概念转变的理论和应用

概念转变的理论及其应用

蔡铁权

目录

第一讲：概念转变概述

第二讲：概念转变的理论基础 第三讲：前概念与迷思概念 第四讲：认知结构的探测

第五讲：迷思概念的解构

第六讲：科学概念的建构

第一讲：概念转变概述

概念转变一般被定义为：现有概念的转变（如，信念，观念或思维的方式）。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。

概念转变的条件：

①对现有概念的不满（dissatisfied）；

②新概念的可理解性（intelligibility）；

③新概念的合理性（plausibility）；

④新概念的有效性（fruitfulness）。

概念转变的影响因素：

①反例(anomalies)；

②类比或隐喻(analogies and metaphors)；

③认识论信念(epistemological commitments)；

④形而上的信念与概念(metaphysical beliefs and concepts)；

⑤其他的知识(other knowledge)。

概念转变的方式：

①丰富；

②重建。

概念转变的途径：

①连续途径；

②不连续途径。

概念转变的教学过程：

①初步阶段；

②冲突阶段；

③解决阶段。

第二讲：概念转变的理论基础

认知主义学习理论；

建构主义学习理论；

波普尔的证伪主义；

库恩的科学革命论；

拉卡托斯的科学研究纲领方法论； 图尔明的科学进化理论。

认知主义学习理论：

Piaget的认知发展机制理论Vygotsky的“最近发展区”理论Ausubel的有意义学习理论

建构主义学习理论：建构主义科学知识观；建构主义科学学习观；建构主义科学教学观。

波普尔（Karl Raimund Popper）的证伪主义

库恩(Thomas Kuhn)的科学革命论

拉卡托斯（Imre Lakatos）的科学研究纲领方法论

图尔明（Stephen Edelston Toulmin）的科学进化理论

第三讲：前概念与迷思概念

概念：

所谓概念，实质上就是代表一类享有某些共同特性的人、事物、事件或观念的词或符号。

前概念

①学生在学习前就存在着对科学事件的个人认识；

②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；

③学生的前概念虽然可能是不科学的，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；

④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。

迷思概念

学生的前概念中有些是与科学的理解大体一致的，但有些概念可能是与科学概念的理解相悖的。这些与科学理解相悖的前概念通常称为迷思概念（misconception）。

以“迷思概念”来形容学生所拥有的不正确的想法。反对从完全否定的角度来定义迷思概念，以“迷思概念”来形容学生有局限的、不完整的、不同于一般所公认的科学的科学概念。

迷思概念的特性

①不完备性；⑤变易性；

②个人性；⑥情境性；

③顽固性；⑦多样性；

④普遍性；⑧历史相似性。

迷思概念产生的原因

学生个人原因：

①日常的观察与经验；

②学生已有的知识；

社会文化因素：

①文化语言；

②社会互动；

教师与教科书因素：

①教师因素；

②教科书因素。

第四讲：认知结构的探测

认知结构的探测是指：综合多方搜集的资料以便对于学生的认知结构有更深入的了解，并以合适的方式来呈现出学生的认知结构，通常可以用文字叙述、用图形表征、或两者兼用。

认知结构探测的策略：

概念评价工具特性比较：

概念图

访谈法：

事例访谈：事例访谈又称概念访谈，是指一对一个别访谈方式，以学生熟悉的科学概念例子或概念反例，利用图画、卡片或文字说明为刺激物，要求学生对于所呈现的刺激物说出自己的看法和想法，看看刺激物是否含有所指的概念。

访谈法：

事件访谈：

事件访谈又称现象访谈，是利用学生周遭发生的真实事例作为刺激物，如光的反射、折射或热量传递、物体运动等，以了解学生对于中心概念的想法，然后追踪学生最初反映所持的理由。

此外还有预测访谈、序列访谈、问题解决访谈等。

二段式测试：

二段式测验根据第二阶段是问答题亦或选择题而区分为两种类型：

1.一般二段式测验（第一阶段选择，第二阶段问答）；

2.二段式选择测验（二阶段皆为选择）。

1.一般二段式测验（第一阶段选择，第二阶段问答）此种二段式诊断测验指的是第一阶段以选择题方式呈现，由受试者选择主要概念，第二阶段则以问答题方式呈现，由受试者解释选择主要概念的原因，现举例如下。

太阳光照射到下列物体时，请在会发生发射现象的□打“√”作记号□镜子□衣服□桌子□水泥地面□磁砖□水面□墙壁

理由：

2.二段式选择测验（二阶段皆为选择）

二段式选择题的每一道题目都分为两个部分，学生在作答的第一个部分（单一选择题）之后，还要就第二部分（也是单一选择题）回答其依据的理由，第一个部分的每一个题项正确作答时，还要看他第二个部分的作答是否对应正确。