概念转变教学理论
概念转变教学的理论与策略(正式版)
邱照麟（2000）研究指出，迷思概念具有不稳定 性，因学科知识的不足或思考问题不够周详，同一问 题在不同的情境中，会出现相互矛盾的想法。
1.5 迷思概念的特征（普遍性）
迷思概念在教学历程中的变化， 可从统计教学前、中、后三段，迷 思概念出现率消长的情形得知。可 发现某些迷思概念确实普遍性较高。 例如学生普遍都有“假设的内容必 须是正确的”这种程序性知识迷思 概念。综观全球各地可发现许多一 样的迷思概念。
Viennot Villani和Pacca
Sutton Carmazza,McCloskey和Green
Driver和Easley Hewson
年代 1978 1978 1979 1982 1987 1980 1981 1981 1981
概念名称 前概念（preconceptions） 直觉想法(intuitive ideas) 常识信念(common sense beliefs) 自发想法(spontaneous idea)
科学概念转变教学的理论和策略
浙江师范大学课程与教学研究所
蔡铁权
专题一 概念转变的依据：前概念
目录
前概念与迷思概念
概念转变的教学模式
1
2
3
概念转变的含义， 转变的条件、方式和途径
一、前概念与迷思概念
（一）前概念（preconception）
1. 学生在学习前就存在着对科学事件的个人认识 2. 学生的个人认识是其知识框架的一部分，是学习新知识、
2.2 迷思概念产生的原因(社会文化因素)
（1）文化语言 学生除了与物理环境的接触外，学生也可能会从他们
概念转变教学的基本理论依据和有效策略以高中化学为例
概念转变教学的基本理论依据和有效策略以高中化学为例一、本文概述本文旨在探讨概念转变教学的基本理论依据以及其在高中化学教学中的有效策略。
概念转变教学是一种重要的教学方法，旨在帮助学生从错误或片面的概念理解转变为全面而准确的理解。
在高中化学教学中，概念转变教学尤为重要，因为化学作为一门基础自然科学，涉及大量抽象和复杂的概念。
通过深入研究和理解概念转变教学的理论依据，以及探索在高中化学教学中实施的有效策略，我们可以提高教学效果，帮助学生更好地理解和掌握化学知识。
本文将首先介绍概念转变教学的基本理论依据，包括认知冲突理论、建构主义学习理论等，然后结合高中化学教学的具体案例，探讨实施概念转变教学的有效策略，以期为广大教育工作者提供有益的参考和启示。
二、概念转变教学的基本理论依据概念转变教学是建立在现代认知心理学、教育心理学以及科学教育研究的理论基础之上的。
其核心思想源于皮亚杰的认知发展理论和波斯纳的概念转变模型。
皮亚杰的认知发展理论强调个体在与环境的互动中建构自己的知识体系。
他认为，认知发展是通过适应机制实现的，包括同化和顺应两个过程。
同化是将新信息纳入已有的认知结构中，而顺应则是当新信息与已有认知结构发生冲突时，个体调整或改变原有的认知结构以适应新信息。
概念转变教学借鉴了皮亚杰的理论，强调在化学教学中应通过引发学生的认知冲突，促进学生的概念转变和认知发展。
波斯纳的概念转变模型则提供了概念转变的具体过程和策略。
他认为，概念转变需要经历四个阶段：一是学生对原有概念的认同和理解；二是学生遇到与原有概念相冲突的新信息；三是学生产生认知冲突并进行概念重构；四是学生形成新的概念并应用到实际问题中。
概念转变教学强调教师应该通过设计具有认知冲突的教学活动，引导学生经历这四个阶段，从而实现概念的转变和深化。
概念转变教学还借鉴了建构主义学习理论、元认知理论等现代教育心理学理论。
建构主义学习理论强调学生是知识的主动建构者，而不是被动接受者。
基于建构主义的概念转变学习理论
基于建构主义的概念转变学习理论在科学教学中，面对学生的错误概念对科学学习的影响，如何使学生抛弃错误概念形成科学概念呢？20世纪80年代西方科学教育工作者（如Posner, 1982）根据建构主义思想提出了概念转变学习理论（theory of conceptual change learning）。
