概念转变的教学策略大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇概念转变的教学策略范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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Explanation，缩写为DOE）”。它的流程一般由教师先做演示实验，学生观察实验现象，然后教师解释现象，得出实验结论，它是学生通过观察实验现象获取知识。而实际上存在一些实验，其结果与学生原有的认知存在冲突，若直接演示就不能有效地帮助学生认识到自己已有的概念与新概念之间的差距和偏差，不符合学生的认知发展规律，对科学概念的建立是非常不利的。经过笔者的教学实践，认为运用POE策略在这类实验中能起到较好的效果。

一、POE策略流程

本文介绍的POE策略，即“预测―观察―解释（Prediction-Observation-Explanation，缩写为POE）”。它的流程一般是让学生在了解实验或事实情境的基础上，首先对实验现象进行预测，阐明理由，紧接着是通过演示实验让学生观察现象、做好记录，再通过比较、对照和批判，对预测和观察到的现象之间的差异进行深入探讨，最后解释这种差异。POE策略的具体实施分为3个步骤。

步骤1：预测。学生独立自主地完成对要进行的演示实验现象的预测，并对自己的预测做出认为科学合理的解释。

步骤2：观察。由教师或者学生完成实验，实验过程中尽可能地让学生能够观察到实验的所有现象，实验完成后学生记录实验现象。实验现象与自己预测的现象一样吗？

步骤3：解释。最后学生对自己的预测和实验观察到的现象之间的不一致作出解释，自我协调并解释这种差异产生的原因。

为了能够更清楚地明白上述3个步骤的相互关系，笔者以“盐类的水解”为例，画出了POE策略的教学模式的流程图（见图1所示）。

图1已经清晰地表示出了各个步骤的相互关系，为方便教师明白此教学模式和操作实践，笔者将结合案例具体阐述各个步骤实施的过程。

二、一个较为经典的教学片段

1. 预测阶段――诱导学生暴露其原有的迷思概念

[教师]大家知道酸溶液呈酸性，碱溶液呈碱性。那么盐溶液是否一定呈中性？请预测下列5种盐溶液的酸碱性：NaCl、Na2CO3、NH4Cl、CH3COONa、AlCl3。

[学生]NaCl、Na2CO3、NH4Cl、CH3COONa、AlCl3均呈中性。

设计意图：通过学生的预测，教师了解了学生的前概念和已有的认知结构，可以帮助教师在学生原有基础上组织教学，更加贴近学生需要。从预测的结果看，实际情况与学生原有的认知存在冲突，这时教师应不急于去纠正学生的错误，而是让其进入观察的阶段。

2. 实验观察阶段――把学生引入教师精心设计的认知冲突中

[教师]组织实验，请学生利用实验台上提供的仪器和试剂完成实验。

[学生]测定NaCl、Na2CO3、NH4Cl、CH3COONa、AlCl3 5种盐溶液的酸碱性，并回答实验结果。

设计意图：此阶段学生充满了好奇心，很想知道自己的预测是否正确，显然注意力很集中且强烈期待。当实验现象和学生自己的预测有明显差异时，学生产生了强烈的认知冲突，思维和学习情绪达到了新的兴奋点，求知欲望强烈。此时学生的认知从“平衡”转向“不平衡”，为“新平衡”的形成打下了基础。

3. 结论解释阶段――学生主动走出迷思概念，建立科学概念

[教师]试根据以上各种盐的组成来分析实验现象，经过讨论后谁来总结一下。

[学生]进行总结。

[教师]板书学生的总结。

设计意图：建构主义认为新知识的学习要建立在已有知识的基础上。在教师引导下，重视通过典型的化学实验事实帮助学生认识物质及其变化的本质和规律[1]，让学生再发现新问题，提出新见解，掌握新规律，从而培养学生的思维品质和创新能力。

三、几点反思

1. 巧设认知冲突是实现迷思概念转变的前提

认知冲突是学生的已有认知结构与新知识之间无法相包容而产生的矛盾，是新旧知识之间的一种“不协调”。学源于思，思源于疑，认知冲突是激发思维的第一步，有利于激发学生的认知需要与探究欲望，促进学生进行知识的自主构建，从而发展学生的思维能力[2]。在实施迷思概念转变教学的时候，教师如果不能有效地帮助学生认识到自己已有的概念与新概念之间的差距或偏差，那么学生必然会用已有的认知结构去理解或建构新的知识，这样一来，前概念中的迷思概念便会越积越多、越积越深。因此，教师必须采取策略引发学生的认知冲突，使学生认识到这种矛盾，并通过自我调控使自己的认知结构实现学习过程的丰富和重构。POE教学策略能在一定程度上实现学生迷思概念转变的关键之一就在于引发学生的认知冲突，从而激发学习动机和求知欲望。

2. 教师在观念上要重视学生的迷思概念

建构主义教学观认为：教学的核心任务不是如何把现成的知识传授给学生，而是如何激发出学生原有的相关知识经验，促进知识经验的生长，促进学生的知识构建活动。因此，要实现学生迷思概念的转变，教师要重视学生的迷思概念，充分重视学生已经有哪些迷思概念，且尊重学生的迷思概念，承认其“局限”的合理性。而POE教学策略可以有效探测学生的迷思概念，是让学生带着问题去学习的一种策略，其大大增强了学习活动的指向性与目的性，有助于学生在原有的知识结构上进行概念建构，从学生已有知识中寻找新知识的生长点，引导学生从原有的知识经验中“生长”出新的知识。

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文章编号： 10056629(2012)4000603 中图分类号： G633.8 文献标识码： B

1 问题的提出

在教学过程中，经常发现不同的学生对同一概念可能会有不同的理解，而且他们对概念的理解多与科学的化学概念有所偏差。学生可能记住了化学概念的定义，但并没有真正理解概念的实质，存在着一些模糊甚至是错误的认识。这些与科学概念不一致的认识称为“迷思概念”[1]。值得注意的是，这里的“概念”是指关于某一对象的观点、看法。传统的教学往往忽视学生的迷思概念，将科学概念直接灌输给学生，教学效果却总是不理想。这是因为学生的迷思概念是经过长期发展形成的，仅依靠简单的科学概念灌输并不能有效地促使迷思概念发生转变。因此，优化化学概念转变教学已成为摆在我们眼前的一个很重要的课题。

2 PEODE策略的探索

2.1 概念转变与POE策略

近年来, 研究者对迷思概念的转变给予了高度重视，并进行了大量研究。1982年，波斯纳（Posner）等人结合皮亚杰的认知建构主义理论以及库恩的“范式更替”理论, 提出了著名的“概念转变学习理论”，并总结出影响迷思概念转变的四个条件:对原有概念感到不满；新的概念必须是可理解的；新的概念必须是合理的；新的概念必须能够适用更大的范围[1]。该理论认为科学概念的学习就是学生原有的迷思概念通过发展、改变和重建为科学概念的过程, 其基本策略就是在了解学生迷思概念的前提下, 引发学生的认知冲突, 改变学生原有的认知结构以实现概念转变学习。Gunstone和White于1992年在DOE（demonstrate-observeexplain的缩写，即演示―观察―解释）教学策略的基础上正式提出了POE（predict-observe-explain的缩写，即预测―观察―解释）的教学策略。POE是一种以“观察渗透理论”的哲学观念和建构主义、人本主义、概念转变等理论为基础的新型演示策略[2]。相对于灌输式的DOE策略，POE策略重视学生的预测，因此能有效地揭示学生的迷思概念，也能有效提升学生的概念学习以及科学学习兴趣[3]；POE策略在承认学生具有迷思概念的前提下，认为教学过程是学生的认知被不断否定的过程，预测为学生迷思概念的自由表达提供了平台，实验演示为学生的认知发生冲突提供了机会，解释为实现学生的概念转变提供了条件[3]。

2.2 PEODE策略的探索

新课程强调学生学习的自主性、合作性和探究性，而课堂讨论就是一种改变封闭状态的重要教学形式。课堂讨论不仅能够活跃课堂气氛，而且能激发学生兴趣，促使学生主动参与教学过程，培养他们与人合作交流、创新思维与能力等方面的素质。而在对POE策略相关文献的研究过程中，笔者发现，尽管SavanderRanne. C.和Kolari. S.（2003）[4]提出的PDEODE策略已经重视了学生的讨论，但目前绝大多数的研究，尤其是国内的研究还是对学生的预测和实验演示给予了较多的关注，但对学生的解释和实验前后的讨论缺乏足够的重视。笔者认为这两个环节的忽视，会在一定程度上干扰学生迷思概念的转变。对于学生的预测要给他们解释的空间，这样就能牵出更多的迷思概念；对于某一问题，教师要引导学生与他人交流、合作与讨论，这样叙述者就可以借着口头表达的过程重新整理自己原有的认知，而听者则能将其与自身的理解结合并进一步调和矛盾。当学生发现他人观点与自己不同，且比自己的观点更加适合解决问题时，往往会对自己的观念感到怀疑，产生认知冲突和求知心理，这时学生就较易接受新的、正确的科学概念。丹瑟里恩（Danswerrean，1993）的一项研究也表明：合作学习能使学生超越自己的认识，通过他人与自己不同的观点，看到事物的其他方面，从而形成对事物更加丰富的了解，有助于克服学生的迷思概念[5]。

综上所述，笔者结合多年的教学经验及国内外的相关研究成果，在教学实践中不断思考、探索，尝试了更重视学生的解释和讨论的PEODE策略（predictexplain-observe-discuss-explain的缩写，即预测―解释―观察―讨论―解释），并取得了良好的教学成效。

3 PEODE策略的操作步骤和要点

3.1 P-预测阶段

教师陈述问题或展示实验设备并说明流程，学生预测实验现象。此阶段要求教师能通过多年教学经验的积累、文献研究等方法全面了解和准确把握学生可能存在的迷思概念，以此为依据来创设合理的问题情境。

3.2 E-解释预测阶段

学生向全班对自己的预测做出解释。为了使学生通过解释暴露出更多的迷思概念，教师要努力营造民主、宽松的学习氛围，使学生能无拘无束地表达[3]。教师应以称赞、鼓励为主，不要过早地评价学生的观点，也不能对学生的错误观点进行讽刺或挖苦。对于学生暴露出的各种迷思概念，教师应能准确地判断出其实质、产生的原因及其合理性和局限性，为学生认知发生冲突创造条件。

