关于基于认知冲突的生物概念转变教学
基于认知冲突的生物概念转变教学
Biology Concept Transformation Teaching
Based upon Cognitive Conflict
宋汉萍 崔鸿*
Song Hanping Cui Hong
(华中师范大学 生命科学学院，湖北武汉，430079)
摘 要：杜伊特根据建构主义思想，将概念转变学习分为连续途径和不连续途径。其中不连续途径的概念转变是建立在认知冲突和解决冲突的基础之上。本文以认知冲突为基础，着重探究如何在不连续途径的生物概念学习中创设认知冲突以及如何构建不连续途径的生物科学概念。
关键词：认知冲突 不连续途径 生物概念转变
生物学是一门研究生命现象及其活动规律的自然学科，其基本原理都是建立在生物概念的基础上，因此，生物学概念是生物学领域最基本的语言表达单位。学习生物学知识，首先要充分理解和掌握生物概念的含义。然而，在学习之初，很多学生对这些概念的理解通常是片面的、错误的，例如他们认为“血糖就是血液中的糖”、将“叶绿体”和“叶绿素”混为一谈等等，所以在生物教学中，使学生正确的掌握概念是一个重要的核心问题。要解决这一问题，需要教师指导学生进行概念转变学习。
所谓概念转变学习就是学生原有概念的转变、发展、重建的过程，即学习者的前科学概念（有叫错误概念）向正确的科学概念的转化过程。杜伊特根据建构主义思想，将概念转变学习分为连续途径和不连续途径。[1]连续途径就是学生的原有概念和科学概念基本上是一致的，那么概念转变学习就是一种“丰富”或“充实”知识的过程；相反，不连续途径就是学生的原有概念和科学概念之间是不一致的，甚至学生的理解是有悖于科学概念的，那么在这种情况下，概念转变学习要对学生的原有概念进行“修订”或“改正”，从而转变成正确的科学概念。
一、创设不连续途径生物概念转变的基础
正是由于在不连续途径的学习中，学生的原有概念和科学概念之间存在不一致，就会产生认知冲突。[2]一旦产生认知冲突，就会引起学生认知结构上的不平衡，可以激起学生的好奇心和强烈的求知欲，促使学生对前概念或者错误概念进行修订或改变，以便更好地理解和接纳新的科学概念。所以说，认知冲突是不连续途径概念转变的基础，是促使学生实现不连续途径概念转变的契机和动力。那么，应该如何创设认知冲突呢？
（一）创设情境，激发认知冲突
在生物概念教学中对一个特定的情境或特定的学习主题用“问题”形式提出来，引导学生主动进行思考。例如，在讲“性别决定”时，引导学生考虑这样一个问题：公鸡和母鸡同样是由受精卵发育而来的，但是为什么两者在外形和生殖系统上会表现出那么大的差异？问题一提出，就会在学生脑中产生一种认知冲突，以此激发学生的求知欲。 教师还可以充分利用和发掘教材以及学生活动中的矛盾因素，把学生置于矛盾氛围，使学生产生解决矛盾的迫切需要，从而激起认知冲突。
（二）利用生物学探究实验，制造认知冲突
生物是一门建立在实验基础上的学科，它能够有效地提供激起矛盾的新刺激。所以利用生物实验设置认知冲突，更容易使学生进入学习情境。在概念转变教学实践中，运用了学生观察生物学现象、动手实验操作等实践活动来展示矛盾事件，引发认知冲突。
（三）制造知识“陷阱”，暗设认知冲突
教师利用学生知识结构中的含糊点、易错点或盲点，制造出相应的知识陷阱，引诱学生落入其中，再将学生从中“救起”或引导学生进行“自救”。[3]这种制造陷阱，暗设认知冲突的做法，对于澄清学生的模糊认识，防止学生错后再错，是非常有效的。例如，在学习“光反应”和“暗反应”时，教师先制造出“白天进行光反应，晚上进行暗反应”的陷阱，在光合作用的学习过程中，渐渐引发学生的认知冲突，从而引导学生形成正确的生物科学概念。
（四）采取小组合作学习，引发认知冲突
对生物学前科学概念调查表明，不同的学习者对问题的认识深刻和广度不同，存在着差异性，即因人而异。因此，开展合作学习，使得学习者之间产生不同观点的对立、交锋，从而引发认知冲突。