概念转变学习理论认为，学习就是学生原有观念改变、发展和重建的过程，就是学习者由前科学概念(pre-science conception)向科学概念的转变过程。
概念转变或概念变化包括两种情况：一是新知识的纳入补充了现有的知识，通过累积的方式使这些知识发生变化。
在这种情况下，新知识与原有知识之间基本是一致的。
二是新获得的信息与原有信念、假定或有关理解之间存在着冲突，因而要对对立的理解作出调整。
概念转变主要就是针对后一种情况，即个体在面临与原有经验不一致的信息时，对原有的理解、解释作出的调整、改造，可以说，概念转变是新旧经验相互作用的集中体现，是新经验对原有经验的改造。
概念转变学习理论主要包括概念转变学习的途径、机制和条件等内容。
1．概念转变学习的途径概念转变学习观认为，概念学习就是学生原有概念的改变、发展和重建过程，就是学习者的前概念向科学概念的转变过程。
这种转变有两种不同的途径：一种是通过充实途径。
最一般的概念改变类型称之为“充实”(enrichment)，这是指在现存的概念结构中概念的增加或删除。
学生在生活中获得的大量知识充实着他们原已拥有的知识。
充实的另一种形式是包括对现存概念结构的区分、合并以及增加层级组织。
充实的途径涉及到原有概念结构的量的扩展(enlargement)，是一条“进化”的、连续的途径，其概念转变开始于同科学概念一致的学生原有的概念结构或是对学生的概念重新解释；另一种是通过重建途径。
“重建”(restructuring)意味着创造新结构，这种新结构的建构或者为了解释老的信息，或者为了说明新信息。
第八章概念转变
（3）解决阶段 ）
在解决问题阶段，学习者将尝试用任何方 法去解决认知冲突。解决冲突的反应可以 当作一种内在反应来表示。学习者的反应 包含由Chinn和Brewer(1998)所提起的：例 如忽略反例的存在（ignoring）、否认反例 （rejecting）、不确定（uncertainty）、排 斥反例（exclusion）、将反例搁置一旁 （abeyance）、重新诠释反例 （reinterpretation）、外围理论的改变 （peripheral theory change）和理论的改变 （theory change）。
2.概念转变的影响因素 ①反例(anomalies)：不满足的主要来源就是在概念生态 中，必须有反例存在； ②类比或隐喻(analogies and metaphors)：类比与隐喻 可以提供新的观念，使得新的概念变得可理解； ③认识论信念(epistemological commitments)：大多数 的知识领域都具有判断何者为成功解释的标准； ④形而上的信念与概念(metaphysical beliefs and concepts)：在科学观念里，关于宇宙具有秩序、对称， 或是不混乱的信念，通常在科学工作时决定了新概念应 该被接受或是丢弃； ⑤其他的知识(other knowledge)：新的概念必须要比在 其他领域的知识，或是竞争的概念，具有更多发展的前
二、概念转变的条件与影响因素
1.概念转变的条件 在面对新、旧概念冲突时，在何种条件下学习者 才会转变已有概念呢？对此，波斯纳等提出了概念转 变的四个条件： ①对现有概念的不满（dissatisfied）； ②新概念的可理解性（intelligibility）； ③新概念的合理性（plausibility）； ④新概念的有效性（fruitfulness）
概念转变理论的名词解释
概念转变理论的名词解释概念转变理论是一种心理学理论，旨在解释人类如何发展和改变对事物的认知和理解。
它涉及我们对世界的认知方式和思维模式的转变，以及这些转变对我们的个人和社会生活的影响。
