科學(xué)概念轉(zhuǎn)變教學(xué)的理論和策略教材

1、科學(xué)概念轉(zhuǎn)變教學(xué)的理論和策略浙江師范大學(xué)課程與教學(xué)研究所浙江師范大學(xué)課程與教學(xué)研究所蔡鐵權(quán)蔡鐵權(quán)專(zhuān)題一 概念轉(zhuǎn)變的依據(jù)：前概念目錄123前概念與迷思概念前概念與迷思概念概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)模式概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)模式概念轉(zhuǎn)變的含義，概念轉(zhuǎn)變的含義，轉(zhuǎn)變的條件、方式和途徑轉(zhuǎn)變的條件、方式和途徑一、前概念與迷思概念（一）前概念（preconception）學(xué)生在學(xué)習(xí)前就存在著對(duì)科學(xué)事件的個(gè)人認(rèn)識(shí)學(xué)生的個(gè)人認(rèn)識(shí)是其知識(shí)框架的一部分，是學(xué)習(xí)新知識(shí)、解決新問(wèn)題的基礎(chǔ)學(xué)生的前概念雖然可能是錯(cuò)誤的，但對(duì)于解決日常問(wèn)題十分有效，這也是為什么學(xué)生不愿意放棄前概念的原因之一學(xué)生科學(xué)概念的形成與科學(xué)家的研究過(guò)程是一致的，因此必

2、須重視學(xué)生的認(rèn)識(shí)過(guò)程學(xué)者及其提出有關(guān)前概念用語(yǔ)一覽表 作者作者年代年代概念名稱(chēng)概念名稱(chēng)Ausubel,Novak和Hanesian1978前概念（preconceptions）Hawkin1978直覺(jué)想法(intuitive ideas)Champagne,Klopfer和Anderson1979常識(shí)信念(common sense beliefs)ViennotVillani和Pacca19821987自發(fā)想法(spontaneous idea)Sutton1980私人概念(private concepts)Carmazza,McCloskey和Green1981樸素信念(nave belie

3、fs)Driver和Easley1981另有架構(gòu)(alternative frameworks)Hewson1981另有概念(alternative conceptions)作者作者年代年代概念名稱(chēng)概念名稱(chēng)Pardhan Bano1982另有想法(alternative ideas)ArnaudinNovak 和Gowin19821984迷思概念（misconception）Gilbert,Osborne 和Fensham1982兒童的科學(xué)（childrens science）McCloskey1983直覺(jué)信念（intuitive beliefs）Novak1983有限的或者不適合的命題層階（

4、limited or inappropriate prepositional hierarchies）Resnick,McCloskeyMintzes19831984樸素理論（nave theories）學(xué)者及其提出有關(guān)前概念用語(yǔ)一覽表 作者作者年代年代概念名稱(chēng)概念名稱(chēng)Fischer 和Lipson1986隱伏的錯(cuò)誤來(lái)源（underlying sources of error）Hills1989學(xué)生的天真信念（students untutored beliefs）Disessa1993現(xiàn)象學(xué)原始詞（phenomenological primitives）Kuiper1994學(xué)生的想法（stud

5、entsidea）概念架構(gòu)（conceptual framework）Prawat1989非正式的知識(shí)（informal knowledge）Claxton1987迷你理論（mini-theories）Good1991前科學(xué)概念（prescientific conception）學(xué)者及其提出有關(guān)前概念用語(yǔ)一覽表 （二）迷思概念（misconception） “迷思概念迷思概念”是指學(xué)生在接受正規(guī)的教育之前，對(duì)于自然界的一些現(xiàn)象已有自己的想法，這是其自行所發(fā)展出來(lái)的概念，是不同于科學(xué)家的科學(xué)概念的。 個(gè)人性個(gè)人性頑固性頑固性情境性情境性普遍性普遍性不完不完備性備性歷史歷史相似性相似性1.迷思概念

6、的特征1.1 迷思概念的特征(不完備性) 臺(tái)灣學(xué)者鐘圣校鐘圣校（1993）以訪(fǎng)談法對(duì)五、六年級(jí)未上過(guò)及已上過(guò)電動(dòng)機(jī)單元的學(xué)生進(jìn)行調(diào)查，并比較六年級(jí)學(xué)前、學(xué)后對(duì)此單元的認(rèn)識(shí)，發(fā)現(xiàn)皆有迷思概念，唯內(nèi)容和程度不同。在各類(lèi)迷思概念的訪(fǎng)談資料中，可發(fā)現(xiàn)大量的受訪(fǎng)者，其回答不夠完整，且這種不完整，不是表達(dá)力的問(wèn)題，而是對(duì)問(wèn)題的思考不周全，以致說(shuō)出的概念也失之片面或零碎。 1.1 迷思概念的特征(不完備性） 對(duì)于迷思概念的不完備性，很多學(xué)者也表示了類(lèi)似的看法。有學(xué)者指出迷思概念有別于同領(lǐng)域?qū)＜业目捶ǎ鏔isher（1986），郭重吉郭重吉（1989），邱弘毅邱弘毅（1998）。他們指出迷思概念常常是不周全

7、、片面、或是零碎的。學(xué)生具有的迷思概念往往不是體系完整的知識(shí)架構(gòu)；對(duì)于同一個(gè)概念，學(xué)生常常出現(xiàn)不周全、甚至相互矛盾的想法。 Driver等人曾指出迷思概念有個(gè)人性（personal），個(gè)人遭遇相同的事件，接受相同內(nèi)容的教學(xué)，個(gè)體會(huì)產(chǎn)生不同的解釋?zhuān)宰约旱姆绞絹?lái)內(nèi)化經(jīng)驗(yàn)，建構(gòu)出自己的定義。 鐘圣校鐘圣校指出，許多迷思概念是相當(dāng)特別的，屬個(gè)人特有，是學(xué)生將信息內(nèi)化，用自己的經(jīng)驗(yàn)來(lái)建構(gòu)事物的意義。1.2 迷思概念的特征（個(gè)人性） 裘維鈺裘維鈺（1995）綜合了Driver等人的看法，認(rèn)為迷思概念具有個(gè)人性，學(xué)生以自己的方法來(lái)內(nèi)化他們的經(jīng)驗(yàn)，建構(gòu)屬于自己的意義，而這些個(gè)人的想法會(huì)影響獲得信息的方法。

8、邱弘毅邱弘毅（1998）認(rèn)為有些迷思概念是個(gè)別的、是個(gè)人所獨(dú)特?fù)碛械摹?1.2 迷思概念的特征（個(gè)人性） 有些迷思概念很容易經(jīng)過(guò)教學(xué)或簡(jiǎn)單的解說(shuō)就得到改變。但有些迷思概念，雖教學(xué)時(shí)教師提出大量的證據(jù)或費(fèi)許多口舌講解，仍然一再出現(xiàn)。讓學(xué)者不得不承認(rèn)其根深蒂固的存在事實(shí)。1.3 迷思概念的特征（頑固性） Fisher(1985)認(rèn)為許多迷思概念拒絕改變，至少在傳統(tǒng)教學(xué)方法下是不行的，正是這一特性，導(dǎo)致許多學(xué)者研究有效的方法來(lái)改變學(xué)生的迷思概念。 Driver等人(1985)也指出，迷思概念很難被改變，兒童常以自我的意識(shí)來(lái)詮釋學(xué)習(xí)到的觀念，并且加以強(qiáng)化自我的信念，甚至在教學(xué)之后，仍不會(huì)修正或改變其原

9、本的想法。1.3 迷思概念的特征（頑固性） Novak（1988）關(guān)于迷思概念的八項(xiàng)原則中提出，概念很早即被獲得（concepts are acquired early in life），迷思概念很早即被獲得，并且是拒絕修正的（misconceptions are acquired early and are resistant to modification）。 Wandersee等人（1994）認(rèn)為以傳統(tǒng)的教學(xué)策略，迷思概念非常頑強(qiáng)且不易消失。 林楷植林楷植（2002）通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)迷思概念用傳統(tǒng)的教學(xué)策略是不易改變的。 1.3 迷思概念的特征（頑固性） Tytler(1998)的研究指出，

10、在大氣壓力的科學(xué)概念中，認(rèn)為學(xué)生利用具有多重的概念來(lái)了解現(xiàn)象，而多重概念是以情境的特征形成。 裘維鈺裘維鈺（1995）指出迷思概念具有變易性，常前后不一致，有時(shí)同樣的問(wèn)題，因其所處的情境不同，學(xué)生往往會(huì)有不同的解釋。 邱照麟邱照麟（2000）研究指出，迷思概念具有不穩(wěn)定性，因?qū)W科知識(shí)的不足或思考問(wèn)題不夠周詳，同一問(wèn)題在不同的情境中，會(huì)出現(xiàn)相互矛盾的想法。 1.4 迷思概念的特征（情境性） 迷思概念在教學(xué)歷程中的變化，可從統(tǒng)計(jì)教學(xué)前、中、后三段，迷思概念出現(xiàn)率消長(zhǎng)的情形得知?？砂l(fā)現(xiàn)某些迷思概念確實(shí)普遍性較高。例如學(xué)生普遍都有“假設(shè)的內(nèi)容必須是正確的”這種程序性知識(shí)迷思概念。綜觀全球各地可發(fā)現(xiàn)許多