二、促进不连续途径生物概念转变的教学策略
在生物概念教学中，当教师采取各种方式让学生产生了认知冲突后，就要以认知冲突为基础，提出可以促进学生的不连续途径生物概念发生有效转变的教学策略。在这个过程中，不仅仅是用生物科学概念取代学生的原有概念，而是两者之间不断协调和平衡，从而达到让学生接纳并理解掌握生物科学概念。显然，这不是简单的灌输式教学所能达到的，必须采取针对性的教学策略。基于认知冲突，结合自己的学习、思考，提出以下促进不连续途径生物概念转变的教学策略：
（一）运用实例，构建生物科学概念
有经验的老师总是善于联系学生的日常生活，举出学生所熟悉的具体事例，把一些抽象的生物概念和具体的实例联系起来，逐步引入概念。学生在通过实例获得比较丰富的感性认识后，要及时引导他们进行比较、分析、综合、抽象、概括等，以便形成科学概念。例如，在学习“生态系统的稳定性”这一概念的时候，学生普遍对“生态系统的稳定性是通过自我调节来实现”这一观点不能认同，教师通过联系学生的日常生活——多喝水会排尿，大量排汗引起口渴，促使多饮水，并说明这些调节是由人体自动调节完成的。通过反思，学生很容易就可以看出生态系统作为一个有结构有功能的单位，就如同人体一样，不需借助系统外的力量可以维持系统相对稳定，有着自我调节的机制。
然而，学生对概念的掌握不是一次就能完成的，需要由具体到抽象，再由抽象到具体的反复多次。当某个生物科学概念形成后，应该及时引导学生通过举例和运用，使概念具体化，把新的科学概念与学生原有的知识联系起来，从而保证学生对概念有着正确、完整的理解。
（二）加强思维训练，重建生物学概念
生物学科学概念的形成过程都有一个共同点-一从具体感知过程到抽象思维过程。生物教师不仅要创设情景，发现和转变学生的原来观念，还需要组织、引导学生对概念的内涵和外延以及其他属性作进一步的探讨，帮助学生将感性认知上升为理性的认识，完成对生物学概念的意义重建，从根本上放弃前科学概念。 抽象思维是指以概念、判断、推理的形式来反映客观事物的运动规律，以达到对事物的本质特征和内在联系的认识的思维。表现为分析、综合、比较、抽象、概括、具体化、分类、系统化等思维的过程。其中分析和综合是思维的基本过程，其他则是通过分析和综合来实现。
（三）构建生物学概念体系
弄清生物学相关概念的区别与联系的同时，将其纳入一定的知识体系，使概念系统化。在学习生物学概念的过程中，建立严密的概念结构，有助于把握概念的层次与性质、认识概念间联系、理解概念深刻内涵，同时可以帮助学生牢固地记忆生物学概念，避免错误概念的再产生。[4]
1.了解概念之间的关系
生物学概念体系中的相关概念种类多，关系复杂，根据其本质上的区别和联系，可以划分为从属概念、并列概念、相反概念和毗邻概念等类型。在高中生物学的教材各或单元课题中都含有一个相对独立而完整的概念体系。例如，新陈代谢是一个概念体系。按其代谢性质可分为物质代谢和能量代谢，按其代谢方向可分为同化作用(即合成代谢)和异化作用(即分解代谢)。物质代谢和能量代谢是两个并列概念，又是新陈代谢的从属概念;合成代谢和分解代谢也是新陈代谢总概念的从属概念，但两者却为相反概念。
2.建立新旧概念之间的联系
根据奥苏伯尔认知同化理论，新知识的获得主要依赖认知结构中原有的适当观念，即起固定作用的观念，通过新旧知识的相互作用达到意义上的同化，同化不仅使新知识获得了新的意义，而且也使原认知结构中相关观念获得了新的意义。因此，在生物学概念教学中，应注意建立新旧概念之间的联系，使学生能尽快从认知结构中找到同化新概念的起固定作用的概念，以提高概念教学的效率。例如，学习“反射”(指人或动物，在神经系统参与下，对外界或内部的刺激作出的有规律的反应) 概念时，应使学生联系到以前知道的“反应”概念，学习“条件反射”、“非条件反射”概念时，使学生想到“反射”，这样把学习建立在学生已有认识基础上就会提高学习效率。
3.学会使用概念图