本文将对概念转变理论进行详细解释，并探讨其在现实生活中的重要性和应用价值。
在概念转变理论中，概念被定义为我们对事物的一种抽象和概括的认知方式。
概念是我们对现实世界进行分类和理解的工具，它们帮助我们将各种感知和经验整合起来，并赋予事物以意义。
然而，随着时间的推移和经验的积累，我们对事物的概念也会随之改变。
概念转变可以发生在个体层面，即个人认知和理解的演变；也可以发生在社会层面，即人们共同认知的演变。
个体层面的概念转变通常是通过学习、经验和反思来实现的。
通过接触新的信息和经验，我们可以重新评估和调整自己对事物的认知。
而在社会层面，概念转变通常需要更复杂的过程，包括社会对话、文化变革和制度变迁。
概念转变理论强调了人们在认知过程中的主观性和动态性。
它认为我们对事物的认知并非固定不变的，而是不断演变和变化的。
这种认知的变化可能源于多种因素，例如新的经验、新的社会观点、新的证据等等。
理解概念转变的原理和过程可以帮助我们更好地理解人类认知和行为的复杂性。
概念转变理论在教育和心理学领域有着广泛的应用。
在教育中，它提醒教育者们要关注学生的认知发展和认知转变。
教育者应该为学生提供多样的学习经验和挑战，以便促进他们的概念转变和思维方式的变化。
在心理学研究中，概念转变理论为我们理解人们对信息的感知和解释提供了有益的框架。
除此之外，概念转变理论还可以帮助我们理解社会变革和文化演变的过程。
历史上的一些重大事件和社会运动，都可以被看作是概念转变发生的结果。
通过研究人们对道德、政治、社会问题等的概念转变，我们可以更好地理解社会改革的机制和动力。
然而，概念转变并非一件轻而易举的事情。
人们对新的概念和观点常常持着怀疑和抵触的态度，因为这意味着他们需要抛弃旧有的认知框架并接受新的观念。
基于概念转变的教学模式
基于概念转变的教学模式
基于概念转变的教学模式是一种强调学生从错误或不完全理解到正确理解概念的教学方法。
这种教学模式主要关注学生的思维方式和对知识的理解，目的是通过引导学生进行思维转变，从而帮助他们建立更准确和全面的概念。
基于概念转变的教学模式通常包括以下几个步骤：
1. 引入概念：教师通过具体的例子和引导性问题引入新的概念，激发学生的兴趣和好奇心。
2. 提供错误观念：教师通过分析学生常见的错误观念，有意识地引导学生思考。
这样可以让学生认识到自己的错误观念，并激发他们思考和质疑。
3. 激发认知冲突：教师通过提出与学生已有观念相悖的问题或情境，制造认知冲突，促使学生主动寻找解决方法。
在这个过程中，学生会自然地反思和调整他们原有的观念。
4. 引导探索和发现：教师以引导者的角色，鼓励学生进行实践、讨论和探索，通过自己的实践和发现逐步建立正确概念。
5. 反馈和巩固：教师及时给予学生反馈，帮助他们修正错误和改进。
同时，教师通过练习、综合运用和巩固性作业等方式，巩固学生对概念的理解。
基于概念转变的教学模式注重学生的主动参与和思维思考，通过引导和激发学生的思维能力和批判思维能力，帮助他们形成准确的知识结构，提高学习效果。
这种教学模式可适用于各个学科和领域的教学。
“概念转变”在化学教学中运用——以“氧化还原”概念教学为例
“概念转变”在化学教学中运用——以“氧化还原”概念教学为例从建构主义的角度看，学习不仅要运用原有的知识经验中与新知识一致的部分，作为同化新知识的固定点，而且需要同时看到学习者头脑中与新知识不一致、甚至是冲突的经验，使学生通过分析、比较、综合等思维活动，对新旧经验做出必要的改善和调整和改造，从而获得新知识。
换言之学习不仅仅是新知识经验的获得，同时也意味着对原有知识经验的改造。
概念转变(concept change)就是指个体原有的某种知识经验由于受到与此不相一致的新知识的影响而发生的重大转变，它是对学生现有的理解或解释做出的调整和改造，是由学生的生活概念向科学概念的转变。
概念转变是新旧经验相互作用的集中体现，是新经验对已有经验的改造。