11、一樣的迷思概念。1.5 迷思概念的特征（普遍性） Fisher(1975)的研究也指出，單一或少數(shù)的迷思概念具有普遍性。 Wandersee等人（1994）認(rèn)為，學(xué)習(xí)者帶進(jìn)正式科學(xué)課程的迷思概念跨越年齡、能力、性別和文化藩籬。1.5 迷思概念的特征（普遍性） 郭重吉郭重吉（1989）綜合各學(xué)者關(guān)于迷思概念的看法，認(rèn)為，迷思概念具有同時(shí)存在不同個(gè)體的普遍性。 邱照麟邱照麟（1998）也指出，某些迷思概念卻是相當(dāng)普遍化的，不管年齡、文化、或是性別等的不同，都具有相同的迷思概念。 1.5 迷思概念的特征（普遍性） Fisher(1975)提出，有些迷思概念具有其歷史背景，即可能來(lái)自同一領(lǐng)域中在早期被

12、接受的觀點(diǎn)。 Wandersee等人（1994）指出，今日學(xué)生的迷思概念和前代科學(xué)家對(duì)自然現(xiàn)象的解釋非常相似。雖然沒(méi)有足夠證據(jù)顯示學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)概念上重蹈覆轍，但研究者建議科學(xué)史可被用來(lái)鼓勵(lì)和幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己概念上的弱點(diǎn)。1.6 迷思概念的特征（歷史相似性） 郭重吉郭重吉（1989）認(rèn)為，迷思概念可能是在同一領(lǐng)域中，早期所能被接受的想法。 裘維鈺裘維鈺（1995）認(rèn)為，概念發(fā)展類(lèi)似于科學(xué)史的演進(jìn)：有些迷思概念具有歷史淵源，即在早期的時(shí)候，該學(xué)科領(lǐng)域的專(zhuān)家也持有和今日學(xué)生相同的迷思概念。 1.6 迷思概念的特征（歷史相似性）教師因素教科書(shū)因素 文化語(yǔ)言 社會(huì)互動(dòng)日常的觀察與經(jīng)驗(yàn)原有知識(shí)的不足個(gè)人

13、個(gè)人因素因素社會(huì)文化社會(huì)文化因素因素教師與教科教師與教科書(shū)因素書(shū)因素2.迷思概念產(chǎn)生的原因（1 1）日常的觀察與經(jīng)驗(yàn)）日常的觀察與經(jīng)驗(yàn) 迷思概念可能起因于學(xué)生企圖去理解每天日常生活中的經(jīng)驗(yàn)，透過(guò)此理解的過(guò)程，學(xué)生會(huì)發(fā)展自發(fā)的概念，其中也會(huì)包括某些迷思概念。例：例： Erickson和Triberghien(1989)“熱的概念” 2.1 迷思概念產(chǎn)生的原因(個(gè)人因素)（2 2）原有知識(shí)的不足）原有知識(shí)的不足 Ausubel(1968)有意義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，“要使學(xué)生達(dá)到有意義的學(xué)習(xí)，必須先由學(xué)生所知教起”，了解學(xué)生所知，必先了解學(xué)生在學(xué)習(xí)概念或知識(shí)前，可能已存在一些有別于科學(xué)家的想法或概念。學(xué)生

14、原有的想法可能成為學(xué)習(xí)的阻礙，因?yàn)閷W(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，是以其先入為主的觀點(diǎn)來(lái)解釋所見(jiàn)所聞，因此他們所得的結(jié)論和解釋很可能會(huì)和教師或課本所要教的不同。由此可見(jiàn)，學(xué)生原有知識(shí)的不足很可能引發(fā)其迷思概念的產(chǎn)生。 2.1 迷思概念產(chǎn)生的原因(個(gè)人因素)（1 1）文化語(yǔ)言）文化語(yǔ)言 學(xué)生除了與物理環(huán)境的接觸外，學(xué)生也可能會(huì)從他們生活的社會(huì)環(huán)境中獲得一些迷思概念。因?yàn)樗麄兯褂玫恼Z(yǔ)言、文化的信念與他人的互動(dòng)，也是迷思概念主要的來(lái)源。我們的日常用語(yǔ)保留了許多概念，數(shù)百年來(lái)這些概念在科學(xué)里就被認(rèn)為是過(guò)時(shí)的。 例：例：“太陽(yáng)升起來(lái)了” 2.2 迷思概念產(chǎn)生的原因(社會(huì)文化因素)（2 2）社會(huì)互動(dòng)）社會(huì)互動(dòng) 在日常生活

15、中，與朋友、父母和其他人的交往談話(huà)中，學(xué)生舍取了零星的科學(xué)知識(shí)和另有概念。其他信息來(lái)源如媒體，也提供了科學(xué)知識(shí)，雖然這種科學(xué)知識(shí)，由科學(xué)家觀點(diǎn)來(lái)看并不一定正確。這類(lèi)的概念來(lái)源也許比教室上課的影響力大，因?yàn)樯献匀徽n時(shí)間只有幾小時(shí)，而其他時(shí)間，學(xué)生則面對(duì)各種的來(lái)源刺激。由此，學(xué)生在與社會(huì)互動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生迷思概念，因?yàn)樗麄儠?huì)傾向于簡(jiǎn)化科學(xué)概念，而使得他們更易了解這個(gè)社會(huì)。 2.2 迷思概念產(chǎn)生的原因(社會(huì)文化因素)（1 1）教師因素）教師因素 有許多研究指出，教師是迷思概念的來(lái)源。教師有可能在教學(xué)過(guò)程中有錯(cuò)誤的詮釋?zhuān)狈?duì)科學(xué)知識(shí)的本質(zhì)的了解，或是企圖簡(jiǎn)化概念，而來(lái)提供對(duì)于概念描述，教師對(duì)兒童迷思概念

16、缺乏察覺(jué)心及興趣、教師認(rèn)為講述時(shí)只要涵蓋概念，學(xué)生就能理解學(xué)會(huì)。教師過(guò)分強(qiáng)調(diào)講述法，如此都可能使學(xué)生產(chǎn)生迷思概念。 2.3 迷思概念產(chǎn)生的原因(教師與教科書(shū)因素)（2 2）教科書(shū)因素）教科書(shū)因素 教科書(shū)是學(xué)生迷思概念的來(lái)源之一，Summers(1983) 發(fā)現(xiàn)在不同的教科書(shū)中對(duì)于熱有不同定義的方式，似乎都會(huì)困擾學(xué)生，使學(xué)生獲得不同的熱的概念，例如常把熱與內(nèi)能混在一起，或把熱當(dāng)作物質(zhì)的熱質(zhì)理論。（ heat改為heating ） Stavridou和Solomonidou(1998)的研究指出，大部分的教科書(shū)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的呈現(xiàn)總是有兩個(gè)反應(yīng)物，因此很多學(xué)生會(huì)認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)需有兩個(gè)反應(yīng)物才可以進(jìn)行。（

17、呈現(xiàn)多樣化學(xué)反應(yīng)）2.3 迷思概念產(chǎn)生的原因(教師與教科書(shū)因素)二、前概念轉(zhuǎn)變的含義，轉(zhuǎn)變的條件、方式和途徑 概念轉(zhuǎn)變一般被定義為現(xiàn)有概念的轉(zhuǎn)變（如，信念，觀念或思維的方式）?，F(xiàn)有知識(shí)或信念的轉(zhuǎn)變或重構(gòu)是概念轉(zhuǎn)變與其他學(xué)習(xí)方式的區(qū)別。在概念轉(zhuǎn)變情形下，現(xiàn)有概念得到了根本的轉(zhuǎn)變甚至被取代，成為學(xué)生用來(lái)解決問(wèn)題、解釋現(xiàn)象和在他們世界中活動(dòng)的概念框架。 概念轉(zhuǎn)變可以理解為，學(xué)習(xí)過(guò)程中新、舊經(jīng)驗(yàn)相互作用的過(guò)程，是新經(jīng)驗(yàn)對(duì)已有經(jīng)驗(yàn)的改造與重構(gòu)過(guò)程。（一）前概念轉(zhuǎn)變的含義（一）前概念轉(zhuǎn)變的含義 Ausubel在教育心理學(xué)：一種認(rèn)知觀(1968年)中寫(xiě)道：“如果我不得不把教育心理學(xué)的所有內(nèi)容簡(jiǎn)約成一條原理的

