化，往往会被表面现象所迷惑，看不到事物的本质，容易形成一些错误的前概念。如“纯净”与“混合”是学生日常生活中较为熟知的概念,因而有的学生认为“纯净物只含一种物质,混合物由几种物质混合而成”,“纯净物不含杂质、混合物含杂质”等。也有很多同学认为“白色”即“无色”“透明”等。
旧有概念的局限。实验告诉我们，使学生明确概念的外延是深化对化学概念的理解、正确运用概念解决实际问题的关键。而概念的形成往往是一个内涵不断丰富和外延不断发展的过程，学生常常会受到原有概念的局限而产生不全面的甚至是错误的概念。如生物课程中涉及到这样的知识点:“淀粉、蛋白质和脂肪都含有碳,并且都能燃烧,这样的物质叫做有机物。水分和无机盐不含碳,并且不能燃烧,这样的物质叫做无机物。”因此有些学生从名称中判断“一氧化碳是有机物”或“纤维素是无机物”等。
词语与化学用语带来的曲解。化学概念通过词语说明和定义，使直观材料的特征更鲜明、更突出，弥补了直观材料的不足，提示事物之间的内部联系。但实践告诉我们，学生常用在生活中形成的对词语的理解来理解化学概念，并由此产生对化学概念的曲解。另外，化学用语的直观性和缺少附加说明是造成“相异构想”的一个重要原因。化学用语是化学特有的语言，能准确、简练地表达化学含义，在学生眼中它代表着正确的化学认识。但化学用语的简练使学生难以把握其内涵和外延，容易形成相异构想。
不恰当的类比推理及知识的负迁移。学生在学习一些化学概念时，运用类比思维可得到很大帮助，但有时用其他概念来类比推理一些化学概念时，会导致错误的结论。例如学生在日常生活看到的金属多为固态,感觉比较坚硬,有的学生认为“金属都是固态的”,多数同学认为“金属是硬的、比较坚固、比较重”等，甚至有学生认为“金刚石是金属”。又如受日常用语的影响,少数学生认为“盐”是“食盐”的简称、“金”即“金属”等。
媒体或教师的误导。学生除在化学教学的课堂、课本、资料中获取信息外，通过广播、电视、报纸杂志、因特网等渠道，也可以获取大量的化学知识，但其中不少是错误的。如广告语“本饮料由纯天然物质配制而成，绝对不含化学物质”就是不科学的。有些“相异构想”可能是由于在教学中教师过分强调正确的概念而没有突出强调导致学生误入歧途的一般性概念。也就是说教师过分强调问题的某一侧面时，会暗示学生忽略对其它方面的思考。如初中教学中教师过分强调最外层电子对元素性质的决定作用，给学生造成的暗示是原子结构的其它部分对元素的性质无影响。
促进学生“相异构想”转变的教学策略
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。因此，教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生认知结构主动建构的组织者、帮助者、促进者。如果教师能够按照学生思维建构过程实施素质教育，必将取得良好的效果。
注重课前分析。在新课讲解前，设法了解清楚学生对研究课题的“相异构想”和思维方式，弄清与新知识间相融和相悖之处，以便授课时有针对性地重点讲解，帮助学生形成科学概念。为此，可采用各种诊断措施，例如：提问、谈话、讨论等，主动搜集反馈信息，使“相异构想”的纠正具有针对性。教师对学生的“相异构想”应持一种正确的态度，应该鼓励学生勇于表明自己的“相异构想”，即使错误也不能打击讥笑。学生的很多“相异构想”可能是人类普遍存在的，只有揭示这种现象，才可能找到解决问题的方法，否则很容易打击学生的积极性，从而使学生失去学习化学的兴趣。
引发认知冲突。教学过程不是简单地用正确观点代替错误观点的过程。教师应在时机成熟的情况下，再提出科学的观点，而不能一味地用所谓的正确观点来全面否定学生。较好的途径是先分析预测学生可能带到课堂上的错误概念，在教学中有针对性地设计各种途径诱导学生“暴露”自己对概念的理解，即引发学生的认知冲突,然后采用相应的教学策略帮助学生修正错误概念，形成科学概念。
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，激发其探求新知的热情。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等暴露学生的错误认识，引发认知冲突。例如，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”。
通过揭示差异产生认知冲突。当学生看到自己认为“正确”的观点被教师宣布为“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，总结出正确的观点与解释。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，也帮助学生清晰地理解概念间的关系。
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。
注重方法引导。学生在学习概念时可能产生两种常见错误：一是把非本质属性当作本质属性;二是人为地增加或减少概念的内在因素，从而改变了概念固有的内涵和外延。如学生对“十字交叉法”的错误使用。要解决此类问题，可采用“变式”教学，即从不同角度、不同方向和不同情境改变概念的非本质属性及适用范围。同时，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，使学生不断地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实现“相异构想”的转变。
概念转变 篇2
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。
巧妙引导学生转变前概念 篇3
