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1、论基于概念重建的教学形式与策略摘要：科学概念重建可以表征为学生头脑中的知识或特定的知识构造之间联络方式的变化。概念重建教学形式是以科学探究为根本方式，以促进概念重建为根本目的的循环性学习过程。它的一般程序包括定向参与、实验探究、建构交流、解释拓展、反思评价。实现这一形式的教学策略是多样的。关键词：概念重建；过程模型；教学形式；教学策略近年来，西方国家的科学教育工作者，非常重视从认知开展的角度来研究儿童科学概念的形成和开展，并获得了重大成果。研究说明，学生在学习科学课程之前已经获得各种前科学概念。由于学生是带着原有知识来到科学课堂，所以科学教学要帮助他们重建现有的观念。相比之下，我国在这方面的研
2、究显得非常薄弱。尤其是在科学概念重建过程和机制以及教学形式与教学策略的研究方面，尚未有打破性进展。如何通过科学教学促进学生学习与开展科学概念，有待于我们深化探究科学概念重建的心理机制。基于此，本文拟构建科学概念重建过程模型，进而讨论基于这一过程模型的教学形式和教学策略。一、科学概念重建的含义根据概念形成的途径，儿童的概念主要有两种：一是不经过专门的教学，在日常生活中通过积累经历而获得的概念，这类概念称为日常概念(dailynept)，也称为前科学概念(Pre-sieneneptin)或前概念(preneptin)；二是在科学教学过程中，通过提醒概念的内涵而形成的概念，这类概念属于科学概念(si
3、entifineptt)。这两种概念有着非常复杂的关系。西方从事科学教学研究的学者经过大量的研究后发现，学生形成的前科学概念由来已久、根深蒂固，这些前概念中有些是对客观世界的朴素概念(navenept)，更多的那么完全与科学概念相悖，因此，人们一般把前概念也叫做错误概念(isneptin)。在科学学习中，学生原有的认知构造中的错误概念不但会阻碍新知识的理解，而且会导致学消费生新的错误概念。但这不等于说前科学概念没有意义。根据建构主义的观点，前科学概念是儿童用以解释周围环境和世界的知识框架和根底构造。学生的概念学习是一个概念开展过程，这一过程不可能绕开学生头脑中的前科学概念，相反，必须依靠学生原
4、有的前科学概念，通过概念转变和重建，形成更加准确的科学概念。确切地说，科学教学过程涉及许多重要的科学概念，诸如磁尝重力、光合作用、生态系统等。从小学到大学，学生对这些概念的学习不是一步到位，而是要重复屡次，螺旋上升的。对这些概念的每次学习，学生都要利用自己的原有的知识，将它们开展到更深化、更抽象的层次。老师的任务就是要改变学生原有的知识构造，使学生的认知构造更加准确、抽象，从而有条理地说明事件和所涉及的过程。这一过程涉及修改原有知识获得新知的学习概念重建。重建可以表征为学生头脑中的知识或特定的知识构造之间联络方式的变化(RuelhartNran，1981)。概念重建的机制是顺应通过调整原有的知
5、识或重新定义原有的知识的概念解决(neptualreslutin)和以完全不同的知识构造代替现有的知识构造的概念转变(neptualhange)。这是一种有意义学习，只有通过这一过程才能促进学生思维的真正开展，达成开展学生科学素养的目的。概念重建的程度有很大的差异。作为概念解决，它仅涉及概念构造的微小的变化，作为概念转变，它涉及概念构造的重大变化，需要经历多年的世界观和思维方式的根本转变。概念转变可以说是建构了新的知识构造，它不同于个体原有的概念，概念之间的关系，而且新的知识构造可以解释的现象程度和类型也不同。总之，概念重建是一个从发生概念构造的微小的变化到重大变化的连续体。假如与作为小学生时
