促进概念转变的化学教学设计

促进概念转变的化学教学设计指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，即从已有知识经验到科学概念的变化。概念转变定义目录概念转变的理论基础1促进概念转变的化学教学设计思路2促进观念转变的化学教学案例3思考4CONTENTS西方关于概念转变的研究已渐形成规模。不过概念转变理论及实践仍处于比较年轻的领域。但大部分研究关注的是理科领域的概念转变,而文科的学科概念的研究还比较稀少。1998年10月6号在西班牙马德里举办的概念转变的研讨会，概念转变领域的局限性,同时探讨如何把概念转变在理科领域的成果应用到其他领域概念转变是心理与教育领域的热点问题。概念转变理论的思想渊源可追溯至1931年苏联心理学家维果茨基在《思维与语言》中关于儿童日常概念与科学概念的有关论述。维果茨基将概念分为日常概念与科学概念。•1987年,莱特曼、米勒和利德彼特(Lightman,Milier&Leadbeater)做了关于普通公民的天文学和宇宙学的错误概念的调查研究。•在调查中,1120名被调查者被要求回答几个多项选择题,结果表明:–45%：太阳不是恒星–24%：知道宇宙是膨胀的,他们对发现宇宙正在膨胀表示忧虑–92%：担心膨胀会给地球带来危险。•这些统计数据表明,用传统传授方法学习科学概念是无效的Ausubel在《教育心理学：一种认知观》(1968年)中写道：“如果我不得不把教育心理学的所有内容简约成一条原理的话，我会说：影响学习的最重要的因素是学生已知的内容。弄清了这一点后，进行相应的教学。”大卫·奥苏伯尔（DavidAusubel）第一节概念转变的理论基础12前概念与迷思概念概念转变的含义，转变的条件、方式和途径概念转变的依据学者及其提出有关前概念用语一览表作者年代概念名称Ausubel,Novak和Hanesian1978前概念（preconceptions）Hawkin1978直觉想法(intuitiveideas)Champagne,Klopfer和Anderson1979常识信念(commonsensebeliefs)ViennotVillani和Pacca19821987自发想法(spontaneousidea)Sutton1980私人概念(privateconcepts)Carmazza,McCloskey和Green1981朴素信念(naïvebeliefs)Driver和Easley1981另有架构(alternativeframeworks)Hewson1981另有概念(alternativeconceptions)作者年代概念名称PardhanBano1982另有想法(alternativeideas)ArnaudinNovak和Gowin19821984迷思概念（misconception）Gilbert,Osborne和Fensham1982儿童的科学（children’sscience）McCloskey1983直觉信念（intuitivebeliefs）Novak1983有限的或者不适合的命题层阶（limitedorinappropriateprepositionalhierarchies）Resnick,McCloskeyMintzes19831984朴素理论（naïvetheories）学者及其提出有关前概念用语一览表作者年代概念名称Fischer和Lipson1986隐伏的错误来源（underlyingsourcesoferror）Hills1989学生的天真信念（students’untutoredbeliefs）Disessa1993现象学原始词（phenomenologicalprimitives）Kuiper1994学生的想法（students’idea）概念架构（conceptualframework）Prawat1989非正式的知识（informalknowledge）Claxton1987迷你理论（mini-theories）Good1991前科学概念（prescientificconception）学者及其提出有关前概念用语一览表01“前科学概念”、“前概念”、“儿童的科学”、“教学前概念”表示的涵义较为接近，主要是指个体在正式的学校科学学习之前通过一定的途径而掌握的概念。0203“模糊概念”、“相异构想”、“迷思概念”，这些概念包含的范围要广一些，个体除了在科学学习之前可能能形成一些前概念，在科学学习中由于个体本身思维方式不同或教师教学因素的影响也会对一些科学概念形成自己独特的理解。这些认识和理解可能与科学概念是一致的、正确的，也可能与科学概念不一致、是不正确的。“错误概念”特指个体拥有的与科学概念不一致的那些认识和想法。上述概念大致可以如下归类：前概念（preconception）大量的科学实践表明,学生在学习科学课程之前,头脑里并非是一片空白。学生通过日常生活的各种渠道和自身的实践,对客观世界中的各种事物已经形成了自己的看法,并在无形中养成他们独特的思维方式。这种在接受正规的科学教育之前所形成的概念一般称之为前概念（preconception）。学生的个人认识是其知识框架的一部分，是学习新知识、解决新问题的基础学生在学习前就存在着对科学事件的个人认识学生的前概念虽然可能是错误的，但对于解决日常问题十分有效，这也是为什么学生不愿意放弃前概念的原因之一学生科学概念的形成与科学家的研究过程是一致的，因此必须重视学生的认识过程关于前概念前概念的来源霍华德（Howard,1987）从图式角度分析了出现错误概念的原因。认为学生的各种图式均在概念形成过程中，并且看不出有改变已有图式的必要性；而有些学生则求助于机械学习。杜伊特（Duit.R.,1994）认为前概念的来源有这几方面：语言、同其他人的交互作用、大众媒介和感觉经验。而教师的以讹传讹、大众媒介的误导和学生错误的理解等因素则成为学生错误概念的主要来源。国内有学者认为，学生头脑中的“前概念”主要来源于两个方面:一是自己的生活经验和直观感受；二是自己单凭直觉的推理，以及对名词、规律和定理等进行推广。