3.3 O-观察阶段

进行实验，观察、记录实验现象，比较预测和观察之间的差异。在观察实验现象时，由于学生很想知道自己的预测是否正确，因此注意力会很集中。所以，为了激发学生学习的积极性，教师在演示实验的过程中要尽可能地让每个学生清楚地观察到现象[6]。必要时还可以借助多媒体技术提高实验的可见度和清晰度，从而增强PEODE策略的教学效果。

3.4 D-讨论

当实验现象和学生的预测有明显差异时，学生会因认知失衡而产生“紧张感”。为了消除这种“紧张感”，学生就会努力寻求答案，自然就会产生强烈的和老师或同学交流的愿望。这时教师就要因势利导，通过问题中介，营造全员交流、人人参与的学习氛围。鼓励学生之间、师生之间进行平等的对话和交流，使学生的错误概念在思维的相互碰撞过程中不断地被瓦解。此阶段教师切忌急于把讨论引导到自己设计的标准答案上去，切忌用自己的思想去“同化”学生的迷思概念，而应站在学生的立场去“顺应”他们的认识[7]。在这种冲突、商讨和交流的过程中，讨论后的解释也就呼之欲出了。

3.5 E-实验后的解释阶段

经过交流和讨论, 学生不断反思自己的认知，思考、调和观察与预测之间的不一致性并试图加以解释。但这一阶段学生的发言往往还是比较零碎和粗糙的，缺乏系统性。而许多倾听的学生由于缺乏一定的鉴别能力，很可能还会产生迷思概念。因此，最后教师有必要对他们的发言进行分析、加工和总结，这将有助于建立稳固且正确的科学概念。

4 PEODE策略的运用例举

现以“浓硝酸的性质”的教学片段为例[8]，具体谈谈如何在教学中运用PEODE策略。

4.1 预测

[教师提示]现有两支相同的试管甲和乙，甲试管中放入已去除氧化膜的铝片，乙试管中放入铜片。根据你学过的金属和酸的性质，预测将浓硝酸分别加入到两支试管中可能产生的现象；如果都反应，哪支试管中的反应程度较剧烈？说出预测的理由。

[学生预测]学生的预测主要有以下三种情况：①甲试管中的铝片逐渐溶解，反应剧烈，产生气泡，而乙试管中没有现象；②两支试管中金属都溶解，均有气泡产生；甲试管中的反应更剧烈一些；③两支试管中都没有明显现象。

4.2 解释

[学生解释]预测①的解释：因为硝酸具有酸的通性。在金属活动性顺序表中，铝排在氢之前，铜排在氢之后，所以只有甲试管中的铝片可以置换出H2；预测②的解释：初中老师提过，硝酸可以和很多不活泼的金属反应，只是不产生氢气。又因为铝比铜活泼，所以甲试管中反应更剧烈些；预测③的解释：我记得好像浓硝酸可以储存在铝桶里，所以铝应该不会和浓硝酸反应；铜在金属活动性顺序表中排在氢之后，当然不会和硝酸反应。

[学生表现]持不同意见的学生展开了激烈的争论，有的紧锁眉头，有的在翻书，还有同学说：“做个实验瞧瞧。”

通过上面两个阶段的教学活动，笔者发现了学生原来存在各种迷思概念：虽然大部分学生已经掌握金属活性顺序表和酸的通性，但对硝酸的性质了解得很少；部分学生已经将“铝常温下能被浓硝酸钝化”的知识遗忘了……

4.3 观察

[实验演示]为了使后排的学生也能清晰地观察到实验现象，我在实物投影仪前演示了上述实验。

[学生表现]教室里非常安静，每个同学都屏气凝神地观察着。当学生看到铜片与浓硝酸剧烈地反应且产生了红棕色的气体，而铝片表面却没有现象时，他们都露出了惊讶和疑惑的表情，并自发地展开了讨论。

可以看出，当实验现象和学生的预测有明显差异时，学生产生了强烈的认知冲突和求知欲。

4.4 讨论

教师要求学生根据观察到的现象进行讨论，并鼓励学生积极发言。经过讨论,学生从已学过的铜可以和浓硫酸反应的事实推测：浓硝酸也可能具有强氧化性；通过查阅教材，他们了解到浓硝酸常温下使铝钝化的原因。通过思维交流和碰撞，大部分学生能从气体的颜色和元素种类去推测红棕色的气体不是无色的氢气、氧气、氮气或氨气，而可能是含氮元素的某种化合物。

4.5 实验后的解释

[教师解释]硝酸是一种氧化性很强的酸，能与除金、铂等少数金属以外的金属反应。但常温下，铝遇到浓硝酸时会在表面生成致密的氧化膜而发生钝化，从而阻止内部金属进一步发生反应。

还可以进一步提出问题：“如果将放有铝片试管加热或加水稀释后会有什么现象呢？”以激发学生继续学习的兴趣，深化学生对浓硝酸性质的理解。

总之，PEODE策略可以有效探测学生的迷思概念，通过实验演示引发认知冲突，通过讨论和解释促使学生反思、调和认知冲突，构建科学概念。PEODE策略下的学习是自主、合作、探究的学习，实践表明它能明显提高学生学习化学的兴趣和效率，有助于提升学生的概念学习和科学态度。因此，教师要扮演好组织者、引导者的角色，通过营造自由和宽松的氛围去激发学生的求知欲和表现欲，最大限度地发挥学生的潜能。

参考文献：

[1]任英杰.促进中小学生迷思概念转变的POE策略及案例分析[J].中小学电教，2007，（12）.

[2]翁伟彬. POE策略在化学演示实验教学中的应用[J].中学化学教学参考，2010，（4）.

[3]顾江鸿，史小梅，李春密.预测―观察―解释―一种基于现代教育研究的演示策略[J].教育科学研究，2009，（5）.

[4] Savander-Ranne, C. & Kolari, S. Promoting the conceptual understanding of engineering students through visualization[J]. Global Journal of Engineering Education，2003，7（2）：189~199.

[5]邹蓁，宋君.中学生常见生物迷思概念及其转化策略的研究[EB/OL]. ，2011-7-24.

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中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2013）1（S）-0030-4

1、前言

PDEODE是“Predict Discuss-Explain-Observe-Discuss-Explain”的缩写，即“预测-讨论-解释-观察-讨论-解释”，是在POE策略的基础上开发出来的。为揭示学生的前概念，1980年。Champagne、Klopfer和Anderso提出用演示一观察一解释（DOE）来勘察学生对运动学的理解。为了更有效地勘察学生的前概念，Gun-stone和White在1981年把这种方法改为预测一观察一解释（POE）。1985年，Champagne等人把POE作为教学策略运用于自由落体的教学。1992年，Gunstone和White正式提出了POE教学策略，并把这一策略分为预测、观察和解释三个阶段。在教学实践中，人们不断对这一策略进行新的尝试和改进，把POE策略扩展为PDEODE。这是由Savander—Ranne和Kolari在2003年最初提出的，Kolari等人首次将其应用于工程学教育。作为一种勘察学生对科学概念的理解和促进学生概念转变的工具，PDEODE教学策略在国外已有研究，但在国内物理教育的研究中尚属空白。

众所周知，在开始学习某些科学概念之前，学生通过对日常生活中一些现象的观察和体验已形成了一些个人化的概念，即“前概念（Pre-conceptionl”。在学习新概念时，学生不会轻易放弃这些概念，反而会对新概念产生排斥以及曲解科学概念。此时他们头脑中所存在的与科学概念不一致的认识，称为“迷思概念（Misconception）”或“相异概念（Alternative Conception）”。由于这些相异概念会干扰学生往后的学习，使得新知识不能恰当地整合到学生的认知结构中去，因此有必要对学生的相异概念和现有知识进行修正，即概念转变。Posner等人提出著名的概念转变模式（Conceptual Change Model，简称CCM），认为概念转变需要满足4个条件，即1、学习者必须对现有概念产生不满（不满）；2、新概念必须是可理解的（可理解性）；3、新概念必须是合理的（合理性）；4、新概念必须是有效的（有效性）。

PDEODE策略以科学认识论、前概念、概念转变的研究成果为基础，融合了合作学习等方法，符合Posner等人所提出的概念转变条件，在理论上具有可行性。它与Posner等人的概念转变模式存在以下关系：

为深入阐述PDEODE策略的内涵，下面择取“自由落体运动”的概念教学片段来介绍PDEODE策略在物理教学中的应用。

2、教学案例

“自由落体运动”是人教版高中物理必修1的内容。自由落体运动作为匀变速直线运动的特例，是生活中自由下落运动的理想模型，在物理教学中具有重要地位。本节课的概念教学部分的重点是自由落体运动的定义，难点是物体自由下落的快慢与物体质量大小无关。要有效地突出教学重点和突破教学难点，关键是让学生科学地理解自由落体运动。为此，可采用PDEODE策略来设计“自由落体运动”的概念教学。

2.1 预测环节

本环节是整个教学的起始阶段，旨在勘察学生关于自由落体运动的前概念，让教师了解和把握学生的已有知识及经验，为引发学生的认知冲突和促进学生的概念转变做铺垫。

教师首先创设“抓电影票”的情境来调动课堂气氛，并播放生活中物体下落的视频，“唤醒”学生的已有经验。接着给学生提供实验情景，让他们单独预测各个情景将产生的结果，并做好记录。具体流程如下：

教师将一张电影票卷成柱状体（该柱状体足够短，即它的长度与它在人的平均反应时间内下落的高度相当，学生很难抓到），对学生说：“同学们都喜欢看电影，而老师手里现在就有一张3D电影票，我要用它来做‘测反应’的游戏，谁抓住了就送给他，哪位同学来试一试呢？”接着鼓励学生积极上台参与游戏，同时提醒台下的学生注意观察游戏过程中的现象。

在学生惊叹电影票下落太快之余，教师便提问：“同学们都说电影票下落得快，那刚才电影票是怎样运动的呢？”学生回答完，教师就适时提出“落体运动”的概念：从静止开始下落的运动称为落体运动，刚才电影票的下落也是落体运动，自然界中类似这样的落体运动还有很多。接着播放视频向学生展示生活中物体下落的实拍情景（如苹果下落、水滴下落等现象），并引导学生回忆生活中类似的运动情景，如石头下落、树叶飘落等。在此，教师可进一步提问：“刚才提到的都是生活中常见的场景，大家对这些场景了解多少呢？那好。同学们不妨来看看以下几个实验情景，它们将会出现什么现象呢？现在请大家拿出纸和笔，把你们自己的预测写下来。”在学生对各实验情景进行预测的过程中，教师要有意识地巡视学生的预测情况。