18、話(huà)，我會(huì)說(shuō)：影響學(xué)習(xí)的最重要的因素是學(xué)生已知的內(nèi)容。弄清了這一點(diǎn)后，進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)?！?大衛(wèi)奧蘇伯爾（David Ausubel）1.1.概念轉(zhuǎn)變的條件概念轉(zhuǎn)變的條件 （二）概念轉(zhuǎn)變的條件與影響因素波斯納等提出了概念轉(zhuǎn)變的四個(gè)條件對(duì)現(xiàn)有概念的不滿(mǎn)（dissatisfied）新概念的可理解性（intelligibility）新概念的合理性（plausibility）新概念的有效性（fruitfulness） 2 2. .概念轉(zhuǎn)變的影響因素概念轉(zhuǎn)變的影響因素- 反例反例( (anomalies) )：不滿(mǎn)足的主要來(lái)源就是在概念生態(tài)中，必須有反例存在。- 類(lèi)比或隱喻類(lèi)比或隱喻( (analogies

19、 and metaphors) )：類(lèi)比與隱喻可以提供新的觀念，使得新的概念變得可理解。 認(rèn)識(shí)論信念認(rèn)識(shí)論信念( (epistemological commitments) )：大多數(shù)的知識(shí)領(lǐng)域都具有判斷何者為成功解釋的標(biāo)準(zhǔn)。（二）概念轉(zhuǎn)變的條件與影響因素2 2. .概念轉(zhuǎn)變的影響因素概念轉(zhuǎn)變的影響因素形而上的信念與概念形而上的信念與概念( (metaphysical beliefs and concepts) )：在科學(xué)觀念里，關(guān)于宇宙具有秩序、對(duì)稱(chēng)，或是不混亂的信念，通常在科學(xué)工作時(shí)決定了新概念應(yīng)該被接受或是丟棄；其他的知識(shí)其他的知識(shí)( (other knowledge) )：新的概念必須

20、要比在其他領(lǐng)域的知識(shí)，或是競(jìng)爭(zhēng)的概念，具有更多發(fā)展的前途。 （二）概念轉(zhuǎn)變的條件與影響因素1.1.概念轉(zhuǎn)變的方式概念轉(zhuǎn)變的方式豐富：在現(xiàn)存的概念結(jié)構(gòu)中概念的增加或刪除。人們?cè)谏钪蝎@得的大量知識(shí)充實(shí)著他們?cè)械闹R(shí)，包括對(duì)現(xiàn)存概念結(jié)構(gòu)的區(qū)分、合并及增加層級(jí)組織。這一途徑涉及原有概念結(jié)構(gòu)的量的擴(kuò)展(enlargement)。重建：創(chuàng)造新結(jié)構(gòu)，這種新結(jié)構(gòu)的建構(gòu)或?yàn)榻忉屌f的信息，或?yàn)檎f(shuō)明新信息。心理學(xué)家對(duì)不同的重建類(lèi)型作了區(qū)分。其一是區(qū)分弱勢(shì)(weak)與根本(radical)重建。 （三）概念轉(zhuǎn)變的方式與途徑2.2.概念轉(zhuǎn)變的途徑概念轉(zhuǎn)變的途徑連續(xù)途徑連續(xù)途徑 試圖避開(kāi)在不連續(xù)途徑中的基本重建的需

21、要，其概念轉(zhuǎn)變開(kāi)始于同科學(xué)概念一致的學(xué)生原有概念結(jié)構(gòu)或?qū)σ延懈拍畹闹匦陆忉尅?在第一種情況中，概念的變更和目標(biāo)概念的協(xié)調(diào)是逐步發(fā)展起來(lái)的。在第二種情況中，“重新解釋”策略稍有不同，與之類(lèi)似的是雖然它也是從學(xué)生的原有概念開(kāi)始，但對(duì)它已用新的方式作出了解釋。 （三）概念轉(zhuǎn)變的方式與途徑2.2.概念轉(zhuǎn)變的途徑概念轉(zhuǎn)變的途徑不連續(xù)途徑不連續(xù)途徑 不連續(xù)途徑的顯著特點(diǎn)是學(xué)生已有概念與科學(xué)概念是完全不同的。在不連續(xù)途徑中，認(rèn)知沖突（cognitive conflict）策略起關(guān)鍵作用。（三）概念轉(zhuǎn)變的方式與途徑認(rèn)知沖突學(xué)生的預(yù)測(cè)同其經(jīng)驗(yàn)結(jié)果相反時(shí)學(xué)生的觀點(diǎn)與教師不一致時(shí)學(xué)生之間的不同觀念的碰撞中三、前概念

22、轉(zhuǎn)變的教學(xué)模式 概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)模式有很多種，各有其適合的科目和使用的情況或情境，因而教師必須針對(duì)不同的學(xué)科，甚至不同的學(xué)生或不同的情境來(lái)采用不同的教學(xué)模式，不要把某一種教學(xué)模式當(dāng)作是萬(wàn)能的。定向：定向：教師運(yùn)用實(shí)際的活動(dòng)、實(shí)際問(wèn)題、教師的示范、影片等方式，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。引出學(xué)生的想法：引出學(xué)生的想法：透過(guò)實(shí)際的活動(dòng)或小組討論后提出的報(bào)告讓教師與學(xué)生注意到一些學(xué)生原先就存有的想法。學(xué)生想法的重組：學(xué)生想法的重組：經(jīng)過(guò)引發(fā)原有概念后，使學(xué)生覺(jué)察到自己原先概念不同于科學(xué)上的觀點(diǎn)，因此此階段教師必須協(xié)助學(xué)生經(jīng)由澄清、建構(gòu)、驗(yàn)證、評(píng)鑒來(lái)架構(gòu)新概念，使其符合科學(xué)家的觀點(diǎn)。（一）DO五步教學(xué)模式應(yīng)用新

23、的想法：應(yīng)用新的想法：教師可以利用熟悉及新奇的情境，使學(xué)生不斷重新驗(yàn)證其想法，增強(qiáng)學(xué)生新建構(gòu)的想法?；仡櫹敕ǖ母淖儯夯仡櫹敕ǖ母淖儯簩W(xué)生透過(guò)個(gè)人的寫(xiě)作、專(zhuān)題研究計(jì)劃等方式，比較現(xiàn)有概念與原有想法二者間的差距，并熟悉學(xué)習(xí)歷程，審查想法改變的程度。（一）DO五步教學(xué)模式（二）NN三步教學(xué)模式（三）OF四階段教學(xué)模式介入、激發(fā)討論解決問(wèn)題觀點(diǎn)交換，證據(jù)支持情境誘導(dǎo)，提出問(wèn)題，描述觀點(diǎn)確定觀點(diǎn)并分類(lèi)準(zhǔn)備階段準(zhǔn)備階段聚集階段聚集階段挑戰(zhàn)階段挑戰(zhàn)階段應(yīng)用階段應(yīng)用階段（四）5E教學(xué)模式投入（投入（Engagement,E1）：）：教導(dǎo)模式完全模仿學(xué)習(xí)的任務(wù)(learning task)。以活動(dòng)或問(wèn)題引起學(xué)生

24、參與學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生連結(jié)所知的和能做的事。探討（探討（Exploration,E2）：）：提供學(xué)生鑒定及發(fā)展目前的概念、過(guò)程和技巧的共同經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。學(xué)生從合作活動(dòng)來(lái)探討概念，并在老師的引導(dǎo)下澄清主要的概念和技能。解釋?zhuān)ń忉專(zhuān)‥xplanation,E3）：）：提供學(xué)生能以言語(yǔ)傳達(dá)他們對(duì)概念的了解或示范他們對(duì)投注及探索經(jīng)驗(yàn)的技巧與行為。學(xué)生解釋他們所學(xué)習(xí)的概念和學(xué)習(xí)的過(guò)程，教師澄清學(xué)生的了解和判斷新概念與知識(shí)。（四）5E教學(xué)模式精致化（精致化（Elaboration,E4）：）：要對(duì)學(xué)生概念了解上予以挑戰(zhàn)及延伸，并且提供學(xué)生驗(yàn)證預(yù)期的技巧及行為的機(jī)會(huì)。激發(fā)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的概念，建構(gòu)自己概念的了解，擴(kuò)展

25、知識(shí)和技能。評(píng)價(jià)（評(píng)價(jià)（Evaluation,E5）：）：鼓勵(lì)學(xué)生評(píng)價(jià)他們的了解程度及能力，提供教師評(píng)價(jià)學(xué)生達(dá)到教育目標(biāo)的進(jìn)展?fàn)顩r的機(jī)會(huì)。學(xué)生自評(píng)他們的知識(shí)、概念和能力，教師評(píng)價(jià)學(xué)生的進(jìn)展。（五）學(xué)習(xí)環(huán)教學(xué)模式教師設(shè)計(jì)問(wèn)題、任務(wù)或活動(dòng)讓學(xué)生參與。引導(dǎo)學(xué)生討論，比較預(yù)期結(jié)果與探索的實(shí)際發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)預(yù)期概念。提供新活動(dòng)強(qiáng)化概念學(xué)習(xí)，增加對(duì)理論與模型進(jìn)一步的了解專(zhuān)題二 概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略（一）探測(cè)認(rèn)知結(jié)構(gòu)目錄123學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)概念圖在科學(xué)教學(xué)中的作用概念圖在科學(xué)教學(xué)中的作用概念圖及其制作概念圖及其制作一、學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)（一）認(rèn)知結(jié)構(gòu) 認(rèn)知結(jié)構(gòu)，就是學(xué)生頭腦里的知識(shí)結(jié)構(gòu)。廣義地說(shuō)，它是某一學(xué)習(xí)