概念转变的过程也就是认知冲突的引发及其解决的过程。
学生在学习科学之前，头脑中已经存在了一些来自于生活经验的对科学的直觉认识，其中，有些与科学理解基本一致，但是有些理解与科学概念相违背，这就是错误概念（mis-conception）或者是选择性概念（alternative concept）。
特别是化学，这是一门与生活紧密相联的学科。
学生从自然界中、日常生活中已经获得了大量的化学方面的感性知识，其中很多知识对学生学习化学奠定了基础，比如什么是燃烧，什么是铁生锈，什么是溶解，氧气的性质、用途，二氧化碳的性质、用途、危害等等。
但比如在学习质量守恒前，他们认为物质燃烧后变成了灰，这是一个质量减小的过程；在学习水的反常膨胀性前同学们可能都认为水在0℃时结冰，所以0℃时水的密度最小，但事实上4℃时水的密度最小等等。
在日常生活中同学们经常可以听到“绿色化学”、“白色污染”等名词，但他们在学习前可能会认为是“绿色的化学试剂”、“白色塑料的污染”，而并非是真正理解其内涵。
概念是思维的工具，是知识结构的联结点，是学生学习的核心。
化学概念是反映化学物质本质属性和共同特征的一种科学抽象，是化学理论的基本要素，是化学的科学语言。
概念转变教学理论初探
概念转变教学理论初探一、文献综述1、国外概念转变研究现状通过对国外概念转变的文献进行梳理和研究，总结出国外对概念转变的研究主要包括了概念转变理论、概念转变途径、心理过程机制和教学策略等几个方面。
概念转变的研究最早起源于国外，1972 年，波斯纳教授在《科学教育》（science education）一书中提出概念转变策略，书中提出即概念转变需要通过同化和调适两个步骤来实现[1]。
在概念转变策略方面，1982 年，Nussbaum和 Novick 提出了 NN 三步教学模式，包括探究错误概念、引发和解决认知冲突三个步骤[2]；1989 年，Oldham 和 Drever提出了 DO 五步教学模式，包括导入、应用、定向、重组和反省五个步骤[3]。
1992年，Strike和 Posner 提出了以认知冲突为主的概念转变策略[4]；1994 年，Chi 和 Roscoe 等学者认为概念转变是一个概念再分配的过程，观念转变就是纠正原有的错误观念的过程[5]；P.H. Scott 提出基于学习者的前概念，运用类比进行拓展、比较的教学策略[6]。
Ceren Tekkaya发现概念图和概念转变理论能较好的转变迷思概念，形成科学概念[7]。
研究表明，人们在积极更新教学理念、改革教学方式，提高概念转变的有效性，从而帮助学生更好地理解科学概念的本质。
在概念转变机制方面，第一是认知冲突理论，第二是类比理论，第三是学习认识论[8]。
皮亚杰基于概念转变提出了图式、同化、顺应和平衡的概念[9]。
Chi提出了基于本体论的类别归属[10]，Pintrich 提出概念转变要将动机、情境因素纳入概念转变的研究当中[11]。
综上所述，目前国外关于概念转变的研究比较成熟，在实践研究中主要以高等教育、职业教育研究为主，中小学阶段的教学研究相对较少。
2、国内概念转变研究现状我国直到 20 世纪末才开始对概念转变进行相关的研究。
我国学者首先在国外研究了翻译学习的相关理论，逐渐过渡到实践阶段，基于理论视角提出了很多概念转变策略并开展实践研究。
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概念转变教学理论
一、概念转变理论的渊源及发展
在20世纪80年代初期，科内尔大学的一群教育研究者和哲学家开发
了一种称为概念转变的理论。
这种理论基于皮亚杰的不平衡和适应性
调节的观点，以及托马斯库恩的科学进化论。
根据库恩的观点，科学
进化遵循的是一种稳定的范式。
首先，一种占优势地位的科学范式——一种基本的认知、思考、评价和做事的方式——濒临危机，因为它
没能解决或解释科学团队确定的重要问题。