实验情景：

1、一张纸片和一个与纸片同质量的纸团同时从同一高度静止释放，哪个先着地？

2、一个纸团和一个质量更大的纸片同时从同一高度静止释放，哪个先着地？

3、一枚硬币和几枚粘合在一起的硬币同时从同一高度静止释放，哪个先着地？

4、在真空状态下的牛顿管中，金属块和羽毛哪个下落得更快？

学生的预测：

1、纸片和纸团同时着地。

2、质量更大的纸片先着地。

3、粘合在一起的硬币先着地。

4、金属块下落得更快。

以贴近生活的现象为切入点。吸引学生注意力，调动学生参与学习的积极性，让他们在轻松愉快的氛围中展开自由落体运动的学习。

本环节能让教师察觉学生关于自由落体运动的前概念，特别是相异概念，如“重的物体比轻的物体要下落得快”。

2.2 讨论环节

本环节旨在让学生在各自的小组（3～4人）中讨论和分享彼此做出预测的理由，然后通过讨论和协商来对实验情景形成组内统一的预测，为往后的解释环节做准备。

经过预测环节，教师对学生关于自由落体运动的前概念和迷思概念已有一定了解，如“重的物体比轻的物体要下落得快”，但不必急于直接纠正学生的错误概念，而是引导他们积极讨论。比如，对学生说：“同学们刚才都对上述实验情景做出了预测，那你们的依据是什么呢？你的预测与小组其他成员的预测一致吗？若不一致，那哪一种预测才是正确的呢？现在请大家在自己的小组内讨论，每个小组都要达成共识。”接着让学生在组内讨论，向组内的同伴呈现自己的预测，并说明理由。比如，生活中见到的都是重的物体下落得快。学生了解彼此的观点之后，要对这些观点做出分析，并对各实验情景形成统一见解。

通过讨论。学生会暴露支撑他们做出预测的信念，让教师弄清学生前概念的来源，为接下来帮助学生转变迷思概念提供依据。

在本环节中，教师充当的是引导者，要仔细留意学生的讨论，但不能给学生关于实验结果的暗示，而是充分调动学生思维的主动性，让他们经历思考和探索的过程，寻找更具说服力的依据。

2.3 解释环节

本环节旨在让各小组内部在针对实验情景达成共识之后，通过全班讨论的形式来向其他小组公布，并在讨论中参考他人的见解和反思自己的观点。

此时，教师应进一步鼓励学生畅所欲言和反思。比如，对学生说：“通过组内讨论。各小组对实验情景已达成共识。现存请各小组的代表依次呈现你们的见解，并说明理由。而其他同学在听讲的时候不妨思考，他们的解释跟你们的有何联系和区别呢？”接着，各小组的代表在全班讨论中陈述小组的统一见解，并说明依据。比如，有学生会强调在生活中见到的都是重的物体下落得快。

通过解释，学生察觉到他人的生活经验，以及支撑这些经验的信念。而教师也更清楚地意识到何种信念占主导地位，为突破自由落体运动的教学难点提供着力点。

在本环节中，教师充当的是秩序维持者，为各小组的代表提供自由发言的氛围，保证他们在发言过程中不受干扰。

2.4 观察环节

本环节旨在通过学生的观察与预测之间的反差来引发学生的认知冲突，激起他们对已有知识经验的不满，推动概念转变的进程。

此时学生很渴望知道自己的预测是否正确，因此教师要充分把握学生的积极性，引导他们进行与目标概念相关的观察。比如，对学生说：“同学们刚才都对各实验情景做了预测，也都找到了依据，那真实的实验结果是否跟大家的预测一致呢？为探讨这个问题，老师先给大家演示，接着同学们再重复一遍实验。不过，在老师演示的时候，大家除了观察实验现象，还要注意老师是如何进行实验操作的。特别是在进行真空管实验的时候，南于金属块碰到管的底部会有明显的声音，大家可根据这点来判断金属块的下落情况。现在请大家注意观察物体的下落，并做好记录。”教师在演示过程中，要确保学生能观察清楚，且做好相关记录。接着让学生进行小组实验。并再次记录实验现象。此时教师要给学生适当的操作提示，如让物体从同一高度静止开始下落。

实验结果：

1、纸团先着地。

2、纸团先着地。

3、硬币和粘合在一起的硬币几乎同时着地。

4、金属块和羽毛下落得一样快。

通过观察，学生体验到观察与预测问的反差，会对已有知识和经验产生怀疑，甚至不满，这对概念转变而言是有益的。

在本环节中，教师要演示实验，最好也让学生进行小组实验，毕竟学生更相信在亲自实验中所观察到的结果。当实验结果与学生的预测不一致时，两者问所形成的反差会更大，更有利于转变学生的迷思概念。

2.5 讨论环节

本环节旨在让学生通过组内讨论来协调自己的预测与实际观察到的现象，对小组内的观点进行分析、比较、对比和批判，寻找预测与观察之间出现不一致的原因，促使学生进一步理解自由落体运动。

通过观察，学生已注意到真实的实验现象。此时，他们将对这些现象进行小组讨论，教师此时应给予适当引导。比如，对学生说：“经过刚才的实验和观察，同学们都发现无论纸片质量大小如何都没有纸团下落得快，这说明什么呢？纸片下落会轻微飘动，而纸团却不会，对于这现象大家有何想法呢？另外，为何质量不同的硬币能下落得几乎一样快呢？最后，在没有空气的真空管中，质量、形状和大小均不同的金属块和羽毛下落得一样快，这又是为什么呢？”此外，教师还可以提示学生去对物体进行受力分析。

通过讨论，学生可得知“重的物体不一定下落得快”，并会猜测“物体下落的快慢可能会受空气阻力的影响”。此外，学生通过分析物体在理想状态下的受力，发现真空管中的金属块和习习毛都只受重力作用，而且都从静止开始下落。

研究表明，信息的口头叙述能提升高质量的学习策略的应用，从而促进理解和长时记忆，各种技能同样也因此融入学生的技能中去。学生上述有针对性的讨论自然会促进他们对自由落体运动的深层次理解，而不仅是记住表面现象。

2.6 解释环节

本环节旨在让学生在全班的讨论中了解各种视角的解释，并反思自己的观点，然后在教师的引导下习得科学的解释，达到概念转变的预期效果。

此时，各小组的代表将针对已讨论的问题向全班同学做出分析。在他们完成解释环节后，教师应对学生的分析进行总结。比如，通过对空气中的物体进行受力分析（如图3所示），让学生意识到纸团之所以比纸片下落快是因为其面积小，受到空气的阻力也小，而硬币受到的空气阻力与其重力相比几乎可以忽略不计，因此质量不同的硬币下落得几乎一样快。同样，通过分析物体在理想状态下的受力（如图4所示），让学生明白没空气的真空管中质量、形状和大小均不同的金属块和羽毛下落一样快，是因为它们都只受重力作用，而且都从静止开始下落。

接下来，教师应趁机引进“自由落体运动”的概念：只在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。并引导学生理解“自由”是指物体只受重力作用，忽视空气阻力的影响。此外，还要引导学生归纳自由落体运动的特点：只受重力作用、从静止开始下落。从而巩固和强化学生对自由落体运动的理解，实现学生的迷思概念向科学概念的转变。

通过本环节的解释，学生的迷思概念以及支撑这些概念的信念开始瓦解，但他们的解释还相对零散，教师应系统地总结，让学生从本质上把握自由落体运动，实现概念转变，习得“自由落体运动”的科学概念。

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中图分类号：G633．7文献标志码：A文章编号：1002－0845(2007)04－0050－02

学生在接受学校教育之前，就已经通过对日常生活中的一些现象的观察和体验，形成了许多 概念。在这些概念中，一些是反映客观世界的朴素概念，但更多的是有悖于科学的错误概念 。我们把学生头脑中存在的错误概念或与科学概念不完全一致的认识叫做迷思概念。迷思概 念不能正确地反映事物的本质而仅仅反映事物的一些表面现象，违背了科学道理，对学生正 确地掌握科学概念、形成正确的认识造成一定的障碍。

一、学生迷思概念的成因

1.受日常生活经验的影响

科学作为一门包括物理、化学、生物、地理等知识在内的综合性的理科学科，与日常生活息 息相关。又由于初中生年龄较小，生理、心理还不够成熟，往往只能凭借自己的感性认识、 经验得出结论。例如，学生认为燃烧必须要用火点燃、金属不能燃烧、燃烧必须有氧气参加 等等。据调查，有60％的学生对月相存在迷思概念，认为月亮只有在晚上可以看到，除了天 气状况影响以外；有一半以上的学生认为，夏天、冬天的变化是地球与太阳的距离远近造成 的。

2．受个体认知方式的影响

个体在发展过程中，总是凭借自己喜好的认知方式认识事物。作为一种重要的思维方法，归 纳是人类认识事物本质和发现规律的重要的认知方式。但是，由于学生知识面较窄，经验较 少，思维简单，往往把事物的非本质属性当做本质属性。例如，学生 把鲸当做鱼类，把蝙蝠当做鸟类。从访谈中得知，学生小时候看到麻雀、乌鸦、燕子等，通 过自己大脑简单的分析归纳得出结论，把“会飞”归结为鸟的本质属性，而不能抽象 提炼出鸟的本质特征。所以，就造成迷思概念的出现。

3.受教师授课方式的影响

在课堂教学中，教师常常采用灌输的方式讲授，学生对知识囫囵吞枣，死记硬背，导致对知 识缺乏科学的理解。例如，学生对酸雨的概念理解就存在偏见。他们认为酸雨是酸性的雨水 。殊不知，酸雨的PH值必须小于5．6；而且酸雨不仅包括液态水，还有固态水(如冰雹、雪 等)。有些教师在讲授科学知识或演示实验时，过分地强调某个知识在章节中的作用，而忽 视了对它在整个学科知识体系中的地位和作用的讲解，造成概念的片面性，导致迷思概念的 出现。如在催化剂的教学中，教师为突出催化剂在分解氯酸钾过程中起到加快反应速度的作 用，而忽略了催化剂这个科学概念也有减慢反应速度的作用。教师自身存在着迷思概念，是 学生形成迷思概念的一个不可忽视的因素。