这些前概念与科学概念可能一致，也可能相悖。教师在正式授课前必须花一定的时间了解学生的前概念，巧妙地引导他们将错误的、片面的或模糊的前概念转变为科学概念。
推波助澜，顺延前概念
学生们有些前概念是正确的，这非常有利于科学概念的形成。教师在课堂上只要采用任务驱动式教学法，就能激发他们强烈的兴趣。
例如在教学《光是怎样传播的》这节课时，我先让学生看一些光束的图片，再让他们联系实际生活说说光束的传播特点。许多学生能说出这些光束是直射的。于是我在这些前概念的基础上，进一步引导他们掌握科学概念。
我拿出3张带孔的大纸片和一张不带孔的小纸片（如下图所示），对学生们说道：“把这3张带孔的大纸片放在小纸片前面，然后让手电筒的光穿过这些小孔照在小纸片上，你们能做到吗？看谁最快完成任务！”
学生们纷纷以小组为单位动手实践起来，都认为自己所在的组能获胜。很快，各个小组完成了任务。
我向最快完成任务的小组提问：“你们是怎样完成任务的？为什么要这样做？”他们的回答完全正确：“我们把3个孔摆在了一条直线上，因为光线是沿直线传播的。”
就这样，通过自己探究，将获得的认知与已有的认知相结合，学生们掌握了知识，构建了科学概念，而且印象非常深刻。
引发冲突，反思前概念
当一些新的科学问题出现时，由于之前没有接触过，没有现成的经验可以借鉴，学生们往往会在脑海中搜寻可能与之相关的知识，加以猜想与假设。
这时通常会有多种意见出现。教师要充分调动学生们的思维积极性，让他们开展一场思维辩论会，先提出自己的看法，再极力驳倒对方的论点，在思维火花的碰撞中产生探究欲望。最后由教师充当裁判，让他们通过实验证明各自的猜想是否正确。
在教学《热的传递》一课时，我提出了一个问题：“冬天如果不烤火，我们可以从哪里获取热量？”许多学生说厚厚的棉衣会给我们提供热量，但也有一部分学生表示怀疑，说我们自身会散发热量。
我不失时机地引导：“有什么证据能证明棉衣不会产生热量呢？”学生们回答不出来了，于是重新思考、讨论。最后，有个学生质疑：“假如棉衣能产生并散发热量的话，那么冬天我们刚穿上棉衣或刚盖上棉被时怎么觉得冷冰冰的呢？”这时那些认为棉衣会产生热量的学生无言以对。
我建议道：“你们可以拿一团棉花包住一个温度计，20分钟后，观察温度是否升高了。假如升高了，就证明棉衣能产生热量。”
学生们马上动手做实验，发现棉花并不能产生热量。他们继续思辨，最后得出结论：棉花之所以保暖，是因为它能利用棉纤维之间的空气层阻挡外界的冷空气吹到人们身上，同时阻止身体的热量散发出去。
强化认知，转变前概念
由于前概念是业已形成的概念，且长期积累的生活经验又强化了这些概念，加上学生们的思维具有自我中心性，所以他们的前概念比较顽固，要想转变其中错误的前概念相当困难。
教师不能直接告诉他们正确的概念，因为那样他们会很快忘记。就算能暂时记住，可以应付考试，但以后遇到新的相关问题时，他们还是会应用头脑
中固有的错误的前概念，作出错误的判断。
教师要让学生思考证明的方法，亲自做实验，得出结论，并运用科学概念解决前概念无法解决的问题，强化认知，将科学概念系统化。
在教学“摩擦力的大小与什么因素有关”时，学生们都认为摩擦力的大小与接触面积的大小有关，而且接触面积越大摩擦力也越大。本来教材中没有证明摩擦力大小与接触面积大小之间关系的实验，但在了解学生的前概念后，我决定要把他们这种错误的前概念转变过来。
我没有马上否定他们的猜想，而是鼓励他们想办法证明自己的猜想是否正确。通过小组讨论，他们制订了详细的实验方案：
向前拖动图①和图②中的小车，测试3次，并把每次测得的摩擦力记录下来。
根据实验结果，学生们惊讶地发现小车受到的摩擦力与它跟地面的接触面积无关。虽然这结论是通过实验得出来的，但由于与之前的前概念相冲突，他们还是疑惑不解地问：“老师，真的是这样吗？”我坚定地对他们说：“科学是用证据说话的，我们要相信事实！”
他们点头，用事实说服了自己，转变了前概念。之后，他们又做了相关的实验，巩固了科学概念。
高中化学“迷思概念”的转变 篇4
笔者从事高中化学教学工作多年, 深感学生正确理解和掌握化学概念对新知识的学习及化学问题的解决至关重要。在课堂教学中, 教师常遭遇这样的情形:认真研究过教材、教法, 学生也似乎听懂了所讲的化学概念, 并能用精确的语言或表达式给予准确的表述, 自我感觉效果不错。而在检测中教师却发现, 学生对某些概念的理解并不到位、全面, 甚至是错误的, 并且出现“屡做屡错、屡教不改”的情况。例如在电解质的教学中, 经过反复强调, 学生对“电解质是指在熔融状态下或在水溶液中能导电的化合物”这句话可以说是“滚瓜烂熟”了, 但在解决具体问题时, 还是错误地把铁、氯气或二氧化碳等当作电解质。
究其原因, 学生并不是脑袋空空地进入学习情境的, 很可能是学生头脑中原有的“迷思概念”在起反作用, 影响了学生对化学概念的正确认识。
2. 迷思概念
对于“迷思概念 (misconception) ”一词, 学者有很多不同的解释, 但每种学说的核心均是指学生在某一特定学科中, 对某事件或现象所持有的一些有别于目前科学家所公认的想法, 即是指学生对某一科学概念的解释与教材内容部分不完全相同或不相同。
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, 不同的学生对同一概念可能会有不同的理解。在学习中, 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。在学生头脑中存在的与科学概念不一致的认识就叫做“迷思概念”。迷思概念的存在会影响学生对新概念的正确理解, 从而造成学生学习的困难。
3. 化学迷思概念的成因
3.1 日常感觉的印象