6、具有的知识相比，中学生要开展一个全新的知识框架，这不仅需要同化信息，而且需要重大的知识重建。因此，科学教学应向概念重建教学转向。科学课程的重点不应是扩大关于磁和热等简单事实经历或最终形成的结论或规那么，相反，科学教学要转向探究更复杂的概念问的关系，以及这些概念的抽象的最终结论的联络。科学教学要帮助学生从与实物打交道转向实物的表征(类比和模型)，直至更抽象的符号形式的表征。学生要学会更高级的思维技能，开展更多的抽象概念与它们的联络。最后，老师必须理解所有这一切开展导致的最终的教育目的是促进学生的智力的开展。必须认识到，概念重建对于科学学习与教学的含义在于：首先，重建最好是在原有知识根底上的扩展，
7、以建立新信息与已有知识的联络；其次，现有的知识应该不同程度地用于支持重建的目的，不管重建新知识是否是依赖于同化或顺应的类型。二、科学概念重建的过程模型科学概念重建本质上是一种建构性学习过程。维特罗克(ittrk，1974)提出的生成学习形式(1earninggenerativedel)，就是一种建构性学习理论，它也是概念重建的心理机制。生成学习过程是指学习者根据自己的态度、需要、兴趣和爱好以及认知策略(指学习者对信息进展加工的特殊方式，这种加工方式是通过以前的屡次学习逐渐形成的，并且保存在大脑的长时记忆中)对当前环境中的感觉信息产生选择性注意，获得选择性信息并利用原有的认知构造(指储存在长时记
8、忆中的各种表象、事件、判断与技能，即过去的经历与知识)而完成该信息的意义建构从而获得新知识、新经历的过程。维特罗克形式强调以下两个根本观点。(1)人在学习过程中并不是被动地承受和记录环境信息，而是主动地构建对环境信息的理解和解释。详细表现为主体主动地选择某些信息，同时又摒弃某些信息，并从中进展推论。(2)学习者已有认知构造在生成所知觉事物的意义时有非常重要的意义，也即学习者是在自己原有认知构造根底上来理解新知识的。根据维特罗克形式，我们认为，概念重建的过程就是学习者将已有认知构造(已经储存在长时记忆中的事件和信息加工策略)与从环境中承受的信息(新概念)相结合，主动地选择注意信息并主动地建构信息
9、意义的过程；概念重建过程是一个复杂的信息加工过程，重建最好是在原有知识根底上的扩展，新信息与已有知识相联络；重建是从引发新旧概念的矛盾与冲突开场的。根据学生的认知心理逻辑开展规律(生成学习过程)，结合人类的一般认识过程，我们提出科学概念重建的过程模型。这一过程模型包括以下四个阶段。(1)感知一探究阶段。通过感知典型的科学事物，或者感知描绘典型科学事物的语言，陈述科学知识或准备知识的语言以及相应问题，激活与问题有关的知识经历(前科学概念)，引发其认知冲突，促使学生进展自主探究活动，获得探究的经历与体验。(2)加工一理解阶段。通过对上一阶段感知的结果进展各种各样的思维加工，由此初步形成对科学概念、
10、科学原理或者对自然界的理解与认识；初步形成的知识以各种形式跟已有知识发生联络，纳入到原有知识体系和认知构造中。(3)运用一精制阶段。通过实际运用，使所学知识进一步广泛联络而被稳固，同时也可能发现问题，补充、修整、开展所学知识，或者引发新的学习过程。(4)评价一开展阶段。此阶段，学生需指引自己的注意，监控学习的进展，控制自己的情绪，调节行为与目的之间的偏向，评价学习结果，因此需要学生有较强的自我监控和自我评价才能。学习者的科学概念知识正是在一轮又一轮的学习过程中不断丰富和开展的。三、基于科学概念重建的教学形式概念重建教学形式是以上述的概念重建过程模型为根据，以前科学概念为前提，以小组合作学习为根
11、本组织形式，以科学探究为根本方式，以促进概念重建为根本目的的循环性学习过程。该教学形式突出学习的探究性和概念重建的复杂性、交互性和自控性，使概念重建和对科学本质的理解在运用科学方法而展开的科学探究过程中得到统一，强调学生在学习活动中的主体性和自控性，老师在教学过程中发挥组织者、协调者、帮助者和促进者的作用。此形式分为五个阶段，是一种循环过程。其根本程序如图1所示。(一)定向参与定向参与是概念重建教学过程的启动阶段。它的主旨是创设积极的富于驱动性的教学情景，帮助和促使学生形成并明确有价值、有意义的问题，作出自己的解释，使学生参与到学习任务中来。这阶段的主要任务是诊断并引出学生的前概念。老师要从日
