中學生的相異構想及其轉變策略(共6頁)

1、 中學生的相異構想(u xin)及其轉變策略摘要：相異構想是科學概念獲得的主要障礙之一，轉變(zhunbin)相異構想是概念教學的關鍵。闡述相異構想的特點及影響轉變的因素，提出轉變相異構想的策略。關鍵詞：相異構想 科學(kxu)概念 教學策略許多研究表明，學生在接受正規(guī)的科學教育前，頭腦中并非一片空白，而是已形成了他們對周圍世界的看法和觀點，其中一些看法和觀點與科學概念是不相一致的。這些觀念常常阻礙著學生對科學概念的掌握。本文針對相異構想的特點和影響轉變的因素提出相應的教學策略，以供教師教學中參考。一、 相異構想的概念及其特點相異構想屬于前概念（preconception）的一部分。學生在學習

2、前由長期的日常經(jīng)驗形成的對事物和現(xiàn)象的看法和觀念稱為前概念。這些觀念有些與科學的理解基本一致，有些理解與科學概念相違背。我們把后者稱為錯誤概念（misconceptions）或相異概念(alternative conceptions) 或相異構想(alternative frameworks)。學生的相異構想有如下特點：（1）廣泛性。學生在正式學習科學教育之前，對日常生活中大量的現(xiàn)象有了自己特定的理解，這一理解包羅萬象，廣泛存在于不同領域、不同層次的學生中。（2）自發(fā)性。學生頭腦中的相異構想源于對大量的日常生活現(xiàn)象的觀察和感知，這些經(jīng)驗在其大腦中逐漸深化發(fā)展，經(jīng)過感覺、知覺、 表象階段最終形成

3、概念。學生頭腦中的相異構想完全是自發(fā)的，他們是憑借自己的感覺經(jīng)驗建構起來的。（3）頑固性。相異構想含有學生對自然現(xiàn)象先入為主的印象，是學生自己的切身體驗，且在學生頭腦中已經(jīng)長期形成，通過生活經(jīng)驗對其進行了強化，因此學生頭腦中的相異構想具有頑固（4） 隱蔽性。學生頭腦中的相異構想由于是潛移默化形成的，在日常交往當中表現(xiàn)不明顯，只有在學習科學概念時可能聯(lián)想到。（5）再生性。學生的相異構想由于自身的頑固性，盡管通過教學，學生可以接受相應的科學概念，但是一段時間后學生又恢復其原有想法。面對一些現(xiàn)象，他們又開始應用自己頭腦中熟悉的錯誤想法即相異構想加以解釋。 二、 影響相異構想轉變的因素下面從教師和學生

4、兩方面因素分別進行闡述。1. 教師因素教師作為(zuwi)學生建構知識的幫助者、 促進者和引導者，應當激發(fā)學生的學習興趣，引發(fā)和保持學生的學習動機，通過創(chuàng)設符合教學內容要求的情景和提示新舊知識之間聯(lián)系的線索，幫助學生建構當前所學知識的意義。如果教師在教學中，使用的教學方法不當或忽視相異構想的存在，就很難使相異構想得以轉變。（1） 教學方法不當(b dn)教師作為課堂教學的組織者，對學生的概念理解有著重要的導向作用，教學中教師采用的教學方法不當，就不能使學生頭腦中的相異構想轉變。一些教師為了加快教學進度，在教學中出現(xiàn)急于求成的做法，致使學生相異構想的轉變比較困難。例如：在講授單擺的周期公式時，當

5、擺角小于10教師應該采用實驗的方法讓學生認識單擺的周期與擺球的質量沒有關系，只與擺長和重力加速度有關，但一些教師單純(dnchn)把單擺的公式讓學生記住。結果，學生認為在同一擺長的情況下，鐵球和塑料球周期不一樣，使學生依然存在相異構想。（2） 忽視學生的原有概念大多數(shù)教師能夠辨清正確與錯誤概念，但常常忽視學生原有的相異構想。他們習慣用傳統(tǒng)的灌輸式教學法，把學生的頭腦當成一個空盒子，在概念教學中直接給出定義，接下來進行邏輯推理，再舉例分析，認為這樣就可以把真理灌進學生頭腦里。事實上，這些概念很多與學生日常生活中所觀察到的表面現(xiàn)象不一致。因此，這種概念對學生來說是毫無意義的。如在講解萬有引力定律時