二、迷思概念转变的策略

1.利用科学方法，对学生的迷思概念进行探查――转变迷思概念的前提

用来探查学生有关迷思概念的方法有多种，可以利用访谈法［1］、测验法来研究学 生的迷思概念，也可以采用二阶式多选题的方式来进行研究［2］。近来更有人提出 以制作概念图的方式来探究学生的迷思概念。笔者利用访谈法对呼吸作用与光合作用这个主 题进行探查，研究结果显示，学生对这两个科学概念，头脑中潜存着许多迷思概念：有的学 生认为光合作用会制造蛋白质；有的学生认为绿色植物只有在夜晚(或没有光时)才进行呼吸 作用；有的学生认为绿色植物在有阳光时，放出二氧化碳的量最大；有的学生认为呼吸作用 只发生在叶子细胞中，因为叶子有气孔能交换气体；有的学生认为绿色植物依靠根从土壤中 吸收营养，并储存在叶子中……探查出这些迷思概念，不仅让教师了解了学生学习前的认知 架构，也提供了提升科学教学成效与学习进步的基础。

2．创设问题情境，引发认知冲突――转变迷思概念的契机

建构主义理论认为，学生以自己头脑中原有的认知结构来完成对新知识的理解［3］ 。 当新知与原有的经验相符合时，就会容易理解并接受，纳入认知结构，顺利地完成认知结构 的同化过程。当新知与原有经验矛盾时，则必须经过认知结构的顺应才能接纳新知识。而顺 应过程是有条件的，并且相当困难。教师如果没有采取有效的策略，随着时间的流逝，学生 很容易将顺应建立起来的知识淡化或遗忘。因此，转变迷思概念策略的落脚点应放在如何促 进学生对知识的顺应过程上。科学的历史发展，给我们转变迷思概念以深刻的启示。众 所周知，历次重大科学观念改变之前，都要经历新旧观念的对峙阶段。只有当新旧观念矛盾 日益尖锐，发展成危机、灾难，再也无法规避时，人们才不得不走出他们建造的象牙之塔， 以审视的眼光和批判的思维来对待曾经深信不疑的象牙塔基，从而导致观念的革命性变革。 科学发展的历史是一部人类对知识建构的历史，它与学生个体的知识建构具有雷同的地方。 因 此，迁移到课堂教学中，教师在转变迷思概念时，要先给学生一个“震撼”，引起学生认知 冲突，以使其放弃迷思概念，实现科学概念的构建［4］。例如，在牛顿第一运动定 律教学中，有许多学生持力是维持物体运动的原因这一观点。他们认为，物体受了力，才会 运动，没有受 到力，就会停止。为了消除学生头脑中的错误观念，教师可以创设情境，提出问题：骑自行 车 ，用力蹬车，自行车就走了，但用力压闸时，自行车反倒停下来――这是否与我们认为的“ 物体有 了力就运动”背道而驰呢?此时学生就会对自己已有观念进行质疑，产生强烈探求新知的欲 望。教师应抓住这个转变迷思概念的契机，趁热打铁，促进学生对科学概念的顺应建构。

3.讨论交流，相互辨析――转变迷思概念的途径

现代教育心理学认为，学生的学习过程是“学习共同体”所有成员之间相互讨论交流的过程 。 组织学生讨论交流，相互辨析，不失为转变学生迷思概念的好策略之一。因为学生如果只听 教师讲解，则只是被动地吸收知识，缺少自己对知识结构的主动建构。组织学生讨论，合作 交流，互相辨析，不仅调动了学生的思维积极性，还能够使不同观念相 互交锋，使学生的头脑经历一场“晴天霹雳”，重新构建认知结构。教学实践证明，学生思 维活动越多，学生对迷思概念的错误认识就暴露得越充分，在知识结构中的“根”就挖得也 越 深，科学概念的建立就越牢固。例如，学生对滑动摩擦力的方向存在迷思概念。为了转变这 一认识，教师可以用手握木棒向上作匀速运动，让学生讨论交流。有的同学说“摩擦力的方 向跟运动方向相反”；有的同学说“摩擦力的方向跟运动方向相同”；有的同学反驳：“如 果 摩擦力的方向竖直向下，同时重力的方向也是竖直向下，两个竖直向下的力能使人向上作匀 速运动吗?”通过讨论交流，学生发现用自己原有的概念无法解释现象，从而使学生改变了 自己的认识，建立起正确的概念。

4．整合教学方法，强化、巩固科学概念――转变迷思概念的保证

把建立起来的科学概念全面、深刻、牢固地印留在学生的头脑中，是转变迷思概念的关键。 为此，教师应该优化、整合教学方法，巩固学生已经建立起来的科学概念。

(1)运用随即通达教学法。随即通达教学是斯皮罗等学者提出的，他认为，对同一内容的学习要 在不同时间里多次进行，而每次的情境都需要经过改组，而且目的不同，分别着眼于问题的 不同侧面［5］。这种多次通达，绝不是传统教学意义中的复习，这里的每次通达都 有不同的学习目的，都有不同的问题侧重点。例如，在讲述季风的时候，很多学生将“近地 面气温高气体体积膨胀大气密度变小气流上升气压变低”理解为“气温高气低压 ”。这个迷思概念的产生是因为学生忽略了气压的高低变化是相对于同一水平面而言的。针 对这一情况，在教学大气压受海拔高度的影响时，我重点突出在2000米海拔以内，高度升高 ，温度降低，大气压也降低。而且，我在讲授对流层气温随高度增加而递减的特点时，就落 实 到某地垂直方向的气压总是近地面的比高空的高，并不是气温高气压低。教学实践表明， 运用随即通达教学法能使学生获得对事物全貌的理解，能让学生把自己头脑中的迷思概念与 科学概念进行对照、比较，从而达到对科学概念的意蕴的理解。

(2)采用概念变式教学法。所谓概念变式教学是指在引导学生认识概念属性的过程中，不断变 更所提供材料或事例的呈现形式，使概念的本质属性保持不变而非本质特征不断变化［ 6］。概念变式教学能满足学生的情感需求，激活学生的内心思维，活化学生的知识结构 ，是概念教学的一种好方法。例如初中生对氧化反应存在迷思概念，学生错误地把氧化反应 理解为物质与氧气发生的反应。教师应该说明氧化反应概念中的氧是指能提供氧元素的物质 ，不仅包括氧气，而且还包含氧化物。如氧化铜与氢气反应，二氧化碳与碳反应等，都属 于氧化反应。教师在举例的时候，应抓住氧化反应的关键特征，即得到氧的物质发生氧化反 应 。在教学中通过不同的变式进行比较，突出概念事例的关键特征，舍弃其无关本质的特征， 可以使学生获得正确的概念，有效地转变迷思概念。

(3)制作概念图的方法。概念图是指学习者按照自己对知识的理解，用结构网络的组成来表 达概念的意义及其他概念之间联系的一种网络结构示意图［7］。一般地讲，概念图 包括节点(概念)、连线(有关的概念之间)、层次(不同概念的抽象水平)、命题(两个概念之 间的意义关系)等要素。其基本制作方法是在有关系的概念间连线(箭头)，并在连线上用最 简洁的语言标注描绘其关系的文字。例如，在物质的组成教学中，因这部分知识概念较抽象 ，学生易混淆，存在较多的迷思概念，教师可以帮助学生制作概念图(如图1)。通过概念 图的制作，能使学生清楚地看到各个概念之间的联系，在大脑中形成知识的脉络，促进学生 正迁移和有意义学习的发生，实现迷思概念的转变。

参考文献：

［1］Osbome，R．J. & Gilbert，J．K．(1980)．A technique for exploring thestudents’view of the world．Physics Education,50(65)：376-379．

［2］Haslam,F．& Treagust．D．F．(1987)．Diagnosing secondary students’m isconceptions of photosynthesis and respiration in plants using a two-tier multi ple choice instmment．Journal of Biological Education，21(3)： 203-211.

［3］张大均．教育心理学［M］．北京：人民教育出版社，2004：127．

［4］梁旭．中学物理教学艺术研究［M］．杭州：浙江大学出版社，2005：188．

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中图分类号：G633.51 文献标识码：A 文章编号：1009-010X（2013）10-0062-03

在对前概念研究的基础上，Posner等人于1982年提出了著名的概念转变模型。与此同时，Posner等人把影响概念发展的个体经验背景定义为“概念生态”。概念生态呈现的是概念与个体心智环境之间的关系。教学者通过了解学习者的概念生态，可以找出学习者产生迷思概念的原因，以更有针对性地设计教学。笔者以历史概念教学为例，建构影响概念转变的生态环境系统模型，如图所示：

概念转变之生态系统模型图

由模型图可见，学生概念生态的形成是来自对其知识系统、认识系统和情意系统的调动，三大系统包含影响概念生态的多种因子。例如，对知识的认同、先备概念（过去的经验）、学习的本质、概念的本质（反例、类比与隐喻、范例与图像）、解决问题的策略以及情意领域与情绪等，各因子之间是相互关联、相互作用的，并影响着个体学习的方式与学习成就。

同时，学生的概念生态也会影响教师的教与学生的学及其两者之间的互动活动的展开，学生个体的概念生态在结构上具有差异性，其学习方式和学习成就可能会因为他们的概念生态结构不同而有所差异。所以，教师观察、思考、遴选科学有效的教学策略要有探究生成、促进学生成长的价值。

一、对知识的认同

学生对新概念的理解、相信程度会从一开始就决定着教学新概念的难易度，因此，了解学生个体对于新概念的认知可以帮助教师采取适当的方式组织教学。下面以人教版高中历史必修2第23课“世界经济的区域集团化”第一子目“欧洲联盟”为例说明。

（一）学情调查与分析

表1 学生对“欧洲联盟”概念的认同调查统计表

从表中可以看出全班45位学生学习环境、生活环境和接触的媒体大致相同，因此他们对欧盟这个概念的认知来源大体相同，主要是基于权威观点。另外，由于欧盟这个概念的高度抽象性，加之学生的认知主要不是根据个人经验，所以大多数学生认知程度较弱。显然，对于欧盟这个概念的生态调查，反映出学生在知识系统中权威观点影响为主，具有普遍性，可以在教学中进行碎片整合，集体突破。其中，个人经验作用较小，可以设计个体展示，以资印证。