在了解概念体系中相关概念的关系的基础上，逐渐让学生由易到难学会描绘自己的概念体系。根据现代认知心理学的认识，人们在头脑中是一某种命题或命题网络的形式表征知识的，并且这些命题是按层次结构进行储存的。概念图是以综合、分层的形式表示概念之间相互联系的空间网络结构图。学生在描绘一幅概念图时，好比经历一次头脑风暴，将概念体系整合的过程清晰呈现。不同的学生由于在思维方式、认知风格、已有知识基础等方面会存在差异，因此，针对同意内容而制作的概念图会存在很大的差异。所以概念图不仅可以做为学生学习概念的工具，同时可以作为教师对学生概念学习开展评价的工具，甚至在科学概念学习前，概念图还可以作为前科学概念的诊断工具。
（四）开展随机通达教学，巩固科学概念
建构主义学家斯皮罗等人提出的随机通达教学[5]认为，对同一内容的学习要在不同时间多次进行，并且每次的情境都要经过改组，而且目的不同，应着眼于问题的不同侧面。
应注意的是，随机通达教学在每次的通达中，不同问题侧重点，并不是为了巩固一般知识、技能而进行的简单的重复，即复习。显然，学生通过多次进入同一概念内容，将能达到对该概念所涵盖的内涵、外延本质属性等方面的知识的比较全面的认识。并加强了对生物概念的训练，使这一概念在学生头脑中逐渐巩固。
三、总结
不连续途径的生物概念转变不仅仅是要从概念本身入手，更重要的是关注学生原有概念和生物科学概念之间的认知冲突。在生物概念教学中，教师应运用各种方式激发学生的认知冲突，并在此基础上采取不同的教学策略促进不连续途径的生物概念转变，从而让学生较好地理解掌握生物科学概念。
参考文献：
[1]袁维新．科学教学概论——建构主义观点[M]．北京：中国矿业大学出版社，2007．
[2]杜伟宇，吴庆麟．论概念转变的教学策略[J]．上海教育科研，2005，4．
[3]游隆信．生物学概念的教学策略探析[J]．生物学教学，2005，2．
[4]冯伟．从建构主义视角研究物理前概念的转变策略[J]．教学研究，2006，8．
[5]李彤．排除前概念干扰 构建生物学概念[J]．广州教育，2004，10．
作者简介：宋汉萍（1985—），女，现为华中师范大学生命科学学院硕士研究生，研究方向为生物·课程与教学论。
地址：湖北省武汉市华中师范大学生命科学学院07级研究生
数学课堂教学中认知冲突的实践与思考
数学课堂教学中认知冲突的实践与思考
数学课堂教学中，认知冲突是指学生在学习过程中，遇到与已有知识和经验相冲突的新概念、新理论、新方法等。认知冲突的存在，可以促使学生思维的重组和转变，进而促进学生的学习和发展。本文将探讨数学课堂教学中认知冲突的实践与思考。
在数学课堂中引入认知冲突。老师可以通过提出反常识的问题、呈现矛盾的事物、引入不同的解题方法等方式，来引起学生的认知冲突。在教学中讲解圆的面积时，老师可以提问：“一个半径为2的圆的面积是多少？”大部分学生可能会立刻回答是4π，而事实上，正确答案是4π。这样的问题能够引起学生的注意和思考，使其对原有的知识产生疑问和质疑，从而进一步加深对圆形和面积的理解。
积极引导学生认知冲突的解决。在学生遇到认知冲突时，教师应该及时给予指导和帮助，引导学生主动思考和探索解决方法。在上述圆的面积问题中，老师可以提供一些提示，如：“你能否找到其他方法来计算圆的面积呢？”或者鼓励学生用纸模拟出一个半径为2的圆，然后进行切割重组，再测量面积等。通过引导问题的提出和解题思路的引导，学生可以逐步突破认知冲突，深入理解数学概念和方法。
营造积极的学习氛围。在数学课堂中，教师需要创造一个开放、尊重和包容的学习环境，鼓励学生主动提问、交流和分享。当学生遇到认知冲突时，教师和同学应该给予积极的评价和支持，激发学生的学习动力和探索欲望。课堂上的合作学习和小组讨论也可以为学生提供更多的启示和帮助，促进认知冲突的解决和知识的构建。