26、者的觀念的全部?jī)?nèi)容和組織；狹義地說(shuō)，它是學(xué)習(xí)者在某一特殊知識(shí)領(lǐng)域內(nèi)的觀念的內(nèi)容和組織。（二）探測(cè)認(rèn)知結(jié)構(gòu) 有關(guān)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的探測(cè)，乃是指綜合多方搜集的資料以便對(duì)于學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)有更深入的了解，并以合適的方式來(lái)呈現(xiàn)出學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，通?？梢杂梦淖?jǐn)⑹觥⒂脠D形表征、或兩者兼用。評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)方法分析和描述的方法分析和描述的方法(1)陳述性知識(shí)的評(píng)價(jià)單字聯(lián)想 作概念圖作樹(shù)狀概念圖作Venn圖紙筆測(cè)驗(yàn)概念和原理的陳述A、敘寫(xiě)概念的定義和兩概念間的關(guān)系B、利用單字造句C、申論方式 由所得圖形計(jì)算距離或相似矩陣，利用多維作圖、或階層收集、或Waern的作圖方式作圖。 利用集合關(guān)系的圖形來(lái)表示 利用常模參照或標(biāo)準(zhǔn)

27、參照的方式評(píng)分 如同訪(fǎng)談結(jié)果的分析與描述1.認(rèn)知結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)及分析和描述的策略評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)方法分析和描述的方法分析和描述的方法(2) 程序性知識(shí)的評(píng)價(jià)放聲想的原案誘發(fā)的回憶 法則的評(píng)價(jià) 如同訪(fǎng)談結(jié)果的分析與描述 根據(jù)學(xué)生使用的法則加以分類(lèi)1.認(rèn)知結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)及分析和描述的策略評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)方法分析和描述的方法分析和描述的方法(3) 訪(fǎng)談事例或概念訪(fǎng)談事件或現(xiàn)象訪(fǎng)談示范觀察解釋 摘錄訪(fǎng)談對(duì)話(huà)的原文，予以評(píng)論或統(tǒng)計(jì)分析 整理成概念圖或樹(shù)狀圖，然后予以合適轉(zhuǎn)換 概念或命題關(guān)系圖、或語(yǔ)意網(wǎng)絡(luò) 利用“芒刺果實(shí)”模型 整理學(xué)生所提出的命題，并分類(lèi)1.認(rèn)知結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)及分析和描述的策略認(rèn)知心理學(xué)派認(rèn)知心理學(xué)派Gag

28、n范式范式Ausubel范式范式Piaget范式范式有關(guān)概念學(xué)習(xí)的觀點(diǎn)認(rèn)為所有的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)都需經(jīng)由收集、觀察事實(shí)、有系統(tǒng)的分析、分類(lèi)事實(shí)、再歸納并驗(yàn)證推論而獲得。強(qiáng)調(diào)有意義的學(xué)習(xí)，一定要和學(xué)生的舊經(jīng)驗(yàn)、概念結(jié)構(gòu)配合認(rèn)為人類(lèi)的學(xué)習(xí)過(guò)程是一種主動(dòng)的重復(fù)組合，是經(jīng)由矛盾的體驗(yàn)，而尋求內(nèi)在和諧的過(guò)程。2.不同認(rèn)知心理學(xué)范式之概念學(xué)習(xí)觀點(diǎn)認(rèn)知心理學(xué)派認(rèn)知心理學(xué)派Gagn范式范式Ausubel范式范式Piaget范式范式有關(guān)概念研究方法1.單字聯(lián)想2.事例訪(fǎng)談3.放聲思考的原案分析4.刺激回憶1.概念圖連線(xiàn)標(biāo)示作業(yè)2.樹(shù)狀概念圖連線(xiàn)標(biāo)示作業(yè)3.概念相關(guān)作業(yè)4.句子產(chǎn)生作業(yè)5.短文測(cè)試6.臨床訪(fǎng)談7.V圖1.

29、臨床訪(fǎng)談2.認(rèn)知層次化的概念結(jié)構(gòu)圖3.不同認(rèn)知心理學(xué)范式之概念研究方法評(píng)測(cè)工具評(píng)測(cè)工具測(cè)驗(yàn)測(cè)驗(yàn)方式方式學(xué)生是否需學(xué)生是否需額外訓(xùn)練回額外訓(xùn)練回答技巧答技巧能否了解概念能否了解概念間的關(guān)聯(lián)性間的關(guān)聯(lián)性大量施測(cè)大量施測(cè)可能性可能性其他特性其他特性診斷式的傳統(tǒng)測(cè)驗(yàn)題（選擇題）紙筆測(cè)驗(yàn)否否高便于量化資料，通用于大量施測(cè)診斷式的傳統(tǒng)測(cè)驗(yàn)題（問(wèn)答題）紙筆測(cè)驗(yàn)否是低可讓學(xué)生自由發(fā)表想法概念圖法紙筆測(cè)驗(yàn)是是低容易展現(xiàn)概念間關(guān)系。4.各項(xiàng)概念評(píng)測(cè)工具特性比較表評(píng)測(cè)工具評(píng)測(cè)工具 測(cè)驗(yàn)測(cè)驗(yàn)方式方式學(xué)生是否需額外學(xué)生是否需額外訓(xùn)練回答技巧訓(xùn)練回答技巧能否了解能否了解概念間的概念間的關(guān)聯(lián)性關(guān)聯(lián)性大量施大量施測(cè)可能測(cè)可能

30、性性其他特性其他特性訪(fǎng)談法訪(fǎng)談否是低可深入了解學(xué)生概念情況。關(guān)系圖法 紙筆測(cè)驗(yàn)是是低可發(fā)展概念間關(guān)系Vee圖紙筆測(cè)驗(yàn)是是低可探索學(xué)生概念的理解情況4.各項(xiàng)概念評(píng)測(cè)工具特性比較表評(píng)測(cè)工具評(píng)測(cè)工具測(cè)驗(yàn)測(cè)驗(yàn)方式方式學(xué)生是否需學(xué)生是否需額外訓(xùn)練回額外訓(xùn)練回答技巧答技巧能否了解能否了解概念間的概念間的關(guān)聯(lián)性關(guān)聯(lián)性大量施大量施測(cè)可能測(cè)可能性性其他特性其他特性二階段式測(cè)驗(yàn)（第一階段選擇，第二階段問(wèn)答）紙筆測(cè)驗(yàn)否是低可了解學(xué)生概念脈絡(luò)。二階段式測(cè)驗(yàn)（二階段皆為選擇）紙筆測(cè)驗(yàn)否是高可了解學(xué)生概念脈絡(luò)，且便于量化資料。DOE訪(fǎng)談紙筆測(cè)驗(yàn)否是低可看出學(xué)生概念轉(zhuǎn)變、保留的情況。4.各項(xiàng)概念評(píng)測(cè)工具特性比較表小結(jié) 概念

31、轉(zhuǎn)變教學(xué)中的認(rèn)知結(jié)構(gòu)探測(cè)的主要目的在于對(duì)學(xué)習(xí)者實(shí)施分析，為教學(xué)做好準(zhǔn)備。通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)的探測(cè)，了解學(xué)習(xí)者教學(xué)前所具有的知識(shí)結(jié)構(gòu)，學(xué)生前概念中存在何種迷思概念，這些迷思概念產(chǎn)生的可能原因是什么，著重了解學(xué)生概念的脈絡(luò)性，探討學(xué)生解釋某種現(xiàn)象的理由，從而找到實(shí)現(xiàn)從迷思概念到科學(xué)概念轉(zhuǎn)化的途徑。因此，我們著重論述了概念圖、訪(fǎng)談、二段式選擇測(cè)驗(yàn)及觀察在認(rèn)知結(jié)構(gòu)探測(cè)中的應(yīng)用。二、概念圖及其制作 諾瓦克和高文諾瓦克和高文指出：“概念圖是一種能形象表達(dá)命題網(wǎng)絡(luò)中一系列概念含義及其關(guān)系的結(jié)構(gòu)化圖形，它由節(jié)點(diǎn)（概念）和連接節(jié)點(diǎn)的線(xiàn)段（關(guān)系標(biāo)簽）組成，能清楚地表達(dá)某一命題中各概念節(jié)點(diǎn)間的內(nèi)在邏輯關(guān)系?！保ㄒ?/p>