来自日常经验的概念通常是根深蒂固的, 尤其是基于感觉体验的概念更是如此。但由于实践认知的局限性, 有的认识是表面的、片面的, 甚至是错误的, 有的则是一知半解的, 这是形成化学迷思概念的一个重要来源。
例如:有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;铁锅容易生锈而铝锅不容易, 从而得出铁比铝活泼的结论。
3.2 习惯称呼的曲解
化学概念通过语词说明和定义, 使直观材料的特征更鲜明, 更能揭示事物之间的内部联系。但人们在日常生活中对一些化学现象习惯的概括或称呼, 往往有很多是不科学甚至是错误的。学生常用在生活中形成的对语词的理解来理解化学概念, 并由此产生对化学概念的曲解。
例如, 很多人认为铅笔芯的成分就是金属铅;“催化剂”则因“催化”的原因, 肯定是加快反应速率的。这些称呼导致的迷思概念会影响学生对化学概念的学习。
3.3 类化概念的负迁移
化学中有许多类化概念即字面相近、含意相似或属性相关的概念。它们之间相互对比度小, 会导致学生的感知结果接近, 学生在思维过程中就会产生误导性的负迁移, 往往会出现概念间本质属性的混淆与迷思。例如:一些学生在学习物质结构与性质时, 将电负性与非金属性混为一谈;从原子半径变化规律出发得出相同周期的离子半径应从左向右依次减小的错误规律;依据“相似相溶”规律推出离子晶体易溶解于水。
3.4 不科学的媒体信息影响
在信息技术高度发达的今天, 学生通过各种媒体如电视、广播、报刊、书籍, 尤其是网络和与别人的交往中, 获得了大量的有关化学的知识, 从而形成了自己对事物的各种看法和认识。但是, 这样形成的看法及思维方式不全是正确的, 与科学的概念往往存在着很大的差别。
例如有些报纸曾这样报道:“一种新技术……可以将水变油。”文中不仅把这种新技术吹作解决能源的重要方法, 还列举了一些数据和有关权威的评价, 使很多人信以为真。学生受自身知识经验和思维能力的限制, 对类似的报道缺乏鉴别能力, 很容易因此形成一些错误的化学迷思概念。
3.5 学科之间概念的相互渗透
在正式学习化学前, 学生已学过小学科学、初中物理和生物等多门课程, 这些学科中讨论过的一些问题也会在化学学科中进一步学习到, 但研究的角度会发生变化, 但一些学生仍然会用其他学科的知识来解释化学问题。
例如生物课中涉及:“淀粉、蛋白质和脂肪都含有碳并且都能燃烧, 这样的物质叫做有机物。水分和无机盐不含碳, 并且不能燃烧, 这样的物质叫做无机物。”一些学生因此错误认为“一氧化碳是有机物”或“纤维素是无机物”等。
4. 化学迷思概念的特征
4.1 隐蔽性
学生大脑中的迷思概念是潜移默化地形成的, 它以潜在的形式存在, 平时并不表现出来。但在解决实际问题时它往往会自动形成一种思维定势, 造成对科学概念的理解困难。
例如学生已熟悉了“酸雨”这个名词, 没人问他们什么叫“酸雨”, 他们自己一般也不会加以深究。但当你问他什么叫“酸雨”时, 他可能马上就会不假思索地回答出“酸雨就是呈酸性的雨水”这一错误的结论来。
4.2 顽固性
来自日常经验的错误概念通常是根深蒂固的, 让学生承认自己已有的某些化学迷思概念是错误的是一件非常困难的事。因为学生曾经运用它成功地解决或解释过一些问题, 这种成功的体验会使学生不愿意轻易否定自己, 尤其是对基于感觉体验的概念更是如此。
研究证明:一些学生在学习结束后仍固执地坚持自己的看法, 另有一些学生只是在课堂教学的情境中运用科学概念解决问题, 而一旦换个情境则还是运用自己的迷思概念去解决问题。这就说明学生通过学习, 可能记住了化学科学概念的定义, 但并没有真正理解和接受新的概念。
4.3 直观性
人们在认识化学的过程中, 开始大多依赖于直觉经验, 因为这适合人生理及心理的需求, 也符合人的认知发展规律。而要真正地揭示和理解这些“现象”的本质, 我们必须从化学科学的研究角度出发, 因为化学科学探讨的主要是分子层面上的微观领域。教师通过微观粒子的行为来阐述宏观现象的变化, 对于学生来说是一个难点。很多学生对微观粒子的变化及其对应的宏观现象的关系总是混淆, 例如学生经常把电子绕核运动看成是圆周运动。
4.4 差异性
学生持有的化学迷思概念是多种多样的。不同的学生对同一现象的解释不同, 这是因为不同的学生会以不同的方式内化外部经验来构建其思维体系。这种“个体化”的方式会影响他们信息的获得, 观察事物的方式和角度, 以及对所观察到的现象的解释。另外年龄层次、文化背景等的不同, 描述时所使用的术语的不同, 也会使迷思概念存在较大的差异。
5. 化学迷思概念的转变
5.1 观念上要重视学生的化学迷思概念
教师要想促进学生对化学科学概念的理解, 转变其已有的化学迷思概念, 首先要摒弃“白板说”, 重视化学迷思概念, 要充分了解学生已有哪些化学迷思概念, 要尊重学生的化学迷思概念并承认其“局限的”合理性。这就要求教师在观念上进行转变, 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、包摄性更强的材料, 促进学生化学迷思概念的转变。
5.2 行动上要多角度促进化学迷思概念的转变
5.2.1 诱导学生在知识联接点上暴露化学迷思概念。
化学概念是化学知识结构中的一个“结点”, 化学概念的正确性不可能孤立地体现在概念本身上, 而应具体体现在与其他化学知识的联系上。所以教师诱导学生在不同的知识联接点上暴露化学迷思概念, 并加以纠正就显得十分必要。
例如在讲化学平衡时, 学生在开始学习时易与物理上的“受力平衡”概念相混淆, 认为“化学平衡状态是反应物和生成物的浓度相等的状态”, 这时教师可以让学生通过实际计算起始时和平衡时的浓度来分析, 让学生暴露迷思概念。
5.2.2 引导自主探究, 建构完整的认知结构。