教师应该合理安排课堂教学的内容和任务。认知冲突是一种复杂的心理过程，需要一定时间和空间进行思考和转化。教师需要根据学生的学习特点和发展水平，合理安排课堂教学的进度和要求，给学生足够的时间和机会进行认知冲突的思考和解决。教师还可以充分利用课外时间和资源，提供一些扩展活动和课外阅读，让学生继续发现和探索数学的美妙。
数学课堂教学中认知冲突的实践与思考是一项复杂而具有挑战性的任务。教师需要引导学生主动思考，提供指导和支持，并创造良好的学习氛围，使学生能够积极应对和解决认知冲突，进一步提高数学素养和学习效果。
高中生物概念的教与学
高中生物概念的教与学
摘要：生物学概念以文字形式呈现在教材中，学习者不能就文字、词或词组来学概念，而应该以具体事物为认知起始点，通过一系列的思维活动，掌握概念的本质，再借助具体事物为载体，加上个性化的演绎推理明确概念所包含的一切事物，最终达到有感性基础地掌握概念的内涵和外延，做到学之有物。
关键词：高中生物；概念学习；方法
传统概念教学只关注揭示某一事物的本质特征，而忽视了概念学习应该建立在原有概念基础上的意义建构，以及学生认知发展、认知风格对概念学习的影响。教育心理学对概念学习研究新进展告诉我们新概念的学习只有在前概念的基础上，通过认知冲突，利用学生的认知风格特点以及学生的相互作用才能真正建构新概念的意义。科学认识的成果都是通过形成各种概念来加以总结和概括，而概念的表达是以词或词组的形式来实现的。高中生物教材所涉及的生命机理都以大量的概念来加以描述，其呈现方式为：概念名称———定义———举例。学习者对概念的学习方式为：记住概念名称———记住概念的定义性描述———认识具体的事例。学习者的学习思维形式可概括为：从概念的本质属性（即理性认识）开始再到具体的某一事物（即感性认识）。这跟人类认识事物的基本规律（即“感性”到“理性”，“个别”到“一般”）刚好相反，其结果是学习者能够记住甚至背诵概念及其定义，但却不知道概念所包含的具体事物，造成了“一学教材就会，一做习题就不懂”，“越是身边具体的生命机理而学习者理解分析起来就越难”的怪现象，笔者称之为“学之无物”。本文根据学习者认识事物的基本规律，以具体事物为学习起始点，通过抽象、综合、归纳出概念的本质，再通过具体分析和运用来认识概念的适用范围，从而有实际意义地掌握概念的内涵和外延，笔者称之为“学之有物”。
一 以具体事物为认知起始点，掌握概念本质内涵的生成过程
高中生物概念的学习，学习者不要直接去死记硬背定义本身，而是要借助教材中的示意图、文字解释或自己制造的学具，从具体事物的认知开始，通过对具体生命现象的演绎、分析、归纳和推理，从个别现象中总结出该事物的一般规律，进而生成概念的本质内涵。例如对“染色体组”这一概念的学习，教材中用一幅示意图和一段文字加以呈现。怎样学习呢？首先在脑海中应呈现出如下图像：“雄性果蝇体细胞”，“细胞内有四对同源染色体”，“减数分裂时纺垂丝把同源染色体拉开”，“同源染色体被拉开的同时非同源染色体被随机拉到一起”，“减数第一次分裂后获得两个子细胞”。然后我们集中精力来分析每个子细胞中的染色体，发现染色体共有4条，且形状大小各不相同，是非同源染色体，这样一组染色体应该叫什么呢？科学家把它称做“一个染色体组”。接着进行推理性思考，染色体中有dna，dna中有基因，基因控制生物性状，现在的每个细胞获得了体细胞中一半的染色体，那基因也应分了一半，跟另一细胞中的另一半基因是等位基因的关系，即体细胞中有两套基因控制果蝇的性状，而一个染色体组中获得了一套控制生物性状的基因。这样学习者就认识到了，一个染色体组只能有非同源染色体，而一个染色体组中带有控制本物种性状的一套基因，这就是“染色体组”这一概念的本质内涵。可见，学习者从具体的细胞内同源染色着眼思考，通过自己的认知和推理，循序渐进地总结出概念的本质属性，这种认知的过程就是学习者内化的过程，也是概念的本质属性的生成过程。
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。以“概念转变”为关键词在中国知网 CNKI 数据库进行检索近五年内文献，得到有关于概念转变相关中文文献共 717 篇，以“小学科学、概念转变”为关键词检索得到相关中文文献共 9 篇。主要相关主题和研究趋势如下图。
