概念转变理论及其发展述评

心理科学进展 2008，16（6）：880~886

Advances in Psychological Science

概念转变理论及其发展述评*

吴娴1罗星凯2辛涛3

（1广西师范学院物理与电子科学系，南宁530023）（2广西师范大学科学教育研究所，桂林 5410040）

（3北京师范大学发展心理研究所，北京 100875）

摘 要概念转变是心理与教育领域的热点问题。20多年来，研究者从不同的背景和视角研究概念转变的过程与机制，提出了基于认识论、本体论和朴素理论的多个概念转变理论，成为后续概念转变研究的理论框架。随着研究的深入，这些概念转变理论得以继承和发展，表现为融入了社会、情感等因素并具整合的趋势。本文对当前国际主流的概念转变理论及其发展加以评述，并从问题、方法和视角等方面对未来的概念转变研究加以展望，提出构建更具普适性的概念转变理论框架的设想。

关键词概念转变；认识论；本体论；框架理论；多维课堂概念转变框架

分类号 B842; G44

1 引言

建构主义学习理论中，学习者原有的知识经验对学习新知识的重要性获得了普遍的认可。学习者的头脑并非空的容器，他们带着已有的概念走进课堂。这些概念往往与公认的科学概念相悖，并具顽固性，不易通过传统的教学方式消除，因而又被称为“前科学概念”（preconception）、“相异概念”（alternative conception）或“相异构想”（alternative framework）。上世纪80年代随着建构主义思潮的兴起，心理与教育领域掀起了儿童相异概念研究的热潮。在明了儿童相异概念的状况后，研究者开始关注儿童相异概念向科学概念的转变，概念转变（conceptual change）研究起源于这一热潮。概念转变研究旨在揭示儿童错误概念及其转变的规律，是科学学习中的核心问题，也是国际研究的热点[1]。20多年来，研究者从不同的背景和视角出发研究概念转变，形成各具特色的理论，出现多个理论争鸣的局面[2~4]，使研究不断得以深化。本文拟对当前国际上主流的概念转变理论及其发展加以评介，并提出构建更具普适性的概念转变理论框架的设想。

收稿日期：2008-03-12

* 广西软科学项目（05111015(2005)）和教育部人文社科一般项目（05JAXLX003）。

通讯作者：辛涛，E-mail: xintao@

吴娴，E-mail: wuxiannice@ 2 主流的概念转变理论

2.1 基于认识论的概念转变模型

Posner等人借鉴了库恩、拉卡托斯等当代科学哲学家的思想，将学习者的概念转变与科学的发展相类比，包含“学习是探究”、“学生是科学家”的隐喻，提出了著名的基于认识论的概念转变模型（conceptual change model）。该模型对概念转变的界定是，核心、组织化的概念由一套概念系统转变为另一套不兼容概念系统的过程。概念转变有两种类型：一是“同化”（assimilation），运用已有概念解释新现象；二是“顺应”（accommodation），为成功地理解新现象进行核心概念的重构，是根本性的转变。实现顺应需要满足四个条件：首先，学习者对原有概念产生不满（dissatisfaction）；其次，新概念具有可理解性（intelligibility），学习者对新概念形成统一和谐的内部表征；再者，新概念具有合理性（plausibility），学习者的其他知识或信念与新概念一致；最后，新概念具有有效性（fruitfulness），学习者可运用新概念解释反例或引申新的探究方向[5]。

同时，Posner等人认为概念并不是孤立的，而是有组织的系统，概念转变与概念所处的“环境”有关。他们将影响概念转变的因素形象地描述为“概念生态圈”（conceptual ecology），具体包含五个方面：（1）反例，实验或观察的异常现象、异常结果；

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（2）类比和隐喻，使新概念变得可理解；（3）认识论信念，学生对知识性质、获得过程的认识，比如成功知识具有“经济、优雅、暂无反例”的标准；（4）形而上学的信念和观点，包括学生对科学本质的理解和学生对概念的元认识，比如相对时空观是学生理解狭义相对论时间概念的元认识；（5）其他知识，比如竞争的概念[5]。

基于认识论的模型创造性地以学习者对两套竞争概念的认识与评判来描述概念转变的过程，为研究者提供了有益的研究思路，成为后续众多研究者概念转变研究的理论框架。但该模型也遭到了一定的批评，如Dreyfus的研究发现，学生态度积极、有较高责任感很重要，漠不关心的学生很难产生认知冲突[6]。1992年，Posner等人针对批评对原模型做了修订，承认学习环境中社会与动机因素的积极作用，拓宽了“概念生态圈”的内容[7]。概念转变模型所需满足的第一个条件“对原有概念产生不满”也引出激发认知冲突（cognitive conflict）的策略，成为研究者和教育者广泛采用的概念转变策略之一。Limón对认知冲突作为教学策略的研究进行了批判性评介，提出“有意义认知冲突”（meaningful cognitive conflict）的概念并探讨了学习动机、态度、策略等因素的影响[8]。Lee等人开发了包含“识别异常”、“兴趣”、“焦虑”及“对认知冲突情境再评估”四个维度的认知冲突评价量表[9]。Anat等人探查了认知冲突与直接教学对不同学术能力学生所产生的影响，该研究发现学生学术能力与教学策略具有显著的交互作用，学术能力高的学生更适应认知冲突方式，而学术能力低的学生则更倾向于从直接教学中获益[10]。这些研究为认知冲突作为概念转变策略提供了有益的启示。

2.2 基于本体论的概念转变理论

Chi等人提出了基于本体论的概念转变理论。该理论认为：在认识论层面，世界上的实体可归属为三个基本的本体论类别“物质”（matter）、“过程”（processes）和“心理状态”（mental states），每一个基本类别下又有若干的子类别，层层散开，构成三颗“本体论树”（ontological categories trees，见图1）；在形而上学层面，许多科学概念属于“过程”类别下“基于条件的相互作用”的子类别；在心理层面，学习者倾向于将这些科学概念归为“物质”类别。正是在不同层面上本体论类别的差异，尤其是形而上学层面与心理层面分类的不一致，导致学习者概念的错误。当学习者将概念正确地归入其所应从属的类别时，概念转变即可实现。基于本体论的概念转变也有两类：同一本体论类别下子类别之间的转换，称为“枝节转移”（branch jumping）；不同本体论类别之间的转换，比如从“物质”类别转移到“过程”类别，称为“主干变换”（tree switching），前者较易实现，后者较难达成[11]。

图1 Chi等人给出的“物质”、“过程”和“心理状态”的本体论树

形而上学层面与心理层面分类的不一致将导致错误概念，这是因为当学习者在心理层面将原本属于“过程”类别的概念划分到“物质”类别时，会把“物质”类别的特征附加其上，比如，科学的电