唐德俊+++谭德敏

在知识的建构中，学生错误概念的形成主要有四个原因：日常概念的干扰，知识的负迁移，心像系统的替代，学生心理发展水平的制约。新概念的有效性等是实现错误概念转化的条件。在研究学生心理发展水平的基础上，根据知识建构的过程和规律，尝试“探测错误概念、引发认知冲突、建构科学概念、运用科学概念、元认知监控（反思）”的五步转化法，是促使错误概念向科学概念最终转化的完整的、行之有效的教学策略与方法，对教师的概念教学具有一定的理论意义和实践价值。

建构主义学生错误概念成因转化策略建构主义者提出，学习是学生通过原有认知结构与环境中的新信息相互作用主动建构信息意义的能动过程[1]。源于日常生活经验或父母的早期教育，儿童在接受正式的教育前，已经获得对外界环境和事物的初步理解，其中有些与科学概念相冲突，影响儿童对科学概念的学习，即“错误概念”（misconception）。

一、错误概念的形成原因及特点

错误概念的形成受学生、教师、学习内容等多种因素的影响。学习的实质是学习者在已有认知的基础上对新刺激、新内容进行新的意义建构，这是建构主义关于学习的最重要观点。在这个过程中，日常概念的干扰、知识的负迁移、心像系统的替代、学生的心理发展水平等，对学生错误概念的形成具有重要影响。

1.日常概念的干扰

日常概念（daily conception）是学生在日常生活中直接观察事物的外部特征而形成的概念。它一般在专门的教学之前获得。随着儿童交往、提问的逐渐扩大，日常概念形成了儿童对于世界的观念建构和再建构。如，刚出生的儿童会认为所有事物都有生命。随着经验的积累，这一观念再次建构为：只有移动的物体才有生命。因为汽车是移动的，所以有生命，而小草是不动的，所以没有生命。由于日常概念往往没有触及对事物的本质理解，因而具有宽泛性、多义性和模糊性等特点，对学生学习科学概念往往造成干扰。例如，学生在学习几何中的“垂直”概念时，根据日常观察和狭义的理解，总是认为，一条直线水平、另一条直线与之相交成90°所形成的图形才叫垂直。又如，生物课上，学生往往认为果实都是可以吃的，鸟类就是会飞的动物等等，不一而足，从而导致错误概念的产生。

2.知识的负迁移

迁移是指一种学习情境对另一种学习情境的影响。知识的学习离不开迁移。从两种学习情境相互影响的效果方面看，迁移分为两种：正迁移和负迁移。两种学习互相促进，形成正迁移；两种学习互相干扰或冲突，则形成负迁移。知识的正迁移和负迁移取决于两种学习在内容、过程、环境、条件等方面的相似性。当学生用先前经验和心向去建构内容、环境、条件等已发生变化的新任务时，就会造成对新任务的干扰，影响当前任务的学习。如，两种不同的语言，在语法规则上有很大的差异。学生如果根据先前的语法学习经验来建构另一种语言情境中的语法知识，往往会造成对概念的错误理解。又如，同一种化学物质在不同的条件下会产生不同的化学反应。当条件发生变化后，先前化学反应过程和结果的习得性知识极易形成学生的某种心理定势，对当前的认知产生不利影响，从而导致错误概念的发生。

3.心像系统的替代

1986年，加拿大心理学家Paivio及其团队提出了人脑认知系统的“双重编码”理论[2]。该理论认为，言语系统和心像系统，作为人的大脑认知系统中的两个子系统，分别对不同信息进行编码、存储等处理。前者主要处理言语类信息，后者主要处理声音、图像等非言语类信息。两个系统既独立又联系，既分工又合作。同时运作，可以降低学习负荷，增强理解、记忆能力，大大提高学习效果。这就是人们常说的“左右脑”全脑学习。但是，这两个系统在执行任务时并不是平均运作。多数情况下，某个系统比较强大时，另一个系统就会变得弱小。在早期概念教学中，这种不均衡被教师放大了。幼儿和小学教师在教授具体事物的概念时，一般直接用概念例子进行实物直观或模型直观，启动了儿童的心像系统，却疏忽了对儿童关于概念本质特征的言语信息输入。比如，花朵、交通工具，昆虫等概念。图像等非言语类信息的过多输入使得儿童的心像系统替代了言语系统本应发挥的作用。虽然，心像系统在理解和记忆概念时，有其自身的优点，如丰富性、深刻性、形象性、整体性等，但是它并不能取代概念定义的明确性、不变性和抽象性。最主要的是，它缺少概念定义的排他性。当然，把抽象的定义硬塞给低龄儿童确实不妥，但教师不可不作为，可将反映概念本质特征的抽象语言（即概念定义）进行具体、形象地言语转化后，配合直观教学，以灵活方式呈现出来。教师对概念定义的不作为，导致学生仅仅建立了概念的整体心理映像，对概念本质特征的理解模糊、易变，知其然而不知其所以然，为错误概念的产生提供了土壤。