在化学科学概念的教学中, 教师若只向学生提供形成概念的感性材料, 而不让学生参与思维加工活动, 掌握建立科学概念的思维方法, 尽管教师在引出概念时讲得很清楚, 但对学生来说, 表面联系和本质联系、感性认识和理性认识、生活经验和科学概念仍处于“分离状态”, 对科学概念的认识也只能是肤浅的、片面的, 在解决实际问题时就会出现迷思概念。
教师引导学生自主探究应包括以下四个步骤: (1) 让学生对某一化学问题或现象发表自己的看法, 充分暴露迷思概念; (2) 使学生充分了解自己和其他学生所持有的观念; (3) 让学生运用自己的观念尝试解释一种与其认识构成矛盾的事件, 引起概念冲突; (4) 鼓励和引导学生自己探究并进行认知的调整, 建立与科学观念一致的新概念。在具体教学中, 基本模式可以归纳如下:
例如在“盐类水解”的新授课中, 教师可以先请学生对“盐溶液的酸碱性”充分发表自己的观点 (教师诱错, 学生暴露错误) 。可能有一部分学生知道盐溶液不一定呈中性 (因为初中教师可能会介绍纯碱 (Na2CO3) 溶液是碱性的) , 但对于什么样的盐溶液会显酸碱性, 纯碱溶液显碱性是否因为溶液中有OH-等这一系列问题都存在着迷思概念。紧接着, 教师可以通过测定一组盐溶液的酸碱性的实验, 来揭示事实与学生认知间的冲突, 引起学生构建新概念的兴趣。然后, 教师可以把学生进行分组, 鼓励和引导他们通过从几种不同的实验来自主探究溶液显酸碱性的微观过程 (自主探究) , 最后请各组代表上台展示讨论结果, 全体讨论, 并达成共识 (认知调整) , 让每一位学生都能完整地建立起“盐类水解”的科学概念, 摒弃以往所存的迷思概念 (建立科学概念) 。
5.2.3 适当运用正迁移, 同化理解新概念。
当新概念形成时, 人的大脑要把新概念同已有知识相比较, 为新概念在大脑里已有的知识结构寻找适当的位置, 使新概念被消化吸收, 这就是同化。中学生大脑里的知识结构比较简单, 同化新概念的能力不强, 教师首先要选择适当的教学策略, 针对学生的认知结构进行教学, 即要善于同化和重组学生的观念。这就要求教师努力调动学生已有的知识, 调整学生头脑中的认知结构, 帮助学生加强新旧概念间的联系, 进行适当的正迁移, 同化理解新概念。
例如:物质结构与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, 教师可以把电风扇旋转时叶片的状态迁移过来, 这概念就容易被学生理解。
5.2.4 合理变式练习, 强化化学科学概念的内涵和外延。
准确的概念是学生建立知识结构进行思维活动的基础。学生对每个概念既要掌握其内涵, 又要明确其外延。为此, 教师可以充分发挥变式的作用。变式是指从不同角度、方面和方式变换事物的非本质属性, 以便揭示其本质属性的过程。教师通过变式, 列举典型的、恰当的、学生熟知的肯定例证, 抽象出科学概念, 然后列举足够多的、恰当的否定例证, 比较与科学概念无关的特征, 可使学生真正掌握化学科学概念的内涵和外延。
例如, 在弱电解质的电离平衡中教师要想把“醋酸是弱酸, 醋酸溶液中存在着电离平衡, 其平衡的移动、电离度和导电能力与溶液浓度的关系”这些问题讲透, 不至于在新课讲完后学生头脑中还存在着各种迷思观念, 可以设计以下一系列的变式问题:
(1) 在醋酸溶液中分别加水、冰醋酸、烧碱、醋酸钠固体并进行加热, 该溶液中电离平衡如何移动, 溶液中电离度、阴阳离子浓度、物质的量如何变化?
(2) 醋酸的下列性质中, 可以证明它是弱电解质的是 (%%) 。
A.1 mol·L-1的醋酸溶液的p H值=2
B.醋酸能与水以任意比互溶
C.1 mol·L-1的醋酸溶液恰好与1 mol·L-1的烧碱溶液完全反应
D.在相同条件下, 醋酸溶液的导电性比盐酸溶液弱
E.醋酸能与碳酸钠反应放出二氧化碳
F.锌粉与同浓度的盐酸和醋酸溶液反应, 盐酸产生氢气快
(3) 如何设计简单的实验证明在醋酸溶液中存在着电离平衡? (要求写出简要的操作步骤、现象及结论)
(4) 在一定温度下, 冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力如图所示, 请回答:
(1) 加水前导电能力为零的理由是:______;
(2) a、b、c三点溶液p H值由小到大的顺序是______;
(3) a、b、c三点中电离程度最大的是______。
(4) 若要把c点溶液中c (CH3COO-) 、c (OH-) 均减小, 可采用的方法有______。 (至少填三种)
以上变式问题的设计从最基本的电离平衡移动规律开始, 通过讨论, 学生能加深醋酸溶液中存在电离平衡的概念, 接着教师请他们从实验事实上进一步进行论证。第三题是在前面科学概念形成的基础上, 让学生思维发散, 进行概念的运用, 起到巩固消化的作用。第四题则是把前面的概念与相关学科的概念综合起来, 让学生演绎、推理, 有利于提高学生的思维能力和学科间综合运用的能力, 进一步拓宽学生的视野, 纠正头脑中已经存在的或即将可能存在的化学迷思概念。教师通过改变问题的外延, 可以进一步使学生认清楚概念的内涵, 做到真正掌握化学科学概念的内涵和外延。
摘要：学生头脑中原有的“迷思概念”会影响学生对化学科学概念的正确认识, 本文作者通过探讨化学迷思概念的成因、特征, 提出了有效促进学生化学迷思概念转变的策略。
关键词：高中化学,化学概念,迷思概念,转变
参考文献
[1]毕华林.化学新课程理念与实施[M].济南:山东教育出版社, 2004.
[2]袁维新.西方科学教学中概念转变学习理论的形成与发展[J].比较教育研究, 2004, (3) .
[3]曲慧娴, 毕华林.化学学习中的概念转变研究[J].山东师范大学学报 (自然科学版) , 2004, (2) .