32、）概念圖的概述概念圖的構(gòu)成四要素實(shí)例連接詞節(jié)點(diǎn)(結(jié)點(diǎn))連線(xiàn)層級(jí)結(jié)構(gòu)交叉連接概念命題概念圖的概念圖的基本特征基本特征1、概念圖的制作 概念圖制作的基本步驟選取知識(shí)領(lǐng)域列出相關(guān)概念選定關(guān)鍵概念內(nèi)化排序結(jié)構(gòu)擬定概念圖的縱橫向關(guān)聯(lián)建立概念間連接繪制概念圖反思、修改和完善概念圖2、概念圖的制作方式 傳統(tǒng)的手工制作方式2、概念圖的制作方式 現(xiàn)代的軟件制作方式 （概念圖制作軟件一覽表） 軟件名稱(chēng)軟件名稱(chēng)研發(fā)單位研發(fā)單位最新最新版本版本官方網(wǎng)站官方網(wǎng)站CmaptoolsInstitute for Human and Machine Cognition (IHMC)7.1http:/cmap.ihmc.usIn

33、spiration靈感Inspiration軟件公司8.0http:/ Systems Inc4.5http:/Visio微軟microsoft公司2003http:/ Cmaptools概念圖的制作選取知識(shí)領(lǐng)域列出相關(guān)概念反思、修改和完善概念圖方式方式手工制圖工具工具筆卡片紙計(jì)算機(jī)軟件制圖工具工具InspriationKidspriationCmaptoolsMindMapperVisio易思認(rèn)知助手選定關(guān)鍵概念內(nèi)化排序結(jié)構(gòu)擬定概念圖縱橫向關(guān)聯(lián)的建立概念間連接繪制概念圖2、概念圖的制作方式 Inspiration 2、概念圖的制作方式 Kidspiration 2、概念圖的制作方式 Mind

34、Mapper 2、概念圖的制作方式 Visio 步 驟方式概念圖制作手工制圖計(jì)算機(jī)軟件制圖筆卡片CamptoolsMindMapperVisioKidspiration易思認(rèn)知助手紙方式Inspiration選取知識(shí)領(lǐng)域列出相關(guān)概念選定關(guān)鍵概念內(nèi)化排序結(jié)構(gòu)擬定概念圖的縱橫向關(guān)聯(lián)建立概念間連接繪制概念圖反思、修改和完善概念圖2、概念圖的制作方式 易思認(rèn)知助手三、概念圖在科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用（一）概念圖制作的教學(xué)1 1、填空型、填空型 教師從完整的概念圖中刪除某些節(jié)點(diǎn)或鏈接，要求學(xué)生填充完整。一般適用于教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變的引導(dǎo)和啟發(fā)。（一）概念圖制作的教學(xué)2、結(jié)構(gòu)型、結(jié)構(gòu)型 教師提供概念構(gòu)圖

35、所需要的節(jié)點(diǎn)、鏈接、概念圖的結(jié)構(gòu)類(lèi)型或概念圖模板，要求學(xué)生根據(jù)教師的提示制作概念圖。例：請(qǐng)用此概念圖模板制作“力與物體運(yùn)動(dòng)”關(guān)系的概念圖（模板僅供參考）。參考結(jié)點(diǎn)：參考結(jié)點(diǎn)：力、加速度、質(zhì)量、物體的運(yùn)動(dòng)、慣性、加速、勻速、減速參考鏈接：參考鏈接：改變、等于、決定于、大于零、小于零、等于零、包括概念圖模板填入?yún)⒖冀Y(jié)點(diǎn)標(biāo)明鏈接詞（一）概念圖制作的教學(xué)3 3、限定條件型、限定條件型 教師提供概念構(gòu)圖所需要的節(jié)點(diǎn)和鏈接，要求學(xué)生根據(jù)教師的提示制作概念圖。該任務(wù)通過(guò)對(duì)概念的限定，可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)，適用于教學(xué)完成后對(duì)學(xué)生的統(tǒng)一測(cè)試。 例：根據(jù)以下條件繪制“力與物體運(yùn)動(dòng)”為主題的概念圖。參考結(jié)點(diǎn)：力、加速

36、度、質(zhì)量、物體的運(yùn)動(dòng)、慣性、加速、勻速、減速參考鏈接：改變、包括、等于、決定于、大于零、小于零、等于零（一）概念圖制作的教學(xué)4 4、開(kāi)放型、開(kāi)放型 教師根據(jù)學(xué)科知識(shí)選定范圍，不給學(xué)生任何提示或只給出核心概念，使學(xué)生圍繞這個(gè)主題，聯(lián)想有關(guān)的知識(shí)、概念，創(chuàng)造性地制作概念圖。一般適用于教學(xué)完成后的對(duì)學(xué)生概念轉(zhuǎn)變情況的評(píng)價(jià)。例：請(qǐng)以“力與物體運(yùn)動(dòng)”為主題繪制概念圖，用以表明力與物體運(yùn)動(dòng)之間所存在的所有物理關(guān)系（二）概念圖的科學(xué)教學(xué)應(yīng)用概念圖作為一種評(píng)價(jià)工具 1.探測(cè)學(xué)生的前概念有吸 引稱(chēng) 作稱(chēng) 作會(huì)會(huì)向向磁 鐵兩 極金 屬南 極北 極吸 引吸 引北 極北 極2.評(píng)價(jià)學(xué)生概念的轉(zhuǎn)變與發(fā)展有吸 引稱(chēng) 作稱(chēng)

37、 作會(huì)會(huì)向向排 斥排 斥可 以 是是可 以 是可 以 是包 括例 如例 如是磁 鐵兩 極金 屬南 極北 極吸 引吸 引北 極南 極鐵永 久 磁 鐵天 然 磁 鐵暫 時(shí) 磁 鐵電 磁 鐵人 造 的天 然 的（二）概念圖的科學(xué)教學(xué)應(yīng)用聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)交叉聯(lián)結(jié)交叉聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)重要概念一般化概念一般化概念一般化概念概念概念概念概念較不一般化概念較不一般化概念特殊化概念特殊化概念特殊化概念例子事件例子事件例子物件例子物件3.評(píng)價(jià)結(jié)果計(jì)分計(jì)分僅計(jì)算有效且重要者僅計(jì)算有效且重要者（分?jǐn)?shù)）（個(gè)數(shù)）關(guān)系1 14=14（分）層級(jí)5 4=20（分）交叉聯(lián)結(jié)10 2=20（分）例子1

38、4=4（分）總計(jì)58（分）（二）概念圖的科學(xué)教學(xué)應(yīng)用概念圖作為一種科學(xué)教與學(xué)的工具 1.作為問(wèn)題解決工具（二）概念圖的科學(xué)教學(xué)應(yīng)用（二）概念圖的科學(xué)教學(xué)應(yīng)用2.輔助交流、合作進(jìn)行合作式概念構(gòu)圖，可提供一個(gè)理想的情境，讓學(xué)生公開(kāi)地與其他同學(xué)溝通概念或命題的意義，并建構(gòu)自己的知識(shí)。用概念圖進(jìn)行交流，可直觀、清楚地了解對(duì)方的主要觀點(diǎn)。通過(guò)共建概念圖來(lái)進(jìn)行協(xié)商，培養(yǎng)了批判性思維技能，使各自的認(rèn)識(shí)得到完善與擴(kuò)展。在合作解決問(wèn)題時(shí)，概念圖可幫助小組理清知識(shí)線(xiàn)索、理解和表征問(wèn)題、尋找解答方法，最后提出解決方案。 3.在認(rèn)知和情意學(xué)習(xí)上的應(yīng)用 研究認(rèn)為：“概念構(gòu)圖組”的學(xué)生在成就測(cè)驗(yàn)上的成績(jī)顯著高于“傳統(tǒng)講授

39、教學(xué)組”的學(xué)生；此外，概念構(gòu)圖組的學(xué)生對(duì)“科學(xué)”的焦慮程度顯著低于控制組，諾瓦克認(rèn)為這是有意義學(xué)習(xí)與機(jī)械式學(xué)習(xí)的差別所在。 （二）概念圖的科學(xué)教學(xué)應(yīng)用（二）概念圖的科學(xué)教學(xué)應(yīng)用4.作為學(xué)習(xí)策略學(xué)習(xí)策略學(xué)習(xí)策略種類(lèi)種類(lèi)教學(xué)實(shí)例教學(xué)實(shí)例計(jì)劃為完成基本學(xué)習(xí)任務(wù)的組織策略 提供先行組織者組織為完成基本學(xué)習(xí)任務(wù)組織的策略 對(duì)所學(xué)概念進(jìn)行分類(lèi)和排序勾列大綱為完成復(fù)雜任務(wù)的組織策略創(chuàng)建一個(gè)能表現(xiàn)事實(shí)與概念之間關(guān)系的圖示撰寫(xiě)為完成復(fù)雜任務(wù)的精細(xì)化策略解釋、總結(jié)或描述新信息與現(xiàn)有知識(shí)的聯(lián)系（二）概念圖的科學(xué)教學(xué)應(yīng)用4.作為學(xué)習(xí)策略學(xué)習(xí)策略學(xué)習(xí)策略種類(lèi)種類(lèi)教學(xué)實(shí)例教學(xué)實(shí)例學(xué)以致用學(xué)以致用：概念圖在科學(xué)教學(xué)中有多方