（二）教学组织策略

1.步骤

步骤一：重现已知经验。通过对初中教材、高中政治教材、报刊书籍等媒体资料的整合，整体感知。

步骤二：挖掘教材文本。把高中历史教材中的“欧洲联盟”部分作为新的情境文本进行解读，在师生、生生、生本对话中全面、深刻地揭示概念内涵和外延。

步骤三：展示个性理解。概念转变的过程中要依托共性，更要尊重个性，让个体展示其见闻、见解，有利于主体的个性化发展。

2.操作

（1）采集与反馈。

对话1：“透视世界若干力量中心”（人教版高中思想政治必修2第104～106页，材料略）以怎样的视角来探讨欧盟这个概念？你从中得到了哪些信息？

对话2：学习人教版初中《历史与社会》九年级第五单元第2课“在多极化的进程中”（ 第151～154页，材料略），就概念的内涵上讲，较之于高中政治教材对欧盟的阐述有哪些发展？从进程和性质两个方面描绘出两条发展脉络。

对话3：（分组讨论）你课外采集的资料中有哪些新的发现？从哪些视角发现的？请说明理由。例如，可以从特点、趋势、困境及出路等角度展开。

（2）分析与综合

对话4：阅读教材107页，尝试从背景、进程、性质、特点、意义等方面给欧洲联盟下定义，要求言简意赅，自然成文，重点突出，不超过200字。

（3）实例与辨思

对话5：请xxx同学谈谈他游历欧洲的见闻，见证一体化下的欧盟。

对话6：根据你对欧洲经济政治一体化事实的理解，以“我眼中的欧盟”为题发表主题演讲，时间3分钟。

二、学习与概念的本质

学习的本质指向主体的学习成就阈值，表现为学生如何获取知识以及获取知识的层次高低。其高低层次为：识记过程与技能理解与概括应用与表现。概念的本质指向主体的学习呈现方式，表现为教师选取怎样的手段来引导学生探究概念的内核，揭示其规律性，发展学生的深层理解力。其呈现方式有：反例、类比与隐喻、范例与图像等。下面以类比与隐喻为例展示教学“启蒙运动的理性主义”这个概念本质，以及主体学习的发展过程。

表2 以学习和概念的本质视角教学理性主义

促进概念生态和谐演进表

层次1至层次4体现主题对概念认识的不断深化，能级不断提升，在此过程中，教师通过多种策略适时调控概念的生态环境，使学生的学习逐步延伸，以此促进对概念本质的逐渐揭示。值得注意的是：“锚”的确认和“概念化中介物”的提取十分关键，剔除无关甚至错误的信息，同时还要关注对主体思维的开发。所以，对话可能比直接教给学生要有效得多。

三、问题解决的策略

Park（1995）认为，当学习者解决问题时，其概念生态潜在地影响着学习者形成假设、澄清假说，进而产生解决方法的过程。就是说，学习者看待问题的方式、方法会随着概念生态的改变而改变。例如，学习者在没有接触之前，一直认为某个概念是科学概念，当通过学习了解其本质后，他的想法也随之改变，至此我们认为，学习者的概念生态已发生改变。教学的任务就是如何选取恰当的策略，促使这种改变的发生。

台湾陈能川教授研究发现，高学习成就的学生比较偏向独立解决的问题解决方式，对于（老师和书本）权威等善于质疑；中、低学习成就的学生的问题解决方式比较倾向于放弃做实验、找资料，顺从权威，只做记录和勾画。面对这种截然迥异的问题解决策略，教师正视差异和帮助低学习成就学生增强学习成就感等方面，就显得格外重要。请看下例。

篇（6）

理论性知识的学习过程是学生通过积极的思维活动，对各种各样的具体事例进行分析、概括，从而把握同类事物的共同关键特征的过程。在运用化学基本概念和原理去解释化学现象、解决化学问题的过程中，学生对物质的结构、性质和变化的认识也深入到了事物的本质，学生的抽象思维能力也得到了提高。

2促进理论性知识理解的教学策略

2.1概念图策略概念图可以使新旧知识之间、概念之间的关系清晰可见，迫使学习者将这些关系外化。[1]从这个意义上讲，概念图帮助学生加深了对知识的理解。概念图使学生看到概念之间的联系。通过绘制概念图，师生要经过制作、修改、反思、再设计的往复循环来不断完善概念图，这样一方面加深了新旧知识的相互建构，另一方面也能帮助学生学会反思自己的学习过程，从而学会自我导向学习。因此，我们认为，概念图策略是促进学生理解化学知识的一种很好的教学策略。

2.2概念转变教学策略我们教师在课堂教学中，应运用各种可能的、有效的教学策略帮助学生完成错误概念的转变。我们认为在教学过程中可以采用以下策略：

2.2.1设法揭示学生各种错误概念概念转变至为重要的第一步在于揭示学生头脑中的错误概念，如果不能了解学生的错误概念，谈何对其转变。这就要求教师关注学生的已有知识经验。

2.2.2创设情境，引发认知冲突许多促进概念转变的教学是建立在认知冲突基础上，包括创设一定的情境，使学生的认知结构外显化，然后直接对其挑战，从而引起认知冲突，随后的学习是解决冲突的尝试。根据波斯纳的概念转变模式可知，学生实现概念转变必须对自己头脑中已存有的概念不满意。由此可见，有针对性地创设具体情境，引发认知冲突，使学生对原有认知结构中的概念产生不满意，这是实现概念转变的关键。

2.2.3概念同化策略新旧概念各方面的比较，要注意比较的角度和内容，即要有相同的类比，又要有不同的对比，比较的方面可以是结构，知识的内在联系和应用等等。网络概念结构的形成，要注意新知识的纳入，处理好与原有知识的关系，整合体系，形成网络概念结构。例如，化学平衡与离子平衡的概念同化教学策略的应用：第一步，寻找认知结构中与新概念联系的相关的已有的概念。化学平衡包括平衡常数和平衡的移动，如弱电解质的离子平衡涉及解离常数，难容强电解质涉及溶度积常数，它们都有平衡移动的问题，这样，二者的联系就建立起来了。第二步，将新概念与原有概念进行精确类比。化学平衡是针对可逆反应的，离子平衡是针对溶液中离子之间关系的，后者涉及的领域要比前者小一些。弱电解质的解离常数是化学平衡常数的一种，相对于解离常数来说较简单；对于平衡移动来说，难容电解质平衡移动和弱电解质的平衡移动有相似，也有相应的区别，要注意区分。第三步，将相关的概念融会贯通，使新概念以适当的方式纳入认知结构中，形成系统概念网络，使之便于记忆和运用。将离子平衡问题和化学平衡问题相比较后，开始对离子平衡的知识体系有了一定的认识，在相似的基础上寻找不同，进一步完善离子平衡的知识，形成以化学平衡为模版的知识体系。概念同化策略小结：概念同化策略应用也比较广泛，但要注意概念同化的前提是有类似的概念作为同化基础。这个概念可以是结构上的、内容上的、或是有其他角度的相似。

2.3调动学生的主观能动性有通过学生的“学”才能起作用，学生学习的好坏，学习的成功与否，归根到底要看学生自己的主观能动性发挥得如何。随着学生在知识和经验、能力、品德等方面的不断提高，他们一方面仍然要不断地受教师的指引，更多地进行独立的学习和探索；另一方面又逐渐地趋向于成熟，形成自己的思维风格、认知结构、知识体系。

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教学策略

前科学概念（前概念）亦称为日常概念，指“未经专门教学，在同其他人进行日常交际和积累个人经验的过程中掌握的概念，其内涵受狭隘的知识范围限制，往往被不适当地扩大或缩小”。学生正式学习某一学科前形成的前概念，有些与科学概念一致，有些与科学概念不相一致，这些偏离或背离科学概念的观点与看法即为“相异构想”。

已有研究表明，学生正式学习化学前已形成大量的相异构想，这些相异构想经正规化学学习后，一部分可以转变，还有一部分难以转化，并影响学生的进一步学习。因此，发现并采用一定教学方法帮助学生转变这些相异构想，一直是迫切需要解决的实际问题。笔者在探析初二学生化学前概念中相异构想成因的前期研究基础上，分析了影响学生相异构想转变的因素，并结合笔者的教学实践研究，提出了促进学生相异构想转变的教学策略。

1 相异构想形成特点及影响相异构想转变的因素

笔者前期研究结果表明，相关学科知识掌握的清晰度、日常生活经验丰富的程度、媒体信息的科学性等因素对学生化学相异构想的形成具有一定的影响，且由于思维方法不当、日常生活经验不足等原因，在信息的接收与内化过程中，学生的化学相异构想表现出简单枚举，错误推理，望文生义，主观臆断，思维定势，缺少辨证思维等形成特点。这些特点与学生的元认知水平、认识风格、学习兴趣与动机、教师教学方式、班级学习氛围等因素相互交织、共同制约主体相异构想的转变。

如元认知水平较高、学习兴趣浓厚、思维灵活、学习较扎实的学生，能主动将已有的知识与科学概念相比较，找出差异，正确定位科学概念，并有意寻找一些方法主动监控，调节自身认知过程；在已有观念不能解释新现象和解决新问题时，这些学生较易从新的角度看待问题，寻求问题的答案，从而为相异构想的转变提供更多机会与空间。而元认知水平较低或对学习不感兴趣、学习不踏实的学生，虽然有时能很快接受新概念，但由于仅仅凭外部信息和类似“这是科学的，我应该记住此概念”的潜意识自我强化做出判定，缺少深入有效的证明，因此一段时间后，有些学生记住的仍是自己的最初概念；这些学生发现自己认知错误的可能性较小，纠正相异构想的意识较低，相对前者相异构想较难转变。又如，在科学概念教学中，教师如果忽视学生已有的非科学观念，未采取适当方式引起学生对原有错误观点的不满，或未提供比学生原有的观点更为合适，包摄性更强的学习材料，也会影响学生相异构想的转变。

相对来说，学生通过观察或亲身经历并经抽象逻辑思维而形成的相异构想较难改变。如由于学生在日常生活情景中确实多次观察到“纸张、木柴等物质燃烧需要点燃”、“物质燃烧时有火”的现象等，因而学习化学前有37.0%的学生认为“燃烧需要用火去点燃”、“燃烧离不开火”，既使经过一年的化学学习后，仍有24.7%的学生持有这些观点；又如“金、银不会锈蚀”、“金属不能燃烧”等，均表现出较低的转化率。而学生因缺乏辨证思维形成的片面认识，或由于知识经验不足形成的相异构想，较易随辨证思维能力的提高和知识经验的不断积累而转变，如“化学物质是有害的、有毒的”、“空气中主要是氧气、二氧化碳”、“水能变油”等相异构想，表现出较高的转化率。