4.学生心理发展水平的制约

20世纪最著名的发展心理学家Jean Piaget将学生从出生到成人的认知发展分为感知运动、前运算、具体运算和形式运算四个阶段[3]。这就是著名的Piaget认知发展阶段理论。它充分反映了学生心理和认知发展的阶段性差异以及在同一阶段内发展所具有的共性。知识的教学受到学生心理发展水平的制约。因此，教师在教学时，不能无视学生的心理发展水平（即学生的知识背景和认知水平）随意选择教学内容与方法，而应与之保持同步。如果教学内容与方法低于学生的心理发展水平，就会形成无效的教学，学生将得不到发展；超出了学生的心理发展水平，就会造成学生对概念的错误理解，甚至无法理解。例如，小学生的认知发展正处于具体运算阶段，如果数学教师忽略了这一点，对学生传授方程、函数等形式运算的内容，将会导致学生对这些概念的误解甚至不解。

错误概念具有广泛性和隐蔽性。不仅是儿童，即使是在大学生和成人中也屡见不鲜，并深藏于人的观念之中。由于错误概念通常能“解释”一些客观事物的表面现象，符合直观观察，表现出“合理的”一面，因此还具有顽固性。原有的错误概念可以引发新的错误概念，形成知识学习的恶性循环，具有很大的破坏力。

二、概念转化的条件

Posner等人在认知建构理论的基础上，提出概念转化（conceptual change）的条件理论[4]。他们认为，一个人的原有观念要发生转化，应具备四个条件：

一是对原有概念的不满，即它已经无法解释当前发生的学习情境，因而使学习者感到失望。二是新概念的可理解性。学习者能够理解新概念及其组织方式，这是学习者建立新的科学概念的前提条件。三是新概念的合理性。新概念与个体的其他知识经验、信念等保持一致，能够实现有效整合，而不是相互发生冲突。四是新概念的有效性。新概念能够提供对当前学习情境更好的解决方案，体现出巨大的价值和潜力。学生认识到新概念优于原有概念，是实现概念转变的现实动力。

个体的经验背景也是影响概念转化的重要因素。Posner等人称之为“概念生态”（conceptual ecology）[4]。它包含以下几个组成因子：一是认识信念；二是原有概念；三是获取知识的方式；四是解释知识的方式；五是问题解决策略；六是情绪情感；七是对科学本质的看法。概念生态构成的要素，例如问题解决的策略、情绪情感等，对学生学习的过程产生非常重要的影响，也都可能对不同的学习者的概念转化产生影响。1992年，针对该理论由于未重视学生的学习态度和动机所引起的质疑，Posner对此理论作了一些修改，把学习的动机因素也纳入概念生态中，进一步完善了概念转化的条件理论[5]。

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三、促进错误概念转化的教学策略

有效的教学策略是实现学生错误概念转化的根本途径。在研究学生的心理发展水平的基础上，根据知识建构的过程和规律，尝试“探测错误概念→引发认知冲突→建构科学概念→运用科学概念→元认知监控（反思）”的五步转化法，是促使错误概念向科学概念最终转化的完整的、行之有效的教学策略与方法。

研究学生的心理发展水平，是教育适应学生身心发展规律的必然反映，是教学促进学生发展的客观要求，也是有效教学的基本条件。一切优化的教学都必须适应学生的心理发展水平和阶段特征。中小学生的心理发展多数处于具体运算阶段，在理解和运用概念时，需要具体经验的支持。针对这一心理特点，教师在教学中应综合使用实物直观、模型直观和言语直观，引导学生动手动脑，深入观察和实验，在此基础上进行感性概括，形成感性认识，并在教师的指导下进行理性概括，从而获得正确的概念。