实现生物概念转变的教学策略 篇5
一、 引发认知冲突
华东师范大学吴庆麟等学者认为,学生概念转变的心理过程也就是从不正确心理模型向正确心理模型转变的过程,所以只有支撑错误概念的心理模型发生转变,错误概念才会发生根本转变,从而取得良好的长期效果。故实现概念转变的关键之一就是直面错误概念、引发认知冲突,让学习者将原有的心理模型与科学的系统模型进行比较,充分认识两者之间的差异,意识到原有心理模型的异常和欠缺,从而产生心理失衡,对原有心理模型萌生不满和纠正的强烈动机。例如,学生们被问及“将绿豆制成豆芽后有机物总量是增加了还是减少了?”的问题时,所表现出的极高的错误率令人吃惊。错误的根源主要是来自生活的直观感知,绿豆制成豆芽后重量增加了。面对这样的学生,我们不妨让他们观察一组实验:将绿豆称重等分成两等份,将其中的一份烘干称重;另一份浸水,在适宜的温度条件下制成豆芽,烘干称重,最后比较两次干重。这种实验结果所造成的心理震撼力,并由此使其对原有概念产生严重的心理不满足感,是其他手段所不具备的,也为后面的解释说理提供了良好的心理基础。再如,部分学生对“胃腺细胞中有无控制合成胰岛素基因?胰岛细胞中有无控制合成胃蛋白酶基因?”的问题,往往做出错误判断。我们可以设计问题链,引导学生运用原有的心理模型进行逐步推理,最终使他们陷入自相矛盾的心理困境。该问题链设计如下:“胃腺细胞和胰岛细胞都是什么细胞发育来的?”“它们是通过什么细胞分裂方式产生的?”“有丝分裂的特征是什么?”“胃腺细胞和胰岛细胞的基因组成相同吗?”
二、 提供具体类比
一旦学生产生了认知冲突,就会认识到他们原有心理模型具有瑕疵,接着进行建构活动和创建新模型就具有了良好的心理基础。概念转变的关键之二是帮助学生创建新的心理模型,这时教师需要想方设法因势利导,促进学生进行各种建构活动,从而建立正确的心理模型,提供具体类比是一种行之有效的常用方法。例如,对于“基因型为AAAA的西瓜作母本,基因型为aa的西瓜作父本,所结出的种子中种皮和子叶的基因型分别是什么?”的问题,很多学生总是百思不得其解,而问题的症结就在于学生对种皮与母本、胚与母本的关系模糊不清。对此,我在教学中采取了直接类比的方法:在黑板上画出人体子宫和胎儿的简图,再画出种皮和胚的简图;理清子宫、胎儿、种皮、胚等相关结构的发育来源,将两幅简图进行类比,(见下图)得出“种皮是肚皮、胚儿如胎儿”的形象比喻。实践证明,这种类比能有效地促进正确心理模型的建构,使这类问题解决的正确率明显上升。但是需要特别说明的是,类比很难完美无缺,甚至会产生新的错误概念。例如,为了让学生理解细胞的结构组成,我们安排了下列模拟制作:利用破损的乒乓球、果冻和红樱桃等材料,制作一个动物细胞模型。模拟制作后,不少学生都误认为“细胞核就是红色”;更有甚者,很多同学把鸡蛋看成一个植物细胞,认为“蛋壳是细胞壁,蛋膜是细胞膜,蛋清是细胞质,蛋黄是细胞核。”因此在概念教学中要防止类比被泛化,特别是喻体属性的误用,会严重影响学生对概念本质属性的理解和把握,而解决这一问题的有效途径就是要引介多方面的类比。枚举多方面的类比,可以使学生在多个喻体的联系和比较中,找到能正确反映本体特质的表现,同时也弱化了个别喻体属性的干扰作用。
三、 运用新建模型
新的心理模型建立后,整个概念建构过程并没有真正全部完成,还需要不断地运用新建心理模型,并使之真正成为知识体系的有机组成部分。例如,“种皮是肚皮、胚儿如胎儿”的形象类比,我们先后设计了下列问题,让学生在系列问题解决的过程中运用和固化新建心理模型。
问题1:假如一粒玉米种子胚乳的基因型为___________AAaBbb,那么该种子的种皮和胚芽的基因型分别是___________,其父本和母本基因型分别为___________。
问题2:有关下图的叙述中,错误的是( )
A.2和3发育起点相同
B.4处细胞中染色体有2/3来自母本
C.若1的基因型为aa,2的基因型为Aa,则4的基因型一般为AAa
D.2将发育成茎和叶,1将发育成果皮。
问题3:豌豆灰种皮(G)对白种皮(g)为显性性状,黄子叶(Y)对绿子叶(y)为显性性状。这两对性状都杂合的F1自交产生的F2中,均应表现3∶l的性状分离比。如果现在要观察这两对相对性状的性状分离比,应选择的观察材料是( )。
物联网:如何从概念转变为产业 篇6
不是泡沫, 是浪潮
中国科学技术协会副主席、中国工程院院士邓中翰代表认为, 物联网其实就是将信息化进一步融入人们的工作和生活中去。由于物联网的发展需要国家、政府、产业方面的推动和引导, 所以“十二五”规划关于物联网的政策可以进一步把一些技术、概念转变为产业。
邓中翰认为, 在原始技术创新方面, 物联网还需进一步积累、攻关核心技术, 为大规模应用提供必要的条件。另外, 他主张推动物联网的专利、标准的出台, 因为没有这些标准很难形成互联互通的局面, 也很难形成产业规模。
“想要推动物联网产业的发展, 还需培养一批龙头企业。”邓中翰表示, “无论是现有的大企业还是即将为此上市的企业, 只有发展成为行业内的龙头, 才能以企业为主体推动物联网技术、标准、产业化的完善。”
不在技术, 在应用
前中国移动董事长王建宙代表在2012年两会上带来一份关于“积极扩大物联网应用规模”的提案, 呼吁“推进信息化与工业化深度融合”。当被问及物联网未来的发展趋势时, 他回答:“接下来, 我觉得推广的速度还可以加快。”
浅谈高中地理概念的有效转变 篇7
1 地理概念内涵的有效转变