其次，就必须有一个有望
解决这些问题的可供选择的范式。
这两个条件的存在就增加了“范式
转变”的可能性或者新的思维框架的普遍接受性。
然而，研究者发现，如果只强调和采取逻辑和理性思维一～宾特里奇
把这种方法称之为“冷酷的概念转变”，学生的已有概念非常难以改变。
因为这种方法太过理性化，忽视了学习中的情感(如动机，价值观，兴趣)和社会成分，比如，没考虑到学习环境中其他的参与者(如教师
和其他的学生)，以及这些参与者是如何影响学习者的概念生态圈，并
影响概念转变的。
社会建构主义者和认知学徒观也影响了概念转变理论，这些学习观鼓
励学生互相讨论，教师是促进概念转变的一个因素。
因此，概念转变
不再被认为是只受认知因素的影响。
情感、社会和情境因素也能影响
概念转变。
在培养概念转变的教学或学习环境设计中，所有这些因素
必须综合考虑。
二、概念转变的定义、形式和过程
概念转变大致可以定义为改变已有概念的学习，如信仰、观点或思维
方式。
概念转变一般包括两种形式：(1)丰富，即同化。
新概念与原有
概念之间基本是一致的，个体很容易理解新概念，并能很快地接纳。
新概念补充了原有概念，使原有概念更加完善。
这种形式主要通过积
累的方式发生。
(2)修订，即顺应。
新概念与原有概念不一致，产生冲
突，需要对原有概念进行分析、判断和权衡，从而建立新的概念。
这
种转变不是细枝末节的变化，是从本质上对原有概念进行调整和改造。
概念转变是个不断循环的过程，当学习者碰到新旧概念之间不一致的
情况时，就会产生一种认知冲突感。
这需要学习者对两者进行分析和
判断，思考各自的合理性、正确性，并最终对新旧概念做出权衡和调整，从而产生新的概念。
三、概念转变的教学策略和条件支持
一般来说，学习者的已有概念很难转变。
因为学习者正是依赖这些既
有概念来理解和看待他们周围的世界，他们不会轻易放弃这些概念，
而采取一种新思维方式。
因此，仅仅呈现一种新的概念或告诉学习者
他们的概念是不正确的，这并不能转变他们的概念。
概念转变的教学
需要运用建构主义方法，使学习者能够积极主动地重新组织他们的知识。
认知冲突策略，来源于皮亚杰的建构主义学习观，在概念转变的
教学中是一种有效的工具。
这种策略需要创建一种环境，在这个环境中，学生关于某个特定现象或主题的既存观点一目了然，然后直接质疑，为的是制造认知冲突或认知失衡。
也就是说，学习者必须变得对
他们目前的概念不满意，然后接受一种可理解的、似是而非的、有成
效的选择性概念。
概念转变的教学主要包括两个步骤：一是揭示学生
对某个特定主题或现象的先前概念；二是用各种不同的技术帮助学生
改变他们的概念框架。
波斯纳等通过研究发现，要实现概念转变，需具备四个条件：(1)对
现有概念的质疑，即现有概念不能解释或解决眼前的问题，因此，学
习者会重新思考现有概念。
(2)新概念的可理解性，即学习者应对新概
念建立整体一致的理解，而不仅仅是字面的理解，能够用自己的话说
出概念是什么意思。
(3)新概念的合理性，即新概念应能与个体所接受
的其它概念相一致，如，与自己其它理论或知识、经验、直觉一致等。
个体看到新概念的合理性，意味着他相信新概念的真实性。
(4)新概念
的有效性，即个体认为新概念能解决其它知识概念所难以解决的问题，并能展示出新的方向和新思想，具有启发意义。
这意味着个体把新概
念看作是解释、解决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，对概念的理解是看到概
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。
四、概念转变教学模式
1.展现学习者的已有概念。
概念转变教学的一个基本假设就是“新概
念(学习)的建构，只能以既存的概念为基础”。
即使已有知识(不管正
确与否)允许我们随意看待世界，我们也不能对它毫不在意。
因此，概