6、，教師只是講解所有的物體之間存在著引力，但是沒有注意到學生的想法（感覺不到同學們給他的引力），致使學生對萬有引力的理解存在的相異構想（并不是所有的物體之間都存在引力）不能發(fā)生轉變。因此，教師必須正視學生的相異構想，傾聽他們私下的看法，思考他們這些想法的由來，并以此為據(jù)，結合生動的事例和實驗，采用不同的教學方法，幫助學生建立科學概念。2. 學生自身因素學生是學習的主體，通過對概念的主動探索、發(fā)現(xiàn)和對所學概念的主動建構，達到對概念的理解，從而將其納入知識結構系統(tǒng)。如果學生無法達到對概念的正確的理解，不能順利完成認知過程，或學習方法等存在問題，就會影響相異構想的轉變。（1） 學生思維發(fā)展水平的限制中

7、學生對概念學習要以相應的思維能力作基礎。初中生思維的顯著特點是抽象邏輯思維開始占主導地位。初中生能夠理解一般的抽象概念，掌握一定的定理、定義和公式并且進行邏輯推導，對許多現(xiàn)象能夠進行概括和抽象，但同時，初中生的邏輯思維發(fā)展還是“經(jīng)驗型”的，在思考問題過程中具體的形象思維仍然起主要作用。初中生的這一思維特點表現(xiàn)在抽象上存在困難。高中生的思維發(fā)展特點是抽象邏輯思維明顯占優(yōu)勢，但其理論抽象邏輯思維處在發(fā)展階段，辯證思維還不完善。這對概念的理解和轉變就存在著限制。從以上各年齡階段的思維可以看到中學生對概念的認知受思維水平的限制。（2）學習方法不當中學生學習概念時死記硬背、思維定勢、邏輯混淆(hnxio

8、)等都會影響到學生相異構想的轉變。很多概念不僅僅是記住就可以解決問題，記住只是對概念的表面認識，而概念的運用才是對概念掌握的驗證。所以學生在學習概念過程中不能憑經(jīng)驗去理解，不應該僅僅對概念采取記憶的方法，而更應該去多觀察、實驗，去理解性地認識。這樣對概念的理解會深刻些，相異構想的轉變也容易。例如，學習力的概念時，注意對力概念的深刻理解，學會從各個角度去分析問題，即力的概念從力的物質性、力的同時性、相互性來理解，這樣才能全面認識力，如果僅僅是記住了概念，就不能轉變學習之前的相異構想。（3） 構建正確的知識框架中產(chǎn)生(chnshng)錯誤從概念轉變的機制來看，學生是在自我與環(huán)境的平衡中，逐步建構起

9、關于外部世界的知識(zh shi)，從而使自身認知結構得到發(fā)展。學生接觸新概念，會引發(fā)認知上的不平衡，通過同化和順應這兩種機制達到新的平衡。中學生掌握概念的主要方式是“概念同化”?？茖W概念是前人通過科學抽象的方法概括出來的，并以定義的形式直接呈現(xiàn)給學生，學生只需把概念的關鍵屬性與他所認知結構中原有觀念建立聯(lián)系，并通過新舊知識相互作用，納入原認知結構中，使原有觀念發(fā)生變化。如果對概念不能順利進行同化、順應。不能形成正確知識框架，則會影響相異構想的轉變。（4） 認知過程的不完善學生理解科學概念的過程，大致經(jīng)歷領會、運用、完善和擴展四個階段。 這四個階段中任何一個階段的認知不完善，都會影響相異構想的