迷思概念（misconception）“迷思概念”是指学生在接受正规的教育之前，对于自然界的一些现象已有自己的想法，这是其自行所发展出来的概念，是不同于科学家的科学概念的。稳定性多样性与相似性异质性历史相似性1.迷思概念的特征主观性教师因素教科书因素文化语言社会互动日常的观察与经验原有知识的不足个人因素社会文化因素教师与教科书因素2.迷思概念产生的原因第一节概念转变的理论基础12前概念与迷思概念概念转变的含义、条件、方式和途径概念转变的依据（一）前概念转变的含义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课本对现有知识或信念的转变或重构是概念转变与其他学习方式的区别。在概念转变情形下，现有概念得到了根本的转变甚至被取代，成为学生用来解决问题、解释现象和在他们世界中活动的概念框架。概念转变可以理解为，学习过程中新、旧经验相互作用的过程，是新经验对已有经验的改造与重构过程。分析概念转变模型基于认知基础的建构主义知识是内化的，学生只有通过大脑内的内省,才能获得知识。因此,概念的转变主要是因为大脑内的认知发生冲突,导致概念的转变。认知-概念模型基于社会文化主义社会文化主义者认为知识的获得不是单一、静止的,而是学习个体在与外界的交往中才获得了知识,因此概念转变是通过内在和外在不断互动才达到概念的转变。社会-概念模型认知-概念模型•1982年,康奈尔大学的Posner等人提出了著名的概念转变模型(conceptualchangemodel,简称CCM)，大大推动了概念转变的研究与教学。•理论基础：Ausubel的认知同化学习理论03Piaget的认知建构主义理论02Kuhn的科学史与科学哲学对知识的“范式更替”的观点01（二）概念转变的条件波斯纳等提出了概念转变的四个条件对现有概念的不满（dissatisfied）新概念的可理解性（intelligibility）新概念的合理性（plausibility）新概念的有效性（fruitfulness）国内的文献,对社会概念模型的介绍相对较少,但作为一个研究视角,一直以来,国外研究社会-概念模型的专家们和认知-概念模型专家们据理力争,各自为政。社会-概念模型认为概念转变是一个复杂的心理活动的过程,受到多方面因素的作用,除了大脑的认知外,社会历史环境下的课堂文化都对概念重构产生重要的作用。社会-概念模型现阶段国外概念转变模式的研究的热点国外内地台湾认知模式和社会模式的桥接研究成果较少,相关的介绍还停留在传统的概念模式研究即关注认知冲突引发学生概念转变,对现阶段国外研究的热点介绍甚少。起步早，研究的成果和文献较多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(analogiesandmetaphors)：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(epistemologicalcommitments)：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(metaphysicalbeliefsandconcepts)：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(otherknowledge)：新的概念必须要比在其他领域的知识，或是竞争的概念，具有更多发展的前途。（三）概念转变的影响因素①丰富：在现存的概念结构中概念的增加或删除。人们在生活中获得的大量知识充实着他们原有的知识，包括对现存概念结构的区分、合并及增加层级组织。这一途径涉及原有概念结构的量的扩展(enlargement)。②重建：创造新结构，这种新结构的建构或为解释旧的信息，或为说明新信息。心理学家对不同的重建类型作了区分。其一是区分弱势(weak)与根本(radical)重建。（四）概念转变的方式①连续途径试图避开在不连续途径中的基本重建的需要，其概念转变开始于同科学概念一致的学生原有概念结构或对已有概念的重新解释。•在第一种情况中，概念的变更和目标概念的协调是逐步发展起来的。•在第二种情况中，“重新解释”策略稍有不同，与之类似的是虽然它也是从学生的原有概念开始，但对它已用新的方式作出了解释。（五）概念转变的途径②不连续途径不连续途径的显著特点是学生已有概念与科学概念是完全不同的。在不连续途径中，认知冲突（cognitiveconflict）策略起关键作用。（五）概念转变的途径认知冲突学生的预测同其经验结果相反时学生的观点与教师不一致时学生之间的不同观念的碰撞中目录概念转变的理论基础1促进概念转变的化学教学设计思路2促进观念转变的化学教学案例3思考4CONTENTS第二节促进概念转变的化学教学设计思路12促进概念转变的教学模式促进概念转变的化学教学策略•概念转变的教学模式有很多种，各有其适合的科目和使用的情况或情境，因而教师必须针对不同的学科，甚至不同的学生或不同的情境来采用不同的教学模式，不要把某一种教学模式当作是万能的。（一）NN三步教学模式2.引进与前科学概念相冲突的新概念。1.揭示和弄清学生已有的前科学概念。3.鼓励学生对新观念进行评论，并形成对有关问题的新的观念图式。纳斯鲍姆(Nussbaum)和诺维克(Noviek)(1982)定向1引出2建构概念3应用4反省5（二）DO五步教学模式Driver和Dldham(1986)（三）SS五步教学模式ReneT.Stornett和TishStodaart(1994)030102学生根据实验结果与依据错误概念所产生的预测之间的冲突展开讨论，使学生初步接受科学概念;04以小组为单位，设计实验验证他们的预测分小组讨论，然后全班交流他们的预测与解释，从而暴露出其前科学概念;给学生提供有挑战性的情境，鼓励他们根据己有的经验做出个人的预测05教师及时提供类似情景，使学生能将科学概念延伸到其他情景中。•克拉伊契克(