2 促进学生相异构想转变的教学策略

2.1引发学生形成认知冲突

学习时学生是基于原有认知结构理解新知识的，当运用已有经验不能解释新情景时，便引发认知冲突。根据波斯纳等人提出的观念改变模型，让学习者对当前的概念产生不满是促进学生观念转变的重要有效条件。为此，引发学生产生认知冲突，使学生对已有观念产生怀疑与不满，是转变相异构想的首要步骤。

（1） 通过合作与讨论引发认知冲突

在教学中，教师可引导学生与他人（同学或老师）就某一问题进行讨论或合作，在讨论或合作中，当学生发现他人观点与自己不同，且比自己的观点更适合解决问题时，往往会对自己的观念提出怀疑，产生认知冲突和求知心理，此时，学生较易接受新的、正确的科学观念。丹瑟里恩的一项研究也表明；学生在合作学习中学到的知识比单独学习时多得多，且合作学习有助于克服错误观念，能使学生超越自己的认识，通过他人与自己不同的观点，看到事物的其他方面，从而形成对事物更加丰富的了解。

（2） 通过揭示差异产生认知冲突

当学生看到自己认为“正确”的观点被老师宣布为“错误”时，易引起认识和情感的强烈反差，促使学生找出原有观点错误的原因。如针对学生“金属不能燃烧”的错误观点，教师可以在讲授金属有关特性或铁丝与镁条的燃烧时，呈现出错误观念，并给予纠正，再与学生讨论，总结出正确的观念与解释。

教学中教师也可直接呈现出易使学生产生错误观点的情景（绿色植物通过什么作用吸收二氧化碳，又通过什么作用将二氧化碳释放到大气中），激活学生头脑中与新信息有关的相异构想（如分不清光合作用与呼吸作用，光合作用与蒸腾作用等），然后教师给出正确答案，解释光合作用与呼吸作用、蒸腾现象的区别与联系。该方法在引发学生认知冲突的同时，也帮助学生清晰的理解概念间的关系。

（3） 通过创设问题情境引发认知冲突

设置与学生相异构想产生冲突的问题情景，可以让学生充分暴露错误观念，反思自身观点与科学观点之间的差异，激发探求新知的热情。

在教学中可以通过与日常生活联系紧密、能产生与学生原有观点相矛盾的化学实验暴露学生的错误认识，引发认知冲突。例如，可将“在透明玻璃装置中点燃一只蜡烛，并盖上玻盖”与“用聚光镜将阳光聚焦到一张纸上，确保一段时间以上”的实验对比，让学生分析2个实验的异同点，分析燃烧所需要的条件，并在交流讨论中让学生发现并转变“燃烧肯定要点燃”、“物质燃烧需要火”等的相异构想。又如教师可通过“水果电池使音乐卡片发出声音”的实验，激发学生思考电能的来源，通过实物情景促进学生转变“电池中的电是通过外界充进去的”、“电池本身带电”等相异构想。

历史上一些科学家或化学家勇于打破传统束缚、不懈追求科学真理的资料也可用与创设问题情景。如通过从古代阿那克西米尼认为空气是一种元素，到亚里士多德认为空气是一种物质，再经伽里略通过实验测知空气的重量，至舍勒、拉瓦锡等发现空气中的氧和其他成分的过程，让学生了解人类对空气组成认识不断发展的过程，同时引导学生将这些观点与自己的原有认识进行对比（如有些学生认为空气没有质量、空气中主要含有氧气和二氧化碳），找出自己与科学家之间的认识差异，促进相异构想的转变。

2.2促进学生的认知顺应

学生产生认知冲突后，如何促进学生的认知顺应是转变相异构想需要解决的第二个问题，为此，笔者根据学生形成相异构想的特点，提出了以下促进学生认知顺应的策略。

（1） 通过“对话”促进顺应

对话策略是以让学生产生认知冲突的内容为主题，让学生展开讨论或辩论的方法。在“对话”过程中，教师要引导学生充分发表自己的意见，认真聆听他人的观点，并时刻检验自己与他人观点的正误。例如以“二氧化碳的功与过”为主题，让学生各抒己见，不仅可以让学生认识二氧化碳常见性质与“可灭火、是光合作用的原料、可作气肥”等用途，也让学生了解“温室效应”、“大气污染”等危害，使学生在活跃的氛围中完善和转变头脑中原有的“二氧化碳对人类有害无利”、“二氧化碳是有毒气体”、“把空气中的二氧化碳除去后，空气质量会变好”等一些非科学认识。

（2） 加强方法渗透促进顺应

笔者的前期研究表明，许多相异构想的形成是因为学生缺乏一定的科学方法而导致。为此，教师在教学中渗透科学方法教育，引导学生认识科学方法的内涵与适用范围，有助于学生相异构想的转变。如使学生知道简单枚举法是一种不完全归纳法，所得结论并不一定可靠，需经过实践的检验；进行推理时，推理前提的正确性，是保证推理结果正确与否的必要条件之一；用类比方法解释新事物与新问题时，应确保两类研究对象在某些属性或特征上的真实相似，且相似属性与类推属性必须有本质的甚至必然的联系，才能使推论结果具有一定的正确性；有目的、有计划、有步骤的观察是获得更多信息的科学观察方法。

（3） 引导主动调控加强顺应

已有研究表明，学生的元认知水平与学习成绩之间呈正相关系。同样，学生相异构想的转变也需要学生去反思已有认识、调整已有思维方式，为此，教师应在教学中指导学生主动监控，促进认知顺应地完成。

确立学习目标是学生形成自我监控的重要方面。教师可指导学生认识具体的学习目标，理解自己所要达到的目标水平，并在教师引导下根据目标要求检查自己的学习结果，从而引发学习过程的自我监控；教师可以通过正误实验的设计，引导学生更加积极的思考，去探究事物的内在规律性；教师还可以针对某一知识的学习目标，通过学习提问单，如“看到此概念我想到了什么？”、“我的想法与老师所讲的概念有什么异同点？”等，使学生不断对自己的思维过程和状态进行总结和调整，在自我监控下使自己真正参与相异构想的转变；也可以通过化学日记等方法，将学生关于此知识的已有错误观点与科学观念联系起来，促进相异构想的转变。

2.3促进学生及时反馈

由于学生的一些相异构想根深蒂固，难以纠正，因此，了解学生相异构想的转变情况，并根据反馈信息进一步设计方案促进其转变是学生相异构想转变不可或缺的环节。在教学过程中，教师可通过指导学生建立化学档案袋、测评、绘制概念图等方法进行信息反馈，并在发现问题的基础上，进一步通过“引发认知冲突”、“促进认知顺应”的策略，巩固和加深学生对科学概念的有效理解。

转变学生相异构想的策略多且复杂，教学策略的选择也应视具体教学内容、不同学生相异构想形成的特点而定。笔者认为在众多策略中引发认知冲突、促进认知顺应、促进主动调控是学生相异构想获得根本性转变的关键因素，这些策略的使用，能使学生对自己的相异构想从潜意识转为有意识状态，从心理和行动上真正参与到相异构想的转变过程中。

参考文献

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一、“燃烧”前概念分析

1.关于燃烧的主要概念

（1）燃烧定义：错误地认为所有燃烧都会发出光、放热。这是生活现象导致的错误认识。由此引发的迷思概念有以下这些：氧气是可燃物而非反应物；氧气有可燃性而非氧化性，故不认为燃烧是可燃物与氧气发生的剧烈的氧化反应。

（2）物质燃烧的产物：绝大部分学生错误认为烛油是产物，即分不清蜡烛燃烧的过程中既有物理变化又有化学变化。由此引发的迷思概念有：分不清助燃物、反应物，这是学生已有知识的束缚导致的。

（3）燃烧前后物质的质量的变化：由于已有的质量守恒定律相关知识的影响，绝大部分学生存在这样的迷思概念：可燃物燃烧前后质量不变。

（4）燃烧的条件或灭火的方法：部分的学生错误地认为氧气可以燃烧；“用酒精灯加热纸锅内的水，纸锅是否会燃烧？”虽有大部分学生认为不会燃烧，但不知其原因是温度未达到纸的着火点；学生错误地认为蜡烛燃烧时的可燃物是灯芯，而非石蜡；有些学生错误认为可以用降低可燃物着火点的方法灭火。由此引发的迷思概念有这些：温度达到可燃物的着火点是燃烧的条件之一不清楚，因为不知道可燃物究竟是哪种物质，所以不能正确使用移走可燃物灭火的方法。

（5）生活误区：大部分学生错误认为蜡烛燃烧是固态的蜡烛在燃烧；由此引发的迷思概念有：缓慢氧化如铁生锈不会放热，无法理解自燃。

（6）影响燃烧的因素：部分学生错误地认为燃烧的剧烈程度与氧气的接触面积的大小无关只与可燃物的种类有关。

2.前概念来源

研究结果表明，几乎所有学生对“燃烧”概念理解存在一定的障碍，这些障碍主要源于学生对生活现象的不理解和在学习过程中产生很多错误的理解。研究者对学生的回答中所涉及的迷思概念作了深刻分析，由此分析这些错误产生的原因。

（1）学生的日常生活经验。化学与日常生活联系的密切性决定了化学前概念的一个主要来源是生活经验。大部分学生错误认为蜡烛燃烧是固态的蜡烛在燃烧；由此引发的迷思概念有：缓慢氧化如铁生锈不会放热，无法理解自燃。部分学生错误地认为燃烧的剧烈程度与氧气的接触面积的大小无关只与可燃物的种类有关。

（2）学生的认知水平。相异构想的产生还来自学生主观认知结构方面的原因。有的学生本来基础差，对新的知识不能真正掌握和消化，只能头脑记住一些东西，有的对化学学习没有兴趣，缺乏“有意学习”的心向，这些都势必造成对化学概念模糊不清或一知半解。

（3）学生的学习环境因素。在教学中，有时由于教师的教学语言不够严谨或者教材提供的实例的不够全面，也常常导致新的相异构想或强化学生原有的相异构想。例如，部分学生认为铁生锈会放热，这是因为学生在生物中已经学习过缓慢氧化。

