促進概念轉變的教學策略綜述

【摘要】科學學習是兒童擁有的有關自然現象的原有概念發生轉變的過程，近年來研究者探索出多種促進概念轉變的教學策略。本文分別從認知沖突、類比、理論支持等角度對此進行了分類評述。

20世紀80年代以來，西方研究者通過多種方法對科學學習的過程進行了深入的研究，結果表明，科學學習是學習者前科學概念的發展或轉變，即概念轉變，不單是新信息的積累。近年來研究者的焦點從概念轉變的理論探討逐漸轉向教學實踐，依據不同觀點發展出多種促進概念轉變的教學策略。本文從不同角度對這些教學策略分類評述，以期對我國科學教育的研究與實踐工作有所啟發。

一、基于認知沖突的教學策略

認知沖突（cognitive conflict）是指人的原有圖式與感受到的事件或客體之間的對立性矛盾［1］。基于認知沖突的教學策略主要是教師通過引發學生的認知沖突，令其主動解決沖突并構建自己的理解，最終獲得科學概念。這類教學策略的核心問題是：如何引發學生的認知沖突？Limon則提出一個更為基礎的問題：如何使認知沖突有意義？很多實驗證明：認知沖突策略無法有效地帶來概念轉變是因為學生根本不容易產生認知沖突［2］，即使面對反常現象，學生通常也無法獲得有意義的認知沖突或是無法對原有概念產生不滿。教師可以用實驗、演示的方法直接給學生呈現反例，或是設計一個沖突現象引發認知沖突。夏令（2005）使用不同的認知文本———傳統文本與反駁文本，考察了小學五年級學生學習“食物鏈”和“杠桿”兩個概念的效果，發現采用專為引發認知沖突編寫的“反駁文本”對促進學生在一定主題上的概念轉變有積極作用。呈現反例可以幫助學生反思，激發低年級學生的好奇心，“即使不能產生些微激烈的轉變，也是促進概念轉變過程的第一步”［3］。

二、基于類比的教學策略

基于類比的教學策略以承認學生現有的與科學觀點相一致的認識為基礎，側重利用教師的適當干預讓學生獲得科學概念。Clement（1987）在力學領域里提出了一套類比教學策略，主要包括四個步驟[1]：設立靶子問題，暴露學生與之相關的錯誤概念；教師舉出一個符合學生直覺的“錨例”；教師要求學生將錨例和目標事件相比較，建立類比關系；如果學生沒有接受這種類比，教師試圖找到目標事件與錨例之間的中介物，建立架橋類比。“目的是增加有益的直覺的應用范圍，并減少有害的直覺的應用范圍”［4］。林靜雯、邱美虹對小學四年級兒童電學知識的探索發現，多重類比教學策略對“電流是物質”這一錯誤概念的概念轉變十分有效［5］。需要注意的是，類比中的比喻容易使學習者產生誤解，將兩事物不同之處也當成相似之處，可能造成新的錯誤概念。如在學習電流概念時，教師用水流的比喻來類比電流會造成新的混淆概念。

三、基于本體類別轉換原理的教學策略

Chi等人提出的基于本體論的概念轉變理論認為：世界上的實體分為物質（matter）、過程（processes）和心理狀態（mental/states）三個本體論類別，錯誤概念就是將對象的本體論屬性錯誤地劃分到了其他類別中。當學習者將學習對象正確地歸入其所屬的本體類別時，概念轉變就實現了。［6］陳志銘等人列舉出初中生存在的九大“酸堿鹽”概念命題下的錯誤概念，提出Treagust的二階段診斷測驗工具能夠成為了解學生錯誤概念的有效方法［7］。他們認為應多讓學生表述對某概念的想法，幫助教師理解學生的錯誤概念。同時，這類教學策略也可用于高中化學中的化學平衡等復雜概念。此外，林靜雯用述詞分析法對小學生電學知識進行了本體論劃分，發現對電流的概念進行重復述詞分析后學生掌握的情況更好［8］。

四、融合心理因素的教學策略

Pintrich提出，在課堂學習中個人角色可以對概念轉變起到幫助或者是阻礙作用，所以在課堂環境里建立動機與認知因素的聯系在學習過程中是非常重要的［9］。宗敏（2006）利用問題學習式教學策略對小學生學習小數概念進行干預研究，發現利用情境化的教學方式設計問題更能促進小學生小數運算能力的提高，激發學生的元認知思考［10］。臺灣的陳萩卿、張景媛還研究了利用認識論信念促進概念轉變的教學策略［11］。

五、結語

相對于科學教育研究發展相對較早的西方國家，我國教育界當前圍繞概念轉變進行的課程教學實踐依然有所欠缺。有些教師即使知道學生頭腦中存在錯誤概念也會選擇“無視”，依然按照自己傳統的教學習慣講課［12］，這顯然不利于學生的科學概念學習。因此，今后的研究與實踐中既需要加強對學生前科學概念的關注，也需要教師加強自身有關概念轉變理論知識的學習，了解概念轉變理論對教學實踐的重要作用與意義，并嘗試將促進概念轉變的教學策略運用到教學過程中，使之得到更廣泛的應用。

【參考文獻】

［1］Scott，P.H.，Asoko，H.M.，Driver，R.H.著.郭玉英，盧俊梅，譯.“為概念轉變而教”策略綜述［J］.物理教師，2003，24（5）：1-8.

［2］Limón，M.On the cognitive conflict as an instructional strategy or conceptual change：A critical appraisal［J］.Learning and Instruction，2001，11：357-380.

［3］夏令.沖突策略對小學生科學概念轉變的影響［D］.北京：北京師范大學，2005.

［4］唐小俊.概念轉變理論研究新進展及其對科學教學的啟示［J］.教育導刊，2008（6）：4-6.

［5］林靜雯，邱美虹.整合類比與多重表征研究取向探究多重類比設計對兒童電學概念學習之影響［J］.科學教育學刊，2005，13（3）：317-345.

［6］Chi，M.T.H.，Slotta，J.D.，deLeeuw，N.From things to processes：A theory of conceptual change for learning science concepts［J］.Learning and Instruction （specialissue），1994，4（1）：27-43.

［7］陳志銘，徐順益，林建隆.以chi本體論的觀點來探討概念改變———以酸堿鹽單元為例［DB/OL］.（2005）［2010-5-23］.

http://memo.cgu.edu.tw/yun-ju/cguweb/SCUWeb/file/paper-sample.doc.

［8］林靜雯，邱美虹.以述詞分析法探究多重類比對兒童電學概念學習之影響［J］.科學教育學刊，2006，14（1）：55-81.

［9］Pintrich，P.R.，Marx，R.W.，Boyle，R.A. Beyond cold conceptual change：The role of motivational beliefs and classroom contextual factors in the process of conceptual change［J］.Review of Educational Research，1993，63（2）：167-199.

［10］宗敏.基于問題學習對小學數學概念轉變的促進的研究［D］.北京：北京師范大學，2006.

［11］陳萩卿，張景媛.融入調整知識信念的教學策略對國中生知識信念轉變歷程之研究［J］.慈濟大學教育研究學刊，2009（5）：183-210.

［12］江昕，蘇繼玲.初中生物理前概念調查［J］.教育研究與實驗，2007（2）：64-66.