40、面的應(yīng)用。對(duì)其中一種或幾種應(yīng)用方式進(jìn)行實(shí)踐，并與同學(xué)交流與分享。繪制知識(shí)地圖、頭腦風(fēng)暴概念圖。為完成復(fù)雜任務(wù)的精細(xì)化策略建立類(lèi)比、隱喻和其他結(jié)構(gòu)，描述新信息或更復(fù)雜的信息與現(xiàn)有知識(shí)的聯(lián)系反思探究理解監(jiān)控策略使用自我提問(wèn)和其他能幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)主要觀點(diǎn)和精心組織重要信息的方法來(lái)檢查理解上的失?。ǘ└拍顖D的科學(xué)教學(xué)應(yīng)用5.作為教學(xué)計(jì)劃工具組織課程內(nèi)容準(zhǔn)備特定課堂學(xué)生材料6.作為復(fù)習(xí)的工具 引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)概念圖是一種高效率、有效地復(fù)習(xí)知識(shí)的途徑，學(xué)生通過(guò)建立概念圖間的聯(lián)系促進(jìn)對(duì)知識(shí)的深入理解，概念圖使零散的知識(shí)結(jié)構(gòu)化、條理化、系統(tǒng)化，有利于學(xué)生長(zhǎng)期有效地記憶知識(shí)。（二）概念圖的科學(xué)教學(xué)應(yīng)用7.作為知

41、識(shí)管理工具（二）概念圖的科學(xué)教學(xué)應(yīng)用專(zhuān)題三 概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略（二）了解已有概念目錄觀察觀察二段式測(cè)試二段式測(cè)試訪(fǎng)談法訪(fǎng)談法一、訪(fǎng)談法 訪(fǎng)談法又稱(chēng)為面談法訪(fǎng)談法又稱(chēng)為面談法，是教育調(diào)查的基本方法之一。是指研究者通過(guò)與研究對(duì)象面對(duì)面的交談，直接收集有關(guān)資料的調(diào)查研究手段。利用此種概念測(cè)量法的主要特色在于，能比一般的紙筆測(cè)驗(yàn)更深入了解學(xué)生的概念內(nèi)容，并能了解不同階段學(xué)生的概念。 （一）事例訪(fǎng)談事例訪(fǎng)談（概念訪(fǎng)談）事例訪(fǎng)談（概念訪(fǎng)談），指一對(duì)一個(gè)別訪(fǎng)談方式，以學(xué)生熟悉的科學(xué)概念例子或概念反例，利用圖畫(huà)、卡片或文字說(shuō)明為刺激物，要求學(xué)生對(duì)于所呈現(xiàn)的刺激物說(shuō)出自己的看法和想法，看刺激物是否含有所指的概念

42、。 事例訪(fǎng)談的好處事例訪(fǎng)談的好處：適用于廣泛的年齡層；優(yōu)于紙上的回答；優(yōu)于僅僅要求學(xué)生下定義。但事例訪(fǎng)談方式的限制則來(lái)自于“事例的選擇”、“事例的排序”、及“訪(fǎng)談的實(shí)施”。（一）事例訪(fǎng)談事例訪(fǎng)談可以設(shè)計(jì)某一概念的卡片，卡片的設(shè)計(jì)步驟為：卡片的設(shè)計(jì)步驟為：確認(rèn)對(duì)科學(xué)家而言此單字所含的意義；分析科學(xué)家對(duì)此單字的定義所持的觀點(diǎn)；確認(rèn)該單字的關(guān)鍵屬性（critical attributes）；由合適的教材中找出該單字的非關(guān)鍵屬性；找出一些明顯的用語(yǔ)上的混淆之來(lái)源；找出誤用該單字在科學(xué)上的含意來(lái)源。 事件訪(fǎng)談?dòng)址Q(chēng)現(xiàn)象訪(fǎng)談，是利用學(xué)生周遭發(fā)生的真實(shí)事例作為刺激物，如光的反射、折射、發(fā)射或水的蒸發(fā)、冰的融化

43、，以了解學(xué)生對(duì)于中心概念的想法，然后追蹤學(xué)生最初反映所持的理由。（二）事件訪(fǎng)談 預(yù)測(cè)訪(fǎng)談要求學(xué)生對(duì)事件的結(jié)果進(jìn)行預(yù)計(jì)，并解釋或證明這一預(yù)測(cè)。此種訪(fǎng)談的優(yōu)點(diǎn)是它集中于學(xué)生對(duì)他們個(gè)人概念意義的應(yīng)用。（三）預(yù)測(cè)訪(fǎng)談（三）預(yù)測(cè)訪(fǎng)談 此訪(fǎng)談任務(wù)的目的是使學(xué)生能作出預(yù)測(cè)并對(duì)預(yù)測(cè)作出解釋。學(xué)生根據(jù)“天氣冷”這一理由作出解釋?zhuān)J(rèn)為在這一變化中可能產(chǎn)生挖地洞的或長(zhǎng)毛的熊。其解釋反映了她不理解遺傳變化相對(duì)于外部事件是獨(dú)立發(fā)生的，變化不是由“天氣冷”這一原因?qū)е碌?。這一概念在學(xué)生中非常普遍。 訪(fǎng)談最重要的價(jià)值不在于學(xué)生完成的任務(wù)，而在于學(xué)生的解釋、證明或使他的解釋合理化的過(guò)程。 教師依研究或教學(xué)需要呈現(xiàn)一些相關(guān)的物

44、品、圖片，由學(xué)生進(jìn)行排序或分類(lèi)，研究者依學(xué)生的反應(yīng)，請(qǐng)學(xué)生說(shuō)出自己為什么這樣做的原因，因此研究者的目的不只要了解學(xué)生在做什么，更要了解學(xué)生為什么要這樣做。目的在于獲得學(xué)生口頭或非口頭的資料來(lái)源，及訪(fǎng)談時(shí)學(xué)生排列卡片或分類(lèi)所持的看法。（四）序列訪(fǎng)談（四）序列訪(fǎng)談 在序列訪(fǎng)談的開(kāi)始，教師必須向?qū)W生、介紹任務(wù)教學(xué)，并提醒學(xué)生，當(dāng)他們建構(gòu)理解時(shí)，需大聲說(shuō)出來(lái)。接下來(lái)訪(fǎng)談的問(wèn)題可根據(jù)學(xué)生建構(gòu)的理解產(chǎn)生。就像所有訪(fǎng)談一樣，訪(fǎng)談?wù)叩膯?wèn)題不僅是為了理解學(xué)生做什么，而且還需獲得學(xué)生思索、推理和理解的基礎(chǔ)。 問(wèn)題解決訪(fǎng)談問(wèn)題解決訪(fǎng)談是為了解學(xué)生在解決問(wèn)題過(guò)程中，如何獲得概念的過(guò)程，被訪(fǎng)談?wù)咄高^(guò)放聲思考，讓研究者了

45、解學(xué)生為什么要這樣做、所用的符號(hào)或動(dòng)作所含的概念指的是什么。（五）問(wèn)題解決訪(fǎng)談（五）問(wèn)題解決訪(fǎng)談“單因子雜種（monohybrid cross）” 從訪(fǎng)談?wù)吣莾航邮芑A(chǔ)的教學(xué)后，學(xué)生拿到一張印著一個(gè)簡(jiǎn)單的單因子雜種問(wèn)題的卡片，解決這一問(wèn)題需要從所給的可能有獨(dú)特的基因組合（基因型）中計(jì)算后代的比例。學(xué)生：我記得有一張圖表，說(shuō)當(dāng)你有像這樣雜交的后代Ss我記不住這里是什么。我猜是Ss與ssh進(jìn)行繁殖。不記得了。但不管怎樣，我記得隱性性狀在那個(gè)角落里（在右邊角落的底部寫(xiě)上“ss”），在所有的遺傳中，得到了1/16。研究者：對(duì)。學(xué)生：就在那時(shí)我們匹配了兩個(gè)異質(zhì)接合體。二、二段式測(cè)驗(yàn) 二段式測(cè)驗(yàn)根據(jù)第二階

46、段是問(wèn)答題亦或選擇題而區(qū)分為兩種類(lèi)型：一般二段式測(cè)驗(yàn)（第一階段選擇，第二階段問(wèn)答）和二段式選擇測(cè)驗(yàn)（二階段皆為選擇）。（一）一般二段式測(cè)驗(yàn)（選擇-問(wèn)答）（一）一般二段式測(cè)驗(yàn)（選擇-問(wèn)答） 例：太陽(yáng)光照射到下列物體時(shí)，請(qǐng)?jiān)跁?huì)發(fā)生反射現(xiàn)象的打“” 鏡子 衣服 桌子 水泥地面 磁磚 水面 墻壁 理由： 此種二階段式的測(cè)驗(yàn)可測(cè)出學(xué)生主要概念是否正確，并了解學(xué)生選擇答案的原因，此種設(shè)計(jì)可避免學(xué)生因猜題答對(duì)。但學(xué)生也可能因理由一欄為問(wèn)答題方式產(chǎn)生作答困難。（二）二段式選擇測(cè)驗(yàn)（二階段皆為選擇）二段式診斷工具（two-tier diagnostic instrument）又稱(chēng)為“二段式問(wèn)卷”、“二段式選擇題