（4）相似概念的干扰。如学生认为氧气有可燃性而非氧化性，故不认为燃烧是可燃物与氧气发生的剧烈的氧化反应，导致学生不能正确理解氧化反应的定义。

二、“燃烧”概念转变的教学策略

1.结合学生已有的经验，提出能引起学生认知冲突的问题

学生在日常生活中，观察和接触过一些与科学概念有关的现象和事实，教师可以恰当地列举生活中的典型事例，唤起学生已有的感性认识，让学生自己思考并用自己的概念去对事例或现象进行解释。

例如，可以列举纸、天然气、白磷、木炭、煤5种常见的可燃物，让同学们回顾它们分别都是怎么燃烧起来的，是否都需要点燃，点燃方式有什么不同？这些问题的内容与学生的日常生活比较接近，但学生对这些问题具有一定的模糊认识，这样可以引发学生的认识冲突，这为使学生的原有认识向科学概念转变创造了有利条件。

2.通过课堂实验，让学生获得新的丰富的感性认识

丰富的感性认识是帮助学生理解和掌握知识的有力手段，而感性认识的获得源于实践或实验。通过课堂实验，让学生在观察、实践和思考中，获得对物质燃烧条件的理解。例如通过以下三组实验：实验（1）白磷燃烧对照实验，水火相容的现象也使学生记忆深刻；实验（2）着火点的突破，这样就有效突破了学生对着火点的认知难点；实验（3）灭火条件，使学生认识到降低周围温度至着火点以下才能灭火，而非是降低着火点。

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一、《探索岩石变化的原因》教学目标的确立

《探索岩石变化的原因》一课原名为《岩石会改变模样吗》，是教科版《科学》五年级上册《地球及其表面变化》单元的第3课，教学内容隶属于课标中“地球与宇宙”领域中的“地球运动与所引起的变化”。该课作为外力引起地形变化研究的开始，承“岩浆活动和板块运动引起的地表变化”，启“侵蚀、搬运、沉积对地表的作用”。通过前测发现，100%的学生都知道岩石会改变模样，并且79%的学生知道“风化”这个词。65qo的学生能够说到风、沙或水对岩石的破坏作用，14%的学生能够描述出一些岩石风化的现象。如此看来，真正需要研究的是引起岩石变化的原因。因此，本研究最终把课题定为《探索岩石变化的原因》。

岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下在原地发生物理、化学变化的过程即是岩石风化。在小学科学教学中，让学生理解化学变化比较困难，因而本课主要引导学生探究引起岩石发生物理变化的因素。对此，学生已有一定生活经验。学生已经学习过地球内部力量对地表的影响，岩石风化是外部力量对地表的影响，本课还要在学生形成“岩石风化”概念之后，引导学生比较地球内部力量与外部力量对地表产生的影响。

二、转变“岩石风化”概念的教学策略

1982年，纳斯鲍姆和诺维克根据建构主义思想，提出了促进学生概念转变的三步教学策略，即揭示学生的前概念；引进与前概念相冲突的新概念；鼓励学生对新概念进行评论，并形成对有关问题的新的观念图式。本研究创造性地运用了这一教学策略。

（一）揭示学生的前概念

前概念是学生通过日常生活的各种渠道和自身的实践，对客观世界已经形成的一些自己的看法、自己的独特思维方式。揭示学生的前概念是实现概念转变的前提。学生走进科学课堂前，他们的头脑中已充满了对岩石风化的各种认识，形成了许多前概念。教学前测是掌握学生前概念的信度较高的教学策略，为了揭示学生的前概念，课前，教师通过问卷方式进行了前测。对于什么是风化，学生的表现差异很大。（详见下图）

由调查可知，除了21%的学生对风化一无所知外，其余学生对于风化的表述不同，表现出他们对风化概念有模糊的、不确定的理解。

（二）引进与前概念相冲突的新概念

利用引发认知冲突的方法来促进概念转变，对于纠正学生的错误观念是一种极为有效的教学策略。本课通过聚焦一块风化的岩石（荒漠中的蘑菇石），引导学生从岩石所处的环境，分析引起岩石变化的原因。学生尝试围绕着岩石所处的自然环境，提出各种假设性解释，这些解释会与学生前概念发生认知冲突。接着，针对学生的认知冲突，使用多个模型引进岩石风化的概念。

1．选用熟悉的材料建立岩石风化模型，推测岩石风化的原因

熟悉的材料把新概念与周围的现实生活联系起来，有助于丰富学生的感性经验，使学生很容易说出岩石改变模样的原因，即岩石风化的原因。

用吹风机吹出的风模拟自然界的风，用玉米团模拟自然界的岩石，学生收集到玉米团发生变化的证据：原来尖尖的棱角变成了圆圆的；有了地方出现了凹陷，还掉下碎渣，可以推测风会改变岩石的模样。

用点燃的酒精灯模拟太阳辐射带来的高温，用冰块模拟低温，学生观察到在反复加热冷却的过程中，粉笔由绿色变成了灰色，光滑的表面出现了裂痕，可以推测太阳带来的温差会改变岩石的模样。

用绑在小棒上的粉笔模拟自然界中矗立不动的岩石，用瓶装水模拟自然界的水，摇晃瓶子模拟自然界在水中流动，岩石原来有棱角的变得圆润，体积也变小了，可以推测流水会改变岩石的模样。

2．选用情景化的教学图片，拓展学生对岩石风化原因的认识

在用模拟实验收集的证据证实植物会改变岩石模样后，有些学生用搜集到的文字资料、图片作为依据，进一步阐述植物会改变岩石的模样。

在反馈环节，教师出示了“冰原上的岩石”图片，让学生从科学实验现象的讨论中转到真实环境中，感受水在结成冰、冰融化为水的过程中，体积变化给岩石模样带来的变化，从而深化对“岩石风化”原因的认识。

（三）鼓励学生对新概念进行评论，并形成对有关问题的新的观念图式

提问是满足一个人好奇心的方式，是一种学习方式。可以说，一个人停止了问问题，他就停止了学习。本课注重用问题的形式引导教学，通过问题引导学生对新概念进行评论，形成对新概念的理解。本课学生提出2个问题，教师提出71个问题。

1．帮助学生深入分析影响岩石风化的各个因素

在讨论动植物对岩石的破碎作用时，学生说：“多数动物都能分泌酸性物质，酸性物质对岩石具有破坏性。”教师问：“你做过这个实验吗？”学生答：“没有。”于是教师用问题协助学生回顾：“四年级学鉴别岩石的时候，当用感觉器官及小刀等工具鉴别不出来时，我们是怎么做的？”引导学生联想到用酸滴在大理岩上产生气泡的实验。像这样的问题在冰、风、沙对岩石的作用时都有提出。在这样的问题引导下，学生将新旧知识进行联系，能够思考影响岩石风化的多方面因素，加强了对“岩石风化”概念的理解。

2．帮助学生提升认识，最终形成岩石风化的概念

如果仅仅是孤立地研究岩石的变化，不仅对学生没有吸引力，而且这种零碎的知识对学生的认知发展谈不上有什么重要的意义。通过一系列的提问，例如“在风化的作用下，高山会逐渐被削平，而沉积又可以再形成一座座山峰。回顾以前学习的内容，想一想，岩石在风化的同时，地表还有哪些变化？”“地球的内部力量和外部力量对地表的形成有哪些不同的作用？”教师巧妙地将本课教学与之前学生刚刚学习的《地球表面的地形》《地球内部运动引起的地形变化》两个内容联系起来，把对岩石的学习放到地球表面的变化这个大主题之下，把对岩石变化的理解迁移到对整个岩石圈和地球表面变化的认识中去，将地球内部和外部的力量联系起来，以全新的视角看待地球上千姿百态的地形地貌，帮助学生建构知识间的联系，逐渐学会全面、系统地看问题、想问题，深化对概念的理解，使学生的认知达到一个崭新的高度。

整节课紧紧围绕岩石风化这个概念组织教学活动。学生对概念的理解经历了从“单一因素”到“综合作用”，再到这是一种“缓慢、长期的作用”的认识过程；从“对一块岩石变化因素”的研究发展到“在地球内外部力量综合作用下地表发生变化”的认识和理解。思维逐步推进，概念理解逐步深化，最终形成了岩石风化的科学概念。

三、基于建构主义的概念转变教学策略的教学结果

在教学活动后，本研究进行了后测。后测题目共有5题。后测试题l相当于前测中的原题，即“岩石风化是什么”。学生从79%的模糊认识到91%能准确把握岩石风化这一概念的主要内容。

后测试题3、4、5重在考查学生对岩石风化知识的运用。第3题“石书1千年、5千年之后会风化成为什么样子？”学生的书写方式分为文字描述、图文并茂和图示，其中68%完全正确，13%答对其中两个方面，16%答对一个方面。第4题请学生从山峰的外在形象判断地表风化的时间，94%的学生回答正确。第5题“海边的岩石受到( )因素的影响变成这个模样。”100%的学生回答正确。

本课教学目标中的另外’一个重点就是建立知识间的联系。课堂上教师引导学生联系了三、四、五年级的相关知识以及六年级刚刚学习的“地球的内部力量对地表的影响”。后测试题2要求学生分别用表格和文字叙述两种方式描述岩石风化的结果，76%的学生从对地表破坏的程度、时间的长短、力量的大小三个方面进行了描述；15%的学生从其中的两方面认识到二者的不同；9%的学生只从其中一个方面认识到二者的不同。大多数学生认识到风化这种外部力量与地球内部力量对地表形态作用的差异。

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中图分类号 G633.91 文献标志码 B

1 引言

1969年，比利时科学家伊利亚・普利高津提出耗散结构理论，并于1977年获得诺贝尔化学奖。普利高津认为一个开放的非线性系统在不断的物质和能量的输入达到阈值时，系统会从最初的无序状态转变为有序状态，这种远离平衡状态的有序结构称为耗散结构。耗散结构形成的条件可概括为：系统是一个开放的系统；系统必须远离平衡状态；系统内部存在非线性的相互作用；系统可以发生内部涨落。耗散结构的出现完全是自组织的，人们无法创造耗散结构，但可以创造出现耗散结构的条件。

2 学生的概念认知结构作为耗散结构所具有的特征

2.1 认知结构是一个开放的系统

建构主义认为，人的学习不是封闭于个人头脑中的过程，而是同周围环境中的工具、符号、语言乃至人际关系等媒体和功能性资源的交互过程中生成的过程，学生的学习依赖于认知结构。学生的认知结构一方面需要从外界环境输入信息，作为具有自我能动性的个体，学生通过纸质文本、视频、广播等途径获得大量的信息输入；另一方面，学生的认知结构通过对信息进行加工，完成对外的输出，即对抽象的理性问题或生活中一些实际问题的解决。因此，学生的认知结构必然是一个开放的系统。

