促进概念转变的化学教学设计
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。
概念转变是通过内在和外
在不断互动才达到概念的 转变。
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(conceptual change model, 简称CCM)，大大推动了概 念转变的研究与教学。
• 理论基础：
01 02 03
Kuhn 的科学史与科学哲学对知识的“范式更替” 的观点 Piaget 的认知建构主义理论
Ausubel 的认知同化学习理论
（二）概念转变的条件
对现有概念的不满（dissatisfied）
新概念的可理解性（intelligibility）
波斯纳等提出了 概念转变的四个条件
新概念的合理性（plausibility）
新概念的有效性（fruitfulness）
社会-概念模型
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
上述概念大致可以如下归类：
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。
02
“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。
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。
学者及其提出有关前概念用语一览表
作者 Pardhan Bano Arnaudin Novak 和Gowin Gilbert,Osborne 和Fensham 年代 1982 1982 1984 1982 概念名称 另有想法(alternative ideas) 迷思概念（misconception）
② 类比或隐喻(analogies and metaphors)：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(epistemological commitments)：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(metaphysical beliefs and concepts)：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(other knowledge)：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。
关于前概念
学生在学习前 就存在着对科 学事件的个人 认识
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
概念转变模型
认知-概念模型
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
社会-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
发生冲突, 导致概念的转变
2 促进概念转变的化学教学设计思路Baidu Nhomakorabea3
促进观念转变的化学教学案例 思考
4
第二节 促进概念转变的化学教学设计思路
促进概念转变的教学模式
1
2
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。
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。
1
2
概念转变的含义， 转变的条件、方式和途径
学者及其提出有关前概念用语一览表
作者 Ausubel,Novak和Hanesian Hawkin Champagne,Klopfer和Anderson Viennot Villani和Pacca 年代 1978 1978 1979 1982 1987 Sutton Carmazza,McCloskey和Green Driver和Easley Hewson 1980 1981 1981 1981 私人概念(private concepts) 朴素信念(naï ve beliefs) 另有架构(alternative frameworks) 另有概念(alternative conceptions) 概念名称 前概念（preconceptions） 直觉想法(intuitive ideas) 常识信念(common sense beliefs) 自发想法(spontaneous idea)
（四）概念转变的方式
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。
• 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
大卫·奥苏伯尔 （David Ausubel）
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。”
第一节 概念转变的理论基础
概念转变的依据
前概念与迷思概念
（五）概念转变的途径
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。
儿童的科学（children’s science）
McCloskey Novak
1983 1983
直觉信念（intuitive beliefs） 有限的或者不适合的命题层阶 （limited or inappropriate prepositional hierarchies） 朴素理论（naï ve theories）
（一）NN三步教学模式
纳斯鲍姆(Nussbaum)和诺维克(Noviek)(1982)
Resnick,McCloskey Mintzes
1983 1984
学者及其提出有关前概念用语一览表
作者 Fischer 和Lipson Hills Disessa Kuiper Prawat Claxton Good 年代 1986 1989 1993 1994 1989 1987 1991 概念名称 隐伏的错误来源（underlying sources of error） 学生的天真信念（students’ untutored beliefs） 现象学原始词（phenomenological primitives） 学生的想法（students’idea） 概念架构（conceptual framework） 非正式的知识（informal knowledge） 迷你理论（mini-theories） 前科学概念（prescientific conception）
03
“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。
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）。
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。
（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（cognitive conflict）策略起关 键作用。
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 CONTENTS
1
概念转变的理论基础
促进概念转变的化学教学设计
概念转变
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
定 义
有知识经验到科学概念的变化。
目录 CONTENTS
1
概念转变的理论基础
2 促进概念转变的化学教学设计思路 3
促进观念转变的化学教学案例 思考
4
概念转变是心理与教育领域的 热点问题。
课本
个体原有的某种知识 经验由于受到与此不
分析
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。
一致的新经验的影响
而发生的重大改变
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。
重构产生重要的作用。
现阶段国外概念转变模式的研究的热点
国外
认知模式和社会
内地
研究成果较少, 相关
台湾
起步早，研究的
模式的桥接
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。
成果和文献较多
（三）概念转变的影响因素
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。
1.迷思概念的特征
主观性
稳定性
多样性与 相似性
异质性
历史 相似性
2.迷思概念产生的原因
个人 因素
社会文化 因素 教师与教科 书因素
日常的观察与经验
原有知识的不足
文化语言
社会互动
教师因素
教科书因素
第一节 概念转变的理论基础
概念转变的依据
前概念与迷思概念