47、問(wèn)卷”等，二段式選擇題的每一道題目都分為兩個(gè)部分，學(xué)生在作答的第一個(gè)部分（單一選擇題）之后，還要就第二部分（也是單一選擇題）回答其依據(jù)的理由，第一個(gè)部分的每一個(gè)題項(xiàng)正確作答時(shí)，還要看他第二個(gè)部分的作答是否對(duì)應(yīng)正確。因此，二段式選擇題比一段式選擇題的方式應(yīng)該更能診斷出學(xué)生的概念，并且能夠進(jìn)行對(duì)大量學(xué)生的施測(cè)。（二）二段式選擇測(cè)驗(yàn)（二階段皆為選擇） 例1：將A、B兩個(gè)電阻不同（RARB）的燈泡與電池串聯(lián)，形成通路，如圖所示，若IA是流經(jīng)A燈泡的電流，IB是流經(jīng)B燈泡的電流，請(qǐng)問(wèn)IA與IB的大小關(guān)系為（ ） A. IA IB B. IA = IB C. IA IB（二）二段式選擇測(cè)驗(yàn)（二階段皆為選擇

48、）例2：你選擇上述答案的理由是（ ）A. 電流被A燈泡消耗掉，所以流到B燈泡時(shí)會(huì)變小B. 電流被B燈泡消耗掉，所以流到A燈泡時(shí)會(huì)變小C. 因?yàn)锽的電阻小，所以B燈泡的電流比較大D. 因?yàn)锳的電阻大，所以A燈泡的電流比較大E. 電流是電荷的移動(dòng)，而電荷是守恒的，因此電流不變 F. 電流是電能的移動(dòng)，而能量是守恒的，因此電流不變 三、觀察 觀察可有效地探測(cè)學(xué)生的前概念，教師可通過(guò)對(duì)學(xué)生行為的觀察，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的迷思概念。 觀察法可按照事先是否確定具體觀察項(xiàng)目和記錄要求，分成結(jié)構(gòu)式觀察和非結(jié)構(gòu)式觀察。 觀察者根據(jù)事先設(shè)計(jì)好的提綱并嚴(yán)格按照規(guī)定的內(nèi)容和計(jì)劃所進(jìn)行的可控性觀察。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，計(jì)劃周密，

49、觀察過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化。但采用這種方法觀察缺乏彈性，容易影響觀察結(jié)果的深度與廣度。（一）結(jié)構(gòu)式觀察 1.1.結(jié)構(gòu)式觀察的一般步驟結(jié)構(gòu)式觀察的一般步驟 選擇所要觀察的行為的某一方面； 確定所要觀察的范圍，最好列出表格； 訓(xùn)練觀察人員； 量化觀察； 發(fā)展可行的記錄程序，目的是 使觀察進(jìn)入科學(xué)化的范圍。進(jìn)入研究情境資料搜集與記錄資料分析界定問(wèn)題報(bào)告撰寫(xiě)（一）結(jié)構(gòu)式觀察（一）結(jié)構(gòu)式觀察2.2.觀察法的實(shí)施觀察法的實(shí)施（1 1）觀察設(shè)計(jì)）觀察設(shè)計(jì) 觀察設(shè)計(jì)主要包括確定觀察的對(duì)象和內(nèi)容、選擇觀察方式和工具。 確定觀察的對(duì)象、時(shí)間和地點(diǎn)、觀察的具體內(nèi)容（了解什么情況、收集哪些信息），即回答觀察什么。 確定觀察的方式

50、并制定觀察的提綱和記錄的表格，即回答怎樣觀察。（一）結(jié)構(gòu)式觀察（一）結(jié)構(gòu)式觀察（2）觀察資料的記錄）觀察資料的記錄 觀察的結(jié)果常以一定的方式記錄下來(lái)。記錄要力求真實(shí)，并標(biāo)明時(shí)間、地點(diǎn)、事件發(fā)生的條件等。記錄的方式主要有對(duì)行為或者事件的描述和按記錄表記錄兩種。 A.描述記錄 日記描述法 ：對(duì)同一個(gè)或同一組兒童以日記的形式描述被觀察者長(zhǎng)期反復(fù)觀察到的行為表現(xiàn)，以了解學(xué)生的概念。一般可分為綜合日記法和主題日記法。（一）結(jié)構(gòu)式觀察A.描述記錄 軼事記錄法 在中小學(xué)課堂里，教師很容易將觀察遺忘，或只觀察犯錯(cuò)誤的學(xué)生。因此，很多教師傾向于將他們的觀察記成軼事錄。它描述了學(xué)生在行為發(fā)生時(shí)或發(fā)生后的短時(shí)間內(nèi)所

51、作所為。這些記錄可以保存在教師的筆記上、文件夾中、索引卡片上、粘貼紙或者計(jì)算機(jī)上。（一）結(jié)構(gòu)式觀察A.描述記錄 連續(xù)記錄法 是對(duì)學(xué)生行為作更詳細(xì)、更完善的記錄，要求在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)作持續(xù)不斷的記錄。 如蘇霍姆林斯基，在30余年工作中善于觀察，不斷進(jìn)行研究和積累，寫(xiě)了40多本教育專(zhuān)著，600多篇論文和1000多篇供學(xué)生閱讀的文藝作品。他追蹤研究了1000多名學(xué)生，著作中大量生動(dòng)活潑的事例均來(lái)自觀察，被譽(yù)為“活的教育學(xué)”，“學(xué)校生活的百科全書(shū)”。（一）結(jié)構(gòu)式觀察B.行為核對(duì)表 主要是用來(lái)核對(duì)重要行為的呈現(xiàn)與否，觀察者將規(guī)定觀察的項(xiàng)目預(yù)先列出表格，當(dāng)出現(xiàn)此行為時(shí)，就在該項(xiàng)上劃“”。此法只判斷行為出現(xiàn)與否

52、，不提供行為性質(zhì)的材料。 具體做法：必須事先制定表格，列出所需觀察的項(xiàng)目，然后才能進(jìn)行觀察。另外，必須在表格上列出一些具體要求，表格應(yīng)有一定的順序性，按確定的觀察項(xiàng)目，依難易程度排列。觀察主題觀察主題完成人數(shù)完成人數(shù)完成時(shí)間完成時(shí)間以Cu、H、O、S為基本元素，組合化合物中的：氧化物、酸、堿、鹽。1、寫(xiě)出相關(guān)氧化物的化學(xué)式水二氧化硫三氧化硫氧化銅以上氧化物中的兩種以上氧化物中的三種以上氧化物中的四種觀察主題觀察主題完成人數(shù)完成人數(shù)完成時(shí)間完成時(shí)間2、寫(xiě)出相關(guān)酸的化學(xué)式硫酸亞硫酸氫硫酸以上酸中的兩種以上酸中的三種3、寫(xiě)出相關(guān)堿的化學(xué)式氫氧化銅觀察主題觀察主題完成人數(shù)完成人數(shù)完成時(shí)間完成時(shí)間4、寫(xiě)

53、出相關(guān)鹽的化學(xué)式硫化銅硫酸銅堿式碳酸銅以上鹽中的兩種以上鹽中的三種（一）結(jié)構(gòu)式觀察 C.列表 為了追蹤學(xué)生的觀察活動(dòng)，教師經(jīng)常做列表，用來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的知識(shí)、技能和態(tài)度。在評(píng)價(jià)中使用時(shí)，這些列表能數(shù)出或計(jì)算出某件事情發(fā)生的頻率。 你可以通過(guò)觀察學(xué)生并列表記錄他們所用的方法來(lái)評(píng)價(jià)他們的技能。在課堂上，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)，帶著你的列表在教室里到處走走。選擇觀察少數(shù)學(xué)生、種類(lèi)的項(xiàng)目。（3 3）觀察資料的整理與分析）觀察資料的整理與分析 觀察后，觀察者應(yīng)及時(shí)整理和補(bǔ)正記錄，如發(fā)現(xiàn)有遺漏或記錄有誤時(shí)，應(yīng)盡可能憑記憶或參考其他觀察者的記錄進(jìn)行補(bǔ)充、修正。 觀察資料的整理時(shí)還可附上觀察者臨時(shí)想到的解釋和受到啟發(fā)的問(wèn)題

54、，以便供以后分析時(shí)參考。但觀察到的實(shí)際情況的原始記錄和觀察的推論應(yīng)當(dāng)明確分開(kāi)。（一）結(jié)構(gòu)式觀察（二）非結(jié)構(gòu)式觀察 對(duì)觀察的內(nèi)容與計(jì)劃沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)定，而且依據(jù)觀察現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況所進(jìn)行的觀察。它的特點(diǎn)是觀察時(shí)彈性大，隨意性大，可根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整觀察的計(jì)劃和內(nèi)容。因而，這種觀察方法的適應(yīng)性強(qiáng)，且簡(jiǎn)單易行。但對(duì)于用這種方法收集資料的整理難度大，不容易進(jìn)行定量分析。（二）非結(jié)構(gòu)式觀察1.1.非結(jié)構(gòu)式觀察的實(shí)施非結(jié)構(gòu)式觀察的實(shí)施 在課堂教學(xué)中，教師經(jīng)常對(duì)學(xué)生進(jìn)行非結(jié)構(gòu)性的觀察。學(xué)生進(jìn)行科學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)，會(huì)有一些外部表現(xiàn)。例如他們通過(guò)畫(huà)草圖、列式來(lái)幫助思考時(shí)，便在紙上留下思維過(guò)程的痕跡。教師可通過(guò)對(duì)學(xué)生的觀察