基于概念转变学习理论的科学课教学策略
基于概念转变学习理论的科学课教学策略
摘?要：概念转变学习理论认为，学习就是学生原有观念的改变、发展和重建，是学生由前科学概念向科学概念的转变过程。基于概念转变学习理论，科学教学的有效策略是要高度重视学生已有的知识经验；善于引发认知冲突；要关注学生构建的概念网络结构；注重情境创设，激发学习动机。
关键词：概念转变；科学教学；教学策略
在科学教学中，学生的错误概念对科学学习存在影响，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。根据概念转变学习理论，科学教学的有效策略是：
1.要高度重视学生已有的知识经验
根据概念转变学习理论，特别是在建构主义看来，有效教学始于学生原有的知识经验。因此，针对科学教学中错误概念的影响和干扰，在进行科学实际教学时，我们首先应当了解、正视学生已有的知识经验（包括前科学概念），而不是视而不见，试图避开它。教学应当积极利用学生的前概念，发挥前概念的经验性、浅显性及其合理性的成分，使学校教学的科学概念以此作为起点，促进学生由
浅入深、由表入里，从经验性概念顺利地转变到理论性概念，即根据概念转变的途径理论，通过对前概念的充实、区分或增加层级组织，使学生的前科学概念转变为科学概念。[1]另外，根据概念转变学习的条件理论，在接受新概念时，学生需要感到新概念的可理解性。因此，了解学生已有的知识经验还必须把新概念的引入建立在学生已有的经验和认知能力之上，而不是强行“灌输”，灌输是摧残不是发展。
高中生物概念转变教学的尝试与思考——以“染色体变异”为例
第２７卷第１１期
２０１１年 中学生物学 Ｍｉｄｄｌｅ Ｓｃｈｏｏｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．２７ Ｎｏ．１１
２０１１
文件编号：１００３—７５８６（２０１１）１１—００３６—０３
高中生物概念转变教学的尝试与思考
——以“染色体变异＂为例
赵坤兰 董玲玲李娟 崔 鸿冰 （华中师范大学生命科学学院 湖北武汉４３００７９）
摘 要 以“染色体变异”为例进行高中生物概念转变教学的尝试与探索，并对实施概念转变教学需
要考虑的因素进行了总结和思考。
关键词 概念转变 生物教学 前概念 生物学教学
中图分类号Ｇ６３３．９１ 文献标识码Ｂ
１９８２年，Ｐｏｓｎｅｒ等人基于认知建构主义理论提
出了著名的概念转变模型（ＣＣＭ）。该模型认为，学习
者原来的概念要发生转变需要满足以下四点：对现有
概念的不满；新概念的可理解性；新概念的合理性；新
概念的有效性。四个条件之间密切相关，其严格程度
逐级上升。Ｓｃｈｎｏｔｚ＆Ｖｏｓｎｉａｄｏｕ等在研究中认为概
念转变是对已有知识的主要重构，国内研究者在前人
研究基础上将概念转变定义为学生原有观念改变、发
展和重建的过程，即学习者由前概念向科学概念的转
变过程。
生物学知识主要是由概念和概念所组成的系统
构成的，学习生物学知识，首先就要充分理解和掌握
生物学概念，才能进一步形成某方面的技能。大量的
教学实践表明，学生在学习生物学课程之前，通过日
常生活的各种渠道和自身的实践，对生物学知识已经
形成了自己的看法，如把植物的地下部分统称为根，
自由水就是可以自由流动的水等。如何让学生把这些
生活或经验转变成科学概念，即概念转变教学，则是
中学生物教学的一个核心问题。
１高中生物概念转变教学的尝试
概念转变教学中教师必须充分了解学生原有生
物学知识、经验背景，了解学生有哪些前概念，并充分
运用学生的前概念创设教学中的认知冲突（情境），在
学生的前概念与科学概念的激烈碰撞中，引导学生调
为转变“概念”而教
为转变“概念”而教
