概念转变教学理论初探

概念转变教学理论初探

张霁萌

海淀区实验小学

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。

国内对于概念转变的研究主要集中于下述几方面：

（1）对概念转变理论及其模型的介绍

卢姗姗、毕华林和吴娴等人分析了概念转变理论的发展历程，结合当前发展，对概念转变的研究前景提出了展望，也指出了该理论可能遭遇的挑战。胡卫平、刘建伟则对概念转变模型的理论基础、主要内容及其发展与修正进行了论述。

（2）概念转变理论在学科教学中的应用研究

目前我国所研究的概念转变理论的学科分布主要集中于中等教育，多是物理、生物、化学、数学等概念较多的理科学科，研究层次也多以应用研究为主。比如李晓巍、吴晗清通过对大量教学案例的反思并结合已有研究，基于概念转变理论建构了促进学生概念转变的五步教学范式。朱玉军、刘东方论证了该理论在化学教学中的适用性，并提出了促进学生实现概念转变的有效策略。

（3）概念转变在心理学领域的研究

通过多种研究方法，对学生概念的转变进行研究，了解学生进行概念转变学习的内在机制及转变方式，分析实现概念转变的主要因素。代表性研究如袁维新《概念转变学习的内在机制探析》，胡卫平、刘建伟《中学生力学概念转变的心理机制研究》。

三、核心概念界定

1、概念

我国《辞海》中提出：“概念是思维的基本形式之一，在认知不断发展的过程中，人们会把所能感知到的事物的共同特征、本质属性进行提取，并加以概括后形成的[12]。”随社会历史和人类认知的不断发展，概念的内涵、外延也随主、客观世界的变化而发生变化。本研究中对“概念”的定义，是指学生对于某一事物或对象所具有的看法和认知提取出来并加以概括，是我们认识事物的工具。

2、科学概念（science conception)

客观事物的本质特征和共同属性通过科学概念反映，是自然科学领域内经过验证，能对事物的属性和特征进行解释，通过不断地观察、实验和思维得出的产物，是形成科学知识结构的基础[13]。科学概念有狭义和广义之分，广义的科学概念是指在学科学习的过程中，能够准确地、全面地反映事物本质的科学的思维形式；狭义的科学概念是对自然界的物质、现象及其本质特征的思维形式，例如物理科学概念，生物科学概念等。本研究中科学概念指的是学习者通过学习，形成对事物、现象科学、准确的认识。

四、概念转变理论对小学科学教学的启示

    以教科版科学五年级下册《热》单元的第二课为例。该教学内容分为两课时。

第一课时引导学生思考：水的物态变化跟什么有关？聚焦问题“水和水蒸气的相互变换需要什么条件”；探究水蒸发快慢与温度高低的关系，学生设计实验，通过实验证明温度对水蒸发速度的影响，从而得出“水变成水蒸气需要吸热，温度越高，蒸发速度越快”的结论。

在学生了解蒸发过程的基础上，第二课时以生活中常见的“冷饮出汗”引入，引导学生观察和思考水从气体变回液体的变化过程及其条件，解释“雾”是什么，进一步体会热会使物质的形态发生改变。学生对凝结现象有生活经验，但他们往往不能将具体场景与概念相对应，即看到也不认为此现象是凝结。比如，很多学生坚持认为烧水时冒出的白色物质是“气”而非水珠；在概念建立初期，因为凝结变化的初始状态不可见，最终状态又有多种形式，学生会产生许多迷思，难以将新概念迁移到不同场景，解释自然界中的凝结现象。因此，如何通过有结构的教学活动使学生澄清迷思概念、发生概念转变就成了科学课的教学重点。

参考文献：

 【1】张建伟.概念转变模型及其发展[J].心理学动态.1998:1-2.

 【2】Nussbaum,J. &Novick,N.Alternative frameworks, conceptual conflict, and accommodation:Toward a principled teaching strategy[J]. Instructional Science, 1982, 11(3): 183-200.

 【3】刘婷.利用认知冲突进行化学迷思概念转变的研究与实践[D].湖南师范大学, 2016: 7-8.

 【4】唐小俊.概念转变理论研究新进展及其对科学教学的启示[J].教育导刊,2008(6): 4-6.

 【5】石燕红.高中化学平衡移动迷思概念的转变教学研究[D].河南:河南大学,2019.

 【6】陈冰倩.基于二段式测验的高三学生有机化学迷思概念调查研究[D].江西师范大学,2018.

 【7】赵华阳.初中生物学前科学概念的探查与研究[D].四川师范大学,2016.

 【8】陈坤,唐小为.国外迷思概念研究进展的探析及启示[J].教育学术月刊,2019(06):17-24.

【9】胡卫平，刘建伟.概念转变模型:理论基础、主要内容、发展与修正[J].学科教育,2004,(12):34-35.

 【10】Schnotz. W.New Perspectives on Conceptual Change [M].New York :Elseviser Science Ltd,1999:263.

 【11】吴娴，罗星凯，辛涛.概念转变理论及其发展述评[J].心理科学进展,2008,(6):880-886.

【12】李明玉.概念五要素及其在科学教学中的作用[J].科教文汇(上旬刊),2011(08):53-54.

 【13】林崇德,杨治良,黄希庭.心理学大辞典[M].上海教育出版社,2003.

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teaching strategy[J]. Instructional Science, 1982, 11(3): 183-200.

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[13] 林崇德,杨治良,黄希庭.心理学大辞典[M].上海教育出版社,2003.