55、，把他思維活動(dòng)的外部表現(xiàn)行為捕捉下來(lái)，借以推測(cè)學(xué)生其前概念或者迷思概念。（二）非結(jié)構(gòu)式觀察（二）非結(jié)構(gòu)式觀察 學(xué)生思維的過(guò)程，并不是都能外露的，這就需要進(jìn)行追蹤探詢(xún)，以更深入地了解學(xué)生的概念。（1 1）提問(wèn)查詢(xún)）提問(wèn)查詢(xún) 根據(jù)學(xué)生思維的結(jié)果，有時(shí)是無(wú)法推測(cè)學(xué)生的想法的。當(dāng)這些結(jié)果一出現(xiàn)時(shí)，及時(shí)地提出問(wèn)題詢(xún)問(wèn)學(xué)生，使他不加回憶地回答，往往能敘述出當(dāng)時(shí)真實(shí)的思維過(guò)程，從而探測(cè)出學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。（二）非結(jié)構(gòu)式觀察（2 2）提示啟發(fā)）提示啟發(fā) 學(xué)生在解決某一問(wèn)題時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤或者解決不了某一問(wèn)題，從學(xué)生思維情況來(lái)分析，有多種可能性。提示啟發(fā)可有效地查清學(xué)生真正的想法。 教師可先估計(jì)某一種可能性，然后用適當(dāng)

56、的方法對(duì)學(xué)生加以啟發(fā)，如果學(xué)生受到啟發(fā)后，正確地解決了問(wèn)題，則原先判斷是正確的，否則另作啟發(fā)。（二）非結(jié)構(gòu)式觀察（3 3）設(shè)置障礙）設(shè)置障礙 學(xué)生如果比較牢固地掌握知識(shí)，并有較強(qiáng)的能力，他可以在復(fù)雜的情況下，正確地運(yùn)用知識(shí)。為了對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)程度和能力的強(qiáng)弱進(jìn)行調(diào)查，可故意設(shè)置一些障礙，制造某些假象干擾他們的思維，由他們能否越過(guò)這些障礙來(lái)作出大致判斷。小結(jié) 綜上，探測(cè)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的策略很多。然而各種策略不是相互獨(dú)立的，而是相互融合的，互為補(bǔ)充的。如二段式測(cè)驗(yàn)就綜合運(yùn)用了概念圖、訪(fǎng)談策略；觀察也適當(dāng)?shù)匦枰L(fǎng)談，再對(duì)訪(fǎng)談資料的整理與分析時(shí)，也可運(yùn)用概念圖。由此，在科學(xué)教學(xué)中，在對(duì)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)探測(cè)時(shí)

57、，要根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和教學(xué)的需要，選擇相應(yīng)的探測(cè)策略。專(zhuān)題四 概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略（三）解構(gòu)迷思概念目錄123認(rèn)知沖突認(rèn)知沖突探究性實(shí)驗(yàn)探究性實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)合作學(xué)習(xí)一、認(rèn)知沖突 認(rèn)知沖突認(rèn)知沖突指當(dāng)個(gè)體意識(shí)到個(gè)人認(rèn)知結(jié)構(gòu)與環(huán)境或是個(gè)人認(rèn)知結(jié)構(gòu)內(nèi)部不同成分之間的不一致所形成的狀態(tài)。（一）認(rèn)知沖突的類(lèi)型 1.科沃恩科沃恩呈現(xiàn)三種認(rèn)知沖突類(lèi)型。 “認(rèn)知結(jié)構(gòu)”和“環(huán)境”的認(rèn)知沖突 元認(rèn)知沖突，新習(xí)得的科學(xué)概念和個(gè)體過(guò)去經(jīng)驗(yàn)（所熟悉的或舊有概念）不相容（一）認(rèn)知沖突的類(lèi)型 2.杜伊特杜伊特從社會(huì)建構(gòu)社會(huì)建構(gòu)的角度，認(rèn)為認(rèn)知沖突主要有三種： 產(chǎn)生于學(xué)生的預(yù)測(cè)同其經(jīng)驗(yàn)結(jié)果相反時(shí)； 產(chǎn)生于學(xué)生的觀點(diǎn)與教師不一致時(shí)；

58、 產(chǎn)生于學(xué)生之間的不同觀念的碰撞中。（一）認(rèn)知沖突的類(lèi)型孫燕青、張建偉將認(rèn)知沖突作如下分類(lèi)：（一）認(rèn)知沖突的類(lèi)型孫燕青、張建偉將認(rèn)知沖突作如下分類(lèi)：（一）認(rèn)知沖突的類(lèi)型孫燕青、張建偉將認(rèn)知沖突作如下分類(lèi)：（二）引發(fā)認(rèn)知沖突的條件及影響因素 皮亞杰皮亞杰（1974）認(rèn)為，只有當(dāng)個(gè)體有能力解決認(rèn)知沖突的時(shí)候，他才可能意識(shí)到這種沖突。 巴拉科夫巴拉科夫提出，意識(shí)到認(rèn)知沖突須滿(mǎn)足兩個(gè)條件兩個(gè)條件： 能建構(gòu)起某命題及其相應(yīng)的否定命題，即能理解或推論出邏輯上對(duì)立的兩個(gè)觀念； 基于某論斷形成對(duì)行為結(jié)果的期望或預(yù)測(cè)，意味著相信該論斷并把它轉(zhuǎn)化為活動(dòng)的計(jì)劃，在活動(dòng)中看它是否能達(dá)到預(yù)期目的，一旦預(yù)期與結(jié)果不同，就

59、會(huì)引發(fā)認(rèn)知沖突。（二）引發(fā)認(rèn)知沖突的條件及影響因素 舒科金舒科金認(rèn)為認(rèn)知沖突既受學(xué)生的認(rèn)知因素的影響，也受學(xué)生動(dòng)機(jī)因素的影響。 認(rèn)知因素邏輯推理能力場(chǎng)依存型和場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)習(xí)方法場(chǎng)獨(dú)立型的人比場(chǎng)依存型的人更能產(chǎn)生認(rèn)知沖突相對(duì)有意義的學(xué)習(xí)方法更能引起認(rèn)知沖突（二）引發(fā)認(rèn)知沖突的條件及影響因素承受失敗能力強(qiáng)的比其承受失敗能力弱的人在面對(duì)失敗的時(shí)候態(tài)度表現(xiàn)為更積極。擁有掌握目標(biāo)的學(xué)生僅關(guān)注發(fā)展在任務(wù)中的競(jìng)爭(zhēng)能力和增加對(duì)主題的理解；擁有績(jī)效目標(biāo)的學(xué)生則關(guān)注其表現(xiàn)是如何反應(yīng)他們的能力。學(xué)生自信心越高，越容易發(fā)生概念轉(zhuǎn)變。（二）引發(fā)認(rèn)知沖突的條件及影響因素 利蒙利蒙認(rèn)為，開(kāi)始轉(zhuǎn)變過(guò)程，沖突對(duì)個(gè)人來(lái)說(shuō)需要有意義

60、。意義的缺乏使認(rèn)知沖突策略在教室應(yīng)用中產(chǎn)生困難。為引出有意義的認(rèn)知沖突，學(xué)生需要對(duì)主題有興趣，動(dòng)機(jī)被激發(fā)，激活他們?cè)械闹R(shí)，有一定的認(rèn)識(shí)論信念和足夠的推理能力。（三）引發(fā)認(rèn)知沖突的教學(xué)策略 雖然認(rèn)知沖突不一定會(huì)促使學(xué)生發(fā)生概念轉(zhuǎn)變，但認(rèn)知沖突可被看成是概念轉(zhuǎn)變過(guò)程的起點(diǎn)。為了促使學(xué)生實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變，教師需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一定的情境，以引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突。 在科學(xué)教學(xué)中引發(fā)認(rèn)知沖突的教學(xué)策略引發(fā)認(rèn)知沖突的教學(xué)策略主要有：直接呈現(xiàn)反例；演示法：實(shí)物演示，圖片演示，實(shí)驗(yàn)演示；合作學(xué)習(xí)，通過(guò)討論與對(duì)話(huà)，引發(fā)認(rèn)知沖突；探究性實(shí)驗(yàn)等。二、合作學(xué)習(xí)（一）合作學(xué)習(xí)的含義、要素與特征1. 1. 合作學(xué)習(xí)的含義合作學(xué)習(xí)的含