4.3 概念转变理论

第四章

生物学教育有关的学习

和教学理论

第三节

概念转变理论

概念转变理论试图理解和解释先前概念如何转变为科学概念的理论。

1982年，美国康乃尔大学教育系

的鄱斯纳等四位教授在《科学教育》

杂志第66卷第2期上联名发表了《科

学概念的顺应：建立概念转变理论》

一文，提出了著名的概念转变模型，

对概念转变的条件以及个体的知识经

验背景对概念转变的影响提出了自己

的解释。

该理论认为，一个人原来的概念要发生顺应需要满足四个条件：

1、对现有概念的不满

2、新概念的可理解性

3、新概念的合理性

4、新概念的有效性

概念生态

鄱斯纳等人认为，个体对新概念的接受会受到其现有的其他概念的影响，他们把影响概念转变的个体的经验背景称为“概念生态”，它具体包括：（1）反例：某概念所无法解释的事例。

（2）类比与比喻：这可以帮助学习者在新旧经验间建立联系，使新概念更易理解。

（3）认识论信念：什么样的理论才是成功的理论？一般情况如何，具体到某学科又怎样？

影响概念转变的个体的经验背景称为“概念生态”。它具体包括：概念生态（4）形而上学的信念与观点：

（5）其他领域的知识。

（6）与新概念相对立的概念。

（1）反例

（2）类比与比喻

（3）认识论信念

针对概念转变理论的批评

（1）不要只看到概念内容的改变而忽视了学习者的认识方法上的改变，学生的错误概念往往是与他们认识世界的直觉经验方法相联系的。

（2）不要用纯认知的观点来解释概念转变过程，应该看到动机的、态度的影响。

针对概念转变理论的批评

（3）不要过于强调儿童日常经验中的核心信念对具体概念的限制，概念转变常常并不是随核心信念的改变而整个地改头换面，而是一个一个地进行的，这与科学理论的革命不同。

（4）一个概念的转变并不一定是一步完成，最初的概念与科学概念之间有一段过渡，这个过程是渐进的，有时两种概念同时都在使用，或者是把原有概念和科学概念柔和成新的混合概念。

针对以上批评，鄱斯纳等曾与1992年对此理论作了一些修改。

针对批评进行的修改

（1）把将要发生转变的概念本身也看成是概念生态的一个组成部分，以体现某个具体概念与个体的经验背景之间的双向的相互作用，强调概念生态本身不是静止的，也是不断发展变化的，具体概念的改变也会对基本概念产生重要影响。

针对批评进行的修改

（2）把动机因素放到了概念生态中，包括学习动机、对某学科的性质和价值的认识等。

（3）所谓的错误概念有时并不是直接以现实表征的形式存在于学习者头脑中的，而只是个体以现有经验体系为背景作出的推论。

二、生物学教育中的错误概念

1、错误概念

指人们在日常生活以及以往的学习中形成了的那些与当前科学理论对事物的理解相违背的经验的理解。

2、与错误概念相近的概念：

先见（或前科学概念）、儿童科学、教学前概念、另类框架、天真理论等。

二、生物学教育中的错误概念

3、错误概念的形成

它的形成往往不只是由于理解偏差或遗忘而造成的错误，它常常与日常直觉经验相联系，植根于一个与科学理论不相容的概念体系或概念生态之中，有时，它恰巧是科学界以前所主张的观点，如“胎儿是由母亲的血凝结而成的”。

二、生物学教育中的错误概念

4、学生生物学错误概念的表现

1929年，皮亚在《儿童关于世界的概念》

中最早开始关于错误概念的研究，表明儿童关

于生命概念的形成可分为四个阶段：

最小年龄段（3~7岁）：生命是能动的或有用的东西，如有响声的玩具；

7~8岁段：把运动作为生命的特征，如汽车；

9~11岁段：把自发运动作为生命特征，如河流、太阳；

大年龄段（11~12岁）：认为生命就是植物和动物。

近期的研究结果表明，即使低龄段的儿童对人的身体各部位也有比较完整的概念。10岁的儿童画出人体的主要部位有：心脏、大脑、基本骨架、血管、肾、肺、肌肉、肋骨和胃。

通过对新西兰、英国、美国、前苏联和我国台湾地区有关研究，发现中学生生物错误概念有如下各种表现：

关于呼吸作用的错误概念：

（1）呼吸作用在肺进行。

（2）缺氧时，就没有生物能进行呼吸作用。（3）呼吸作用等于呼吸。

（4）植物只进行光合作用，不进行呼吸作用。（5）植物呼吸时用掉二氧化碳，制造氧气。（6）有些生物体只在某些时候呼吸。

（7）不需要其他构造的协助，肺就能自行收缩或扩张。

关于呼吸作用的错误概念：

（8）有些动物，尤其是无脊椎动物，不进行呼吸作用。

（9）动物进行有氧呼吸，植物进行无氧呼吸。（10）呼吸作用和出汗一样，是通过皮肤进行的。（11）呼吸作用只在消化系统进行。

（12）呼吸作用即是将氧转化为二氧化碳。（13）植物由光合作用取得能量。

（14）植物只在夜间进行呼吸作用。

（15）植物只在白天进行呼吸作用。

二、生物学教育中的错误概念

关于演化的产生，学生有几种常见的解释：

（1）个体需要某种特质，所以演化；

（2）用进废退；

（3）由于产生突变，使其存活下来；

（4）由于产生适应，所以存活下来；

（5）生活在雪地的动物，生出白毛；

（6）由于有变异，在经过竞争后，适者存活下来。

二、生物学教育中的错误概念

学生对人体的概念:

（1）常不清楚人体内的器官有哪些，器官的大小、形状、位臵和功能等方面的错误概念表现；

（2）心脏的形状常画成心型。

（3）肺常画得较实际为小，

（4）认为空气只是进出口腔和鼻腔，

（5）不知道空气在体内会产生改变，

（6）不知道为什么呼吸是维持生命的重要部分。

（7）胃常画得较低、较大，

（8）肠与肾则常被忽略或错位等。