摘要：本文论述的是小学科学基于前概念的教学策略。从两个层面进行论述，对学生的错误善加利用，展开有效教学，促进学生逻辑思维能力的提高。
关键词：前概念；转变；策略；外显化；应用；
在科学课的课堂教学中，在调查学生的前概念的时候，我们会发现，学生的前概念是和事实相悖的。而教师对于这些调查结果，往往熟视无睹，白白浪费了可贵的学习资源也不能通过简单粗暴的否定学生的错误前概念来展开教学，因为这是徒劳的。学生的错误前概念是学生自己对于生活经验的总结，是顽固，不容易转化的。
在小学科学课堂的教学实践中，我们经常能够发现学生的前概念是错误的。教材中也提供了这样的课例，教科版《马铃薯在水中的沉与浮》，教科版《比较水的多少》，苏教版《研究物体下落的规律》等就是其中的经典案例。从转变学生错误前概念的角度出发，科学课的教学策略应该着眼于学生的错误前概念提炼和应用两个方面，来构建学生一个全新的厚实的概念。
一、发现学生的“错误”——外显化学生内隐的概念
斯太威和伯克威茨的认知冲突理论认为，发现学生的认知结构和真实现象之间的矛盾，建立有效的认知冲突，能够有效的实现概念的转变。所以，在教学中，证明学生错了，能够有效的促进科学课的教学进程。既然学生的前概念是天然存在的，那么我们就可以
通过课前的调研，了解学生的前概念。在展开教学前，对学生前概念的了解，是教学成败的关键。
使学生错误前概念外形化的策略有对话法、画图法、问卷调查法等。这些策略在课堂教学中简单易行，能够有效指导课堂教学。使课堂教学目标更加明确。调查研究也是比较好的方法。通过简单的选择，可以清晰的了解学生的前概念，掌握学生前概念的现状。在这个基础上来设计教学方案，使基于前概念的教学策略应用更加有效。
运用“认知冲突”策略 转变物理“错误前概念”
牧法探讨 ——— 矗—搿＝兰 警麓燕 墨董 釜措 一
口黄晓博
（杭州学军中学，浙江杭州３１００１２）
在接受正规的物理课程学习之前，学生对物理
现象的直观认识就已经存在了，并在这些认识的基 础上形成了他们自己的思维体系．这种在学生系统
地学习物理知识之前所具有的看法和观点被人们
称之为“前概念”．
正确的前概念对学生的学习有积极的促进作
用，能帮助学生更好地建构物理概念（对物理现象 的正确认识），实现认知结构的顺化．而有些物理现
象的本质常被物理表象所遮掩，学生的理解大多还
是相当肤浅的，停留在表面上而不能深入其本质，
凭直觉认为是正确的前概念却往往是片面或者是
错误的，与正确的物理概念相悖，本文中称之为“错 误前概念”． 本文就物理课堂教学中，如何运用“认识冲突”
策略有效地转变“错误前概念”，谈谈笔者的看法．
一、“认知冲突”教学策略的理论依据
１．概念转变学习理论 在建构主义理论基础上发展起来的概念转变
学习理论认为：科学学习就是学习者原有概念的改
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．如果满足了以下概念转变学习的
四个条件，学习者所持有的错误概念就会被科学概 念所替代或改变．（１）学习者对当前的概念产生不
满；（２）新概念的可理解性；（３）新概念的合理性；
（４）新概念的有效性．
２．转变“错误前概念”就是打破旧平衡、建立新 平衡的过程
． ，，
根据建构主义理论、概念转变理论，就是要促
进学生依靠原有的前概念不断建构科学的物理概 念．当前概念不正确时，转变的困难就加大．在学习
过程中，不断地修正或转变前概念，教师可以通过
解决认知冲突的教学策略来实现修正或概念的转
变．从“认知冲突模式”看，会产生三种不同的认知
冲突，如图１所示．
从图１可见，认知结构ｌ（前概念）对物理情境
一来说是平衡的，其认知结构是合理的，但在物理
图１ 情境二中就不再平衡，学习者就要修正认知结构， 形成新的认知结构２（即要学习的物理概念等），此
变易理论指导下的概念转变学习
变易理论指导下的概念转变学习
吴碧兰
（福建省厦门第一中学 福建 厦门 361003）
关键词：变易理论 物理前概念 概念转变学习