2.2 认知结构是一个远离平衡态的系统

学习者无法解决世界上所有的问题。学生的认知结构与外部环境存在这样一个矛盾，即问题解决所需要的知识与学生认知结构中知识的不足或缺失之间的矛盾。这种矛盾导致学生的认知结构远离平衡态，矛盾越大，认知结构就离平衡态越远。这种矛盾促使学生不断地完善认知结构，从而形成更高水平的认知结构。另外，学生认知结构中的各组成部分之间也存在较大差别，这种内部组成部分间的差别也反映出学生认知结构并非是一个由均一同质的各部分所构成的平衡系统。

2.3 认知结构存在非性的相互作用

认知结构由认知形式、认知策略与方法、知识经验及其结构、认知风格和解悟认知等5个小系统组成。这五个小系统中还可细分为更小的组成部分。认知结构的功能不等于各部分功能的简单加和。在学生的学习过程中，认知结构的各组成部分之间存在复杂的相互影响和相互作用。这种复杂的作用说明认知结构各组成部分之间存在极为复杂的非线性作用，而非简单的线性作用。

2.4 认知结构内部存在涨落

在学习过程中，学生的认知结构受到很多信息的刺激，如文字、声音、图片等。在概念学习过程中，教师为学生提供了指向概念转变的多种信息，创造出多元的对话活动和情景。这些外在刺激能够使学生的认知结构发生微涨落。微涨落通过非线性的相干作用和连锁效应不断放大，当达到一定的阈值时，学生的认知结构就会巨涨落。此时，概念发生转变，认知结构的水平层次提高。因为阈值是可以通过试探性尝试找到的，因此在教学中具有操作性。

综上所述，学生的概念认知结构具有耗散结构特征，具备耗散结构形成的必要条件。

3 耗散结构理论视阈下的概念转变教学策略

概念转变的过程类似于耗散结构的出现过程，学生获得生物学概念的过程实际上就是经历从“无序”的迷思概念概念转变为“有序”的科学概念的过程。因为概念转变是通过学生自组织实现的，因此教师在教学中需要创造学生概念转变的必要条件，帮助学生自主构建起对科学概念的理解，从而使学生实现概念转变。

以高中生物学概念“细胞呼吸”为例，耗散结构理论视阈下的概念转变教学策略可以按以下环节进行。

3.1 充分了解学生认知结构中的“无序”：迷思概念

学生认知结构中的无序状态是指学生所具有的迷思概念。迷思概念是学生在进入课堂学习前所具有的对某事物或事件不完全合理的认识、想法。学生迷思概念的无序体现在：（1） 迷思概念具有片面的、零碎的内容，在知识联系上缺乏适当的关联；（2） 学生面对情景不同的同一类型问题时，往往会有不同的解释；（3） 有些迷思概念前后不一致，而有些迷思概念则十分稳定，极难改变。在教学中，教师应该调查和了解学生在学习“细胞呼吸”概念之前所具有的迷思概念，并做为教学的起点和突破口。

“细胞呼吸”属于微观的细胞水平的内容，学生主要是通过教材和教师的介绍，获得有关的了解。浙教版初中教材八年级下册第三章第五节“生物的呼吸和呼吸作用”通过汽车内部燃料与氧气发生化学反应的类比，向学生介绍了动物、植物和微生物体内葡萄糖和氧气发生反应的呼吸作用过程。通过调查发现，学生对“细胞呼吸”具有以下迷思概念：

（1） 细胞呼吸是葡萄糖的氧化分解过程；

（2） 细胞呼吸的发生必须有氧气的参与；

（3） 细胞呼吸的产物都是二氧化碳和水；

（4） 在动物、植物和微生物的体内都可以进行葡萄糖与氧气的反应。

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教育理论与实践研究表明，产生有效教学的关键不是一些固定的方法和技术，而是教师头脑中内隐着的认知框架，是教师在教学中的认知过程。教师在教学中面临着许多复杂多变的情景，如何理解这些情景并作出相应的教学决策，对教学效果起着主要作用。

在进行小学科学教学设计时，第一步要进行教学设计的前端分析，确定教学目标；第二步是教学策略的确定和教学方法的选择，依据目标体现其思想与理念，依据内容选择具体方法；第三步是教学组织形式的确定，师生之间相互作用的空间安排；第四步是教学媒体的选择与运用设想，包括材料、器材和视觉媒体等；第五步是教学程序的设计，教学或学习展开的时间序列；第六步是学习评价设想，这是依据目标的效果判断的。在整个流程中，每当选定了一种教学策略，其教学的思想就自然而然地渗透于其中，因为每种教学策略都体现一定的教学理念和教学思想。要谈教学策略，就要谈到教学方法，因为教学策略指导着对教学方法的选择和灵活运用上，即具体到实际应用中，是最终体现在和应用于方法上的。教学方法是教师和学生为了实现共同的教学目标，完成共同的教学任务，在教学过程中运用的方式和手段的总称。而教学策略在施行过程中也是一些具体的手段和技巧，是对教学方法的应用，是产生于对教学方法的理解和理性思考之上的，具有计谋的色彩，是对有效教学方法的概括和推断，具有实践特点和创造性。叶宝生学者依据小学科学教育目标的不同价值取向，提出与之对应的“建构性教学策略”“探究性教学策略”和“表现性教学策略”。

建构性教学策略是指营造学习环境、提供学习材料，在教师的引导下，学生在与教师和教学情景的相互作用中主动地学习，进而建构起关于科学世界的理解，获得科学知识及其意义。这种教学策略关注过程、利用过程，重在科学概念的获得和科学规律的理解，但也融入探究因素。

二、小学科学课堂教学案例分析

以下以首师大版小学科学第四册《 果实的结构 》为例进行分析。

1.教学设计的前端分析——确定教学目标

教学设计的前端分析包括学习需要分析、学习者分析和学习内容分析。通过这三方面的分析，确定教学目标。知识目标：知道果实是由果皮和种子构成的。能力目标：初步学会解剖果实的技能；会观察、描述、记录自己的观察结果。情感、态度与价值观目标：会辨别植物的果实，培养探究植物果实的兴趣，体会到只有细致科学地观察才能得到更准确的信息。

2.教学策略的确定和教学方法的选择

依据教学目标确定教学策略。由于教学目标的重点在于让学生知道果实是由果皮和种子组成的，初步学会解剖果实的技能，前者属于科学概念的获得，后者属于技能和方法的习得，而后者是为了服务于前者，更好地更精确地认识前者。依据建构性教学策略，同时融入探究性过程，来展开教学设计。据此，采用的教学方法包括两个层面：归纳演绎的思维方法和观察、实验的技术方法。选定了建构性教学策略，教学的思路和理念也就渗透其中了。① 准备10种典型植物的器官，让小学生在前概念的基础上，以小组合作的形式，从辨认果实的活动入手，激发学生的学习兴趣， 创造探究氛围，在学生主动地参与的过程中，层层递进地引导，由简单到复杂、由教师扶着走到逐步放开、由模仿到半独立再到独立的过程逐步建构对果实的认识。② 通过代表发言、小组讨论、交流评价，调动认知、情感、意志等多方面的能力进行知识的主动建构，达到三维目标。

3.教学组织形式的确定

在确定教学策略和选择教学方法后，由于解剖果实的实验需要分工协作，采用小组合作学习的组织形式，按照组间同质、组内异质的分组方法将学生分成4人一组。

4.教学媒体的选择与运用设想

在结合教学资源的情况下，选择的演示媒体：多媒体课件、投影仪、黑板；学习材料：10种植物器官、解剖工具、记录单、方形盘。选定了教学媒体后，就需要运用设想，利用演示媒体创设问题情境和利用学习材料进行实验操作和探究性学习。

5.教学程序的设计

基于建构性教学策略，选定教学方法、教学组织形式和教学媒体与设想后，确定教学展开的时间序列。大致的过程是：课前准备创设问题情境小组讨论提出方案实验探究建构知识演绎应用转变前概念课外延伸。根据“建构性教学策略”设计如下。

课前教师准备：通过课前提问和访谈诊断学生的前科学概念；将学生分为4人一组，并给每组准备10种典型的植物器官和相应的解剖工具；多媒体课件和投影仪等设备；每人一张记录单。

创设问题情境：准备10种典型植物的器官，让学生以小组合作的形式，辨认果实。

小组讨论：以什么作为判断果实的依据呢？学生会说出他们前概念中鉴定果实的依据，可能也有些学生运用证伪的思想，针对其他学生的回答进行辩驳。教师将学生的判断依据展现在板书上，增强学生的成就感的同时，还与后面的课程相呼应，有助于概念的积极建构。教师及时提出自己的疑惑：“同学们提出这么多判断果实的依据，到底哪个是科学的判断依据呢？到底哪些是果实呢？通过什么方法知道果实的结构呢？”这样逐步引导学生的思考。

提出方案：打开果实，观察内部构造。

实验探究：首先介绍切果实的工具、切法。在示范操作的同时，说明使用工具的安全性、规范性。接着让学生亲自动手解剖公认的三种果实，探究其构成，并将观察结果画在课前发的记录单上。让学生在亲历科学的过程中，主动建构起对果实结构的深层次理解。

建构知识：由以上的环节引出学生对果实共同特征的思考，使他们在更高层次上建构自己对果实结构的理解。

演绎应用：在学生刚刚建立的对于果实新的认知结构的基础上，用简单枚举的不完全归纳对果实的结构的概念进行演绎，扩展学生的视野和加深对其他类果实结构的判断。

转变前概念：讲到这里，教师可以回应板书上学生前概念中判断果实的依据，再一一剔除不合理的依据，以对学生的前概念中的错误进行修正，巩固正确的概念。

课外延伸：看课后小资料，回答种子和果皮的作用，在此训练学生阅读能力和归纳总结能力。强调了果实这种精密结构的重要意义，使学生继续保持对科学的好奇、求知欲望。

6.学习评价设想

教学目标是学习评价的依据，因此，在教学设计中作出学习评价的设想，是有利于督促和反思教学设计的，是完善教学设计的一个过程。

三、建构性教学策略对小学科学课堂教学设计的实践意义