12、常生活、消费实际和学生的经历中发现和提出与科学识相关的问题；学生根据各自的已有经历或前概念，作出自己的预测或猜测，并通过小组或全班交流讨论他们的预测与解释，旨在暴露学生的前概念，引发学生的认知冲突。这阶段要使学生的注意力集中在详细问题情景或事件上，由问题引发的参与过程是激发学消费生探究需要，明确探究期待，做好探究准备的过程。这一阶段老师的作用是创设问题情景、显示不一致事件以及设置驱动性的活动任务促使学生参与，其核心原那么是要充分关注学生的已有经历和个人认识(前概念)，真正贴近学生实际，要明确教学任务，制定活动规那么和程序促使每位学生都积极参与。首先，老师通过创设特定的探究性问题情境，为学生的自
13、主探究学习定向。其次，引导学生用自己的不充分的思想(前概念)尝试解释问题，从而引出学生对此主题的前概念。转贴于论文联盟.ll.(二)实验棵究实验探究阶段为学生提供引出自己原有概念的时机，通过探究新现象，获得与自己原有观念不一致的经历，目的在于造成认知心理的不平衡，促使学生重建原有的概念。在此阶段，学生多以小组合作的方式，根据自己对现象和问题的想法进展探究，明确自己和小组的观点，进展猜测、假设和预测，设计并制订实验和操究方案，进展实验或施行调查，观察记录实验现象，搜集处理数据资料，考虑证据与假设和结果的关系，进展初步分析和解释，在小组内交流和讨论。一旦学生参与到活动中，他们就会有真正属于自己的问
14、题、想法和假设，他们就渴望有时间、有时机进一步探究自己的问题，证实自己的想法和假设。假如说定向参与带来了认知不平衡(认知冲突)，那么实验和探究就开场了寻求新的平衡的过程，实验是科学探究的重要方式，也是为了探究或发现、证实或证伪而寻找事实证据、搜集数据资料的过程。为了探究而进展的实验过程是基于自己的假设和预期、经过主动设计和方案、不断进展反思和调控的极为丰富的心理活动过程，它远远超越了照方抓药式的机械操作和有什么看什么的被动观察的实验。实验探究阶段的目的还在于建构新的经历，以便为随后的建构与交流提供感性经历的支持。在实验探究活动中，学生可能会获得一些结果，也可能一无所获，但这些不是主要的，主要的
15、是让学生获得探究的经历与体验。这一阶段还具有以下几个特点。(1)这一阶段要引导学生回忆先前经历或引导学生通过探究获得全新的经历，这些经历与学生的学习目的亲密相关。(2)这阶段的话动要有利于激活学生的思维，鼓励学生进展发散型考虑(divergentthinking)，由此产生多种与问题解决相关的想法，哪怕只是一些模糊的想法。(3)在探究活动中，老师要通过一些“差异性事件(disrepantevents)来激发学生的探究兴趣。所谓“差异性事件，是指一些有趣而且结果往往意想不到，与一般“常识相违犯的科学小实验。老师通过这种实验活动(通常是演示)造成学生心理上的不平衡(disequilibriu)，从
16、而激起学生的求知欲。(4)这个阶段的活动需要老师给学生提供关于探究的技能的知识，因为学生寻求问题解决过程必须依赖于这些知识信息。(三)建构交流这阶段是建构新的认识和初步形成解释的过程，同时也是使有关概念、原理或技能变得易懂、可理解和更加清楚的过程。在这个过程中，充满了学生不同的个人概念和认识之间、个人认识与事实证据之间、个人认识与科学概念原理之间的“冲突矛盾和斗争。学生在这样的过程中，进一步暴露和明确自己的已有概念和认识，感受不同观点和解释之间的一致与差异，评价、解释、推论假设和证据之间的关系。这阶段包括三个环节。(1)澄清与交流(larityandexhange)。学生经由小组讨论、比照、解释彼此的前概念的异同，并与老师的意见交换、沟通，呈现可能的认知冲突，进展同化与顺应。(2)建构新的想法(nstrutinfneideas)。根据上述的讨论，