10、轉變。而實際當中學生并沒有因為學習了科學概念就把相異構想擯棄掉，相反，他們把它保存在思維體系中，當用來回答老師提問、做題和考試時，他們會盡可能地應用科學概念；當解釋一些現(xiàn)象時，他們會“自覺”搬出自己很熟悉的相異構想。兩者各司其職，共同存在，造成“兩張皮”現(xiàn)象。這實際上是認知規(guī)律的不完善增加了相異構想轉變的難度，相異構想更加難以糾正。學習了牛頓第一定律后，學生做題、考試時用該定律進行解釋，而在遇到物體運動時又認為是力的作用導致的。 三、相異構想的轉變策略1.了解學生的相異構想實現(xiàn)相異構想轉變的前提教師首先應該在態(tài)度上關注學生學習科學概念之前存在的相異構想，從而了解學生頭腦中存在的相異構想。了解學

11、生相異構想的方法很多，例如，可以用師生談話法、 問卷調查法、測驗法及概念圖等深入了解學生大腦中相異構想的存在情況。 教師應綜合各種方法全面把握學生的相異構想、，在教學中做到有的放矢。例如， 學習力學之前， 教師可以與學生談話，或編制相關的診斷性題目來了解學生頭腦中對力的概念、重心的位置等存在的相異構想。這樣有助于教師更好地轉變學生的相異構想。2.引發(fā)學生的認知沖突實現(xiàn)相異構想轉變的動力所謂認知沖突，就是學生原有認知結構與新現(xiàn)象之間無法包容的矛盾。 學生學習新知識時，總是試圖通過原有的認知結構來同化對新知識的理解，當遇到不能解釋的現(xiàn)象時，就會引發(fā)認知沖突。一旦引發(fā)學生發(fā)生認知沖突，就能激發(fā)學生的

12、求知欲望和好奇心，促使學生進行認知結構的同化和順應。引發(fā)學生的認知沖突的策略有： (1) 通過實驗使學生產(chǎn)生認知沖突。例如，學生對力和運動之間的關系存在著“力是維持物體運動的原因”的相異構想，教師可以通過實驗讓學生與原有的錯誤概念進行對比、從而產(chǎn)生認知沖突。(2) 通過合作學習中學生的討論與師生之間的對話(duhu)引發(fā)認知沖突。不同學習者由于受多種條件的影響，對同一問題的認識有所不同，有的較全面，有的較片面；有的較深刻，有的完全錯誤。這樣，學生就會對某一問題有不同的觀點、認識，從而引發(fā)學生的認知沖突。師生之間的交流更能引發(fā)學生的認知沖突， 通過教師設置一些問題，在與學生交流時把學生的相異構想

13、引發(fā)出來，產(chǎn)生認知沖突。3.豐富學生的感性認識實現(xiàn)(shxin)相異構想轉變的基礎感性認識是對事物的直接反映，是心理活動的基礎，也是學生實現(xiàn)相異構想轉變的基礎。相異構想轉變過程中豐富學生的感性認識主要途徑是觀察和實驗，教師經(jīng)常通過觀察和實驗來豐富學生的感性認識，運用實驗來展示有關的科學現(xiàn)象和過程，可以使學生通過觀察來獲得更豐富、更生動、更深刻、更能反映事物共同(gngtng)特征和本質特征的感性認識。例如，通過實驗讓學生觀察羽毛和石塊在真空中同時下落，豐富學生的感性認識過程，學生頭腦中存在的相異構想“重的物體先下落、輕的物體后下落”就較容易轉變。在教學中還可以通過模型、幻燈和錄像等手段豐富學生

14、的感性認識，為相異構想的轉變打好基礎。4.促進學生概念知識的重構實現(xiàn)相異構想轉變的關鍵從心理機制上看， 學生相異構想的轉變主要有兩種， 即同化和順應。同化指個體利用認知結構中原有的概念，以定義方式直接揭示概念的關鍵特征，以習慣的語言符號掌握概念。把新學習的概念和規(guī)律整合到原有認知結構的模式之中，認知結構得到豐富和擴展但其總的模式不發(fā)生根本的變化。順應指認知結構的更新或重建，學生學習一些從未接觸過的新概念時，以概念同化的方式不能實現(xiàn)對概念的理解而需采用理解概念的新形式。新學習的概念規(guī)律已不能為原有認知結構的模式所容納，需要改變原有模式或另建新的模式。對于相異構想的轉變，學生只有通過同化和順應從而