1
2
概念转变的含义、 条件、方式和途径
（一）前概念转变的含义
概念转变是通过内在和外
在不断互动才达到概念的 转变。
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(conceptual change model, 简称CCM)，大大推动了概 念转变的研究与教学。
• 理论基础：
01 02 03
Kuhn 的科学史与科学哲学对知识的“范式更替” 的观点 Piaget 的认知建构主义理论
Ausubel 的认知同化学习理论
（二）概念转变的条件
对现有概念的不满（dissatisfied）
新概念的可理解性（intelligibility）
波斯纳等提出了 概念转变的四个条件
新概念的合理性（plausibility）
新概念的有效性（fruitfulness）
社会-概念模型
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
上述概念大致可以如下归类：
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。
02
“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。
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。
学者及其提出有关前概念用语一览表
作者 Pardhan Bano Arnaudin Novak 和Gowin Gilbert,Osborne 和Fensham 年代 1982 1982 1984 1982 概念名称 另有想法(alternative ideas) 迷思概念（misconception）
② 类比或隐喻(analogies and metaphors)：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(epistemological commitments)：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(metaphysical beliefs and concepts)：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(other knowledge)：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。
关于前概念
学生在学习前 就存在着对科 学事件的个人 认识
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
概念转变模型
认知-概念模型
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
社会-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
发生冲突, 导致概念的转变
2 促进概念转变的化学教学设计思路Baidu Nhomakorabea3
促进观念转变的化学教学案例 思考
4
第二节 促进概念转变的化学教学设计思路
促进概念转变的教学模式
1
2
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。
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。
1
2
概念转变的含义， 转变的条件、方式和途径
学者及其提出有关前概念用语一览表
作者 Ausubel,Novak和Hanesian Hawkin Champagne,Klopfer和Anderson Viennot Villani和Pacca 年代 1978 1978 1979 1982 1987 Sutton Carmazza,McCloskey和Green Driver和Easley Hewson 1980 1981 1981 1981 私人概念(private concepts) 朴素信念(naï ve beliefs) 另有架构(alternative frameworks) 另有概念(alternative conceptions) 概念名称 前概念（preconceptions） 直觉想法(intuitive ideas) 常识信念(common sense beliefs) 自发想法(spontaneous idea)
（四）概念转变的方式
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。
• 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
大卫·奥苏伯尔 （David Ausubel）
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。”
第一节 概念转变的理论基础
概念转变的依据
前概念与迷思概念
（五）概念转变的途径
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。
儿童的科学（children’s science）
McCloskey Novak
1983 1983
直觉信念（intuitive beliefs） 有限的或者不适合的命题层阶 （limited or inappropriate prepositional hierarchies） 朴素理论（naï ve theories）
（一）NN三步教学模式
纳斯鲍姆(Nussbaum)和诺维克(Noviek)(1982)
Resnick,McCloskey Mintzes
1983 1984
学者及其提出有关前概念用语一览表
作者 Fischer 和Lipson Hills Disessa Kuiper Prawat Claxton Good 年代 1986 1989 1993 1994 1989 1987 1991 概念名称 隐伏的错误来源（underlying sources of error） 学生的天真信念（students’ untutored beliefs） 现象学原始词（phenomenological primitives） 学生的想法（students’idea） 概念架构（conceptual framework） 非正式的知识（informal knowledge） 迷你理论（mini-theories） 前科学概念（prescientific conception）
03
“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。
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）。
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。
（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（cognitive conflict）策略起关 键作用。
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 CONTENTS
1
概念转变的理论基础
促进概念转变的化学教学设计
概念转变
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
定 义
有知识经验到科学概念的变化。
目录 CONTENTS
1
概念转变的理论基础
2 促进概念转变的化学教学设计思路 3
促进观念转变的化学教学案例 思考
4
概念转变是心理与教育领域的 热点问题。
课本
个体原有的某种知识 经验由于受到与此不
分析
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。
一致的新经验的影响
而发生的重大改变
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。
重构产生重要的作用。
现阶段国外概念转变模式的研究的热点
国外
认知模式和社会
内地
研究成果较少, 相关
台湾
起步早，研究的
模式的桥接
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。
成果和文献较多
（三）概念转变的影响因素
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。
1.迷思概念的特征
主观性
稳定性
多样性与 相似性
异质性
历史 相似性
2.迷思概念产生的原因
个人 因素
社会文化 因素 教师与教科 书因素
日常的观察与经验
原有知识的不足
文化语言
社会互动
教师因素
教科书因素
第一节 概念转变的理论基础
概念转变的依据
前概念与迷思概念
1
2
概念转变的含义、 条件、方式和途径
（一）前概念转变的含义