由于地理概念内涵在地理概念中占据极其特殊的地位, 因此地理概念内涵的转变可以说是地理概念转变的一个十分重要的方面, 地理概念内涵的转变依据其是否发生质的变化, 可以分为地理概念内涵的量变与地理概念内涵的质变。
1.1 地理概念内涵的量变
地理概念内涵的量变是在以保持原有的地理概念内涵不变的前提下发生的, 通常表现为内涵的增加或减少。地理概念内涵的量变的发生往往是通过学生地理学习认知过程中体现出来, 与此同时也与学生的日常生活经验的丰富与地理理论知识的积累密切相关。例如以高中地理中“大气的热状况与大气运动”一节中出现的“气团”这一地理概念进行说明。在没系统学习高中地理地球运动这一部分理论知识之前, 大部分学生对气团的内涵已经有了一定的了解, 如知道是大团空气等, 显而易见, 这种了解是不全面的。通过系统的学习之后, 才对气团这一地理概念的内涵更加清晰明确, 如内涵还有温度﹑湿度﹑气团等物理属性比较均匀﹑相似等。由此可见, 虽然经过后来的学习, 气团的内涵有所增加, 但显然并没有改变气团是大团空气这一内涵。通过这一例证可以发现通过学生前后认知变化可以实现地理概念内涵的量变。
1.2 地理概念内涵的质变
地理概念内涵的质变是对原有的地理概念内涵的彻底变革。透视地理概念内涵的量变与质变的内在联系, 可以挖掘出其深层次蕴涵的哲学思维理念。地理概念内涵的质变与地理概念内涵的量变紧密相联, 地理概念内涵的质变的发生要以地理概念内涵的量变为基础, 量变积累到一定程度必然会发生质变。从某种意义上说, 质变后的地理概念内涵与原有地理概念内涵体系根本不同, 可以说是另起炉灶, 往往伴随着创新性与批判性。由此看来, 地理迷思概念代表质变前的地理概念, 地理科学概念代表质变后的地理概念, 两者往往与地理概念内涵的质变紧密相连。因此, 可以说地理概念内涵的质变就是地理迷思概念转变为地理科学概念的过程。由此看来, 地理概念内涵的质变是地理概念内涵转变的核心, 它关系到地理概念内涵转变的成败。高中地理部分的许多地理概念都与地理概念内涵的质变紧密相连, 学生对地理概念的学习认知过程可以较好的反映地理概念内涵的质变。在此从学生的学习认知领域对地理概念内涵的质变加以阐述。例如以高中地理中”地球的运动“一节中出现的”地球的远日点与近日点“这两个地理概念为例进行说明。在没系统学习高中地理地球运动这一部分之前, 大部分学生对“地球的远日点与近日点”这两个地理概念的认知是错误的。大部分学生认为地球的远日点是在冬季1月份, 地球的近日点则是在夏季七月份。而经过系统的理论学习之后, 学生才意识到之前的认知错误, 从而加以纠正。不难看出, 学生对“地球的远日点与近日点”这两个地理概念的认知过程就是促进地理概念内涵质变的过程, 从而使地理迷思概念转变为地理科学概念。
2 地理概念外延的有效转变
地理概念外延的转变往往与地理概念内涵的转变紧密相联, 地理概念内涵的变化都会相应的引起地理概念外延的变化, 两者存在一一对应关系, 地理概念内涵的量变与质变都会引起地理概念外延的转变。由此从地理概念内涵的量变与质变视角出发进行审视, 地理概念外延的转变可以分为两个方面, 即:“由地理概念内涵的量变引起的地理概念外延的有效转变”与“地理概念内涵的质变引起的地理概念外延的有效转变”。
2.1 量变引起的地理概念外延的有效转变
在地理概念内涵的量变没有达到质变之前, 由于地理概念内涵没有发生实质性的核心变化, 因此地理概念外延一般不会发生大的变化, 还是保持其原有范畴的延续性。在此以高中地理中“工业区位”一节出现的“工业区”这一地理概念加以说明。工业区一般是指多个基于原材料、市场需求、交通运输、科技等区位条件聚集而形成的综合性工业地域的组合。中国工业区的外延有:辽中南工业区、环渤海工业区、长江三角洲工业区、珠江三角洲工业区等。假如在区位条件中增加“环境与政策”因素, 在加以划分中国工业区的外延, 其实与之前相比并无多大差别。中国工业区的外延还可以划分为:辽中南工业区、环渤海工业区、长江三角洲工业区、珠江三角洲工业区等。
2.2 质变引起的地理概念外延的有效转变
与地理概念内涵的量变引起的地理概念外延的转变有着本质的不同, 由地理概念内涵的质变引起的地理概念外延会发生根本性变化, 地理概念外延的划分体系由此会重新进行建构。在此以高中地理中“城市化”一节中出现的“城市化”这一地理概念加以说明。在初期, 城市化主要是指农业人口转为非农业人口, 但是伴随着社会的发展, 城市化的内涵也悄然发生了质的变化。原有的城市化外延主要为:城市人口比重增加、城市数量增加等。现在的城市化主要是指农业人口转为非农业人口、农村地域转化为城市地域、农业活动转化为非农业活动的过程。由此看来, 城市化外延的划分也发生了质的变化, 现在的城市化外延变为:城市人口比重增加、城市数量增加、城市密度加大、城市建设用地扩展、二、三产业比重加大等。
3 地理概念关系的有效转变
3.1 由直接关系向间接关系转变
在现实地理概念教学中, 往往发现学生会被地理表象所迷惑, 会特别关注地理概念间的直接关系而忽视了间接关系, 然而事实上地理概念间关系更多的表现出间接关系。由此看来, 在学生地理学习认知中要特别注意地理概念关系由直接关系向间接关系的转变。高中地理中许多地理概念反映了这种关系的转变, 在此以“大气的热状况与大气运动”一节中出现的“水平气压梯度力”与“风”这两个地理概念加以说明。在学生没接受系统的学习之前, 往往会认为水平气压梯度力直接导致产生了风, 两者是存在直接关系, 但事实上同时还会受地转偏向力与摩擦力的影响。由此可以看出, 地转偏向力与风存在间接的关系。