15、實現(xiàn)原有的錯誤概念向科學概念轉變。5.選擇適宜的教學方法實現(xiàn)相異構想轉變的橋梁教學方法的選擇對于轉變學生的相異構想非常重要。對于不同類型的相異構想教師應采取不同的教學方法，歸納起來有以下五種：(1) 情景教學。教師設置一些問題情景，學生通過響應教師設置的情景來改變自己的想法，從而完成錯誤概念的轉變。(2) 類比教學。類比是一種思維方式，也是識別不同概念的共同點的過程，很多研究者已經(jīng)應用這種方法對學生進行概念轉變教學，并且取得了很好的效果。例如學習電阻定律時，學生認為電阻和電壓成正比，與電流成反比。這時教師在通過實驗驗證的同時讓學生聯(lián)想初中密度概念的學習，對這兩種概念進行類比，學生就會認識到電阻

16、也是物質的一種本質屬性，有助于相異構想的轉變。 (3) 變式和典型例證。概念變式是指對同一個概念從所有維度進行分析，揭示不同的描述方式間的內在聯(lián)系，學生從本質上認識所學概念，避免對概念的孤立、機械的記憶。變式可提供大量包含某一物理概念的不同事例， 包括正面的和反面的例子，如壓力、拉力、支持力等都是“彈力”這個概念的肯定例證， 重力、摩擦力是“彈力”的否定例證。通過對概念的足夠數(shù)量的不同變式的徹底習得，使學生能形成正確的概括，有助于相異構想的轉變。(4) 合作學習。學生之間的相互交流對于學習具有積極的促進作用，小組合作是一種非常有益的教學形式。在小組合作教學中，每位同學都在建構自己對某一知識的理

17、解，都是積極的參與者，群體平等的氣氛最適宜思考各種可能最荒誕的觀念，把這些從不同側面提出的數(shù)量眾多的相異構想加以修正，形成科學概念，這種新概念可以揭露錯誤前概念的片面性。合作學習還可使每個學生受到熱情的感染，每個學生都想勝人一籌，他們競爭越激烈，就越有助于全面了解錯誤前概念的途徑，促使其向科學概念的轉化。( 5)探究式教學。 教師可以設計教學方案讓學生自己對問題提出猜想并動手進行探究來獲得科學概念，轉變相異構想，例如，學生可以對輕重不同的物體在水中的情況探究，觀察它們在水中的變化，以此來糾正重的物體沉輕的物體浮的片面認識。 6.加強思維方法訓練實現(xiàn)相異構想(u xin)轉變的必然步驟在相異構想

18、轉變教學中、 若只向學生提供概念轉變的感性材料、 而不讓學生參與思維加工活動，掌握建立科學概念的思維方法，盡管教師的概念轉變的教學方法很好，但對學生來說，表面聯(lián)系和本質聯(lián)系、感性認識和理性認識、生活經(jīng)驗和科學概念仍然處于“分離狀態(tài)”，對科學概念的認識只是膚淺的、片面(pin min)的，在解決實際問題時還會出現(xiàn)錯誤。因此，要使學生真正發(fā)生概念轉變，就必須使學生在獲得必要的感性認識的基礎上，按照科學概念建構的思維過程，運用各種思維方法，對感性材料進行加工，建構起科學概念，從而轉變相異構想。7.強化概念的運用實現(xiàn)相異構想轉變(zhunbin)的升華學生剛剛發(fā)生概念轉變后，科學概念和相異構想并存在腦海中，學生一次性理解科學概念是不符合認知規(guī)律的。學生要徹底轉變相異構想，還要在經(jīng)過