摘要：变易理论(variationtheory)是关于学习的一种理论。它讨论的是人们怎样才能够帮助别人学习。[1]错误的物理前概念是导致高中学生物理学习困难的重要因素；当一个“关键”的物理特征发生变化时，教师要帮助学生审辨到学习内容中这些“关键特征”的变易，让这些“关键特征”从背景中审辨出来变成前景，学生才会更好地学习。
众所周知，高中物理难学、高中物理难教，高中物理课堂教学效率低下是物理学家、物理教育研究人员及万千高中物理教师共同承认的现象。而高中物理课堂教学实践证明学生头脑中原有的前概念是导致高中物理学习困难的一个重要因素，这些错误的物理前概念具有广泛性、顽固性、负迁移性、特异性等特点，不管教师在课堂上如何抽丝剥茧般为学生剖析问题的关键部分，也不管教师课后如何不厌其烦的帮他解惑，学生也不一定听得懂、理解得透；因此，如何优化高中物理学习方法、提高学生的物理学习效率牵动着广大物理教育工作者的心。
一、物理前概念和概念转变学习的重要性
物理学是一门自然科学，物理现象大量存在于学生的周围，学生在学习物理之前通过日常生活的观察和体验，对许多物理现象已形成了自己的一些理解和认识，这就是物理前概念。学生的这些物理前概念有些是正确的，有些是片面的、错误的，例如他们普遍认为“摩擦力就是阻碍物体运动的力”、“重的物体下落的更快”、“做圆周运动的物体受到向心力的作用”、“物体沿斜面下滑就是受到沿斜面的下滑力的作用”、“超重就是物体的重力增加，失重就是物体的重力减小”，他们常常将“加速度和速度的增加”、“静摩擦力和滑动摩擦力”、“时间最短和位移最短”、“相对静止和静止”混为一谈等等。所以在高中物理教学中，让学生正确的掌握物理科学概念是一个重要的核心问题。要解决这一核心问题，需要教师指导学生进行概念转变学习。
科学课概念转变教学“三部曲”
科学课概念转变教学“三部曲”
作者：朱阿娜
来源：《广西教育·A版》2021年第04期
【摘要】本文以《我们的食物安全吗》教学为例，论述科学课概念转变教学的三步曲：精准探测认知结构，了解已有概念;引发有意义的认知冲突，解决疑惑问题;选择策略解决认知冲突，建构科学概念。
【关键词】概念转变 认知冲突 前概念 迷思概念
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2021）13-0090-02
培养儿童科学概念是科学教育的重要目标之一。在小学阶段，教师主要是教给学生“混合思维”和“复合思维”的经验，让他们经历在‘前概念思维’的基础上探求概念、感受概念转变的过程。概念转变是原有的知识经验受到与其不一致的新经验影响而出现的改变。从前科学概念转向科学概念，实质上是儿童由理解事物的部分特征属性向理解事物共同的关键属性的过渡。然而，儿童科学概念的形成并不是自发形成的，需经过具有关键作用的、良好的教学策略干预。因此，教师务必要加强对学科本质的理解，努力提高自身的学科素养，提高教学设计和组织探究的能力，为学生深层次构建科学概念提供强有力的支持。
一、精准探测认知结构，了解已有概念
认知结构指的是学习者头脑里的知识结构，是已有观念的全部内容及其组织。虽然不同研究者的研究动机、研究重点、研究方法和理论观点不同，对认知结构的称呼也不同，常见的如知识结构、记忆结构、心智模型、已有知识、前概念等，但他们研究的目的是一样的，都是为了研究儿童对概念的组织和想法。认知心理学家奥苏泊尔认为：“如果我不得不把全部的教育心理学还原为一句话，我将会说，影响学习的唯一的、最重要的因素，是学生已经知道了什么，我们应当根据学生原有的知识状况去进行教学。”可见，在科学概念的教学中，绝不能忽视儿童的前概念，教师只有充分地理解前概念在每一个儿童身上的具体表现，了解学生概念的脉络性，找到概念的生长点，才能够真正地发展儿童的科学概念。
概念转变教学理论
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。