3.2 由单一关系向复合关系转变
地理概念间关系往往不是单一的, 通过多视角审视可以从中挖掘出多层关系, 从而体现出地理概念间的复合关系。例如, 高中地理中“大气的热状况与大气运动”出现的“冷锋”与“暖锋”这两个地理概念, 不仅存在着并列关系这一单一关系, 同时还存在着时间关系、矛盾关系、空间关系等多重关系。在实际的地理教学中, 教师要注意引导学生进行发散思维, 多视角全面地理清地理概念间的复合关系。
3.3 由表层关系到深层关系的转变
地理概念关系往往在存在表层关系的同时更蕴藏着深层关系, 教师要注意引导学生把握两者的关系, 实现由地理概念表层关系向深层关系的转变。在高中地理中许多地理概念间就蕴含着这两种关系, 在此以“人类面临的主要环境问题”一节中出现的“臭氧层”与“地球大气层”这两个地理概念加以说明。显而易见, 臭氧层的破坏会导致地球大气层的破坏, 臭氧层可以有效地保护地球大气层, 两者存在明显的表层关系。仅仅理解这两者的表层关系显然是不够的, 还要深入挖掘其中更深次的关系。臭氧层对地球大气层的保护作用根本在于臭氧层可以有效地减少紫外线辐射, 这才是关键所在。由此看来, 引导学生深入挖掘两者关系对于地理概念认知学习极其重要。
4 地理概念表达方式的有效转变
4.1 地理概念语义表达与图示表达的互变
地理概念语义表达与图示表达的互变是地理概念教学中最为常见的一类现象。两者的互变不仅具体形象地阐释了地理概念的内涵, 而且也有助于学生深化对地理概念的理解。例如, 上面这幅图形就可以形象地说明以上两种方式的互变。
显而易见, 通过此图学生可以更加形象化地认知了省会城市、河流、湖泊、省区分界线等地理概念, 同时也更加提升了对地理概念语义表达与图示表达的互变的认识。
4.2 地理概念语义表达与数据表达的互变
从某种意义上说, 地理概念语义表达与数据表达的互变是地理概念教学中极其重要的一个方面。通过对地理数据的统计、收集、分析、处理, 可以深入挖掘地理概念的某些本质特征, 形成对地理概念更加理性的认识。例如, 下图就可以具体地说明地理概念语义表达与数据表达的互变。
若X、Y、Z分别表示影响我国不同地区的水土流失、盐碱化及寒潮灾害, 其数值越大, 表示影响程度越大。
通过此图形中的数据加之下面的语义解释, 学生通过对图形中的数据的统计分析, 可以对影响我国不同地区的水土流失、盐碱化及寒潮灾害等地理概念有一个更加相对理性的认知。
由此可见, 地理概念内涵的有效转变、地理概念外延的有效转变、地理概念关系的有效转变、地理概念表达方式的有效转变作为构成地理概念的有效转变的四个重要方面, 互为补充、相互依存, 共同构成了一个有机统一的整体。只有深刻把握这四个方面才能实现真正意义上地理概念的有效转变, 从而真正把握与运用地理概念。
摘要：地理概念反映了地理现象、事物、过程的本质特征, 具有典型的抽象性与概括性, 是地理基础知识的重要组成部分, 构成了地理学科知识的基本元素。学生在高中地理概念学习中往往会产生迷思概念, 地理概念的转变作为地理概念的一个重要方面, 对于学生真正理解与运用地理概念具有极其重要的价值。
关键词：高中地理,地理概念,高中地理概念教学,有效转变
参考文献
[1]陈澄.地理教学论[M].上海:上海教育出版社, 1999.
[2]路海东.教育心理学[M].长春:东北师大出版社, 2002.
[3]鲍国达.地理概念的习得、巩固和应用[J].地理教学, 2003.
[4]罗秋官.关于地理概念间逻辑关系的探讨[J].地理教育, 1996.
[5]褚亚平等.中学地理教学法[M].北京:高等教育出版社, 1985.
[6]邵瑞珍.教育心理学[M].上海:上海教育出版社, 1988.
概念转变 篇8
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-ObservationExplanation (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。
摘要：在小学《科学》教学中, 我们发现学生对某些概念的认识和理解容易存在偏差、混淆或错误, 从而形成迷思概念。迷思概念对小学生科学知识的掌握和小学《科学》教学具有负面影响。本文在国内外相关研究的基础上广泛吸取了有关概念形成与转变理论的研究成果, 通过问卷调查和访谈的方式分析了小学生迷思概念的成因并探讨了迷思概念转变的教学策略。
关键词：迷思概念,小学科学教学,概念转变
参考文献
[1]孙建新.新课程化学“迷思概念”的研究和教学对策[J].教师论坛, 2006, (6) .
[2]任英杰.Internet环境下改善迷思概念的策略探究[J].远程教育杂志, 2007, (4) .
[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) .
[5]刘占兰.加拿大小学科学教育对我们的启示[J].课程·教材·教法, 2006, (12) .
[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) .
[7]李高峰, 刘恩山.前科学概念的进展研究[N].内蒙古师范大学学报, 2007.
[8]袁维新.论基于模型建构的概念转变教学模式[J].教育科学, 2009, (4) .