1.探测学生的错误概念

在教学过程中，教师需要探测学生的错误概念。这是实现错误概念转化的前提。在揭示新概念之前，教师应首先尽力去了解学生对当前情境或任务的想法，采用具有揭示力的探测性问题，让学生积极参与，根据自己的理解，大胆推测可能的结果。教师先提供一种开放的问题情境，采用“如果……将会如何”的形式，鼓励学生说出自己的观点。可以先将学生进行分组，学生通过组内讨论充分发表意见，由自选代表进行综合后发言，更有利于激发学生的积极性。

2.引发学生的认知冲突

这是实现错误概念转化的重要环节。怎样制造认知冲突呢？较可行的思路是：诱导学生暴露其原有的概念或想法，创设情境使其与科学概念发生强烈冲突，使学生认识到自己的原有概念与科学概念产生了无法调和的矛盾，让学生产生“震撼”，以动摇其顽固信念的基础，而不得不以批判的眼光审视他曾深信不疑的东西，才有可能发现其原有概念的局限性和错误之处，才能彻底地抛弃它们。

3.建构科学概念

引发学生的认知冲突不是最终目的。当认知冲突的情境发生后，教师应进一步组织学生进行讨论，引导学生去思考现象背后说明的问题，促使学生主动思考造成冲突和差异的深层次原因。在讨论中，教师不要过多地干涉，应该让学生根据自己的理解充分发表意见，自然地进行感性概括。学生通过交流一一呈现对冲突情境的理解，并去粗取精，基本达成一致意见时，科学概念的重建就开始了。教师的任务是：其一，呈现科学概念的定义，深刻揭示概念的内涵与外延。概念的内涵是对概念本质属性的界定，是此概念区别于彼概念的标志，也是解答认知冲突情境的钥匙。概念的外延是概念所反映的对象的具体范围。定义的教学是学习科学概念的关键环节；其二，综合呈现与概念本质特征相关的言语信息和图形图像信息，同时启动学生的“双重编码”系统，培养学生的全脑思维能力，提高学习和记忆效果；其三，呈现足够的概念正例和适当的反例，促使学生对概念理解的精确化。呈现正例，把符合概念本质特征的对象变化范围尽可能包括进来，可以防止“概括不足”；然后呈现适当表面相似的概念反例，可以防止“过度概括”，把不符合概念本质特征的成员排除出去。前者提供对概念的证明，后者提供对概念的辨别。二者的综合使用，则会迅速促使学生对概念定义的精确理解；其四，解释科学概念的可理解性、合理性和有效性。如上所述，新概念要被学生接受是有条件的。教师应该通过科学概念的内涵与外延、科学概念与其他相关概念之间的联系、科学概念的运用等方面的具体解释和直观呈现，使学生在主观上认识到它的种种“优点”，从而在心理上真正接纳它，实现科学概念的重建。

4.运用科学概念

熟练地运用科学概念是检验概念掌握程度的标准，也是概念学习的最终目的。但是，错误概念的彻底转化和科学概念的真正建构不是一朝一夕就能达到的，必须经过反复地运用和练习才可以实现。在概念的运用阶段，教师应考虑到概念对象各种可能的变化类型（变式），通过训练学生对概念对象各种变式的理解与运用，触类旁通，才能促使学生错误概念的最终转化和科学概念的真正建构。

5.元认知监控（反思）

元认知，就是对认知的认知。具体地说，是指认知主体对自身思维和学习活动的自我认识、自我评价、自我监督和自我调控等。元认知对学习状态的改变具有监控、评价、管理等重要功能。在错误概念转化的学习过程中，元认知的参与可以使学生激发学习动机、端正学习态度、提高注意力、选择有效的学习策略等，使学习过程从死板低效变为富有生机和高效。在学习之后，通过反思概念转化的过程及评价学习过程的得失，使概念学习得到升华，学习兴趣得到培养，学习策略得到提高。

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参考文献

[1] 陈琦，刘儒德.教育心理学.北京：高等教育出版社，2005.

[2] Clark，J.M.，Paivio，A.Dual coding theory and education.Educational Psychology Review，1991（Vol 3）.

[3] 皮亚杰，英海尔德.儿童心理学.吴福元译.北京：商务印书馆，1980.

[4] Posner G J，Strike K A，Hewson P W，Gertzog W A.A scientific conception：Toward a theory of conceptual change[J].Science Education，1982（66）.

[5] Strike K A，Posner G J.A revisionist theory of conceptual change：Philosophy of science， cognitive psychology and educational theory and practice.New York：State University of New York Press，1992.

【责任编辑任洪钺】

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