念转变教学的第一步也是最重要的一步就是，让学生意识到他们对某
个即将学习的主题或现象的观点。
2.提出并呈现问题。
为了引出学习者的概念，教学必须从呈现问题开始。
呈现的这个问题必须让学习者运用他们的已有概念来理解。
呈现
的问题可以是这两种：不知道结果或结果已经知道。
在“不知道”的
问题中，教师让学习者先预测结果，然后解释他们预测的结果。
在
“知道”的问题中，学习者不做预测，然而，他们必须解释这个事件。
3.要求学生描述或呈现他们的概念。
学习者呈现他们观点的方式有很多。
他们可以写下描述、画图表、创建物理模型、画概念地图、设计
网页或者把这些方式随意组合，以表明他们对某个特定概念的理解。
如果有电脑或合适的软件，学习者还可以用别的呈现方式(用DPT或其
他的软件)，创建模型或模拟，或者创建概念地图。
不管使用何种方法，这一步的目的就是帮助学习者认识并开始澄清他们自身的观点和理解。
一旦学习者的概念弄清楚以后，教师就可以把它作为下一步教学的基础。
4.讨论并评价已有概念。
这一步的目的就是让学习者通过小组讨论或
全班讨论，澄清并修正自身的原有概念。
如果这是教师的第一个概念
转变学习活动，最好晚一点开始。
在学习者以小组的形式互相评价别
人的概念之前，教师可以先示范一下这个评价过程。
开始，教师请多
个学习者进行陈述(概念)。
陈述完毕后，教师引导同学逐个评估每个
观点的可理解性、合理性和成效性。
努斯鲍姆和诺维克认为，教师应
该接受所有的观点，不要进行价值判断。
教师还应提到每个观点的学生名字，在全班讨论之后，持不同观点的学生组成～组，互相评价观点。
每个小组都要选出一个观点(或者通过评价修改后的不同观点)，提出选择的基本原理，并把这个原理展现在全班同学面前。
允许学习者对自认为最好的观点进行投票，并加以解释，可以增强学习动机。
5.制造概念冲突。
学习者通过向其他同学陈述自身的观点，并得到同学的评价，开始意识到他们自己的观点。
学习者变得不满意于自身的观点，观点冲突开始建立。
认识到他们观点的不足之后，学习者也更易于改变原有观点。
要制造更大的冲突，教师就要创造差异性事件。
这个差异性事件是学习者用目前的观点无法解释的现象或事件，但用本次教学主题中的观点却可以解释。
在这点上，如果没有学生持“正确”观点，教师就应该建议用前一个班某个学生提出的观点。
如果在观点转变活动开始之前，教师还不知道学生对某个主题或现象的正确与不正确观点，就不宜提前设置差异性事件。
在这些案例当中，教师应该让学生提出决定哪个学生的观点能最好地解释“现存问题”的方法。
如果这个科目是科学，学生应该提出一些实验。
教师也可以呈现与学生现有观点相冲突的不规则数据，来创建差异性事件。
6.鼓励认知调适。
学生应该有对自身概念和目标理论问的不同进行反思和顺应的时间。
教师应该把反思活动整合到课程当中，以促进认知协调或重构学生的先前概念。
7.创设合作性学习环境。
一个合作性的学习环境对成功的概念转变教学是非常必要的。
必须有机会讨论，学生在分享观点、思考和评价其他观点时必须有安全感。
这种“安全因素”在教师运用上述认知冲突策略时尤为重要。
一项研究表明，低成就感的学生会丧失自信，把冲突看成是另一种失败。
要成功实施概念转变的教学策略，教师和学生在建构主义学习和小组合作性学习方面应当有些体验。
习惯了教师传授式教学(如直接教学)的学生在参加讨论活动时动机就会弱一点。
教师必须能熟练掌控班级小组，充当帮促者的角色。
五、总结
概念转变教学并不是个简单的过程。
它比传统的机械教学法要费时得多，需要一个支持性的课堂环境，要让学生在表达和讨论观点时感到
自信。
概念转变教学还需要教师具备良好的帮促技巧，以及对某个主
题或现象有着深入的理解。
概念转变教学会使学生对概念理解得更深。
对概念的不断评价和阐述可以帮助学生发展元概念意识，也就是说，
他们知道概念是如何发展的。
概念转变教学理论。