概念转变 篇9
与其他学科一样, 学生在学习某一数学概念前, 普遍对该概念已经有了一些“直觉式”的认识, 同时也拥有对该概念的一些自己的看法, 但由于学生的知识结构与生活经验的限制, 这些认识与看法大多成为学生数学学习中的“相异构想”。
上世纪中叶以来, 西方国家和我国先后掀起了对“前概念”的研究热潮, 至今仍是教育心理学研究的热点。2013年起, 我校申报了江苏省教育科学“十二五”规划重点自筹课题《初中生理科“前概念”中“相异构想”教学转变的策略研究》。学校围绕课题研究, 优化课堂结构, 在进行新授课前先对学生进行知识的“前测”, 通过深入了解学情, 制定针对性的教学策略, 以转变学生的“相异构想”为突破口进行教学设计, 课后通过“后测”反馈学生的掌握情况, 以此模式大面积提升教学质量。下面是我校初二年级汤老师的“图形的相似”教学片段。
一、精心设计“前测”
在“图形的相似”一课中, 标题就直接触发了学生大脑中“相似图形”的前概念。而设计的“前测”部分更让学生对“相似”这一前概念的诱发和实施提到了新的高度。例如下面两道题是汤老师课前给学生设计的“前测”中的前两题:
1. 下列给出的图形中, 不是相似图形的是 () (图形略)
A.刚买的一双手套的左右两只
B.仅仅宽度不同的两块长方形木板
C.一对羽毛球球拍D.复印出来的两个“喜”字
2. 在下图右边的四个小狗中, 与左边图中的小狗相似的是________。
在学生分析这些问题时, 我特地关注了我身边的六位学生。同学们虽然还没接触过“图形的相似”这一概念, 但针对这三道问题, 马上触发了头脑中“相似”的“前概念”, 并转之用自己的认识去解决这些问题。
在他们完成后, 我去观察他们的解题结果时, 发现正确率很低, 六位学生中, 有两位全错, 三位只对了第一题, 只有一人全答对了。通过学生存在的这些问题, 又把“前概念”具有的不定性、不规则性及欺骗性等特点展露无疑。后面涉及的第三题解答全错, 更让我们要对“图形相似”的科学概念进行准确的定义, 以纠正学生“前概念”中的欺骗乃至错误的思维。
对此, 汤老师在学生完成后让学生打开课本, 看课本上如何对“图形的相似”进行准确的定义;在学生大概了解后, 老师又用自己的语言给学生解释了“图形的相似”这一概念。然后让学生自行对一二两题进行自我纠错。我仔细观察了我刚才注意的那五位有错的学生的自我订正情况, 结果比较好, 发现他们都已经订正正确了。此时的学生已经把“图形的相似”这一概念进行了新的认识。
因此, 在实际教学中, 我们要善于创设问题情境, 让学生愿意暴露他潜意识中的“前概念”, 也可以激发学生暴露“相异构想”的欲望, 充分暴露错误观念, 反思自身观点与科学观点之间的差异。作为老师, 我们更应该注重对学生相关“前概念”的挖掘、发现和纠正, 并适时地、合情理地引导学生转化“相异构想”。
二、创设问题情境
数学新课程标准明确指出:有效的数学学习活动不能单纯依赖模仿记忆, 动手实践、自主探索和合作交流是学生学习数学的重要方式。而数学概念的抽象性决定了学生要想获得正确的概念必须是一个主动、复杂的思维过程。教师在概念的教学时, 不能把现成的概念原封不动地、简单的“灌”或“塞”给学生;不能只重结论的记忆而忽视对概念的理解。应该巧设问题, 激起学生的探究欲望, 关注学生的发展, 引导学生小组合作交流, 主动参与到将“前概念”转化成“科学概念”的相异构想的形成过程。
如利用已知四边形去画出它的全等图形, 利用这种特殊的“相似”去观察边与边的关系、角与角的关系, 去诱导学生发现相似图形的相似规律, 并对“形状相同”这一概念的理解上升到一个新的高度:“形状相同”用数学语言去描述就是:对应角相等, 对应边成比例。在学生合作交流后得到这样的信息后, 我再去发现, 我身边的那几位学生也已能够正确地画出已知四边形的相似四边形。
已有研究表明, 学生对概念的认知水平和对“前概念”的“相异构想”的转变也需要学生去反思已有认识、并不断调整为已有思维方式和科学认知, 为此, 教师应在教学中要引导学生主动监控, 主动促使已有的“前概念”相异转化, 提升为相关的科学概念。
三、倡导合作交流
建构主义学习理论认为, 学习不是简单的信息积累, 而是学生已有的知识经验与从环境中主动选择和注意信息相互作用及由此引发的认知结构的重组。这种“前概念”中的“相异构想”转变无形中让学生对该问题的思考达到一个新的高度。作为老师, 我们要善于并积极去发现并培养这样的思维。
科学概念是我们在纠正、补充、完善学生的前概念后, 建构出正确的认知为己任, 它会对学生的日常生活、学习及以后的人生产生重要的影响。因此, 基于学生的认识去设计教学, 去帮助学生建构科学概念是我们对于本课题研究的真正意义所在。
在完成对“图形的相似”科学概念的阐述并让学生主动过渡到相似多边形的特征 (包含相似三角形) 后, “相似”的特征与识别得到量化, 通过这种量化的数学关系去判断图形的关系, 我们更好地可以应用到实际教学中去。
回到本课课题, 在完成从“图形有相似”到“相似多边形”的特征这些工作后, 汤老师直接布置给学生一个问题:让相邻四位同学一起探索思考, 让他们合作去解决相似多边形的特征描述。
教学过程其实也是师生交往共同发展的过程。在教学中注意培养学生“合作与交流”是一种非常有效的方法, 它可以充分发挥学生的自主性、参于性和合作性, 在学生充分理解科学概念后, 更能激发学生的学习积极性, 培养学生掌握和运用用知识的态度和能力, 使每个学生都能得到充分全面的发展。
学好数学概念是学好数学知识的一个很重要的基础, 因此, 教师要让学生明白数学概念的真正含义, 注意丰富学生的表象, 让学生明确表象与概念之间的联系, 使学生弄清每个概念的內涵和外延。因此, 在数学概念后的配套练习资料的设计也非常重要。汤老师在课后给学生设计的“后测”部分的练习兼顾了“图形的相似”的特征与识别技能和应用, 让学生在科学概念掌握的基础上得到了很好的提升。在学生自主完成这些练习后, 我再次对我所观察的对象进行关注:发现六人中有四人全对, 另两人时间不够, 都还剩最后一题没有完成, 完成好的都正确。
通过这样一堂课例研究课, 从传统的概念教授到学生利用“前概念”去自我识别、判断并完善。但学生的“前概念”中“相异构想”的转变需要老师很好的引导。正如在课后的研讨分析时概括的:
1. 需要老师对所教的学生充分了解, 针对学生头脑中的“前概念”可能存在的相异构想要作分析, 确实帮助学生实现概念的转变。
2. 作为老师, 我们自已首先要正确理解和掌握科学的数学概念, 努力纠正自身认知中的一些相异构想, 不断进行观念的自我更新。
3. 对学生一开始出现的“前概念”转变过程中存在的不成熟观点乃至错误想法要包容, 要允许甚至鼓励学生“犯错”。要充分应用语言、表情、动作等教学艺术, 提高学习数学的兴趣。
概念转变 篇10
[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）